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基于VB的低净空桥式起重机参数化CAD系统设计

2021-05-03王文忠

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利用VisuaIBasic进行AutoCAD二次开发研制低净空桥式起重机参数化CAD系统,介绍了总体框架、功能和方法,采用ActiveX Automation技术建立了自动型参数化绘图系统,在一定程度上实现了设计计算和辅助绘图的一体化。

    桥式起重机是桥架型起重机的一种,具有很强的系列化、标准化、模块化的特点,因此,桥式起重机的设计适合采用参数化进行计算机辅助设计。在绝大多数企业的设计或者绘图工作中,AutoCAD已经成为最常用的辅助设计绘图的工具,能够大大减轻设计人员的劳动强度,自AutoCAD R14问世,提供了更为方便的二次开发接口,例如可通过强化的AutoLISP编程语言和基于面向对象技术的ObjectARX(实时运行扩展)开发工具来实现,也可以应用ActiveX Automation技术,从AutoCAD控件的应用程序(如VisualBasic或任何Microsofto ffice应用程序)中访问和控制AutoCAD对象(Objects)。

    基于VB具有简洁性,可视性、面向事件,调试方便以及可直接对数据库进行操作等编程特点,研究和设计了基于VB的低净空桥式起重机参数化设计系统。

1 设计流程及系统结构

    程序流程及系统结构见图1、图2所示,设计流程分4步。

程序流程图

图1 程序流程图

系统结构图

图2 系统结构图

    1.1 主参数的选择

    桥式起重机具有标准化和系列化的特点,依据工程实际的需要和桥式起重机的设计原则,按着起重量→工作级别→起升高度→起升速度的顺序,从大量的数据中确定了小车的型号。

    1.2 计算各项参数

    计算出在不同的起重量、工作级别、起升高度、起升速度及小车型号和不同的跨度相对应的端梁型号和主梁型号等。

    1.3 绘制图形

    根据计算结果处理机模块自动完成图形绘制。

    1.4 输出打印

2 各模块的功能和实现技术

    2.1 界面

    应用程序采用多文档(MDI)形式,利用VB提供的各种控件技术,如:Button,Group,ListBox,ADOData,OLE,Image等,可直接制作简单直观、操作方便的界面。部分界面如图3所示。

部分界面图

图3 部分界面图

    2.2 数据库模块

    系统采用Access作为后台数据库,用于处理数据结构。在Access数据库中建立如图4所示的复杂关系表的方式,该复杂关系表使系统能够适应复杂的数据模型。其中输入到数据库中的是参数的定义、参数间相对关系和图形画法的信息。

    CADDRAWINGS表用来记录数据库中图的名称等信息。它在数据库中是唯一的,其每1条记录表示1个图。由于实际设计中的复杂性,虽然同为一类,但画法有可能相差很大,所以每张图又包含了子图,每张图有1个subdrwMng表与之对应。

复杂关系表

图4 复杂关系表

    subdrwMng表的每1条记录表示1个子图。(注:subdrwMng的边框为细线表示数据库中可以存在多个结构一样的同类表。模拟了类和对象的关系)。

    CADDRAWINGS表的每条记录还对应了1个Interface表实例,它记录了需要用户输入的参数的信息。

    CADDRAWINGS表的每条记录对应Params表实例,记录了所有的参数信息。

    subdrwMng表每条记录对应1个line表实例,记录画图信息。

    subdrwMng表每条记录对应1个coondination表实例,记录相对坐标信息。

    subdrwMng表每条记录对应1个layers表实例,记录层信息。

    图4中标记了的表是影响1张图的所有参数的来源,其中的顺序即为参数确定的顺序。利用VB调用Access数据库的部分程序代码如下:

代码

    2.3 绘图模块

    2.3.1 AutoCAD ActiveX技术

    AutoCAD ActiveX提供一种机制,可通过编程手段从内部或外部操纵AutoCAD。ActiveX所具备的AutoCAD绝大多数功能,均以方法和属性的方式被封装在ActiveX对象中,ActiveX Automation由客户程序和服务器程序组成,客户程序是操纵者和控制者,服务器程序是被控制者,它包含了一系列的暴露对象。只要服务程序提供一定的接口,可以使任何对象实现自动化,从而实现对AutoCAD的编程。VB和AutoCAD的连接部分代码如下:

代码

    2.3.2 图形库的组成和实现技术

    结合桥式起重机整体结构不很复杂,图形结构相对简单的特点,采用了专用参数化设计方法并吸取了前参数化的参数输入形式,属于检索型结合自动型的应用软件。在参数化的求解方法上采用了基于构造过程的参数化求解方法,该方法采用一种称为参数化履历的机制,在构造一幅图形时,依据习惯的工程画法和绘图顺序来完成图形,即通过记录构图过程中几何体素的生成过程的先后顺序及连接关系实现。因此,图形的数学模型就是按着每幅图的绘图顺序,将程序写出。针对起重机的具体结构来提炼结构设计参数,用特定的程序即可实现其绘图,通过数据文件、数据库或菜单输入来改变参数可以完成特定结构的设计。

    2.4 关系处理模块

    由于参数读取是一个复杂的过程。读取过程中,有的参数要求用户设置,有的参数根据用户已有的设置发生变化(值或取值范围),参数读取分析器根据数据库中的值自动进行处理,并根据已有的参数值和复杂关系表确定其他的参数值。参数分析完后进行画图。画图器读取图元画法的信息,利用参数值,用算术式分析器求出图元具体参数,即可画出。为了实现对参数的读取、算术式的分析,复杂关系表的处理及参数化绘图,系统采用了一种处理机制,如图5所示。

处理机结构图

图5 处理机结构图

3 结语

    基于VB的桥式起重机参数化CAD系统设计,采用了专用参数化设计方法,并吸取了前参数化的参数输入形式,属于检索型结合自动型的应用软件,能够生成所需的二维工程图,该方法对于设计具有标准化、模块化、系列化的产品具有较强的实用性。另外,利用VB采用ActiveX Automation技术还可以实现对三维设计软件的调用,生成三维设计图形。

    上述方法同样可应用于标准化、模块化、系列化特性的其他产品设计中,例如在机床的设计中采用上述方法,同样具有较高的应用价值。

责任编辑:程玥
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