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如何二次開發AutoCAD
閱讀：213 發布時間：2020-8-120 引言
VBA是一種自動化語言， 結合相應的圖形軟件， 它可以按照用戶的要求， 自動地生成一系列的動作指令。微軟開發的圖形設計軟件AutoCAD， 由于其具有豐富的方便、 快捷的繪圖工具， 使得該軟件在機械制造行業、 建筑行業中得到了廣泛的應用。
本文以VBA為開發語言， 依托AutoCAD強大的繪圖功能，設計并開發了數控仿真軟件。該軟件根據用戶編寫的數控程序， 在自定義的毛坯中， 通過刀具的移動完成材料的切削， 進而實現零件的加工。所有這些過程， 均以三維圖形的方式進行動態顯示， 可以將數控程序加工的細節詳實、 直觀地展現在用戶面前。利用該軟件可以極大地減小零件試切的損失， 對于提高生產效率具有積極作用。
1 仿真系統結構設計
根據實際零件加工的操作順序， 數控加工仿真程序設置了零件定義、 程序調用、 刀具選擇等功能。系統的頂層功能結構如圖1所示。
本仿真系統可通過兩個對話框定義毛坯的長L、 寬W、 高H、 工作坐標系X、 Y、 Z以及刀具的規格直徑Ф、 對刀長度L用戶可通過一個文件對話窗體選擇數控程序PRO。具體的窗體界面如圖2所示。
2 算法規劃與完成
2.1 VBA引入銜接AutoCAD
選用面向目標的程序規劃辦法, 運用 Visual Basic 在AutoCAD2005上用VBA技能進行二次開發, 可以較好地完成體系程序參數化繪圖。
VBA是經過AutoCAD ActiveX Automation接口來樹立和AutoCAD目標間的聯絡。ActiveX是樹立在COM目標模型之上的一個標準通信協議， 它答應目標之間經過必定的接口相互通信。而AutoCAD ActiveX提供在AutoCAD外操控編程的機制， 經過運用AutoCAD目標， 完成對AutoCAD的操控。
2.2 刀具切削實現
在數控機床完成零件加工過程中， 主要涉及到兩種基本的加工路徑， 它們分別是直線運動、 圓弧運動。
對于直線加工模型， 主要是定義加工的起點AA和終點B。移動刀具的對刀點在AA和BB之間， 我們利用均勻直線插補算法求得； 刀具和毛坯重合部分， 可以借助對毛坯執行布爾運算生成， 以示零件被切削部分。模型如圖3所示。
圓弧加工模型， 由于曲線的復雜性和G02、 G03圓弧插補加工方式選擇的需要， 在確定加工特征信息時應包括： 起點SA、SB、 SC、 終點EA、 EB、 EC、 半徑R， 順時針G02、 逆時針G03。圓弧生成的變種可以由角度參與確定， 對于加工整圓分為： 順時針、 逆時針兩種。
在整個加工模型的建立中， 圓弧加工涵蓋了加工的各種基本情況， 因此圓弧加工設計是系統實現的關鍵。圓弧加工模型如圖4所示。
下面是基于VBA開發的部分圓弧加工程序：
……
If G02G03 Like "G02" Then
p1(0)=sa: p1(1)=sb: p1(2)=sc
p2(0)=ea: p2(1)=eb: p2(2)=ec
Else
p1(0)=ea: p1(1)=eb: p1(2)=ec
p2(0)=sa: p2(1)=sb: p2(2)=sc
End If
radius=R
d=Math.Sqr((p2(0)-p1(0))*(p2(0)-p1(0))+
(p2(1)-p1(1))*(p2(1)-p1(1)))
d1=Math.Sqr(radius*radius-(d/2)*(d/2))
angle1=Math.Atn(d1/(d/2))
angle3=3.141592-(angle1+angle1)
If (p2(0)=p1(0)) Then
If radius>0 Then
If ((p2(1)-p1(1))>0) Then
centerPoint(0)=p1(0)+Math.Abs(radius)*
Math.COS(3.1415926/ 2-angle1)
Else
centerPoint(0)=p1(0)-Math.Abs(radius)*
Math.COS(3.1415926/2-angle1)
End If
Else
If ((p2(1)-p1(1))>0) Then
centerPoint(0)=(p1(0)-Math.Abs(radius)*
Math.COS(3.1415926/2-angle1))
Else
centerPoint(0)=(p1(0)+Math.Abs(radius)*
Math.COS(3.1415926/ 2-angle1))
End If
End If
centerPoint(1)=p1(1)+(p2(1)-p1(1))/2
If radius>0 Then
If ((p2(1)-p1(1))>0) Then
startAngleInDegree=angle1+3.1415926/2
endAngleInDegree=angle1+3.1415926/2+angle3
Else
startAngleInDegree=-angle3/2
endAngleInDegree=angle3/2
End If
……
2.3 實體加工模型
AutoCAD具有很強的圖形繪制能力， 利用該軟件的三維圖形繪制命令可以輕松繪制逼真的實體模型。
本系統利用自定義的加工函數完成實體模型的加工， 用戶只要給定加工所必須的信息， 就可以實現零件的自動加工。自定義函數的原型如下：
arcsolidtrace s(0), s(1), s(2), e1(0), e1(1), e1(2), radius, R,
H, boxObj, cylinderobj, G02G03
函數名稱為arcsolidtrace， 圓弧的起點的三維坐標值為s(0), s(1), s(2)， 圓弧終點三維坐標值為e1(0), e1(1), e1(2)， 圓弧半徑為radius， 刀具半徑為R,對刀長度為H,零件毛坯實體為boxObj， 刀具實體為cylinderobj， 加工方向為G02G03。
程序依照數控圓弧加工規律和給定的參數值， 判斷加工路徑并完成零件毛坯的布爾運算。部分程序代碼如下：
……
d=Math.Sqr((p2(0)-p1(0))*(p2(0)-p1(0))+(p2(1)-p1(1))*
(p2(1)-p1(1)))
If d<>0 Then
d1=Math.Sqr(radius*radius-(d/2)*(d/2))
angle1=Math.Atn(d1/(d/2))
angle3=3.141592-(angle1+angle1)
If (p2(0)=p1(0)) Then
If radius>0 Then
If ((p2(1)-p1(1))>0) Then
m(0)=p1(0)+Math.Abs(radius)*Math.COS(3.1415926/
2-angle1)
Else
m(0)=p1(0)-Math.Abs(radius)*Math.COS(3.1415926/
2-angle1)
End If
Else
If ((p2(1)-p1(1))>0) Then
m(0)=(p1(0)-Math.Abs(radius)*Math.COS(3.1415926/
2-angle1))
Else
m(0)=(p1(0)+Math.Abs(radius)*Math.COS(3.1415926/
2-angle1))
End If
End If
m(1)=p1(1)+(p2(1)-p1(1))/2
If radius>0 Then
If ((p2(1)-p1(1))>0) Then
startAngleInDegree=angle1+3.1415926/2
endAngleInDegree=angle1+3.1415926/2+angle3
Else
startAngleInDegree=-angle3/2
endAngleInDegree=angle3/2
End If
……
3 應用實例
應用本系統， 用戶只需要選擇毛坯類型， 定義毛坯尺寸， 定義刀具規格， 輸入編寫好的數控程序， 即可驗證數控程序的正確性。
例如， 用戶定義一個矩形毛坯， 和一個半徑為10個單位的外形銑刀， 加工一個五角星的案例， 其加工完成后的效果如圖6所示。
4 結束語
利用VBA對AutoCAD的二次開發， 實現了數控程序加工的三維仿真。仿真系統不但利用了VBA的數學計算功能， 更發揮了CAD的三維圖形功能， 使得數控仿真達到了逼真、 直觀的效果， 提高了數控加工程序驗證效率和準確率。
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