面向现代化制造的CAD集成研究

2010-04-11王立新杨继超

制造业自动化 2010年11期

关键词：二次开发编程实体

王立新，杨继超

WANG Li-xin, YANG Ji-chao

（郑州大学机械工程学院，郑州 450001）

面向现代化制造的CAD集成研究

Reasearch of integrated CAD system for manufacturer

王立新，杨继超

WANG Li-xin, YANG Ji-chao

（郑州大学机械工程学院，郑州 450001）

针对NC编程过程中，DWG格式文件中标注尺寸不能完全真实反映出图形的实际尺寸问题，本文通过对AutoCAD进行二次开发和研究，探索了如何自动判断实际尺寸和标注尺寸差异，定制出图形标注尺寸校对功能，保证DWG文件中图形标注的准确和一致性。经实例验证，该功能的开发，可以很好保证图形尺寸的准确性、极大提高数控编程的效率。

AutoCAD；二次开发；.NET API

0 引言

AutoCAD计算机辅助设计软件被广泛应用于机械、电子、船舶、建筑、航空、服装行业。AutoCAD的强大优势在于开放的体系结构。不同的用户在使用这个通用平台过程中，可以根据自身使用情况和行业特点进行二次开发和定制。

现代加工制造业中，CAD/CAM一体化技术的发展，数控编程人员希望直接利用AutoCAD图形,以捕捉点、线的方式进行NC编程。但是，AuotCAD图形数据中的标注尺寸和实际尺寸的准确性和一致性，以往是需要进行人工校对和处理。核对计算机图形的标注尺寸和计算机图形实际尺寸时，细微的差别，单凭工程设计人员的肉眼和直觉，很难被检测出来。这些缺乏预处理的AutoCAD数据，如果直接导入数控机床，并以此为基准，来进行加工数控编程，很容易产生误差甚至是废品，这给生产带来极大的浪费和损失。传统的AutoCAD数据人工校对手段效率低下，检查难以彻底。借助对AutoCAD二次开发，利用计算机对数据进行前处理，提高数据的准确度，为下一步NC编程提供可靠的数据，非常有必要。

1 AutoCAD.NET API二次开发技术

从AutoCAD2006开始，Autodesk公司开始部分使用.NET对其软件进行开发，改变以往完全使用非托管C++的做法。基于.NET平台的开发语言有C#、VB.NET和托管C++等。本次研究以C#为手段，对AutoCAD进行开发。使用.NET对AutoCAD进行二次开发，必须使用AutoCAD.NET托管封装类，即添加acdbmgd.dll和acmgd.dll程序集引用。acdbmgd包含ObjectDBX托管类，用于AutoCAD数据库服务和DWG文件操作，acmgd.dll包含ObjectARX托管类，与AutoCAD应用程序有相关联。

图1 .Net Framework 结构

2 设计方案

2.1 AutoCAD数据库操作

对AutCAD数据文件进行自动分析校对，首先要以程序访问的方式，进入AutoCAD的数据内部进行操作。AutoCAD数据库是DWG文件在内存中的表示，是存储AutoCAD数据库对象的容器。AutoCAD的数据库对象在数据库中按层次保存，每个数库对象，保存在特定的容器中。AutoCAD数据库使用Autodesk.AutoCAD.DatabaseService命名空间中的Database类表示。

图2 AutoCAD数据库的构成

获得当前图形数据库：

在.NET开发中，有关于数据的操作是通过“事务处理”来进行。AutoCAD中事务管理器TransactionManager来控制程序所以事务。通过数据库Database.TransactionManager获取事务管理器。方法StartTransaction（）开始一个事务，Commit（）提交事务，方法Abort（）放弃一个事务。

2.2 AutoCAD实体访问方法

实体（Entity）是具有图形表示的数据库对象，包括直线、圆、文本、样条曲线和椭圆等。AutoCAD数据进行校验的很重要的一步，是进行AutoCAD实体对象的访问。AutoCAD实体保存在表记录BlockTableRecord中，表记录保存在BlockTable中。在创建AutoCAD时，一般都会存在模型空间和图纸空间。模型空间在通常情况下用于图形设计，图纸空间创建最终的打印布局。如下所示：

2.3 AutoCAD 标注尺寸判断

本次研究主要的是对实体的实际尺寸和标注尺寸进行研究。在处理AutoCAD图形的尺寸的标注，按照实体与标注的关联情况，分为关联（associated）和非关联（non associate）。程序首先遍历AutoCAD中数据库中所有标注，当发现与实体关联时，检测标注是否有被代替，如果有，需要对代替的的字符进行处理，提取代替字符串中的数字，与实体实际参数进行比对。当遇到非关联标注时，这是程序判断的难点，也是最需要注意的地方。此时，程序要进行如下步骤的操作：第一，将标注的类型分为直线长度标注、圆直径或半径标注、弧长标注、角度标注。如图3所示，确定标注为直线标注。第二，获得标注后，可以确定点a的坐标，然后按顺序在a点附近收索出点b的坐标。无论是AutoCAD图形轮廓复杂情况，均能沿图形尺寸标注界线点查找出附近标注的点b。

图3 AutoCAD标注

如图4所示，将a点按一定精度来划分区域，b点必定在某个方框区域内，先检测框1的区域，如果其中没有实体端点，继续寻找框2，依次寻找1第一圈（框1到框8），如果存在实体端点端点，停止搜寻，否则搜寻第二圈，依次循环进行，找出b点坐标（xb，yb）。按上述方法，继续找出c点坐标（xc，yc）。计算出实体的实际尺寸：

图4 a点区域

如上图3所示，如果L=17.31，则标注尺寸与实际尺寸相吻合，否则，检测出标注错误，并给予警告提示。

2.4 错误标注警告设置

当程序检测到标注错误时，发出警告来提示设计者。在此次研究中，当程序发现实体体的实际尺寸与标注尺寸不一致时，有两种警告提示的解决方案，分别是：

a. 改变实体的颜色。实体颜色，在Autodesk.AutoCAD.Colors.Color类来表示，并且它们都有相应的索引，常见的如下：

注：索引0、256分别表示颜色随块和随层。

b. 改变实体线型。在AutoCAD中，线型对象对应线型表中一条表记录，LinetypeTableRecord，在AutoCAD.net API中，通过如下方式来获取线型记录：

3 软件应用实例

图5 下拉式菜单

本软件使用C#语言，对AuotCAD平台进行二次开发。本程序为了更好的与AutoCAD进行整合，将以主菜单的形式呈现在AutoCAD中。本程序经过编译后，成为一个类库，在AutoCAD运行的程序中调用。此时在AutoCAD主菜单中多了一个“开发控件”项。在“开发控件”的主菜单下，选择“文件读取”，自动打开需要校对的AutoCAD文件。如图5所示，本例打开一幅绘制完成的AutoCAD图形。

在打开的AutoCAD图形后，点击“标注校对”选项，开始文件标注进行校对，如图6，弹出对话框。程序进行实体遍历，需要确定其标注的的属性，首先判断标注与被标注的实体关联性，按照关联与否，判断标注的准确性。本例是一个零件的三视图，当程序检测完图形后，程序检测出信息为：实体种类为3种，分别为：直线、圆和弧；当前的AutoCAD数据库中，建立了7个图层；在程序明细框中，列出了AutoCAD图形中所有的标注及标注类型，并且给出了标注错误与否的信息。此图有两处标注错误，分别是标注为15.5的直线和标注为21的圆弧。于此同时，在AutoCAD交互绘图区域中，这两处错误的实体，即直线和圆弧，自动改为ACAD_ISO02W100线型，并将颜色标记为黄色。