基于AutoCAD的三維實體模型到工程圖的轉換及其命令組件生成

楊迎新

（江西理工大學，南昌 330013）

0 引言

AutoCAD 是當今世界上使用人數最多的計算機輔助設計軟件,隨著軟件版本的不斷升級，它不僅具有很強的二維繪圖編輯功能，而且具備了較強的三維繪圖及實體造型功能。目前，AutoCAD已經廣泛應用于機械、電子、建筑、交通、電力造型設計、圖案設計等各個行業。它占領了在PC上的基本圖形處理軟件的大部分市場[1]。

但AutoCAD亦存在某些不足，其中將實體模型轉換為工程圖的操作始終比較煩瑣，以至于AutoCAD用戶大多利用其它軟件如Pro/e或UG來轉換，給操作帶來不便，從而在一定程度上限制了AutoCAD的使用。

本文針對上述問題進行探討，提出了將實體模型轉換為工程圖的一種操作方法，更主要的是開發了相關的命令組文件，為該操作的簡化提供了新的思路。

1 將實體模型轉換成工程圖

這里所指的工程圖是指的二維視圖。將三維實體模型轉換為工程圖是大多數用戶的一個關鍵操作?，F舉例介紹如何將實體模型轉換為工程圖的方法，該方法同時又是生成命令組件的一個主要依據。

首先在AutoCAD模型空間繪制出某個三維實體模型。如1圖所示。本圖當前坐標系是世界坐標系（UCS）。

圖1 三維圖形

1.1 復制多個三維實體模型

根據視圖數量的要求，需要生成幾個視圖就復制幾個。這幾個三維實體模型將作為生成各個基本視圖的基準模型。本文以最常見的三個基本視圖為例來進行介紹，故復制三個。復制的方法很多，一般可用復制（Copy）命令復制，但如采用陣列（Array）命令，再根據需要刪除多余的三維圖形，這樣對稱效果更好，操作也更方便。使用陣列方法的結果如圖2所示。

圖2 三維圖形的復制結果

1.2 將各個三維實體模型旋轉

在上述基礎上，將各個三維實體模型旋轉。這一步非常重要，如果旋轉方向不對，將影響工程圖的方向。

圖3 視圖方向

為了表達方便，分別以該三維實體模型的三個面分別作為三個視圖的看圖方向，如圖3所示。再用三維旋轉（Rotate3D）命令根據需要旋轉上述三維圖形：如果將圖中“1”面方向作為主視圖方向，則將該圖旋轉至“1”面朝上；相應地，如果將圖中“2”面方向作為俯視圖方向，則必須將圖旋轉到“2”面朝上；“3”面亦然。旋轉后結果如圖4所示。

圖4 旋轉結果

1.3 生成三維實體模型的平面視圖（plan）

Plan命令[2]可用于生成三維實體模型的平面視圖。得到平面視圖的視點總是相對于當前UCS、WCS或上一個已保存的UCS的（0，0，1）點，即平面視圖定義為沿Z軸觀察實體時所得到的視圖。該操作為后續抽取工程圖定義了看圖的方向。對圖4“plan”后的結果如圖5所示。

圖5 plan結果

1.4 轉換到圖紙空間，再抽取輪廓（Solprof）

模型空間[3]是真實世界的三維空間，也就是設計繪圖的空間。多數繪圖工作是在該空間內完成。在這個環境中，可根據需要繪制各種二維或三維圖形。而圖紙空間是一個二維空間，代表著一張二維圖紙。提取輪廓時，就必須轉換到圖紙空間。

雙擊視口或用SPACE命令激活視口后，用“Solprof”命令自動生成可靠的標準或輔助二維視圖。此時三維輪廓被投射到一個與觀察方向垂直并且通過 UCS 原點的平面上。 通過消除平行于觀察方向的線，以及將在側面觀察到的圓弧和圓轉換為直線，SOLPROF 可以清理二維輪廓。

使用Solprof命令后結果如圖6所示。

圖6 抽取輪廓后結果

看起來圖6與圖5沒有區別，其實差別很大。圖5只是改變了看圖方向的三維實體模型，而圖6中每一個圖形是由一個立體圖和一個工程圖的重疊，事實上，此時三個基本視圖已經生成。

圖7 改變看圖方向再移動后的結果

改變看圖方向即可看到三個工程圖。圖7是為了清晰，已將立體圖移動的效果圖。實際操作可不移動立體圖。

1.5 關掉部分圖層，即得到三視圖。

打開圖層管理器，此時發現多了兩個圖層，分別是PH和PV層，PH層是工程圖不可見輪廓線所在的圖層，PV層是工程圖可見輪廓線所在的圖層。關掉實體所在的0層和不可見輪廓線所在PH層。這樣得到一個完整的工程圖如圖8所示。

圖8 關掉實體圖層、PV層后圖形

再改變看圖方向，得到最終結果，即工程圖，如圖9所示。

圖9 工程圖

如果還需配備一個立體圖，可以在復制（Copy）時多復制一個，在使用“Solprof”命令時不要選擇該模型，則這個模型仍然是立體圖。

2 命令組件生成

由此可見，使用AutoCAD命令是能將三維實體模型圖轉換為工程圖的，但步驟繁多，操作復雜。AutoCAD系統提供了命令組的功能。命令組能自動執行預先用若干個AutoCAD系統命令及選擇項按照一定的次序編寫而成的命令序列。同時，命令組文件是一個ASCII碼文本文件[4]，可以使用任意文本編輯軟件[5]（Microsoft Word）、文本編輯器（Notepad）或AutoCAD的Edit命令來編寫命令組文件。

因AutoCAD的三維命令都與坐標有關系，所以編寫命令組件前必須指定坐標系。以下所編命令組件其坐標系皆為WCS。因不同圖形視圖看圖方向各不相同，旋轉方向相同各不一樣,所以組件只能從第四步Plan生成平面視圖開始。

在命令行中輸入Edit命令，回車，此時系統自動進入C程序編輯界面，其代碼如下：

注意保存時文件擴展名必須為.SCR。這個文件適合所有的三維實體模型轉換為工程圖。但注意PH層后的數字是隨機的，所以調用時注意PH后的數字。

3 調用命令組件

在前述旋轉步驟后，使用“Script”調用命令組文件即可執行該文件。使用該命令時，可全部或部分地代替人工的實時交互式操作，既簡化了重復性操作，又節省了大量的時間。

圖4為執行Script前圖形，圖10為執行后的結果。只需要從命令行輸入Script命令，系統自動執行一系列命令，快速生成工程圖。

圖10 Script后結果

4 結束語

綜上所述，利用AutoCAD一系列命令可實現將實體模型轉換為工程圖，而且可根據需要生成含有多個視圖的工程圖。雖然過程煩瑣，但如果使用本文所介紹的命令組件，一個命令自動執行多步操作，快速生成，從而避免用戶輸入和牢記一些煩瑣復雜的命令，方便用戶操作和使用。

[1] 趙國增.計算機輔助繪圖與設計—AutoCAD2006[M].北京:機械工業出版社,2008.

[2] 李乃文.AutoCAD 2008中文版機械制圖案例教程[M].清華大學出版社,2008.

[3] 唐嘉平.AutoCAD2002實用教程[M].清華大學出版社,2002.

[4] 張南展.閥體三維參數化繪圖及鑄造工藝CAD系統.福州大學,2004.

[5] 王和順,汪勇,李霖.也談Word與AutoCAD相互調用[J].機床與液壓,2005,09.