摘要：對在AutoCAD2000中實現(xiàn)焊接符號快速標(biāo)注的原理和方法進(jìn)行了研究，提出了以人機交互方式實現(xiàn)焊接符號標(biāo)注的系統(tǒng)運行模式，設(shè)計了具有良好人機學(xué)特性的系統(tǒng)界面，極大地提高了焊接符號標(biāo)注的效率。以VisualC 6.0和ObjectARX3.0為開發(fā)工具，運用自定義實體類技術(shù)，通過對一系列ObjectARX類函數(shù)的重載，開發(fā)了基于AutoCAD2000的焊接符號快速標(biāo)注系統(tǒng)。詳細(xì)討論了從AcDbEntity類派生自定義焊接符號類所涉及的相關(guān)應(yīng)用技術(shù)。
關(guān)鍵詞：焊接符號；ObjectARX；AcDbEntity類；AcEdJig類；AcDbObject類
AutoCAD是目前微機系統(tǒng)中廣泛使用的CAD繪圖軟件，利用它可以大大提高繪圖的效率和自動化程度。但AutoCAD本身是一個通用的CAD支撐軟件，隨著CAD應(yīng)用的不斷深入，應(yīng)用范圍的不斷拓寬，越來越多的用戶需要借助二次開發(fā)來使該系統(tǒng)更好地適應(yīng)本地使用需求。很多行業(yè)有自己的專用符號體系，各自的標(biāo)注規(guī)則，這時AutoCAD自帶的標(biāo)注系統(tǒng)很難滿足用戶的需求。好在AutoCAD提供了很強的二次開發(fā)手段，借助這些開發(fā)手段，可以把這種使用率很高的繪圖過程用簡單的命令加以實現(xiàn)。
ObjectARX(AutoCADRuntimeeXtension)工具是Autodesk公司推出的一種新的AutoCAD二次開發(fā)工具，采用并支持面向?qū)ο蠹夹g(shù)，是新一代AutoCAD二次開發(fā)的首選工具[1]。利用它的類庫，可解決許多AutoLisp、ADS、VBA難以解決或不能解決的問題[2]，提高開發(fā)效率。ARX應(yīng)用程序利用AutoCAD核心數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)、圖形系統(tǒng)、幾何造型核心及代碼，建立和AutoCAD本身固有命令有同樣操作方式的新命令。利用ObjectARX開發(fā)工具進(jìn)行CAD應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)已有一些成功的案例，如用ObjectARX開發(fā)滑動軸承結(jié)構(gòu)CAD設(shè)計系統(tǒng)。[3]
本文對在AutoCAD中實現(xiàn)機械設(shè)計中常用的焊接符號的標(biāo)注進(jìn)行了深入研究。本系統(tǒng)以Auto CAD2000為平臺，以VisualC 6.0和ObjectARX3.0為二次開發(fā)工具[4]，成功地實現(xiàn)了常用焊接符號的標(biāo)注。本系統(tǒng)以選擇坡口的形式來決定焊接符號，符合設(shè)計人員的設(shè)計習(xí)慣，把用戶從繁雜的焊接符號選擇和組合中解放出來。本標(biāo)注系統(tǒng)生成的焊接符號是從AcDbEntity類派生的自定義類的對象，因此它具有AutoCAD實體的各種屬性和操作方式。焊接符號生成后用戶可以很方便地修改它的層、字體，對它進(jìn)行平移、縮放、拉伸等操作，極大地滿足了后期對設(shè)計圖進(jìn)行編輯和修改的需要。
1 系統(tǒng)開發(fā)、運行環(huán)境
本系統(tǒng)是在VisualC 6.0和ObjectARX3.0編程環(huán)境下開發(fā)的，可在AutoCAD2000下動態(tài)加載運行，操作系統(tǒng)為Windows98或Windows2000。
2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及實現(xiàn)
本系統(tǒng)主要由三大部分組成，包括實現(xiàn)焊接符號的選擇及焊接參數(shù)輸入的對話框類、實現(xiàn)焊接標(biāo)注的自定義實體類、實現(xiàn)以拖動方式創(chuàng)建焊接標(biāo)注的自定義類。
2.1 實現(xiàn)焊接符號的選擇及焊接參數(shù)輸入的對話框類
這是系統(tǒng)的用戶界面。通過此用戶界面，用戶可進(jìn)行焊接符號的選擇和焊接參數(shù)的輸入，如圖1所示。用戶通過選擇焊接類型、焊縫類型、焊接的坡口形式，并輸入所選坡口參數(shù)進(jìn)行焊接符號的標(biāo)注，操作過程直觀、簡便[5，6]。
圖1 用戶界面 2.2 實現(xiàn)焊接標(biāo)注的自定義實體類
實現(xiàn)焊接標(biāo)注的自定義實體類是由AcDbEntity類派生而來的，因此在程序中必須重載AcDbEntity類及其父類AcDbObject的虛函數(shù)。實現(xiàn)焊接標(biāo)注的自定義實體類是本系統(tǒng)開發(fā)的關(guān)鍵部分。
2.2.1 重載函數(shù)worldDraw()
AutoCAD調(diào)用函數(shù)worldDraw()在屏幕上顯示實體，因此從基類AcDbEntity中派生自定義類時必須重載函數(shù)worldDraw()。其函數(shù)原型為：
virtualAdesk：：BooleanworldDraw(AcGiWorldDraw mode)。
函數(shù)worldDraw()用于繪制圖形中與指定的模型空間或圖紙空間視口內(nèi)容無關(guān)的部分。World Draw()接受一個指向類AcGiWorldDraw對象的參數(shù)。對于AcGi類庫中的幾何對象和特征對象，類AcGi WorldDraw是一個容器類。它包括兩個對象：AcGi WorldGeometry對象和AcGiSubEntityTraits對象。在函數(shù)worldDraw()中，可以通過調(diào)用函數(shù)AcGiWorld Draw：：geometry()來訪問AcGiWorldGeometry對象，通過調(diào)用函數(shù)AcGiWorldDraw：：subEntityTraits()來訪問AcGiSubEntityTraits對象。
2.2.2 重載函數(shù)getGripPoints()和moveGripPointsAt()
為了實現(xiàn)自定義實體的夾點功能，本系統(tǒng)重載了這兩個函數(shù)。當(dāng)用戶使用定點設(shè)備選擇實體時，AutoCAD調(diào)用函數(shù)getGripPoints()返回實體類定義的夾點，并顯示該實體的夾點。此時AutoCAD就可以通過調(diào)用函數(shù)moveGripPointsAt()實現(xiàn)夾點編輯的移動操作。這兩個函數(shù)的原型為：
virtualAcad：：ErrorStatusgetGripPoints(AcGe Point3dArraygripPoints，AcDbIntArray&osnapModes，AcDbIntArray&geomIds)const；
virtualAcad：：ErrorStatusmoveGripPointsAt(constAcDbIntArrayindices，constAcGeVector3doffset)。
2.2.3 重載函數(shù)getStretchPoints()和moveStretch PointsAt()
實體的拉伸點集合通常是該實體的夾點集合的一個子集，當(dāng)用戶執(zhí)行命令STRETCH時，AutoCAD調(diào)用函數(shù)getStretchPoints()返回被選擇實體中定義的所有拉伸點。對于大多數(shù)實體來說，夾點編輯模式和拉伸點編輯模式是一致的。在本系統(tǒng)中函數(shù)getStretchPoints()和moveStretchPointsAt()只是調(diào)用了重載過后的getGripPoints()和moveGripPointsAt()函數(shù)。getStretchPoints()和moveStretchPointsAt()函數(shù)的原型為：
virtualAcad：：ErrorStatusgetStretchPoints(AcGe Point3dArray)const；
virtualAcad：：ErrorStatusmoveStretchPointsAt(constAcDbIntArrayindices，constAcGeVector3d&offset)。
2.2.4 重載函數(shù)transformBy()和getTransformedCopy()
類AcDbEntity提供了兩個轉(zhuǎn)換函數(shù)：一個是函數(shù)transformBy()，它對實體進(jìn)行指定的矩陣變換操作；另一個是函數(shù)getTransformedCopy()，它首先復(fù)制自身，然后再對復(fù)制實體進(jìn)行指定的矩陣變換，并返回變換后的復(fù)制實體。當(dāng)用戶使用編輯中的移動、旋轉(zhuǎn)、比例縮放和鏡像模式時，AutoCAD就調(diào)用這兩個函數(shù)之一來實現(xiàn)相應(yīng)的操作。這兩個函數(shù)的原型為：
virtualAcad：：ErrorStatustransformBy(constAcGe Matrix3dxform)；
virtualAcad：：ErrorStatusgetTransformedCopy(constAcGeMatrix3dxform，AcDbEntity &ent)const。
2.2.5 重載函數(shù)explode()
本系統(tǒng)中為了使AutoCAD的EXPLODE和BHATCH命令能正常運行，在應(yīng)用程序的自定義類中重載了函數(shù)explode()，重載后的explode()函數(shù)將自定義實體分解為簡單的本地實體。如果分解后的實體不是本地實體，BHATCH命令會再次調(diào)用函數(shù)explode()進(jìn)行分解，直至它們被分解為本地實體為止。BHATCH命令能直接操作的本地實體有：AcDb2dPolyline、AcDb3dPolyline、AcDbPolyline、AcDb Text、AcDbMText、AcDbShape、AcDbTrace、AcDbSolid、AcDbFace、AcDbViewport、AcDbFcf、AcDbDimension、AcDbRegion、AcDbBlockReference、AcDbHatch等。此函數(shù)的原型為：virtualAcad：：ErrorStatusexplode(AcDbVoidPtrArrayentitySet)const。
2.2.6 重載文件操作函數(shù)
當(dāng)從類AcDbEntity派生自定義類時，需要重載AcDbEntity類的父類AcDbObject的4個用于從DWG和DXF文件中讀寫數(shù)據(jù)的函數(shù)。函數(shù)原型為：
virtualAcad：：ErrorStatusdwgInFields(AcDbDwg Filer filer)；
virtualAcad：：ErrorStatusdwgOutFields(AcDbDwg Filer filer)const；
virtualAcad：：ErrorStatusdxfInfields(AcDbDxfFiler filer)；
virtualAcad：：ErrorStatusdxfOutFields(AcDbDxf Filer filer)const。
以上每個函數(shù)的主要參數(shù)都是一個文件操作類(AcDbDwgFiler或AcDbDxfFiler)的指針，使用這個參數(shù)，可以完成對DWG或DXF文件數(shù)據(jù)的讀寫操作。自定義類中重載了這4個函數(shù)后，就可以持久的保存對象，實現(xiàn)復(fù)制和撤銷操作。
派生AcDbEntity自定義類時需要注意2個問題：
1)定義了自定義類的應(yīng)用程序在運行初始化時必須調(diào)用函數(shù)rxInit()，它由任意一個ACRXxxxDEFIＮEMEMBERS()宏自動定義，并完成下面的任務(wù)：注冊自定義類；創(chuàng)建類的描述符對象；將類描述符對象添加到類詞典中。然后調(diào)用函數(shù)acrxBuild ClassHierarchy()把該類添加到ACRX運行類層次中，最后在應(yīng)用程序的卸載函數(shù)中通過調(diào)用函數(shù)deleteAcRxClass()將該類從ACRX運行類層次中刪除。
2)當(dāng)自定義類中定義一個新的成員函數(shù)或重載基類的虛函數(shù)時，首先應(yīng)該調(diào)用函數(shù)assertReadEn abled()或assertWriteEnabled()或assertＮotifyEnabled來校驗對象是否處于正確的打開狀態(tài)。
2.3 實現(xiàn)以拖動方式創(chuàng)建焊接標(biāo)注的自定義類
為了在創(chuàng)建焊接標(biāo)注的過程中實現(xiàn)拖動的效果，本系統(tǒng)從基類AcEdJig派生了一個自定義類用來實現(xiàn)此功能。類AcEdJig用于完成拖動效果，通常用于查詢、創(chuàng)建、編輯和添加一個新的實體到數(shù)據(jù)庫中。從基類AcEdJig派生新類必須重載成員函數(shù)：AcEdJig：：sampler()、AcEdJig：：update()和AcEd Jig：：entity()。這3個函數(shù)分別用于獲得一個幾何值，如角度、距離、輸入點等；分析并保存獲得的幾何值或者更新實體；返回重構(gòu)后的實體指針[7]。
本系統(tǒng)在自定義類中定義了一個重要的成員函數(shù)doIt()，它用來實現(xiàn)拖動循環(huán)過程。函數(shù)doIt()首先調(diào)用函數(shù)setDispPrompt()來顯示提示字符串，然后調(diào)用drag()函數(shù)來控制拖動循環(huán)。在拖動循環(huán)過程中，函數(shù)drag()依次調(diào)用sampler()、update()和en tity()函數(shù)，直至循環(huán)結(jié)束。
拖動循環(huán)過程如圖2所示。圖中的代表用戶從AcEdJig基類派生的自定義類。
圖2 程序流程圖 由本系統(tǒng)生成的焊接標(biāo)注實例如圖3所示。
圖3 標(biāo)注實例 3 結(jié)束語
對基于AutoCAD平臺的應(yīng)用程序開發(fā)進(jìn)行了有益的嘗試，采用ObjectARX與VisualC 結(jié)合編程的方法可方便地在AutoCAD2000中實現(xiàn)焊接符號的自動標(biāo)注。利用ObjectARX提供的類和函數(shù)可深入到AutoCAD系統(tǒng)內(nèi)核；利用VisualC 進(jìn)行Win dows風(fēng)格的編程，可以大大提高開發(fā)效率，能更迅速、更準(zhǔn)確地實現(xiàn)二次開發(fā)目的。利用本文提出的開發(fā)原理和實現(xiàn)方法開發(fā)的焊接符號標(biāo)注系統(tǒng)在運行效率、對象管理、用戶界面和智能化程度等方面都有了突破性的進(jìn)步，為基于AutoCAD平臺的應(yīng)用程序開發(fā)提供了一種可行方案。