l引言

　　CATIA(Computer Aided Tri--dimensional Interface Applieatio.)軟件：是由世界著名的航空航天企業法國Dassault Aviation公司開發的一款包含CAD/CAM/CAE/PDM于一體的三維制圖軟件。一經推出就憑借其完美的曲面處理能力被廣泛應用于航空航天、汽車、船舶、電子等各種行業，尤其是航空航天業。

　　CATIA為了滿足不同用戶的使用需求，它給用戶預留了進行二次開發的接口，這些接口給用戶提供了一系列開發工具，用以完成宏程序執行，用戶界面定制，幾何形體生成等功能。

　　二次開發是對軟件進行個性化和專業化的有效手段，可以使軟件更好地為用戶服務，對提高工作效率和產品質量，節約研發成本和縮短開發周期有著重要的作用。憑借CATIA軟件在業界內的領先地位和其功能的完善性，把CATIA作為二次開發技術平臺，具有很好的實際應用價值和創新價值。目前國內CATIA的二次開發研究還處于起步階段，相關的資料相對較少，通過對CATIA二次開發技術進行一些探討，以期能對讀者起到拋磚引玉的作用。文中程序均在Windows XP系統下的CATIA P3V5R17版本中調試通過。

　　2 CATIA二次開發技術概述

　　一般而言，對CAD產品的二次開發工具主要有兩大類：(1)是基于OLE Automation的工具，即第三方工具，如開發AutoCAD的VBA技術;(2)是CAD軟件本身所提供的開發平臺。同樣CATIA接口也通過這兩種方式與外部程序通信：進程內應用程序(In—Process Application)方式和進程外應用程序(Out—Process Application)方式。

　　2.1進程內應用程序(1n—Process Application)方式

　　進程內訪問是指程序腳本和CATIA在同一進程內執行，這一方式主要通過CATlA的宏(Maco)命令運行。宏的方法比較簡單，在CATIA環境中即可操作，但宏在運行過程中不能接受輸入，無法改變參數值，智能程度較低，只適用于簡單的重復性操作過程。

　　2.2進程外應用程序(Out-Process Application)方式

　　我們所說的二次開發大部分都是指的進程外開發方式。在此方式下，CATIA提供了多種二次開發的接口，最主要的有兩種方法，一種是開放的基于構件的應用編程接口CAA V5技術，另一種是自動化對象編程CATIA Automation技術。前者是基于CATIA已有組件的定制開發，后者是交互方式的定制開發。兩者的共同特點是程序腳本均由第三方軟件開發，通過CATIA提供的連接組件實現兩者之間的通信。

　　2.2.1 CAA V5技術

　　CAA是組件應用架構(Component Application Architecture)的縮寫，是Dassault Systemes產品擴展和客戶進行定制開發的平臺。開發工具完全集成在Microsoft visual C++6.0環境中。

　　對于準備使用CAA技術進行CATIA二次開發的用戶，需要掌握的知識較多，除了對CATIA軟件及其文檔結構的全面了解之外，還需要具備Visual Basic、Visual C++(或Java)等語言的開發能力，同時還需具備連接端口等方面的知識翻。入門相對困難，下面要介紹的CATIA Automation技術在功能上雖不及CAA強大，但容易理解，入門容易，因此建議開發工作盡可能使用Automation完成，不足之處再借助CAA進行完善。

　　2.2.2 CArI.IA Automation技術

　　CATIA自動化是一種在解釋環境下執行，在COM基礎上實現的技術，繼承了COM的與語言無關、進程透明特點，簡化了COM的底層細節，應用更加廣泛。COM(ComponentObjectModel，組件對象模型)是一種二進制兼容規范，使不同語言開發的組件在二進制可執行代碼級基礎上相互通信，增強了代碼的重用性，提高了編程效率。這一技術的主要思想就是用一種程序去控制另一種程序，Automation并不能直接地獲取和處理數據，只能間接地通過開放的對象、方法和屬性，來獲取、設置和處理數據。

　　CATIA Automation提供了眾多的接口對象和枚舉數據類型，其中包含一些CATIA定義的專用數據常量。接口對象就是二次開發的API函數。數據常量在應用程序和CATIA進行數據通信時，可以直接引用，不需要重新定義，由于使用了自動化技術，信息的傳遞過程對應用程序來說是不可見的。

　　(1)CATIA API介紹

　　API(Application Programming Interface。應用程序編程接口)是一套用來與外界進行通信的，CATIA預先編好的一組函數。他們包含在一個附加名為DLL的動態鏈接庫文件中，在Xl：programFilesDassault systemesBx2intel-acodebin目錄下可以找到這些文件(X1為CATIA安裝的盤符名稱，X2為CATIA的版本號)。不同的CATIA文檔對應不同的API，具體的CATIA文檔結構，如圖l所示。從圖中可以看出，編程時文檔結構與手繪時圖形的樹狀結構順序是一樣的。

　　圖1 CATIA軟件文檔結構

　　(2)CATIA重要對象介紹

　　在CATIA Automation中，所有的數據都被封裝成了對象的形式，并形成我們在建模時常見的逐層包含的樹狀結構。Application是根對象，下面又派生出許多子對象。每一個對象都有其自己的操縱集合的方法和屬性，如添加(Add)、刪除(Remove)、獲取子項(Item)方法和數量(Count)屬性等。

　　Application是CATIA的根對象，由它派生出各種CATIA的操作對象。

　　CATIA文檔包含多種類型，如零件(Part)、產品(Product)、工程圖(Drawing)等。而Documents對象就是這幾種對象的集合，而Document則是上面所述文檔中的某一種，對不同的文檔有不同的屬性和操作方法。Application對象建立好之后，可以通過Add方法添加一個新文檔。

　　從對象的名稱里可以看出這兩個對象儲存的是關于文檔視圖的一些信息。對應二維和三維圖形，Cameras對象包含了Camera2D和Camera3D兩種對象。

　　同Documents和Document對象關系相似，Windows對象指的是CATIA中所有打開的窗口的集合，Window對象則是指的某一特定窗口。Windows對象有—個常用的Active Window屬性，它指代的是當前活動窗口。

　　3 CATIA二次開發技術的應用

　　3.1 CATlA二次開發前的準備工作

　　在進行CATIA的二次開發之前，還應清楚兩個問題。(1)選擇合適的開發語言。(2)對CATIA編程的整體流程有—個清晰的思路。CATIA進行編程的整體流程可用圖進行示意說明網。如圖2所示。

　　圖2 CATlA編程流程表圖

　　3.2 Visual Basic語言開發CATIA實例

　　作者結合所做課題，用VB語言開發的自動繪制螺旋槳的程序。過程清楚明了，易于理解

　　3.2.1連接CATIA，創建APPlication對象

　　啟動VB程序，新建—個“標準EXE”工程。在菜單欄中點擊“工程(P)一引用(N)”命令，在彈出的“引用一工程l”對話框中，把以“CATIA V5”開頭的項全部選中，點擊“確定”，如圖3所示。這樣VB就包含了CATIA的庫文件，在編寫代碼時可以使用自動完成功能。

　　圖3在VB中包含CATlA類型文庫

　　連接VB和CATIA及獲取Application對象代碼：

　　…

　　setCATIA=Getobject("CATIApplication")

　　…

　　3.2.2創建Documents對象，進行草圖1的繪制

　　…

　　Set sketchesl=bodyl sketches

　　…

　　3.2.3關鍵代碼分析

　　獲得草圖對象后，即可繪制草圖，下面代碼繪制一個圓心在原點，半徑為45m的圓。并拉伸成高為30mm的螺旋槳基體。

　　Setcircle2DI：factory2D1.Create Closed Circle(0.000000，0.000000，45.000000) Setpoint2Dl=axis2D1.Getltem(“原點”) ciIcle2Dl CenterPoint=point2D1

　　…

　　草圖完成后，有關閉標編輯命令，并對零件進行更新。零件體美完成一項新的操作后，都要進行更新操作，否則無法體現操作效果。

　　…

　　Set shapeFactoryl=partI.ShapeFactory

　　Set padl=shapeFactoryI.AddNewPad(sketchl，30.000000)

　　設置輔助平面1，畫槳葉第—條邊線，平面2及邊線2設置過程相同

　　Set hybridShapesl=bodyl.HybridShapes

　　Set reference4=hybridShapesI.Item(”平面.1”)

　　Set sketc2=sketchesl.Add(reference4)

　　創建多截面曲面并加厚Imm

　　SethybridShapeLoftl=hybridShapeFaetoryI.AddNewLoft()

　　對槳葉圓陣列，完成建模

　　SetcircPatteml=shapeFactoryl.AddNewCircPattem(Nothing，l，2，20.000000,45.000000,1，1，reference22，reference23，Tme，0.000000，True)

　　在VB中，點擊“F5”運行程序.得到最終模型，如圖4所示。

　圖4 建模結果

　　4結論

　　CATIA作為一款高端的CAD/CAM軟件，其應用領域正不斷擴大，應用需求也越來越多，為了更好地利用CATIA軟件資源，滿足個性化使用要求，對CATIA進行二次開發已經成為軟件技術人員必須掌握的一門技術。為未來我國制造業、裝備業的發展提供充足的技術支撐。

　　基于Visual Basic語言的軟件開發，已可以實現軟件的大部包括對于CATIA零件庫的開發，數控加工的開發等各個領域，尤其適合中小企業的矗用需求。但我們可以看到，現代CAD軟件二次開發工具都朝著面向對象技術發展，友好的人機容性和穩定的跨平臺移植將成為必不可少的要求。同時，CAA平臺的二次開發，不僅可實現VB語言的全部功能，還能在電子樣機、協同設計、虛擬裝配和虛擬制造等技術領域有更廣闊的應用，因此推廣和掌握CAA開發技術，特別是CAA VC++技術，將是未來發展的必然要求。