基于C#二次開發(fā)AutoCAD 在汽車制造裝備行業(yè)中的應(yīng)用

付臘梅，曹 偉，李永剛，于海洋，張 濤，邢向宇，張懷禮

（國機(jī)鑄鍛機(jī)械有限公司，山東 濟(jì)南 250306）

隨著計算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，計算機(jī)輔助設(shè)計已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)中，在工程設(shè)計越來越自動化的今天，通過AutoCAD 二次開發(fā)技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)圖形內(nèi)的數(shù)據(jù)處理和算法優(yōu)化，在數(shù)控操作中，將CAD 圖形轉(zhuǎn)化為數(shù)控系統(tǒng)可識別的NC 程序，大大減少了操作員的工作量。

AutoCAD 二次開發(fā)工具主要有：

（1）AutoLISP：簡單易學(xué)，但程序運(yùn)行速度慢，缺乏保護(hù)機(jī)制；

（2）ADS：代碼冗余，一般不選擇該方式；

（3）Visual LISP；

（4）objectARX：功能強(qiáng)大，編程效率高，但必須使用C++來開發(fā)，相對較難；

（5）ActiveX：VB 語言和C#；由于VB 語言相對落后，語法啰嗦，與當(dāng)下流行的語言差別比較大。

所以選擇C#來進(jìn)行二次開發(fā)AutoCAD。

1 AutoCAD ActiveX

ActiveXAutomation 是微軟公司推出的一個技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，該技術(shù)是OLE 技術(shù)的進(jìn)一步擴(kuò)展，其作用是在Windows 系統(tǒng)的統(tǒng)一管理下協(xié)調(diào)不同的應(yīng)用程序，允許應(yīng)用程序之間相互控制、相互調(diào)用[2]。

AutoCADActiveX 可以使編程者通過編程手段從AutoCAD 的內(nèi)部或外部來操縱AutoCAD。ActiveX 是由一系列的對象，按一定的層次組成的一種對象結(jié)構(gòu)，每一個對象代表了AutoCAD 中一個明確的功能，如繪制圖形對象、定義塊和屬性等[2]。ActiveX 具有大部分AutoCAD 的功能，以方法或?qū)傩缘拇嬖诜庋b在庫中，使用時只需調(diào)用對應(yīng)的方法或?qū)ο髮傩约纯蓪?shí)現(xiàn)對AutoCAD 的操作，從而達(dá)到二次開發(fā)的目的。

2 設(shè)計實(shí)例

2.1 流程圖

程序設(shè)計流程圖如圖1 所示。

圖1 設(shè)計流程圖

2.2 應(yīng)用程序

在設(shè)計程序前，需要安裝Visual studio 2012 和AutoCAD2014。在Visual studio.net 中新建一個標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用程序，首先需要在應(yīng)用程序中新增引用，引用Auto-CAD 的類，acdbmgd.dll,acmgd.dll，accoremgd.dll 等。這些類將提供如下操作的控件，在頭文件中添加命名空間：①Autodesk.AutoCAD.EditorInput——與用戶交互有關(guān)的類；②Autodesk.AutoCAD.ApplicationServices——用來定義和注冊新的AutoCAD 命令；③Autodesk.AutoCAD.Runtime——提供了系統(tǒng)級別的功能；④Autodesk.AutoCAD.DatabaseServices——database類；⑤Autodesk.AutoCAD.Geometry——point3d 的命名空間。

2.2.1 設(shè)置窗體

引用和控件都加載完成后，需要創(chuàng)建窗體、類，窗體主要有“主窗體”，“板材”，“模具”，“配刀”，主窗體如圖2 所示，板材窗體如圖3 所示。

圖2 主窗體

圖3 板材窗體

2.2.2 畫板材

在AutoCAD 中畫板材和形成框，用兩種不同顏色的線來區(qū)分。AutoCAD 圖形數(shù)據(jù)庫包含有表和記錄，一個數(shù)據(jù)庫包含9 個符號表（塊表、層表、文字樣式表、線型表、視圖表、UCS 表、視口表、注冊應(yīng)用程序表、標(biāo)注樣式表）。記錄是表的單元。要創(chuàng)建一個圖形對象，①需要得到創(chuàng)建對象的圖形數(shù)據(jù)庫；②需要在內(nèi)存中創(chuàng)建實(shí)體類的一個對象；③打開圖形數(shù)據(jù)庫的塊表；④打開存儲實(shí)體的塊表記錄；⑤將該對象添加到塊表記錄中。

部分代碼如下：

2.2.3 模具

首先把模具信息逐行從txt 文件中讀出來，放入數(shù)組；C# 中通過streamReader 類讀取文本wenda 讀取模具文件的信息，刀具類型、刀具號、刀具尺寸等信息，如下示例：

塊和屬性在AutoCAD 繪圖操作中是提高繪圖效率的重要手段，為了在后面配刀和優(yōu)化提高效率，在讀取模具的時候就同時創(chuàng)建對應(yīng)刀具的塊，到時候直接調(diào)用就可以。創(chuàng)建塊首先創(chuàng)建一個Block-TableRecord 對象并設(shè)置塊的名稱；其次利用Transaction 類的GetObject（）函數(shù)獲得當(dāng)前圖形的塊表對象；第三、創(chuàng)建組成塊的實(shí)體對象；第四、調(diào)用Block-TableRecord 類的成員函數(shù)AppendEntity 將組成塊的實(shí)體寫入塊表記錄中；]第五、調(diào)用BlockTable 類的Add 函數(shù)將創(chuàng)建的塊表記錄寫當(dāng)前圖形的塊表中[3]。如下示例：

2.2.4 配刀

配刀首先需要獲取孔的選擇集并放入數(shù)組中，根據(jù)直徑大小將合適的刀具號依次放入對應(yīng)的數(shù)組中，同時在AutoCAD 圖形中找到對應(yīng)孔的圓心做標(biāo)志，方便手動修改刀具號，同時知道哪些配刀成功，哪些沒有成功。這里需要用到的知識點(diǎn)就是獲取選擇集，將之前畫好的刀具塊放到對應(yīng)的圖形。選擇集調(diào)用通過調(diào)用Editor 類的GetSelection 及SelectImplied 類來實(shí)現(xiàn)。如圖4 所示，紅色的為配刀成功的孔。

圖4 配刀示意圖

2.2.5 優(yōu)化

這是非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，一般一個加工圖形中會有上百甚至幾百個孔，怎么排序顯得特別重要，所以這里就需要根據(jù)機(jī)械設(shè)備，加工方法以及產(chǎn)品尺寸來確定優(yōu)化算法，這里用距離比較法，及把前邊獲取的孔數(shù)據(jù)放入對應(yīng)數(shù)組，然后循環(huán)遍歷數(shù)組，逐一比較它們之間的距離，按從小到大排序，這樣就把要加工的孔按由近及遠(yuǎn)放入一個新的數(shù)組，同時達(dá)到了我們優(yōu)化路徑的目的，部分代碼如下：

2.2.6 導(dǎo)出NC 程序

根據(jù)優(yōu)化排序拼接NC 加工程序并導(dǎo)出到文本中，如圖6 所示。

圖6 NC 加工程序示例

3 結(jié)論

通過AutoCAD 二次開發(fā)技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜圖形的設(shè)計，以及圖形內(nèi)的數(shù)據(jù)處理和算法優(yōu)化，在數(shù)控操作中，將CAD 圖形轉(zhuǎn)化為數(shù)控系統(tǒng)可識別的NC 程序，減少了操作員的工作量。通過不斷的優(yōu)化算法、優(yōu)化路徑，大大提高了車間的加工效率，節(jié)省人力成本，起到了明顯的節(jié)能降耗作用。