基于AUTOCAD的圖形數(shù)據(jù)庫技術(shù)研究

向 渝 譚安平

（成都理工大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院，四川 樂山 614000）

基于AUTOCAD的圖形數(shù)據(jù)庫技術(shù)研究

向 渝 譚安平

（成都理工大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院，四川 樂山 614000）

目前協(xié)同設(shè)計(jì)是國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。在協(xié)同設(shè)計(jì)中不可避免會(huì)產(chǎn)生沖突，結(jié)果沖突是協(xié)同設(shè)計(jì)中需要解決的主要沖突之一。文章研究的主要目的就是應(yīng)用SQL2000和VBA開發(fā)工具設(shè)計(jì)出一個(gè)統(tǒng)一的圖形數(shù)據(jù)庫，使協(xié)同設(shè)計(jì)者準(zhǔn)確高效的對CAD圖形進(jìn)行操作、管理。同時(shí)數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸信息量也要少，提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度和穩(wěn)定性。

協(xié)同設(shè)計(jì)；圖形數(shù)據(jù)庫；VBA

實(shí)時(shí)協(xié)同設(shè)計(jì)技術(shù)研究則是網(wǎng)絡(luò)支持的協(xié)同設(shè)計(jì)領(lǐng)域的熱點(diǎn)研究內(nèi)容之一。但由于Internet 網(wǎng)絡(luò)帶寬限制等諸多方面的影響，實(shí)時(shí)協(xié)同設(shè)計(jì)是較難實(shí)現(xiàn)的。

本文以分布和集中式結(jié)構(gòu)混合構(gòu)造了一個(gè)實(shí)時(shí)設(shè)計(jì)系統(tǒng)，用 SQL2000建立了一個(gè)統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)圖形數(shù)據(jù)庫。為實(shí)時(shí)協(xié)同設(shè)計(jì)提供了基礎(chǔ)條件。

（一）開發(fā)設(shè)計(jì)

1.開發(fā)工具的選擇

長期以來， AUTOCAD一直是主流的二維cad軟件，它提供了強(qiáng)大的構(gòu)造、管理通用圖形對象的功能以及豐富的二次開發(fā)手段。以往的二次開發(fā)大多關(guān)注工程技術(shù)，較少涉及圖形數(shù)據(jù)庫技術(shù)，AUTOCAD2000版本后，增加了VBA作為開發(fā)工具，受到眾多開發(fā)者的歡迎，相關(guān)書籍也增多。在 VBA環(huán)境中，開發(fā)者不僅可以使用 VB中的一切功能，而且可以存取AUTOCAD的整個(gè)對象結(jié)構(gòu)，因此我們選擇VBA工具實(shí)現(xiàn)實(shí)體數(shù)據(jù)庫的開發(fā)。

2.實(shí)體數(shù)據(jù)

AUTOCAD的基本功能是繪圖，繪出圖形都是以實(shí)體的形式保存。每個(gè)實(shí)體都對應(yīng)著相應(yīng)的實(shí)體數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)是有唯一編號(hào)的。在cad的DXF組碼中對每一個(gè)實(shí)體都進(jìn)行了相應(yīng)的標(biāo)識(shí)，就如同房間號(hào)。相應(yīng)的數(shù)據(jù)就存儲(chǔ)在房間當(dāng)中。本課題需要完成的主要任務(wù)就是實(shí)現(xiàn)圖形和數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)和圖形的轉(zhuǎn)換，使圖形和數(shù)據(jù)方便快捷的共享。圖形中的實(shí)體數(shù)據(jù)包括實(shí)體的名稱（如直線、圓、塊等）、ID、點(diǎn)坐標(biāo)、圖層、線型等。

3.數(shù)據(jù)庫的連接

AutoCAD的ActiveX Automation技術(shù)允許AutoCAD與其他具有ActiveX Automation技術(shù)的外部應(yīng)用程序交換數(shù)據(jù)信息。這樣，AutoCAD數(shù)據(jù)信息的來源就被擴(kuò)大了，它既可以從其他應(yīng)用程序獲得遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出原有的DWG等AutoCAD文件格式的數(shù)據(jù)信息，另一方面，也可以把自身圖形文件中的信息存儲(chǔ)到其他應(yīng)用程序的文件中。一個(gè)最典型的例子就是AutoCAD可以把圖形文件中的屬性數(shù)據(jù)傳送到Microsoft Excel中去，并存為Excel的報(bào)表，以便于管理。

圖1 數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序的組織

在AutoCAD 2005 VBA中可用的數(shù)據(jù)庫訪問接口有三種：ActiveX數(shù)據(jù)對象(ADO)、數(shù)據(jù)訪問對象(DAO)和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)對象(RDO)。本課題運(yùn)用ActiveX數(shù)據(jù)對象(ADO)訪問數(shù)據(jù)庫。

（二）實(shí)體數(shù)據(jù)處理

1.用戶事件的捕捉

設(shè)計(jì)者操作實(shí)體數(shù)據(jù)需要自動(dòng)錄入數(shù)據(jù)庫，對設(shè)計(jì)者操作的捕捉主要用到 VBA中文檔層事件。當(dāng)系統(tǒng)中發(fā)生一個(gè)事件時(shí)，例如：當(dāng)設(shè)計(jì)者添加、刪除或修改一個(gè)對象，或者當(dāng)用戶執(zhí)行 UNDO,REDO等命令時(shí)，文檔層事件都會(huì)自動(dòng)觸發(fā)。課題用到文檔層事件中的 Begin Command、Object Added、Object Modified和Begin Close事件等。例如當(dāng)刪除命令開始時(shí)，觸發(fā)數(shù)據(jù)處理模塊的代碼如下：

Private Sub AcadDocument _BeginCommand(ByVal CommandName As String)

If CommandName = "ERASE" Then

Call delete ’ 刪除實(shí)體并把實(shí)體數(shù)據(jù)錄入數(shù)據(jù)庫（delete宏為自寫代碼）

End If

End Sub

2.圖形數(shù)據(jù)庫的建立

圖形數(shù)據(jù)庫用SQL2000建立，數(shù)據(jù)庫名為tuxing，包含四個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表tuku（實(shí)體信息總表），delete（刪除實(shí)體信息表），add（添加實(shí)體信息表），modify（修改實(shí)體信息表）。

實(shí)體數(shù)據(jù)信息在SQL圖形數(shù)據(jù)庫中的格式，如圖2所示為直線數(shù)據(jù)在tuku表中格結(jié)構(gòu)。

圖2 直線數(shù)據(jù)格式

3.實(shí)體數(shù)據(jù)的處理

要對圖形空間中實(shí)體數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確的處理，需要每個(gè)實(shí)體有唯一的編號(hào)。在 AUTO CAD中每個(gè)實(shí)體對應(yīng)一個(gè)唯一的objectID，因此objectID成為一個(gè)實(shí)體唯一的標(biāo)識(shí)。在實(shí)體創(chuàng)建時(shí)，可對實(shí)體添加擴(kuò)展數(shù)據(jù)，將實(shí)體對應(yīng)的objectID號(hào)寫入擴(kuò)展數(shù)據(jù)，使擴(kuò)展數(shù)據(jù)成為實(shí)體的新標(biāo)識(shí)。擴(kuò)展數(shù)據(jù)可以由設(shè)計(jì)者賦值，將原實(shí)體的擴(kuò)展數(shù)據(jù)賦值給遠(yuǎn)端重新生成的實(shí)體，使原實(shí)體和生成實(shí)體都具有相同的標(biāo)識(shí)并在 SQL圖形數(shù)據(jù)庫中對應(yīng)唯一的數(shù)據(jù)。

（1）添加實(shí)體數(shù)據(jù)的處理圖中，對齒輪剖面線的自動(dòng)添加、位置公差和粗糙度的標(biāo)注基本沒涉及，使得齒輪參數(shù)設(shè)計(jì)不是很全面，需要設(shè)計(jì)者自行添加部分較多。

（1）齒輪剖面線

在VBA中，提供了AddHatch命令來對剖面進(jìn)行添加，命令中需要設(shè)置剖面區(qū)域，剖面線類型，剖面線名稱及剖面關(guān)聯(lián)性。剖面區(qū)域需要是由實(shí)體圍成的封閉區(qū)域。程序自動(dòng)完成剖切時(shí)，需要區(qū)域選擇是首尾相連依次選擇。下面列舉 實(shí)心式齒輪上部分剖面線自動(dòng)生成程序：

patternName = "ANSI31"

PatternType = 0

bAssociativity = True

' Create the associative Hatch object

Set hatchOb =

ThisDrawing.ModelSpace.AddHatch(PatternType,

patternName, bAssociativity)

Dim outerLoop (0 To 1) As AcadEntity

Dim strr(11) As Double

strr(0) = 0.4 * da

strr(1) = 1.5 * da - df / 2

strr(2) = 0.4 * da + s

strr(3) = 1.5 * da - df / 2

strr(4) = 0.4 * da + s

strr(5) = 1.5 * da - d3 /2 - t

strr(6) = 0.4 * da + s - t

strr(7) = 1.5 * da - d3 / 2

strr(8) = 0.4 * da + t

strr(9) = 1.5 * da - d3 / 2

strr(10) = 0.4 * da

strr(11) = 1.5 * da - d3 /2 - t

Set outerLoop (0) =

ThisDrawing.ModelSpace.AddLightWeightPolyline(strr)

pt1(0) = 0.4 * da

pt1(1) = 1.5 * da - d3 /2 - t

pt2(0) = 0.4 * da

pt2(1) = 1.5 * da - df /2 Set outerLoop1(1) =

ThisDrawing.ModelSpace.AddLine(pt1, pt2)

' Append the outer loop to the hatch object,and display the hatch

hatchOb.AppendOuterLoop (outerLoop)hatchOb.Evaluate

（2）齒輪位置公差

VBA中提供了AddTolerance命令來添加公差的標(biāo)注，在系統(tǒng)中程序自動(dòng)讀取設(shè)計(jì)者對齒輪位置公差參數(shù)的設(shè)置，并把它賦值到標(biāo)注當(dāng)中。選擇設(shè)定的位置對齒輪進(jìn)行標(biāo)注。跳動(dòng)公差標(biāo)注程序如下：

Dim textString As String

Dim insertionPoint(0 To 2) As Double

Dim direction(0 To 2) As Double

Dim toler As Double

toler = zhichidata.TextBoxtiao.text

' Define the tolerance object

textString = "{Fgdt;h}%%v0" & toler &"%%v{Fgdt;A}"

insertionPoint(0) = 0.5 * da + s + vc#:

insertionPoint(1) = 1.5 * da - 0.5 * da - vc#:

insertionPoint(2) = 0#

direction(0) = 1#: direction(1) = 0#:

direction(2) = 0#

' Create the tolerance object in model space

Set toleranceObj =

ThisDrawing.ModelSpace.AddTolerance(textString,

insertionPoint, direction)

（3）齒輪粗糙度

齒輪粗糙度的自動(dòng)標(biāo)注在程序段中，用插入塊的方法來進(jìn)行標(biāo)注，在對齒輪繪圖時(shí)，粗糙度塊，已由后臺(tái)程序讀取設(shè)計(jì)者輸入?yún)?shù)進(jìn)行生成。

（四）菜單設(shè)計(jì)

為了方便用戶使用，菜單是一種常用的方法用戶只需要通過點(diǎn)擊菜單執(zhí)行程序。要通過點(diǎn)擊菜單能夠執(zhí)行相應(yīng)的程序，實(shí)際上就是要凋用相應(yīng)的宏。以下為菜單調(diào)用宏的程序段：

Set currMenuGroup = ThisDrawing.Application.MenuGroups.Item(0)

Dim newMenu As AcadPopupMenu

Set newMenu = currMenuGroup.Menus.Add("齒輪(" +Chr(Asc("&")) + "W)")

Dim newMenuItem As AcadPopupMenuItem

Dim openMacro As String

openMacro = Chr(3) + Chr(3) + Chr(95) + "work" +Chr(32)

Set newMenuItem = newMenu.AddMenuItem(newMenu.Count +1,"直齒圓柱齒輪(C)", openMacro)

newMenu.InsertInMenuBar

(ThisDrawing.Application.MenuBar.Count + 1)

由于菜單只有在運(yùn)行相應(yīng)宏時(shí)才出現(xiàn)，所以用AUTOlisp工具編程，使CAD啟動(dòng)自動(dòng)運(yùn)行宏，讓新菜單欄成為系統(tǒng)默認(rèn)菜單。使實(shí)用更方便簡潔。同時(shí)可運(yùn)用“work”命令對窗口直接調(diào)用。系統(tǒng)菜單欄如圖6。

圖6 系統(tǒng)菜單欄

（五）結(jié)論

本設(shè)計(jì)采用VBA技術(shù)，基于AutoCAD平臺(tái)開發(fā)出了直齒圓柱齒輪的參數(shù)化出圖，采用萊單運(yùn)行模式，方便了用戶使用，模塊化設(shè)計(jì)便于程序的移植，利用程序開發(fā)技術(shù)，簡化了齒輪工程圖的繪制工作量，大大方便了設(shè)計(jì)人員，同時(shí)本系統(tǒng)同對以前齒輪出圖系統(tǒng)中的不足進(jìn)行了補(bǔ)充。由于開發(fā)層度有限，系統(tǒng)中存在不足，在以后的進(jìn)一步開發(fā)當(dāng)中完善。

[1] 張帆.AutoCAD VBA 卡發(fā)精彩實(shí)例教程[M].北京:清華大學(xué)出版社,2004.4-78.

[2] 鄭文緯,吳克堅(jiān).機(jī)械原理[M].北京:高等教育出版社,1997.24．39.

[3] 成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2004.142·178.

[4] 葉以農(nóng).AutoCAD 2000 ActiveX 與 VBA 參考手冊[M].北京:中國電力出版社,2001.

[5] 佟士懋,邢芳芳,夏齊霄.AutoCAD ActiveX/VBA 二次開發(fā)技術(shù)基礎(chǔ)及應(yīng)用實(shí)例[M].北京:國防工業(yè)出版社,2006.

TP311

A

1008-1151(2011)06-01 2 0-0 2

2011-03-31

向渝（1982－），男，四川人，成都理工大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院自動(dòng)化系教師助教，碩士，研究方向?yàn)镃ADCAPPCAM。