基于AutoCAD二次开发的数字采矿设计教学与实践

王富林 曾 晟 孙 冰

南华大学核资源工程学院 湖南衡阳 421001

基于AutoCAD二次开发的数字采矿设计教学与实践

王富林 曾 晟 孙 冰

南华大学核资源工程学院 湖南衡阳 421001

为提高采矿工程专业学生数字采矿设计的技能，满足数字矿山建设对人才的需要，探讨AutoCAD二次开发在数字采矿设计中的应用及教学实践势在必行。以参数化的设计方法为基础，基于AutoLISP语言对AutoCAD进行二次开发，编写了采矿巷道三心拱断面绘图程序，大大提高了采矿设计绘图效率，对于提高CAD教学质量和培养学生专业综合素质有着积极的意义。

AutoCAD；二次开发；参数化设计；数字采矿设计；教学实践

采矿工业作为国民经济的基础行业，进入新世纪以来，数字矿山技术逐步在矿山企业推广应用，以数字采矿设计为基础的数字矿山技术将是采矿行业的发展方向，培养学生进行数字采矿设计的基本技能将成为采矿工程专业教学的基本任务和目标之一。

AutoCAD辅助绘图是该专业学生进行数字采矿设计的基础，但目前其教学和应用主要停留在辅助绘图的较低层次：一方面费时费力，再者不能与现代采矿发展方向相适应，且对学生的专业综合素质训练效果一般、指导教师辅导工作量大。当今“数字矿山”等设计理念促使采矿设计过程向更加科学、合理的数字设计方向发展，其应用正在逐渐成为利用计算机进行采矿设计的主流方向。面对新的采矿设计理念和需求，如何在教学中拓展新的CAD辅助设计手段，并有效发挥其作用是值得我们深思的问题。

1 AutoCAD二次开发在数字采矿设计教学中的必要性与可行性

1.1 二次开发教学的必要性

数字采矿设计能大大提高设计工作效率，降低设计的教学辅导难度，对于训练学生的采矿专业素养具有积极的意义。AutoCAD是采矿设计的基础工具，但作为通用绘图软件，其功能不能完全满足矿山数字化建设的需要，这就要求对其系统进行二次开发，以满足采矿工程专业绘制设计图的需要。因此，在数字采矿设计教学中增加二次开发教学内容是很有必要的。

1.2 二次开发教学的可行性

采矿专业普遍开设计算机基础、C语言程序设计、AutoCAD辅助制图、数字矿山技术等课程，学生的计算机编程素质和能力显著提升，为AutoCAD二次开发奠定了较好的基础，再者CAD本身具有开放、完善的接口，VisualLISP开发环境易学易用。

2 AutoCAD二次开发工具

AutoLISP是嵌入在AutoCAD内部的一种编程语言，也是AutoCAD软件开发人员的主要工具之一。其既具有一般高级语言的基本结构和功能，又有强大的图形处理功能，可直接调用AutoCAD命令。利用它可以增加和修改AutoCAD 命令，任意扩大图形编辑功能，建立图形库和数据库等。本文选用AutoLISP作为AutoCAD进行二次开发的工具。

3 巷道三心拱断面程序设计

采矿巷道三心拱断面程序设计思路为：程序采用DCL编写对话框，用于用户输入各种参数，编辑各类子程序，之后由对话框驱动程序将参数传给AutoLISP主程序。在主程序中先对参数进行判断，并由此计算出其他变量，然后调用相关绘图子程序绘制三心拱。

3.1 参数输入对话框设计

先提取出巷道三心拱绘图所控制的主要参数，对于每个参数以对话框的形式输入。由于三心拱的参数有十几个，如果从AutoCAD命令行下输入会比较慢。本程序参数输入对话框采用DCL语言编写，可能被AutoLISP直接调用（如图1所示）。按照对话框中的提示，采用“TAB”键依次输入三心拱的各个参数，最后点击“确定”即可完成参数的输入。三心拱的参数都有范围限制，输入时最好不要超过这些限制，否则可能会导致程序无法运行。

图1 巷道断面设计参数输入对话框

3.2 相关子函数

在一般的程序中，子函数会有很多。子函数的设计有利于程序日后的修改和升级，对于提高效率有很大的作用。本次巷道三心拱断面程序设计采用子函数方法，通过设计多个子函数，分解整个程序难度。

3.2.1 对话框驱动函数

在完成对话框之后一个比较重要的工作就是把对话框里面的参数传递给方程序的相关变量，将用户输入的参数传递到主程序中，以便于下一步的绘图。函数代码如下：

3.2.2 获取圆弧端点子函数

三心拱有3个圆弧，这3个圆弧的连接是一个非常棘手的问题，如果能够获得每一个圆弧的端点坐标，问题就简单了许多。本子函数的功能就是这个。本函数直接访问AutoCAD数据库，得到所要的信息。代码如下：

（DEFUN qzd （EB / EX） ；子函数，获取圆弧的起点中点和端点

3.2.3 工字形轨道绘制子函数

函数需要一个坐标参数。

“w” “0.5” “0.5” “”. 3.3 巷道断面三心拱绘制主程序设计

三心拱主程序主要完成以下几个工作：启动对话框，调用对话框驱动函数将参数传递到主程序的相关变量中，对各个参数进行验证以及整体上的可行性分析，根据输入变量计算相关变量，并完成绘制三心拱工作。下面以双轨为例介绍部分程序代码。

4 结束语

以巷道三心拱断面程序设计教学为例，介绍了AutoCAD二次开发在数字采矿设计教学中的应用，为该专业学生掌握AutoCAD二次开发提供方便，并将AutoCAD二次开发应用于数字采矿设计，有利于提高设计效率，提高学生专业综合素质。

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［4］ 李争荣，潘俊涛，张文方.基于CAD 软件创建采矿工程设计标准线型及填充图案［J］.价值工程，2014（5）：198-200.

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The Study of Teaching and Practice of Digital Mining Design Based on Secondary Development of AutoCAD

Wang Fulin， Zeng Sheng， Sun Bing

School of Nuclear Resources Engineering， University of South China， Hengyang， 421001， China

In order to improve students'skills related to Digital mining design in the major of Mining Engineering and meet the demand of talents on the building of Digital mine， it will be the most important part to study the application of secondary development of AutoCAD in Digital mining design and its teaching practice. Based on parametric design and secondary development of AutoCAD， this paper gives us the way of Basket-handle arch tunnel cross-section， so that will raise greater effciency of design drawing. At last， it will also have positive impact on teaching quality of CAD and the way of training students' profession ability and multiple qualities.

AutoCAD； secondary development； parametric design； digital mining design； teaching and practice.

2015-06-02

王富林，硕士，讲师。通讯作者：曾晟，博士，副教授。

南华大学高等教育研究与改革重点课题：基于卓越工程师人才培养的《数字矿山技术》课程教学研究与实践（编号：2015XJG-ZD03）；基于“卓越工程师教育培养计划”的矿物资源工程专业培养方案研究（编号：22014XJG-ZD03）；南华大学网络教育资源建设项目“地矿类专业AutoCAD辅助设计多媒体教学实践与资源建设”。