基于VB環境的機械零部件圖紙庫的開發

張 良, 徐衛國

(江陰職業技術學院 機電工程系，江蘇 無錫 214405)

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基于VB環境的機械零部件圖紙庫的開發

張 良, 徐衛國

(江陰職業技術學院 機電工程系，江蘇 無錫 214405)

建立零件模型和對應工程圖的數據庫，用VB設計主界面，通過Emodelview控件來訪問eDrawings，從而實現對零件模型和工程圖紙的瀏覽操作，最后進行軟件的測試和封裝。目標軟件可以實現下列功能：模型的三維顯示、旋轉、縮放和六個基本視圖顯示以及二維工程圖顯示。圖紙表達庫在模型庫的基礎上進行拓展，同時實現了對三維模型和相應工程圖的展示，不但可以作為圖學類課程教學的輔助工具，還可以為其他機電類專業領域課程服務。

三維模型； 工程圖紙； edrawings； VB； 二次開發

“機械零部件圖紙識讀”是制造類企業從業人員所必須掌握的基本技能。近年來制造技術快速發展、產品信息傳遞呈多元化趨勢，由二維圖紙圖樣逐漸向計算機三維造型發生轉變。另一方面，產品引進、改良與試制對產品圖紙識讀的熟練度提出了較高要求。機械類專業學生在學習了“機械制圖”以及后續專業課后，不僅僅要懂得機械零部件的表達，還要懂得工程圖樣中有關“材料、工藝以及制造”等相關技術要求的標注。

目前國內主流的機械零部件模型庫雖然開發的技術路線各不相同，但是基本都能做到實時觀察三維零件，包括零件的縮放、平移和旋轉[1]。上述這些系統，僅僅具有三維展示功能，尚未實現同時展示三維零部件和對應工程圖紙的功能，在整體規劃上還比較單一。雖然能夠提高學習者的零部件表達能力，但如果學習者的專業水平有限，不能很好地對知識進行擴展，在后續工程圖樣繪制階段，制造相關信息的匱乏會成為圖樣識讀的一個瓶頸。基于以上原因，在當前相對成熟的零部件模型庫的基礎上，進一步拓展功能，開發工程圖紙表達庫，以提高學生和企業從業人員的工程圖樣識讀及標注能力。

1 研究思路與目標

按照機械類專業課的學習需要以及周邊地區制造類企業的實際情況，選擇典型零件和裝配體，建立零部件模型和與之相對應的工程圖數據庫。用VB語言調用eDrawings API實現對模型和圖紙的各類瀏覽操作，最后進行軟件的測試與合成。目標軟件主要實現下列兩個功能：一是三維模型的瀏覽，包含三維模型的旋轉、縮放和平移以及三維模型的主視、后視、俯視、仰視、左視、右視這六個基本方向的投影顯示；二是二維工程圖的瀏覽，包含圖紙的旋轉、縮放和平移，基本實現常規二維軟件的常用瀏覽功能。

2 對象數據庫的建立

零件模型和對應工程圖數據庫采用模塊化設計方法，分單元進行，各單元模型的建立與選擇考慮典型性及模型間的聯系和遞進。由易到難分為三個模塊：組合體模塊、典型零件模塊和裝配部件模塊。對應的圖紙庫分別為三視圖圖庫、零件圖圖庫和裝配圖圖庫,如圖1所示。在選擇具體對象時，兼顧機械制圖、機械設計等專業課教學需要以及周邊地區制造類企業的實際情況，使得建成后的圖紙庫系統既可以在專業課教學時使用，又可以作為企業相關培訓的輔助手段。

圖1 數據庫的模塊化設計

采用Solid Works軟件進行三維建模，轉化為eDrawings格式的二維圖紙和三維模型。eDrawings是Solid Works中的一個插件，可以瀏覽各類二維和三維設計文件, 它能夠通過電子郵件的形式,簡單地實現產品設計人員間設計數據的共享。在客戶端電腦沒有安裝三維設計軟件的情況下，它還可以通過exe格式的可執行文件直接打開，方便瀏覽和檢視。

利用eDrawings 文件，可以準確展現各類CAD系統所創建的3D模型和2D工程圖[2]。eDrawings還提供了高級語言的開發接口，使開發人員能夠很好地對其進行開發和設計。需要注意的是，在Solid Works中由三維模型生成的只是二維視圖，在二維視圖的基礎上，必須進行視圖表達修改、尺寸標注修改、幾何公差的標注和其他技術要求的添加，才能得到真正意義上的工程圖。

3 軟件界面設計

采用VB為開發平臺。VB語言簡單易用，而Windows具有豐富的應用程序編程接口，即API函數。VB通過使用這些API函數，能夠實現Windows環境下應用軟件的快速開發。通過加載控件的方法，不用進行大量的底層編程工作就可以完成一個較為復雜的程序[3]。

系統主界面按照圖紙表達庫具體的功能需要，以簡單易用為原則，分成操作對象選擇、操作對象預覽、操作工具欄和模型(圖紙)瀏覽四個部分，如圖2所示。這四個部分根據功能需求相互協調共同完成對零件模型和工程圖紙的瀏覽和其他操作功能。

圖2 軟件的界面設計

4 在VB中訪問eDrawings

在Windows的system32文件夾中添加edrawings關聯ocx 控件。為了實現控件的應用，需要在VB中進行添加部件的操作。為了在VB中顯示二維圖紙和三維模型,需要把“Emodelview control”控件添加到VB界面[4]，如圖3所示。通過所添加控件的事件、屬性來實現對二維、三維對象文件的調用。

至此，只能對調用來的三維模型進行旋轉操作和對二維工程圖進行基本顯示[5]。為了實現對三維模型的六個基本視圖模式以及縮放的顯示，還需要在“Emodelview control”控件中添加相應的事件和屬性。操作工具欄的部分程序代碼如下：

圖3 VB中添加控件

Private Sub Button2_Click()

主視圖

EModelViewControl1.ViewOrientation =eMVOrientationFront

End Sub

Private Sub Button3_Click()

俯視圖

EModelViewControl1.ViewOrientation =eMVOrientationTop

End Sub

Private Sub Button6_Click()

局部放大

EModelViewControl1.ViewOperator =eMVOperatorZoomToArea

End Sub

5 軟件界面和操作簡介

最后對軟件進行測試和封裝。軟件功能區如圖4所示。操作區對象采用樹狀目錄，按照分類選擇，一目了然。操作工具欄可以完成對三維模型和過程圖紙的各種瀏覽操作。基本視圖的工具按鈕按照工程圖學的視圖配置方法進行排列，符合工程習慣，便于操作。

圖4 圖紙界面

具體操作簡介：在右下角對象選擇區的前兩級目錄進行瀏覽對象的選擇，在第三級目錄選擇對象的瀏覽方式，即在第三級目錄下選擇是以三維模型方式進行瀏覽還是以工程圖紙形式進行展示操作。選定對象后，可以進行相應的瀏覽操作。

當對象是三維模型時，點擊“基本狀態”工具欄，顯示的是模型的軸測圖狀態。點擊相應按鈕可以進行旋轉、平移和縮放操作。“顯示模式”工具按鈕可以對模型進行二維線框、三維線框和立體著色三種顯示模式的轉換。其中，在二維線框模式下點擊六個基本視圖按鈕，可以從六個方向觀察模型。對于學習零部件的基本視圖和理解零部件的整體結構和局部細節，具有很好的參考作用。當對象是二維工程圖時，可以進行相應的旋轉、平移和縮放操作。

6 實測和結論

該軟件可以實時地從不同角度觀看三維零部件，視圖區的主視、后視、俯視、仰視、左視、右視這些基本視圖的工具按鈕的配置位置按照技術制圖相關國家標準來決定。操作區的旋轉、平移、縮放以及著色模式等常用工具按鈕按照主流三維軟件的界面習慣來配置。立體模式和圖紙模式直接在對象選擇區的第三級目錄下選擇。在立體瀏覽模式下點擊六個基本視圖圖標，瀏覽效果基本等同于六個基本視圖。在這種狀態下繼續點擊著色按鈕將顯示樣式調整為線框顯示樣式，可以進行組合體的三視圖學習，如圖5所示。圖紙模式下顯示零件的零件圖或者部件的裝配圖，如圖4所示。圖紙模式下顯示的是一張完整的工程圖樣，包括圖形、尺寸標注、幾何公差、表面粗糙度以及其他技術要求，包含了加工制造所需的全部信息。學習者可以通過這套圖紙庫系統的學習，提高空間構型能力和工程圖樣閱讀能力。

在普通虛擬模型庫的基礎上，加入與機械零部件相對應的機械工程圖樣展示功能，學習者可以由物到圖、由圖到物反復訓練機械圖樣的識讀，體現圖學類課程的精髓。該軟件的模型庫和圖樣庫可修改、可擴充、可移植。不但可以作為圖學類課程和其他機械類專業領域課程的教學資源，還可以作為制造類企業相關培訓的輔助手段，具有公共平臺的作用和意義。

圖5 模型線框顯示界面

[1] 王東．基于SolidWorks的機械制圖虛擬模型庫的建立[J]． 四川理工學院學報(社會科學版) ，2007，22(S1)：93-94．

[2] 北京兆迪科技有限公司．SolidWorks 2014超級學習手冊[M]．北京：電子工業出版社，2014:569．

[3] 林卓然．VB語言程序設計[M] ．北京：電子工業出版社，2012:156．

[4] 葉修梓，陳超祥．SolidWorks 高級教程：二次開發與API[M]．北京：機械工業出版社，2009:246.

[5] 陳靜，曾紅，張志華．基于VB環境下的教學模型庫的開發與研究[J]．遼寧工學院學報， 2007(2)：115-116.

責任編輯 俞 林

Development of the mechanical drawing library based on VB

ZHANGLiang，XUWeiguo

(Mechanical and Electrical Engineering Department， Jiangyin Polytechnic College， Wuxi 214405， China)

The database of part model and engineering drawing is built. The main interface is writen with Visual Basic6.0. Added in VB, Emodelview can visit eDrawings so that the viewing for model or drawing is realizable. Through testing and packaging, the system can realize the following functions: rotation, scaling and displaying by way of basic Views for the model, and displaying for the engineering drawing. The system extends the function based on the model base, it achieves to display the engineering drawing besides part model. This system can be used not only as learning tool for graphics course but also serving for mechanical and electrical professional course.

3D model； engineering drawing； edrawings； VB； secondary development

2016-05-19

項目來源：江陰職業技術學院品牌專業建設工程資助項目(2016-PPZY-B-A);江陰職業技術學院教改項目(2014-JG-J-01)

張良(1973— )，男，江蘇無錫人，副教授，研究方向:CAD技術與圖形學。

10.13750/j.cnki.issn.1671-7880.2016.06.015

TH 13

A

1671-7880(2016)06-0054-03