基于C#二次开发AutoCAD 在汽车制造装备行业中的应用

付腊梅，曹 伟，李永刚，于海洋，张 涛，邢向宇，张怀礼

（国机铸锻机械有限公司，山东 济南 250306）

随着计算机技术的迅猛发展，计算机辅助设计已经广泛应用于各行各业中，在工程设计越来越自动化的今天，通过AutoCAD 二次开发技术，可以实现图形内的数据处理和算法优化，在数控操作中，将CAD 图形转化为数控系统可识别的NC 程序，大大减少了操作员的工作量。

AutoCAD 二次开发工具主要有：

（1）AutoLISP：简单易学，但程序运行速度慢，缺乏保护机制；

（2）ADS：代码冗余，一般不选择该方式；

（3）Visual LISP；

（4）objectARX：功能强大，编程效率高，但必须使用C++来开发，相对较难；

（5）ActiveX：VB 语言和C#；由于VB 语言相对落后，语法啰嗦，与当下流行的语言差别比较大。

所以选择C#来进行二次开发AutoCAD。

1 AutoCAD ActiveX

ActiveXAutomation 是微软公司推出的一个技术标准，该技术是OLE 技术的进一步扩展，其作用是在Windows 系统的统一管理下协调不同的应用程序，允许应用程序之间相互控制、相互调用[2]。

AutoCADActiveX 可以使编程者通过编程手段从AutoCAD 的内部或外部来操纵AutoCAD。ActiveX 是由一系列的对象，按一定的层次组成的一种对象结构，每一个对象代表了AutoCAD 中一个明确的功能，如绘制图形对象、定义块和属性等[2]。ActiveX 具有大部分AutoCAD 的功能，以方法或属性的存在封装在库中，使用时只需调用对应的方法或对象属性即可实现对AutoCAD 的操作，从而达到二次开发的目的。

2 设计实例

2.1 流程图

程序设计流程图如图1 所示。

图1 设计流程图

2.2 应用程序

在设计程序前，需要安装Visual studio 2012 和AutoCAD2014。在Visual studio.net 中新建一个标准应用程序，首先需要在应用程序中新增引用，引用Auto-CAD 的类，acdbmgd.dll,acmgd.dll，accoremgd.dll 等。这些类将提供如下操作的控件，在头文件中添加命名空间：①Autodesk.AutoCAD.EditorInput——与用户交互有关的类；②Autodesk.AutoCAD.ApplicationServices——用来定义和注册新的AutoCAD 命令；③Autodesk.AutoCAD.Runtime——提供了系统级别的功能；④Autodesk.AutoCAD.DatabaseServices——database类；⑤Autodesk.AutoCAD.Geometry——point3d 的命名空间。

2.2.1 设置窗体

引用和控件都加载完成后，需要创建窗体、类，窗体主要有“主窗体”，“板材”，“模具”，“配刀”，主窗体如图2 所示，板材窗体如图3 所示。

图2 主窗体

图3 板材窗体

2.2.2 画板材

在AutoCAD 中画板材和形成框，用两种不同颜色的线来区分。AutoCAD 图形数据库包含有表和记录，一个数据库包含9 个符号表（块表、层表、文字样式表、线型表、视图表、UCS 表、视口表、注册应用程序表、标注样式表）。记录是表的单元。要创建一个图形对象，①需要得到创建对象的图形数据库；②需要在内存中创建实体类的一个对象；③打开图形数据库的块表；④打开存储实体的块表记录；⑤将该对象添加到块表记录中。

部分代码如下：

2.2.3 模具

首先把模具信息逐行从txt 文件中读出来，放入数组；C# 中通过streamReader 类读取文本wenda 读取模具文件的信息，刀具类型、刀具号、刀具尺寸等信息，如下示例：

块和属性在AutoCAD 绘图操作中是提高绘图效率的重要手段，为了在后面配刀和优化提高效率，在读取模具的时候就同时创建对应刀具的块，到时候直接调用就可以。创建块首先创建一个Block-TableRecord 对象并设置块的名称；其次利用Transaction 类的GetObject（）函数获得当前图形的块表对象；第三、创建组成块的实体对象；第四、调用Block-TableRecord 类的成员函数AppendEntity 将组成块的实体写入块表记录中；]第五、调用BlockTable 类的Add 函数将创建的块表记录写当前图形的块表中[3]。如下示例：

2.2.4 配刀

配刀首先需要获取孔的选择集并放入数组中，根据直径大小将合适的刀具号依次放入对应的数组中，同时在AutoCAD 图形中找到对应孔的圆心做标志，方便手动修改刀具号，同时知道哪些配刀成功，哪些没有成功。这里需要用到的知识点就是获取选择集，将之前画好的刀具块放到对应的图形。选择集调用通过调用Editor 类的GetSelection 及SelectImplied 类来实现。如图4 所示，红色的为配刀成功的孔。

图4 配刀示意图

2.2.5 优化

这是非常关键的环节，一般一个加工图形中会有上百甚至几百个孔，怎么排序显得特别重要，所以这里就需要根据机械设备，加工方法以及产品尺寸来确定优化算法，这里用距离比较法，及把前边获取的孔数据放入对应数组，然后循环遍历数组，逐一比较它们之间的距离，按从小到大排序，这样就把要加工的孔按由近及远放入一个新的数组，同时达到了我们优化路径的目的，部分代码如下：

2.2.6 导出NC 程序

根据优化排序拼接NC 加工程序并导出到文本中，如图6 所示。

图6 NC 加工程序示例

3 结论

通过AutoCAD 二次开发技术，可以实现复杂图形的设计，以及图形内的数据处理和算法优化，在数控操作中，将CAD 图形转化为数控系统可识别的NC 程序，减少了操作员的工作量。通过不断的优化算法、优化路径，大大提高了车间的加工效率，节省人力成本，起到了明显的节能降耗作用。