AutoCAD二次開發(fā)技術(shù)在包裝標(biāo)印系統(tǒng)中的應(yīng)用

白富強(qiáng)

AutoCAD二次開發(fā)技術(shù)在包裝標(biāo)印系統(tǒng)中的應(yīng)用

白富強(qiáng)

（晉中職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西 晉中 030600）

為了改造彈藥包裝標(biāo)印生產(chǎn)線，提高生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)彈藥包裝標(biāo)印向自動(dòng)化生產(chǎn)逐步迭代?；赑ython對(duì)AutoCAD進(jìn)行二次開發(fā)，并編寫彈藥標(biāo)印信息錄入的自動(dòng)化程序，從而將彈藥產(chǎn)品信息直接生成標(biāo)印信息的二維圖紙。該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)彈藥包裝信息、標(biāo)志的輸入和自動(dòng)化生成標(biāo)印信息的二維圖紙，且能夠根據(jù)實(shí)際需要對(duì)相關(guān)信息進(jìn)行快速修改，滿足自動(dòng)化生產(chǎn)需求。該系統(tǒng)優(yōu)化了彈藥包裝標(biāo)印的設(shè)計(jì)流程，節(jié)約了人力和時(shí)間成本，提高了生產(chǎn)效率，滿足了工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)的需求，具有一定實(shí)際應(yīng)用和參考價(jià)值。

彈藥；標(biāo)印系統(tǒng)；Python；AutoCAD；二次開發(fā)

在彈藥產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，包裝和標(biāo)印是生產(chǎn)的最后階段，標(biāo)印內(nèi)容包括了與彈藥產(chǎn)品相關(guān)的大量信息，除包裝體積、規(guī)格、重量、彈藥代號(hào)、彈重符號(hào)、總裝批號(hào)、總裝年份、總裝廠家等信息以外，還會(huì)標(biāo)注一同裝箱的其他彈藥零部件如引信、彈體裝填物、底火、發(fā)射藥等的諸多信息[1-5]。目前彈藥包裝信息的標(biāo)印都是通過人工制作字符標(biāo)志和手工操作來完成，標(biāo)印信息的每次變化和調(diào)整都需要人工在標(biāo)印機(jī)終端上進(jìn)行手工錄入，錄入的信息量大，操作過程較冗長繁雜且重復(fù)性操作多，效率低且出錯(cuò)率高，出錯(cuò)概率增加的同時(shí)也給信息校對(duì)帶來了困難[6-7]。

在科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展的今天，各種新材料、新技術(shù)、新工藝不斷出現(xiàn)，彈藥包裝信息的標(biāo)印也應(yīng)順應(yīng)時(shí)代發(fā)展的需要，不斷加大自動(dòng)化、可視化技術(shù)的應(yīng)用，不斷提升彈藥包裝過程的信息化、智能化、自動(dòng)化水平，更好地滿足工業(yè)自動(dòng)化需求[8-9]。綜合考慮以上情況，在對(duì)現(xiàn)有標(biāo)印設(shè)備基本不做改動(dòng)的基礎(chǔ)上，充分利用計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)，提升彈藥標(biāo)印信息的自動(dòng)化水平是十分必要的[10-11]。文中基于Python編程語言對(duì)AutoCAD進(jìn)行二次開發(fā)，開發(fā)彈藥標(biāo)印信息錄入的自動(dòng)化程序[12]，以大幅提升彈藥包裝信息標(biāo)印的自動(dòng)水平。

1 CAD二次開發(fā)概述

AutoCAD是美國Autodesk公司開發(fā)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和繪圖軟件，在機(jī)械、電子、建筑、土木等領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛[13]。特別是在國內(nèi)二維制圖領(lǐng)域，長期以來AutoCAD都占有著重要的地位。AutoCAD初版發(fā)布于1982年，經(jīng)歷了將近40年的不斷迭代更新，軟件在功能完善程度和易用性上和同類產(chǎn)品相比已經(jīng)做得十分優(yōu)秀了，但是，畢竟這是一款主打通用性而設(shè)計(jì)開發(fā)的繪圖軟件，使用軟件的各個(gè)領(lǐng)域不同企業(yè)的繪圖規(guī)則和標(biāo)準(zhǔn)都不盡相同，因此在面對(duì)各種場合使用時(shí)AutoCAD也不一定能夠滿足實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用的需要。

考慮到各種應(yīng)用的需要，AutoCAD預(yù)留了可用于二次開發(fā)的API接口。二次開發(fā)接口的存在，使用戶可以在現(xiàn)有軟件的基礎(chǔ)之上開發(fā)更適合用戶需求的功能和組件。這有助于提高和完善軟件功能，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率，而且這種基于現(xiàn)有軟件基礎(chǔ)上進(jìn)行開發(fā)的模式還能顯著降低學(xué)習(xí)和開發(fā)成本、縮短開發(fā)周期[14]。

CAD二次開發(fā)手段很多，目前主流有這幾種方式：Object ARX、ActiveX、Auto LISP/Visual LISP、Dot NET等。其中基于ActiveX技術(shù)的開發(fā)方式是遵循COM規(guī)范和OLE規(guī)范，利用ActiveX控件把應(yīng)用程序中有關(guān)的數(shù)據(jù)和操作都以動(dòng)態(tài)鏈接庫的形式封裝起來，以對(duì)象的形式提供給用戶使用[15]。AutoCAD的ActiveX開發(fā)關(guān)系見圖1。用戶不需要了解程序內(nèi)部的具體實(shí)現(xiàn)過程，僅需要通過調(diào)用動(dòng)態(tài)鏈接庫中的對(duì)象即可直接操作、擴(kuò)展應(yīng)用程序。這種開發(fā)方式有著工作效率高、入門時(shí)間短、易于學(xué)習(xí)掌握等優(yōu)點(diǎn)[16-17]。

文中對(duì)AutoCAD二次開發(fā)也是基于ActiveX技術(shù)這種方法。開發(fā)環(huán)境使用Windows 10 64bit操作系統(tǒng)，開發(fā)語言是Python語言[18]，Python版本為3.7，用到的pip包主要為pyautocad 0.2.0和PySimpleGUI 4.45.0，IDE采用了PyCharm Community Edition 2020.1[19]。

圖1 AutoCAD的ActiveX開發(fā)關(guān)系

2 程序設(shè)計(jì)

該程序的主要功能是通過在程序GUI界面輸入或者導(dǎo)入彈藥產(chǎn)品的標(biāo)印信息，程序自動(dòng)在AutoCAD中排版并繪制出標(biāo)印文字，并保存為DXF格式的二維圖紙。在生成DXF格式圖紙之后，便可以在控制標(biāo)印機(jī)的上行計(jì)算機(jī)中，直接導(dǎo)入DXF格式文件，標(biāo)印機(jī)讀取后就能夠直接進(jìn)行標(biāo)印作業(yè)，實(shí)現(xiàn)彈藥產(chǎn)品標(biāo)印信息的自動(dòng)錄入及輸出。程序流程見圖2。

圖2 程序流程

在程序運(yùn)行后，通過pyautocad調(diào)用comtypes. client( )來連接正在運(yùn)行的AutoCAD文件。如果沒有正在運(yùn)行的文件則報(bào)錯(cuò)后結(jié)束程序，如果連接成功，會(huì)在AutoCAD控制臺(tái)輸出連接成功的文字信息。

成功連接AutoCAD之后，程序會(huì)調(diào)用PySimpleGUI編寫的圖形用戶界面代碼段，圖形用戶界面會(huì)彈出。由于程序的核心功能本身得比較單一，所以圖形用戶界面也設(shè)計(jì)得盡可能簡潔明了。

圖形用戶界面的窗口分為了上下2個(gè)區(qū)域。上方為彈藥標(biāo)印信息的各個(gè)字段的輸入?yún)^(qū)域，區(qū)域中各個(gè)字段的排序參照了實(shí)際標(biāo)印排版的位置和格式，每個(gè)字段區(qū)域左側(cè)是字段的名稱，右側(cè)是字段數(shù)據(jù)的輸入框或者下拉選擇框。

程程序中各個(gè)字段定義變量為：引信代號(hào)（fuzeCode）、引信批-年-廠（fuzeCodeData）、彈重符號(hào)（weighMark）、體積（volSize）、彈藥代號(hào)（ammoCode）、總裝批-年-廠（assembData）、彈體裝填物代號(hào)（fillCode）、內(nèi)裝數(shù)量（inNum）、發(fā)射裝藥分類簡稱代號(hào)（ppeTypes）、發(fā)射藥代號(hào)（ppeCode）、藥型尺寸型號(hào)（ppeSize）、發(fā)射藥批-年-廠（ppeData）、底火型號(hào)（primerCode）、底火批-年-廠（primerData）、總重量（totalWeigh）、藥筒材料代號(hào)（cartMtl）。

下方區(qū)域是軟件的功能按鈕區(qū)，分別排布“確定”、“清空”、“生成文件”、“退出”、“幫助” 5個(gè)程序功能按鍵。

在完成對(duì)彈藥標(biāo)印信息各字段的輸入之后點(diǎn)擊確定，程序首先會(huì)校驗(yàn)各字段的數(shù)據(jù)類型和數(shù)據(jù)格式是否合法，若非法，則會(huì)報(bào)錯(cuò)提示重新輸入；若合法，則程序開始在AutoCAD進(jìn)行圖像繪制。

首先初始化字體樣式，通過調(diào)用pyacad.Active Document.ActiveTextStyle.SetFont( )函數(shù)，設(shè)置默認(rèn)繪制字符元素的字體樣式為“宋體”。隨后定義2組一維數(shù)組textrowAxis[ ]和textcolAxis[ ]，分別存放生成的各個(gè)字段的行、列坐標(biāo)值。

在生成各字段坐標(biāo)值完成后，就可以開始繪制文字元素。根據(jù)AutoCAD的開發(fā)手冊(cè)定義，單行文字元素的導(dǎo)入的數(shù)據(jù)類型必須是字符串。就需要把讀入的數(shù)據(jù)先轉(zhuǎn)換為字符串類型，使用pyacad.model.

AddText(textStr, APoint(textrowAxis[], textcolAxis[]), textHeight)函數(shù)就可以實(shí)現(xiàn)將指定的字段字符串textStr繪制在相應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)(textrowAxis[], textcolAxis[])上。其中，textStr指的是上文定義的字段轉(zhuǎn)換的字符串變量；、分別指字段在排版中的行列數(shù)值。

由此，遍歷所有字段即可在AutoCAD中繪制出所需彈藥產(chǎn)品標(biāo)印信息的二維圖紙。遍歷完畢之后執(zhí)行pyacad.ActiveDocument.Application.ZoomAll( )使畫面返回到全視圖。

最后使用程序中導(dǎo)出文件的功能，通過調(diào)用函數(shù)pyacad.ActiveDocument.Application.Documents ("FileName.dxf").SaveAS(dir, 25)將藥產(chǎn)品標(biāo)印信息的二維圖紙保存為DXF格式的文件，這樣就完成了整個(gè)產(chǎn)品標(biāo)印信息的二維圖紙的生成過程[20]。

3 程序運(yùn)行實(shí)現(xiàn)

該節(jié)主要結(jié)合前文所述的程序設(shè)計(jì)，基于Python語言和AutoCAD軟件對(duì)程序的功能進(jìn)行具體實(shí)現(xiàn)，程序主界面見圖3。

程序主界面在實(shí)現(xiàn)過程中，從所需標(biāo)印的信息實(shí)際出發(fā)，程序主界面中間部分為需要錄入的彈藥信息，可以根據(jù)實(shí)際標(biāo)印需求錄入相應(yīng)的信息。程序主界面的左下方是操作功能區(qū)，該區(qū)設(shè)有“確定”、“清空”、“生成文件”、“退出”及“幫助”等功能選項(xiàng)，方便操作者進(jìn)行相關(guān)操作。

用戶在輸入完相關(guān)信息后，點(diǎn)擊“確定”選項(xiàng)，程序會(huì)自動(dòng)校驗(yàn)輸入的數(shù)據(jù)格式是否合法，若非法，則會(huì)報(bào)錯(cuò)并提示重新輸入；若合法，則程序開始在AutoCAD自動(dòng)進(jìn)行圖像繪制。用戶點(diǎn)擊“生成文件”選項(xiàng)，程序會(huì)自動(dòng)彈出所要標(biāo)印的彈藥信息框，并輸出相對(duì)應(yīng)的彈藥標(biāo)印信息，見圖4。

圖3 程序運(yùn)行界面

圖4 程序運(yùn)行結(jié)果

4 結(jié)語

該程序通過AutoCAD二次開發(fā)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化生成導(dǎo)出彈藥產(chǎn)品標(biāo)印信息功能，提升了彈藥包裝過程的工業(yè)自動(dòng)化水平。技術(shù)人員借助本程序，只需要學(xué)習(xí)標(biāo)印設(shè)備導(dǎo)入外部圖紙操作的方法即可快速上手標(biāo)印系統(tǒng)，降低了人員的培訓(xùn)成本和技術(shù)的學(xué)習(xí)門檻。整個(gè)程序的應(yīng)用方面也不需要對(duì)現(xiàn)有的標(biāo)印生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行過多的改動(dòng)，改造成本相當(dāng)?shù)土?。同時(shí)該軟件能夠在一定程度解決人工操作標(biāo)印系統(tǒng)終端手動(dòng)錄入彈藥產(chǎn)品標(biāo)印信息時(shí)，步驟煩瑣、重復(fù)性多、出錯(cuò)概率高、信息校對(duì)困難等問題。在生產(chǎn)方面也可以節(jié)約時(shí)間成本、提高生產(chǎn)效率，大幅提升了彈藥包裝信息標(biāo)印過程的自動(dòng)化水平，滿足了行業(yè)需求。總體來說該程序是具有一定實(shí)際應(yīng)用價(jià)值和參考借鑒意義。

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The Application of Packaging and Marking System with Re-develop Technology of AutoCAD

BAI Fu-qiang

(Jin Zhong Vocational & Technical College, Shanxi Jinzhong 030600, China)

This paper aims to transform the ammunition packaging and marking production line, improve production efficiency, and realize the gradual iteration of the ammunition packaging and marking production line to automated production. The re-develop of AutoCAD was based on Python, and the automated program for the input of ammunition marking information was compiled, so that the ammunition product information could be directly generated into the two-dimensional drawings of the marking information. The system could realize the input of ammunition packaging information, marks, and automatically generate two-dimensional drawings of marking information, and quickly modify relevant information according to the actual needs to meet the needs of automatic production. The system optimizes the design process of ammunition packaging and marking, saves manpower and time costs, improves production efficiency, meets the needs of industrial automation production, and has certain practical application and reference value.

ammunition; marking system; Python; AutoCAD; re-develop technology

TB482；TJ410.89

A

1001-3563(2022)07-0290-05

10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.07.038

2021-11-07

國家國防科工局資助項(xiàng)目（Z092014B001）

白富強(qiáng)（1984—），男，碩士，晉中職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師，主要研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)。

責(zé)任編輯：曾鈺嬋