基于AutoCAD VBA的滾筒參數化繪圖系統開發

王小娟，喬李寧，成 磊

（1. 晉城職業技術學院，晉城 048026；2. 山西晉煤集團煤機技術研究分院，晉城 048006）

0 引言

隨著帶式輸送機越來越廣泛的應用在各種流水生產線上，尤其應用在煤炭運輸領域，帶式輸送機機構越來越大，滾筒作為帶式輸送機的主要部件，在超出傳統尺寸時，會出現很多設計問題，越來越成為帶式輸送機發展的主要瓶頸。傳統經驗設計方式顯然無法適應適應特大型滾筒多樣化、快速化、可靠性的設計要求，所以很多學者對其結構用各種方法進行優化設計，而在整個設計過程中，繪制圖紙、修改圖紙和編寫零件明細表的時間約占到整個設計時間的50%以上，因此設計一種快速的參數化繪制方法顯得極為重要。

AutoCAD是一種通用的計算機輔助設計軟件。它有豐富的計算機接口，為用戶對其進行二次開發提供了便利的條件。AutoCAD提供的編程接口有VBA、AutoCAD LISP、ADS、Object-ARX等。在文獻[1]中，已經詳細論述了這些二次開發技術的原理。通過比較，VBA（Visual Basic for Application）以其不可比擬的易學易用功能強大；運行速度快等優點進入我們的視野。而本文就應用最為廣泛的AutoCAD繪圖工具，利用VBA語言對其進行了二次開發，實現了滾筒的總圖和零件圖的參數化生成，友好的界面使不懂VBA和AutoCAD的技術人員也能很容易上手，只需將優化結果導入此參數化繪制系統，即可生成并輸出所需滾筒的圖紙。

1 參數化程序設計思路

利用AutoCAD軟件內嵌的面向對象編程語言VBA對AutoCAD軟件進行二次開發, 實現建模參數化, 利用尺寸驅動原理, 使尺寸的變化能自動轉化到幾何形體的相應變化上[2]。在零件形狀相同，尺寸不同時候，可以通過AutoCAD VBA的參數化繪圖功能來實現。在參數對話框中輸入優化得到的尺寸，AutoCAD就可以把零件或部件繪制在圖形窗口。

進行滾筒參數化繪圖的VBA程序設計的步驟如圖1所示。

圖1 滾筒參數化繪圖VBA程序設計流程圖

2 參數化程序設計過程

運用VBA語言基于AutoCAD平臺參數化繪制滾筒。滾筒的參數化繪圖過程中，其AutoCAD圖形文件既需創建直線、圓和曲線等實體對象，還需創建圖層和線型等非實體對象。并且需要輸入文本和進行尺寸標注以及公差標注。在此我們先介紹一下典型圖元的創建方法[2,3]。

1）直線、圓、弧的創建

直線、圓和弧是滾筒圖繪制的基本因素。直線用 AddLine創建，應用該方法要給出直線的起點和終點的三維坐標。圓用 AddCircle 創建，應用該方法時要給出圓心的三維坐標和半徑。弧用AddArc 創建，應用該方法時要給出弧的起始角和終止角。

2）剖面線的創建

視圖中的剖面線也要 基于AutoCAD 平臺編程繪制。填充邊界應由直線、圓、弧等任意組合創建。

3）圖層的創建

視圖繪制前需要創建多個圖層，在不同的圖層上分別創建不同的線型，通過圖層屬性的不同設置，可以方便的對圖形對象編輯和管理。

4）實心面的創建

在視圖中焊縫的繪制需用實心面填充。實心面用 AddSolid創建，Solid 為3或4條邊組成的實心面，該方法需提供4個三維的頂點作為參數。

5）線型的創建

在不同圖層上，一般要設置不同的線型。Linetype 為線型對象，是線型的集合。每一個圖形文件，系統自動創建三個線型對象：Bylayer（隨層）、Byblock（隨塊）和 Continuous （連續線，默認值）。如果要使用其它線型，首先要Load Linetype 對象裝載線型，然后將已裝載線型置為當前線型。線型必須存在于LIN 庫文件中。AutoCAD 自帶線型存放于 Acad.Lin 文件中。

6）文本的創建

視圖中文本的顯示，如標題、圖紙說明等采用AddTect創建文本對象，并可對文本字體進行設置。

7）尺寸標注

尺寸標注是一種常用的工程圖圖形注釋。滾筒圖需要創建長度尺寸標注，直徑尺寸標注，角度尺寸標注以及引線尺寸標注。這些尺寸標注均可以編輯和修改。平行尺寸標注用AddDimAligned創建。

角度尺寸標注用 AddDimAngular創建。直徑標注用 AddDimDiametric 創建。引線尺寸標注用AddLeader創建。

8）幾何偏差標注

表示零件的形狀、位置、輪廓和徑向跳動等方面的偏差時，需要用到幾何偏差，幾何公差用AddTolerance創建。

9）塊對象

塊對象指 Blocks 集合對象和 Block 對象。Blocks 集合對象包含一個圖形文檔中的所有命名的圖塊，Block 對象則包含構成一個圖塊的所有實體對象。在 AutoCAD 中沒有提供創建粗糙度的方法，因此，滾筒圖的繪制過程中需要創建塊。塊對象的創建與引用包含3個步驟：

（1）用Add 塊對象來創建命名塊；

（2）添加實體對象到塊對象中；

（3）用 InsertBlock塊引用該塊至任何地方。

接下來我們介紹一下整個程序的設計過程。

打開Autocad軟件，運行Visual Basic編輯器，按以下步驟進行編程：

1）繪圖控制程序設計。為提高繪圖效率,根據設計需要,可以編寫一部分繪圖控制程序，當使用主程序時可直接調用。例如初始化程序，即設置繪圖環境：設定圖幅、劃分圖層、設置顏色、線型、字體、文本高度、圖形插入點和尺寸標注樣式等。這部份工作可能在系統中的各個程序模塊中反復進行。所以將這些功能代碼設計為可重用代碼段,需要時只需聲明一下,即可調用這些代碼段。

2）通用庫設計。 對于標題欄、形位公差、焊接符號、表面粗糙度這些對象，根據制圖標準,基于AutoCAD的形文件技術建立專門的庫,自動化繪圖時，采用可編程對話框交互選擇,直接插入圖形。

3）界面設計。界面設計中用到的標準控件均來自 VBA 系統。本設計選取滾筒直徑、皮帶寬度、滾筒寬度和滾筒厚度為基本參數，默認以毫米為單位，實現滾筒的參數化繪圖。該程序各按鈕菜單表示各功能模塊,支持使用鼠標操作，界面友好、簡潔、人性化，容易交互操作。滾筒參數化繪圖的設計界面如圖2所示。

3 參數化程序運行步驟

圖2 滾筒參數化繪圖的設計界面

首先打開AutoCAD,選擇工具菜單下的宏，運行VBA管理器，然后選擇所在的路徑和名稱加載要執行的VBA工程，啟用宏，打開程序，在Visual Basic編輯器，點擊運行程序，在滾筒參數化繪圖的設計界面下，輸入優化所得的滾筒直徑、皮帶寬度、滾筒寬度和滾筒厚度大小，點擊開始按鈕，即可生成我們所要的圖紙。繪圖程序包括零件部和裝配圖。圖3 圖6是程序生成的筒殼、輻板、擋蓋和軸的零件圖，圖7和圖8是程序生成的滾筒組件與滾筒的裝配圖。

圖3 筒殼的零件圖

圖4 輻板的零件圖

圖5 擋蓋的零件圖

圖6 軸的零件圖

圖7 滾筒組件的裝配圖

圖8 滾筒的裝配圖

4 結論

通過建立帶式輸送機特大型滾筒的幾何關系模型，應用VBA對AutoCAD進行二次開發，建立了參數化繪圖系統，得到以下結論：利用VBA對AutoCAD進行二次開發，建立帶式輸送機特大型滾筒結構參數化繪圖系統，擴展了AutoCAD的功能，通過改變參數值， 可自動生成形狀相同、尺寸不同， 但拓撲關系不變的圖形， 減少了設計過程中的重復性勞動， 縮短了設計周期， 降低了勞動強度，極大地提高了繪圖效率。本系統功能較為全面，穩定性較高，經生產廠家試用，效果較好，具有較高的實用價值。

[1] 王小娟, 楊玲玲. AutoCAD二次開發工具及技術應用. 山西煤炭管理干部學院學報[J]. 2010, 1: 88-89.

[2] 孔祥豐. AutoCAD VBA 從入門到精通[M]. 電子工業出版社, 2001.

[3] 喬李寧. 帶式輸送機特大型滾筒的設計[D]. 太原理工大學. 2007.

[4] 武妍, 閆宏印. 用VBA在AutoCAD中開發參數化繪圖系統[J]. 機械工程與自動化. 2008, 2(4): 62-63.