燕必成　高永祥

（浙江機電職業(yè)技術學院 機械工程學院，杭州 310053）

VB 在 AutoCAD 二次開發(fā)中的應用

燕必成高永祥

（浙江機電職業(yè)技術學院 機械工程學院，杭州 310053）

介紹了 VisualBasic 語言對 AutoCAD 二次開發(fā)的技術基礎和重要性，建立了 VB 與 AutoCAD 的聯(lián)系。 通過齒輪結構參數(shù)化三維造型的實例,詳細闡述了用 VB6.0 對 AutoCAD 進行二次開發(fā)的基本思路、主要步驟和具體方法。

AutoCAD；二次開發(fā)；VB；圓柱齒輪

引言

隨著計算機技術的快速發(fā)展，CAD、CAM 和CAE 等技術在機械制造行業(yè)扮演著越來越重要的角色，各種軟件層出不窮。 其中 AutoCAD 應用最為廣泛的原因是由于它具有開放的體系結構，允許用戶和開發(fā)者采用高級編程語言對其進行擴充和修改（即二次開發(fā)），能最大限度地滿足用戶的特殊要求。 在機械行業(yè)中，對于一些一般性的復雜輪廓曲線，僅僅利用 AutoCAD 本身來繪制是比較困難的，也很難達到 CAE 分析的實際要求。 因此，可通過對AutoCAD 進 行 二次開發(fā)來 解 決該問題[1]。

Visual Basic(以下簡稱 VB)是 Microsoft公司推出的面向對象的可視化編程工具。它作為二次開發(fā)工具，具有語法簡單、功能強大、調試方便等特點。此外，AutoCAD 自 R14 版本起， 加入了 ActiveX 自動化服務功能， 而 VB又是最為常用的支持ActiveX 技術的開發(fā)工具， 以它作為開 發(fā) 工具，使AutoCAD 與其他 Windows 程序的數(shù)據(jù)共享變得非常 容易[2]。

1　連接方法

用 VB 語言進行 AutoCAD 二次開發(fā)， 首先要將VB 與 AutoCAD 連接起來，然后再進行程序的編寫。

1.1VB 中 AutoCAD 的引用

新建好一個工程，從【工程】下拉菜單里單擊【 引 用 】， 在 彈 出 的 窗 口 中 ， 將 AutoCAD Type Library 勾選，如圖 1 所示。 這樣就把 AutoCAD 的對象引用到VB里。

圖 1 VB 中 AutoCAD 的引用設置界面

1.2對 象變量的定義[2]

在窗體的 Load 事 件里輸入以下代碼， 其中Dim AcadApp As AcadApplication 是 用 來 定 義AutoCAD 對象， 其 他 代 碼 是用來連接 VB 與 Auto CAD 的。 因此，當運行 VB 時，程序會自動連接到AutoCAD 上，從 而 實 現(xiàn) 在 VB 里 編 程，對 AutoCAD進行控制。

Dim AcadApp As AcadApplication

Private Sub Form_Load()

On Error Resume Next

Set AcadApp=GetObject("AutoCAD.Application")

If Err Then

Err.Clear

SetAcadApp=CreateObject("AutoCAD. Application")

If Err Then

MsgBox("不 能 運 行 AutoCAD,請 檢 查 是 否 安裝了 AutoCAD")

Exit Sub

End If

End If

AcadApp.Visible=True

AcadApp.WindowState=acMax

End Sub

這里使用了比較復雜的條件語句，目的是確保只啟動一次 AutoCAD。

2　應用實例

本例以圓柱齒輪三維模型的建立及加工仿真過程為例， 說明 VB 在 AutoCAD 二次開發(fā)中的應用。 本例中所涉及的程序 和 圖 形 都 在 VB6.0 和AutoCAD2006 中得以驗證。

2.1程 序主界面的 創(chuàng) 建[3-4]

在 VB 對 AutoCAD 的二次開發(fā)中，程序的界面至關重要，可以讓用戶直觀地將齒輪的各個參數(shù)輸入，同時也能給用戶提供一些技術幫助。 這里首先創(chuàng)建了一個名為“創(chuàng)建三維齒輪”的窗體，然后在“確定”按鈕的 click 事件里創(chuàng)建齒圖 2 三維齒輪參數(shù)窗體輪程序的控件，見圖 2所示。

圖2　三維齒輪參數(shù)窗體

其中 Function 齒輪和 Function ACos 兩個函數(shù)在窗體的 Load 事件里。

2.2齒 輪的創(chuàng)建方 法 及過程[2，5]

齒輪的創(chuàng)建，首先創(chuàng)建一個圓柱體（半徑就是齒頂圓半徑），再創(chuàng)建齒輪的三維軸孔及鍵槽，然后做布爾減（Bool acSubtraction）運算，得到無齒的 齒輪模型。 再由齒輪的參數(shù)計算得出銑刀參數(shù)，用旋轉的方法創(chuàng)建出銑刀。最后由銑刀和齒輪模型做動畫，動畫是用布爾減的方法切齒創(chuàng)建，得到完整的三維齒輪。程序的主流程圖如圖3所示。

圖3　程序主流程

2.2.1齒輪模型的創(chuàng)建方法及過程

齒輪模型的創(chuàng)建共分四個步驟：

（1）先用 Addcircle 方法創(chuàng) 建 一個半 徑 為齒頂圓半徑的圓。

（2）用 Addlight Weight PolyLine 方法創(chuàng)建軸孔及鍵，參數(shù)由窗體上對應的文本框輸入。

（3）用 AddRegion 方法創(chuàng)建軸孔及鍵的面域，然后分別拉伸，其高度為齒寬，拉伸錐角為 0。

（4）將 軸孔和 鍵 做布爾 加 （Bool acUion），再與第（1）步做的齒輪圓柱體做布爾減運算，得到齒輪模型。 由于篇幅原因，詳細程序不再列出。

'創(chuàng)建分度圓，齒頂圓，齒根圓，軸孔

Dim circler1 As AcadCircle

Dim circlera1 As AcadCircle

Dim circlerf As AcadCircle

Dim circlerd As AcadCircle

Dim centerpoints(0 To 2)As Double

…

'將軸孔和鍵 3d 做并集

軸孔.Boolean acUnion,鍵 3d

'將軸孔和齒輪圓柱體做差集

圓柱體.Boolean acSubtraction, 軸孔

2.2.2銑刀模型創(chuàng)建方法及過程

齒輪銑刀是由一個回轉面旋轉形成的銑刀盤模型，利用布爾減運算切出刀齒。 用齒輪銑刀銑齒時，銑刀的各參數(shù)應與齒輪的各參數(shù)有相配合，這樣才能保證加工出來的齒輪是符合要求的。因此，在設計銑刀時要根據(jù)齒輪的各參數(shù)來確定銑刀。具體創(chuàng)建方法如下：

（1）銑刀回轉面創(chuàng)建

銑刀回轉面的數(shù)學模型如圖4， 先創(chuàng)建右半部分，再鏡像得到左半部分。 各個點之間的曲線創(chuàng)建思路如下：

圖4　銑刀回轉面的模型

①創(chuàng)建右半部分曲線： 第 0、1、2 點用 Addlight Weight PolyLine 方法創(chuàng)建輕便多義線， 曲線上第0 點為齒根圓上點，第 2 點為齒輪圓上點，第 1 點為介于 0 點與 2 點之間的點，0、1、2 點構成齒輪根部的過渡曲線，使彎曲度由指定第一點凸度為 0.14 實現(xiàn)；第 2、3、4 點 ，用 Addspline 方 法創(chuàng)建樣條曲 線，其中第 3點為齒輪分度圓上點，第 4點為齒頂圓上的點；第 4、5、6 用 Weight PolyLine 方法創(chuàng)建輕便多義線，第 5、6 由銑刀本身確定，無具體要求。

②用 mirror 方法鏡像右半部分曲線，得到左半部分曲線，鏡像軸為Y軸。

（2）銑刀盤三維實體的創(chuàng)建

①將第（1）步作好的曲線創(chuàng)建為面域；

②用 Addrevoledsolid 方 法 將 第①步 作 好的 面域進行面域旋轉, 角度為 6.29 弧度， 旋轉軸為 XY平面內平行于直線 5-6 的一條直線。

（3）銑刀成形

先 用 Addbox 方 法 創(chuàng) 建 一 個 長 方 體 , 再 用ArrayOolar方法將其圓形陣列，數(shù)量為銑刀齒數(shù)，然后把陣列得到的立方體與銑刀盤做布爾減得到有齒的銑刀。

2.2.3動 畫切齒的方 法 及過程[2，4-6]

由齒輪模型形成齒輪，是由銑刀的旋轉、銑刀與齒輪模型的移動，作布爾減模擬動畫得到的。 實際上，由于齒輪模型與銑刀相對運動時，不可能做成完全連續(xù)的，故在做布爾減運算時還要一個專門與它作布爾減的銑刀模型（由銑刀面域拉伸而成），為使動畫逼真，將銑刀模型隱藏。

（1）用 AddExtrudedsolid 方法將創(chuàng)建旋轉銑刀的面域拉伸，高度為齒寬，錐角為 0 度。

（2）用 Delete 方法將除齒輪，銑刀，銑刀拉伸的實體外的實體刪除。

（3）用 Do…Loop 做一個循環(huán)，在循環(huán)體內用move 方法讓銑刀沿 z軸上下移動， 距離為齒寬，同時用 Rotate3d 方法饒自身軸旋轉一定角度，同樣用Rotate 方法將齒輪旋轉，角度為 360/齒數(shù) *3.14/180弧度，銑刀自身復制，齒輪模型與面域拉伸做布爾減運算。具體程序如下：

'定義銑刀拉伸，做動畫差集用

Dim 銑刀拉伸 As Acad3DSolid

Set銑刀拉伸=AcadApp.ActiveDocument.ModelSpace._

AddExtrudedSolid（銑刀面域（0）,height,taperAngle）

axisPt（0） = 銑刀拉伸.Centroid（0）

axisPt（1） = 銑刀拉伸.Centroid（1）

axisPt（2） =height/2

銑刀拉伸.Move 銑刀拉伸.Centroid,axisPt

銑刀拉伸.Visible=False'隱藏了銑刀拉伸

axisPt（0） = 銑刀 3d.Centroid（0） +10

axisPt（1） = 銑刀 3d.Centroid（1）

axisPt（2） = 銑刀 3d.Centroid（2）

point1（0） = 銑刀 3d.Centroid（0）

point1（1） = 銑刀 3d.Centroid（1）

point1（2） = 銑刀 3d.Centroid（2） +height

銑刀 3d.Move 銑刀 3d.Centroid,point1

'刪除銑刀，銑刀拉伸和齒輪以外的實體

Dim entry As AcadEntity

ForEachentryInAcadApp.ActiveDocument. ModelSpace

If entry.ObjectID 〈＞ 銑 刀 3d.ObjectID And entry. ObjectID 〈＞ _

圓柱體.ObjectID And entry.ObjectID 〈＞ 銑刀拉伸._

ObjectID Then entry.Delete End If Next

'定義動畫

Dim 銑刀復制 As Acad3DSolid

Dim k

i1=0

Dim 銑刀 3dz 坐標 AsDouble

銑刀 3dz 坐標 = 銑刀 3d.Centroid（2）

Dim point22（0 To2） AsDouble

point22（0） = 銑刀 3d.Centroid（0）

point22（1） = 銑 刀 3d.Centroid（1） -8* （rf1-rb1）

point22（2） = 銑刀 3d.Centroid（2）

'由循環(huán)做銑刀移動

Do Until i1 ＞ 360

For k= 銑 刀 3dz 坐 標 To 銑 刀 3dz 坐 標 -heightStep-_height/3

point1（2） =k

銑刀 3d.Move 銑刀 3d.Centroid,point1銑刀 3d.Update

axisPt（2） = 銑刀 3d.Centroid（2）

'銑刀旋轉

銑刀 3d.Rotate3D 銑刀 3d.Centroid,axisPt,_ 360/30*3.14159/180

銑刀 3d.Update

Next k

銑刀 3d.Move 銑刀 3d.Centroid,point22

Set銑刀復制 = 銑刀拉伸.Copy

圓柱體.Boolean acSubtraction,銑刀復制圓柱體.Update

point1（2） =point1（2） +height

銑刀 3d.Move 銑刀 3d.Centroid,point1

銑刀 3d.Update

Dim CenterPoint（0 To 2） As Double

CenterPoint （0） =0:CenterPoint （1） =0: CenterPoint（2） =0

圓柱體.Rotate CenterPoint,-360/z1*3.14159/ 180

'齒輪毛坯旋轉

圓柱體.Update

i1=360/z1+i1

Loop

銑 刀 3d.Move銑 刀 3d.Centroid,point22 程序執(zhí)行過程中產(chǎn)生的動畫圖如圖 5所示，執(zhí)行的最后結果如圖6所示。

圖5　加工動畫

圖6　仿真加工的結果

3　結束語

本文利用 VB 對 AutoCAD 進行二次開發(fā)，通過一實例說明了進行二次開發(fā)的理論和方法，解決了具有一般性復雜輪廓曲線的幾何造型問題。VB是Windows 下一個優(yōu)秀的開發(fā)工具， 采用 ActiveX 技術，在 Windows 多任務環(huán)境下，將多個應用程序集成在一起來實現(xiàn)一個綜合的工程應用，這是個很好的選擇。

[1]岳 震.基 于 VB 的 AutoCAD 二 次 開 發(fā)[J].機 械 設 計 與 制 造 ，2002（1）:25-26.

[2]張 晉 西.Visual Basic 與 Auto CAD 二 次 開 發(fā) [M].北 京 :清 華大學出版社，2002.

[3]劉 瑞 新 ，汪 遠 征.Visual Basic 程 序 設 計 教 程[M].北 京:機 械工業(yè)出版社，2000.

[4]申 永勝.機械 原理教 程[M].北京 ：清華大 學出 版社，1999.

[5]張 國 寶 .AutoCAD Visual Basic 開 發(fā) 技 術[M].北 京 ： 科 學 出版社，2000.

[6]郭 招娣.VB.NET 和 VB6.0 的 二次開 發(fā)[J].CAD/CAM 與制造業(yè)信息化，2005（1）：29.

（責任編輯梁紅艷）

H 26.2

：A

：1671-9123（2014）03-0117-04

2014－05－26

燕必成（1975-），男，甘肅天水人，浙江機電職業(yè)技術學院機械工程學院教師。