|
摘要:应用AutoCAD实体扩展数据将设计和造型参数存储于尺寸线中，利用VBA程序读写用户选择的标注实体中的扩展数据，重新生成模型，实现了木工成型铣刀可视化修改. 关键词:木工成型铣刀;CAD;可视化修改技术 [size=1em]近10年来，刀具CAD系统的研发工作成绩斐然.马晓军等［1］开发了WRIFCAD木工刀具系统，并对木工铲齿整体成型铣刀CAD系统的构成以及木工铲齿成型铣刀辅助设计数学模型的建立［2－3］进行了研究.WRIFCAD系统的主要开发工具有可视化编程工具Visual Basic和AutoCAD的二次开发工具AutoLISP.修树东等［4］以UG为支撑平台，利用 Visual C++6.0、SQL Server和UG二次开发工具UG/Open研制开发了现代木工铣刀CAD系统.该系统综合考虑木工铣刀的结构，对结构形状较为简单的铣刀(如整体铣刀)采用基于特征的方法生成三维实体模型;而对于结构形状较为复杂的铣刀(如一些新型木工铣刀)，可采用基于草图的方法.国外在刀具设计方面起步较早，采用CAD系统进行刀具设计［5］. [size=1em]CAD与CAPP/CAM的集成是CAD发展方向之一.王述洋等［6］研究了AutoCAD R14的数据结构，以及将平面镂铣CAD图形自动转换成CNC加工程序的计算方法.但是，这些图形数据是点、线、面、实体等底层几何信息，为了便于系统集成还需要补充高层的抽象信息(比如设计参数、造型参数等).为此，本文采用AutoCAD实体扩展数据(XData)将铣刀设计参数、造型参数以及机床信息等环境参数嵌入AutoCAD实体中，开发可视化修改技术. 1 木工成型铣刀CAD系统设计[size=1em]图1为三维木工铣刀CAD系统数据流程，分为如下8个模块.曲线检查模块:检验用户输入的工件截形曲线是否有错误，并给予标注［7］.计算刀具角度模块:根据用户输入的刀具材料和被加工材料在数据库中查询成型铣刀前角的经验值和该刀具材料允许的最小楔角，并保证所设计铣刀楔角大于该切削材料所允许的最小楔角［8］.曲线变换模块:根据工件截形曲线生成铣刀齿背截形曲线［9］.三维造型模块:根据前面所提供的刀具角度参数以及铣刀齿背曲线，生成成型铣刀三维模型以及工作图(图2、3).尺寸标注模块:对铣刀进行必要的标注，自动生成技术要求，并在尺寸对象上附着扩展数据(包括尺寸标注的名称及尺寸数据)，以便进行可视化修改.打印模块:根据用户要求自动设置图纸布局参数.知识推理机实现对成型铣刀设计知识的表达，主要负责铣刀刀具角度的智能计算和用户输入工件截形曲线的判断.可视化修改模块:用户选择所要修改的尺寸线后，输入理想值，再次调用三维造型模块的程序，不需要再次输入刀具参数，方便用户对铣刀模型的局部修改.由于对模型的修改是直观修改，故称可视化修改. 2 可视化修改的实现[size=1em]可视化修改是利用AutoCAD实体扩展数据实现的.DXF是Autodesk公司开发的，用于AutoCAD与其它软件之间进行CAD数据交换的CAD数据文件格式.DXF文件是由很多“代码”和“值”组成的“数据对”构造而成的，这里的代码称为“组码”(group code)，指定其后的值(称为组值)的类型和用途.扩展数据可以由VBA编写的应用程序创建，并且添加到所有对象，不仅包括实体对象，也包括符号对象等.这是AutoCAD中预留的专用于存储二次开发的数据信息.使用扩展数据可以将用户输入的设计参数、环境参数以及程序产生的造型参数保存在AutoCAD实体中，而不需额外的数据库，便于数据管理，有利于系统集成. [size=0.8em]图1 数据流程图
Fig.1 Chart of data flow
2.1 AutoCAD实体扩展数据[size=1em]扩展数据由一个或多个1001组码组成，其中每个组码都从唯一的应用名称开始.在每个应用组码中，扩展数据的内容、含义以及数据的组织都是由应用自身定义的，AutoCAD仅维护这些信息而不使用它们.1000到1071之间扩展数据的组码如下所示: [size=1em]字符串:1000.扩展数据中的字符串可长达255字节(第256字节是为空字符保留的). [size=1em]图层名称:1003.与扩展数据相关联的图层名称. [size=1em]数据库句柄:1005.图形数据库中的图元句柄.三维点:1010.包含在一个点中的3个实数值.实数:1040.一个实数值. [size=1em]整数:1070.一个16位整数(带符号或不带符号).长整数:1071.一个32位带符号的(长)整数. 2.2 可视化修改的部分代码[size=1em]VBA程序在标注模块生成标注线时，把必要参数加入到尺寸线实体扩展数据中.以下是以铣刀直径尺寸线标注为例的VBA代码: [size=1em]Dim dim_D As AcadDimAligned'标注铣刀直径 [size=1em]'添加尺寸线标注 [size=1em]Set dim_D=ThisDrawing.ModelSpace.AddDimAligned(extline1，extline2，textposition) [size=1em]车队早期预警系统主要面向车队运营商，对车队车辆运行情况进行监测，预判车载系统或零部件将会出现故障的时间节点，提前发出预警，节省维修成本，缩短计划外宕机时间，避免因车辆故障影响交付，提高客户满意度。 [size=1em]dim_D.TextOverride=“{\fgdt;n}”＆ CStr(cutter_d) '{\fgdt;n}是直径符号 [size=1em]'以下是给XDATA赋值 [size=1em]datatype(0)=1001:data(0)=“铣刀直径” '1001代码是必须的，以表示扩展数据开始datatype(1)=1000:data(1)=“cutter_d” '所选的尺寸其全局变量名 [size=1em]datatype(2)=1040:data(2)=cutter_d 'cutter_d变量表示铣刀直径值 [size=1em]datatype(3)=1070:data(3)=1 [size=1em]'表示该尺寸是否允许修改，因为有些参数来自用户输入的图形，data(3)=1表示允许修改dim_D.SetXData datatype，data '设置XDATA的值，以便后面修改模块用 [size=1em]程序中“dim_D”是铣刀直径尺寸线对象名，“cutter_d”是铣刀直径全局变量名.通常采用SetXData方法把径刀直径以及铣刀直径在程序中的变量名存入铣刀直径尺寸线的扩展数据中.当用户选择某个参数进行修改时，其实质就是修改组码1040的组值.修改模块工作原理是: [size=1em](1)读取图纸中的每一条尺寸线，用GetXData方法把这些数据赋值给相应的全局变量.代码表示如下:
[size=1em](2)在图4所示的界面中，点击“选择修改”按钮，选择所需要修改的尺寸线，则窗体上将显示该尺寸线信息(图4).在输入新的数值后，点击“修改”按钮，将修改值赋值给对应的全局变量.按下“确定”按钮后，程序将完成步骤(3)与步骤(4)的修改. [size=1em](3)删除图纸上所有实体. [size=1em](4)根据造型参数的全局变量，调用三维造型模块和尺寸标注模块重新生成铣刀模型. [size=0.8em]图4 可视化修改窗口
Fig.4 Window of visual modification
3 小结[size=1em]本系统具有以下特点: [size=1em](1)采用该系统不但研制成功了木工整体成型铣刀，还有刃磨前刀面的木工分体成型铣刀和刃磨前后面的木工分体成型铣刀. [size=1em](2)本系统的木工刀具设计是建立在三维模型基础上的.与二维CAD相比较，三维CAD系统更直观，容易发现干涉等设计错误. [size=1em](3)利用AutoCAD实体扩展数据将铣刀设计、造型以及机床信息等环境参数嵌入AutoCAD实体中，便于数据管理，也有利于与CAPP/CAM等系统的集成. [size=1em](4)提出可视化修改的概念.该技术采用尺寸线驱动的修改方法，允许用户在观察刀具三维模型时，选择所要修改的尺寸线后，输入理想值，重新生成图形，完成修改.对三维模型直接修改直观，便于用户理解，方便用户的操作. [size=1em]参考文献 [size=1em]［1］马晓军，王文宁，杨翠霞.木工铲齿整体成型铣刀CAD系统的开发［J］.木材工业，2002，16(6):22－24. [size=1em]［2］马晓军，马堪社.木工铲齿成型铣刀计算机辅助设计模型建立与开发［J］.林业机械与木工设备，2008，36(2):38－39. [size=1em]［3］潘锲.木工硬质合金整体成型铣刀CAD系统的研究与设计［D］.哈尔滨:东北林业大学，2008. [size=1em]［4］修树东，倪忠进，方亮，等.基于UG的木工铣刀CAD系统设计［J］.林业机械与木工设备，2008，36(1):32－33. [size=1em]［5］潘锲，金维洙.刀具CAD系统的研究现状［J］.林业机械与木工设备，2005，13(3):12－13. [size=1em]［6］王述洋，梁颖红，蒋宗良，等.木工平面镂铣加工CAD/CNC一AP集成技术［J］.森林工程，2000，16(5):27－29. [size=1em]［7］潘晓文.AutoCAD中曲线凹凸属性的判断［J］.计算机应用研究，2001，18(增刊):86－88. [size=1em]［8］潘晓文.Aut0CAD曲线的坐标变换和最值求取［J］.计算机应用研究，2001，18(9):108－110. [size=1em]［9］潘晓文，詹仕华，詹黎锋.木工整体成型铣刀齿背截形的求解［J］.福建林学院学报，2001，21(3):261－264.
[size=1.8em]Vision modification function in computer aided design system for woodworking milling cutter PAN Xiao-wen，ZHAN Shi-hua
(College of Computer and Information，Fujian agriculture and Forestry University，Fuzhou，Fujian 350002，China) Abstract :This paper issues visual modification technique for woodworking milling cutter CAD system.Design parameters and modeling parameters were embedded in dimension entities by Xdata of AutoCAD，and a VBA program could read(or write)the data embedded in entity which having been picked by user，and then regenerate model，finally the vision modification function was achieved. Key words :woodworking milling cutter;computer aided design(CAD);visual modification technique 中图分类号:TS643 文献标识码:A 文章编号:1671-5470(2012)06-0660-04 收稿日期:2011－09－15 修回日期:2012－6－18 基金项目:福建农林大学青年教师基金资助项目(200178). 作者简介:潘晓文(1967－)，男，副教授.研究方向:测试计量技术及仪器.Email:pxwnuaa@163.com. | 
/1 
发表于 