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摘要：目前高职机械创新设计课程当中主要存在机构组合不当以及创新设计实验平台不完善等方面的问题，基于此本文以UGNX为主要开发平台，使用VC++6.0技术在UG/Open API开发平台上，建立三维机械创新设计的参数化尺寸驱动构件库，以提高高职在校学生的机械创新设计能力。
关键词：UGNX 机械创新设计 实验平台 UG/Open API
高职院校是我国培养创新专业人才的基地，必须以启发学生的创新能力为主要发展方向。虽然我国开展高职教育以来，培养出了众多机械专业的人才，但是这些毕业生往往社会应用性和就业时效性以及创新能力都不高，这无论从质量上还是数量上仍与社会对机械专业人才的需求有很大差距。当前各高校对于学生机械创新能力的培养仍处于初级阶段，依旧借助于一些比较简单的、老旧的构件组合实验平台，高价的实验平台使得普通高职院校很难满足人手一台的需求。同时，在这些实验平台上设计的构件数量也有限，不能完全满足设计者的设计意图。因此，开发和应用机械创新设计实验平台就显得非常必要。机械创新设计不仅仅是功能的叠加与创新，更应该是机构的创新。机械创新设计已成为目前高职机械专业亟待解决的研究课题。
一、 基于UGNX机械创新设计实验平台建立
1.1 关系表达式法
关系表达式法第一步就是要在构件库当中建立一个具体的零件，系统操作的用户根据所需调用这个零件的时候，必须要将该零件的存储名进行修改。第二步，在修改尺寸变量表达式的参数值时参照构件手册对应的数据。最终这个零件就可转成装配图当中的工作零件。其具体步骤可表示为（File→New→输入构件名→Application/Modeling→Tools/Expression→参数编辑→存储该零件→零件调用）。虽然这种关系表达式法创建起来较为简单快捷，但是用户必须要在完成查找零件模板基础之上，再进行改名以及参照构件手册进行尺寸修改等操作，这些操作交互繁琐，应用起来效率不高。
1.2用户自定义特征法
用户自定义特征法第一步也是要在构件库当中建立一个具体的零件，第二步根据参数表达式对该零件进行命名与编辑。最终生成该零件，并定义存储为 .udf 的文件。其具体操作步骤为：首先要启动UGNX，其次在UGNX成功启动以后再构件库当中创建一个新的实体。第三，通过Tools/Expression查看所新建实体的参数值与参数名，修改以后确认退出。最后再通过File→Export→User Defined Feature 输出该零件用户的自定义特征。用户自定义特征法的主要有点表现为：可以建立各零件特征之间的关系，定义当中的特征变量，设置变量的缺省值，用户操作时可以提示相关关键值。其缺点主要表现为必须要在创建新的零件之后参照构建手册才能对零件输入用户自定义特征。
1.3 零件族法
零件族法第一步也是要在构件库当中建立一个具体的零件，可以称之为零件模版，第二步根据参数表达式对该零件进行命名，来确定该零件的尺寸，将命名后的零件参数添加到电子表格内，第三步就是将这些族内零件所对应的参数值填写完整，在调用构件需要修改零件模板的尺寸变量的时候就可以直接通过选择参数来调整，就可以得到所需选择的构件。其具体操作步骤为：首先要启动UGNX，其次在UGNX成功启动后通过File-New，输人模具构件名。再通过Application-Modeling建立一个具体零件（Template Part），然后通过Tools-Expression来进行参数表达式的命名与编辑。最后通过Tools-Part Families选择Available Columns，在栏目下选定参数。零件族法主要优点在于创建起来比较直观，相对容易一些。由于这种方法具有子装配功能，所以成为建立UGNX构件库系统的最常用的方法。零件族法的缺点表现为用户在标准建库查找型号各异的零件比较繁琐，必须在电子表格参数表内输入正确参数，稍有差错都不能查找出，故工作量比较大。
1.4 编程法
编程法主要采用的是UGNX/Open Grip或是UGNX/Open API对每类零件进行参数化程序编写。编程法主要优点就是调用最方便，应用层次在各种方法当中最高，缺点主要表现为编写程序所需要的工作量比较大。
二、基于UGNX机械创新设计实验平台用户界面设计
2.1 UGNX/Open Menu Script
用户可以通过文本编辑器来对UGNX菜单文件进行编辑，这样才可以生成用户化的菜单，进而可以在平台上集成特殊应用。UGNX/Open Menu Script支持UGNX菜单修改，来执行用户User Tools文件、程序及操作系统命令等二次开发。
2.2 UGNX/Open UIStyler
用户可以通过可视化工具开发UGNX对话框，具有的功能比UGNX/Open Menu Script更加强大。UGNX/Open UIStyler可以避免复杂的GUI编程，利用实时可见的基本控件的组合生成不同的对话框，可与UGNX/open MenuScript， UGNX/Open API，UGNX/Open GRIP等进行集成。
三、基于UGNX机械创新设计实验平台构件库的建立
3.1 图库的构成
通过子程序来实现建立构件的功能，并自动形成装part文件，即可节省大量磁盘空间。图库当中的同一类构件中相似性比较大，所以同一类构件中各个子程序可以通用，大大减少了编程工作量。每一构件图库的建立可以实现构件模型的全部参数化问题。
3.2 图库的实现
二次开发结果的目录存放在指定才的UGNX-env.dat文件中，并在该目录下建立startup和application两个子目录。利用UGNX/Open UIStyler创建出的对话框基本和UGNX风格保持一致，交互过程也与UGNX的习惯完全符合，因此数据输入方便灵活。一旦输入了非法数据，就会有足够的信息提示用户，并在数据输入合法情况下才可以进行下一步。UGNX/Open UIStyler对话框自动生成*.dlg 、*._ template.c和*.h这三个文件。其中，*.dlg是UIstyler对话框界面文件，封装了对话框的图形界面；*._ template.c是UIStyler对话框当中的模版文件，而*.h则是UIStyler对话框c语言头文件。MenuScript的菜单编辑样本由*._template.c文件来提供，相关的菜单文件也可以可以借助于*._template.c文件来编辑，修改*._template.c模板文件工作可以通过应用UGNX/Open API函数来实现。在VisualC++6.0基础平台下，即可完成所有操作，最终和*.h文件编译链接生成可调用的*.DLL文件。把生成*.dll文件和*.dlg文件分别存入application和startup目录下，重新启动UGNX时，即可自动加入客户定制菜单模块。
结语
我国当前各高职院校培养学生的机械创新能力基本还是依托于简单的构件组合实验，建立基于UGNX的实验平台，有效克服了机构组合不当的问题，切实能提高学生的机械创新能力和电子计算机动手应用能力，适于在各高校推广。
参考文献
[1] 樊仕龙. 机械创新设计优化系统[J]. 知识经济. 2010（11）
[2] 李秋娟，张兵. 论CAD在机械设计中的应用及机械制造技术的新发展[J]. 化学工程与装备. 2010（03）
[3] 张胜霞，谢让. 基于Web的机械设计支持系统的开发[J]. 现代机械. 2002（03）
关键词：UGNX 机械创新设计 实验平台 UG/Open API
高职院校是我国培养创新专业人才的基地，必须以启发学生的创新能力为主要发展方向。虽然我国开展高职教育以来，培养出了众多机械专业的人才，但是这些毕业生往往社会应用性和就业时效性以及创新能力都不高，这无论从质量上还是数量上仍与社会对机械专业人才的需求有很大差距。当前各高校对于学生机械创新能力的培养仍处于初级阶段，依旧借助于一些比较简单的、老旧的构件组合实验平台，高价的实验平台使得普通高职院校很难满足人手一台的需求。同时，在这些实验平台上设计的构件数量也有限，不能完全满足设计者的设计意图。因此，开发和应用机械创新设计实验平台就显得非常必要。机械创新设计不仅仅是功能的叠加与创新，更应该是机构的创新。机械创新设计已成为目前高职机械专业亟待解决的研究课题。
一、 基于UGNX机械创新设计实验平台建立
1.1 关系表达式法
关系表达式法第一步就是要在构件库当中建立一个具体的零件，系统操作的用户根据所需调用这个零件的时候，必须要将该零件的存储名进行修改。第二步，在修改尺寸变量表达式的参数值时参照构件手册对应的数据。最终这个零件就可转成装配图当中的工作零件。其具体步骤可表示为（File→New→输入构件名→Application/Modeling→Tools/Expression→参数编辑→存储该零件→零件调用）。虽然这种关系表达式法创建起来较为简单快捷，但是用户必须要在完成查找零件模板基础之上，再进行改名以及参照构件手册进行尺寸修改等操作，这些操作交互繁琐，应用起来效率不高。
1.2用户自定义特征法
用户自定义特征法第一步也是要在构件库当中建立一个具体的零件，第二步根据参数表达式对该零件进行命名与编辑。最终生成该零件，并定义存储为 .udf 的文件。其具体操作步骤为：首先要启动UGNX，其次在UGNX成功启动以后再构件库当中创建一个新的实体。第三，通过Tools/Expression查看所新建实体的参数值与参数名，修改以后确认退出。最后再通过File→Export→User Defined Feature 输出该零件用户的自定义特征。用户自定义特征法的主要有点表现为：可以建立各零件特征之间的关系，定义当中的特征变量，设置变量的缺省值，用户操作时可以提示相关关键值。其缺点主要表现为必须要在创建新的零件之后参照构建手册才能对零件输入用户自定义特征。
1.3 零件族法
零件族法第一步也是要在构件库当中建立一个具体的零件，可以称之为零件模版，第二步根据参数表达式对该零件进行命名，来确定该零件的尺寸，将命名后的零件参数添加到电子表格内，第三步就是将这些族内零件所对应的参数值填写完整，在调用构件需要修改零件模板的尺寸变量的时候就可以直接通过选择参数来调整，就可以得到所需选择的构件。其具体操作步骤为：首先要启动UGNX，其次在UGNX成功启动后通过File-New，输人模具构件名。再通过Application-Modeling建立一个具体零件（Template Part），然后通过Tools-Expression来进行参数表达式的命名与编辑。最后通过Tools-Part Families选择Available Columns，在栏目下选定参数。零件族法主要优点在于创建起来比较直观，相对容易一些。由于这种方法具有子装配功能，所以成为建立UGNX构件库系统的最常用的方法。零件族法的缺点表现为用户在标准建库查找型号各异的零件比较繁琐，必须在电子表格参数表内输入正确参数，稍有差错都不能查找出，故工作量比较大。
1.4 编程法
编程法主要采用的是UGNX/Open Grip或是UGNX/Open API对每类零件进行参数化程序编写。编程法主要优点就是调用最方便，应用层次在各种方法当中最高，缺点主要表现为编写程序所需要的工作量比较大。
二、基于UGNX机械创新设计实验平台用户界面设计
2.1 UGNX/Open Menu Script
用户可以通过文本编辑器来对UGNX菜单文件进行编辑，这样才可以生成用户化的菜单，进而可以在平台上集成特殊应用。UGNX/Open Menu Script支持UGNX菜单修改，来执行用户User Tools文件、程序及操作系统命令等二次开发。
2.2 UGNX/Open UIStyler
用户可以通过可视化工具开发UGNX对话框，具有的功能比UGNX/Open Menu Script更加强大。UGNX/Open UIStyler可以避免复杂的GUI编程，利用实时可见的基本控件的组合生成不同的对话框，可与UGNX/open MenuScript， UGNX/Open API，UGNX/Open GRIP等进行集成。
三、基于UGNX机械创新设计实验平台构件库的建立
3.1 图库的构成
通过子程序来实现建立构件的功能，并自动形成装part文件，即可节省大量磁盘空间。图库当中的同一类构件中相似性比较大，所以同一类构件中各个子程序可以通用，大大减少了编程工作量。每一构件图库的建立可以实现构件模型的全部参数化问题。
3.2 图库的实现
二次开发结果的目录存放在指定才的UGNX-env.dat文件中，并在该目录下建立startup和application两个子目录。利用UGNX/Open UIStyler创建出的对话框基本和UGNX风格保持一致，交互过程也与UGNX的习惯完全符合，因此数据输入方便灵活。一旦输入了非法数据，就会有足够的信息提示用户，并在数据输入合法情况下才可以进行下一步。UGNX/Open UIStyler对话框自动生成*.dlg 、*._ template.c和*.h这三个文件。其中，*.dlg是UIstyler对话框界面文件，封装了对话框的图形界面；*._ template.c是UIStyler对话框当中的模版文件，而*.h则是UIStyler对话框c语言头文件。MenuScript的菜单编辑样本由*._template.c文件来提供，相关的菜单文件也可以可以借助于*._template.c文件来编辑，修改*._template.c模板文件工作可以通过应用UGNX/Open API函数来实现。在VisualC++6.0基础平台下，即可完成所有操作，最终和*.h文件编译链接生成可调用的*.DLL文件。把生成*.dll文件和*.dlg文件分别存入application和startup目录下，重新启动UGNX时，即可自动加入客户定制菜单模块。
结语
我国当前各高职院校培养学生的机械创新能力基本还是依托于简单的构件组合实验，建立基于UGNX的实验平台，有效克服了机构组合不当的问题，切实能提高学生的机械创新能力和电子计算机动手应用能力，适于在各高校推广。
参考文献
[1] 樊仕龙. 机械创新设计优化系统[J]. 知识经济. 2010（11）
[2] 李秋娟，张兵. 论CAD在机械设计中的应用及机械制造技术的新发展[J]. 化学工程与装备. 2010（03）
[3] 张胜霞，谢让. 基于Web的机械设计支持系统的开发[J]. 现代机械. 2002（03）