CAD的二次开发软件在教学中的应用.docx

CAD的二次开发软件在教学中的应用.docx

《CAD的二次开发软件在教学中的应用.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《CAD的二次开发软件在教学中的应用.docx（14页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

CAD的二次开发软件在教学中的应用

AUTOCAD的二次开发软件在数铣一体化教学中的应用

摘要:

本文探讨AUTOCAD2004的二次开发软件VLisp及VBA在数控铣一体化教学中的实际应用。

VLisp可以用来扩展数控加工零件的参数化设计绘制功能，VBA可以用来实现参数化的刀路仿真，很多功能两者都可以实现。

为了让学生更好地完成数控铣一体化学习，为了使教学过程更加清晰明了，我充分利用AUTOCAD2004的二次开发软件，在实际教学中取得了不错的效果。

关键词：

VLisp，VBA，数控铣，教学，参数化

1.绪论

一体化教学已成为当今中高职学校教学模式的新趋势。

数控铣一体化是数控专业的中高职学生在技校期间的一门重要课程，该课程学习效果的好坏直接关系到中高级数控铣操作工的考证、中高级CAM程序员的考证、数控铣方向毕业设计的完成、数控铣相关工作岗位的面试……老师在教学过程中为了讲好各个知识点，从理论到实际操作都不能有一丝马虎，然而尽管如此，还是有很多学生对一些知识点无法理解或理解不透彻，于是老师们会借助一些辅助手段更好地完成知识点的讲解，比较常用的手段有——利用PowerPoint制作幻灯片演示，利用FlashMX制作动画演示，利用专门的仿真软件进行仿真演示，利用AUTOCAD边画图边讲解，利用MasterCAM、CAXA、UG等工具直接画图及设置刀路，播放操作视频，实操演示等。

多一种教学手段便多一分讲解效果，除了以上手段外，我发现利用AUTOCAD2004的二次开发软件VLisp及VBA可以更好地辅助教学，VLisp可以用来扩展数控加工零件的参数化设计绘制功能，VBA可以用来实现参数化的刀路仿真，很多功能两者都可以实现，而这些功能中的参数化效果是其他手段望尘莫及的。

2.VLisp及VBA简介

VLisp是VisualLisp的缩写，LISP（全名ListProcessor，即链表处理语言）是由约翰·麦卡锡在1960年左右创造的一种基于λ演算的函数式编程语言。

VisualLisp是AutoCAD自带的一个集成的可视化AutoLisp开发环境，最早的AutoLisp程序需要用文本编辑工具如记事本等编辑，然后在AutoCAD中加载调试，很不方便。

从AutoCAD2000开始，有了集成的开发环境：

VisualLisp。

作为开发工具，VisualLisp提供了一个完整的集成开发环境（IDE），包括编译器、调试器和其他工具，可以实时调试AutoLisp命令。

VisualLisp具有自己的窗口和菜单，但它并不能独立于AutoCAD运行。

VBA是基于VisualBasic发展而来的，它们具有相似的语言结构。

90年代早期,使应用程序自动化还是充满挑战性的领域.对每个需要自动化的应用程序，人们不得不学习一种不同的自动化语言。

例如：

可以用EXCEL的宏语言来使EXCEL自动化，使用WORDBASIC使WORD自动化，等等。

微软决定让它开发出来的应用程序共享一种通用的自动化语言——VisualBasicForApplication（VBA），可以认为VBA是非常流行的应用程序开发语言VisualBasic的子集。

实际上VBA是寄生于VB应用程序的版本。

3.用VBA编程解释刀具半径补偿与加工余量的关系

3.1准备工作

在计算机上安装AutoCAD2004程序，事实上2000以上版本都可以。

AutoCAD2004打开后点击菜单【工具】—【宏】—【VisualBasic编辑器】，或按快捷方式ALT+F11打开VBA编程界面，通过菜单插入模块和用户窗体后【工程资源管理器】窗口如图1，可以看出【AutoCAD对象】、【窗体】和【模块】三个部分是相互关联的，我们的任务之一就是设计窗体并为窗体添加程序代码，任务之二就是添加应用程序代码。

图1.【工程资源管理器】窗口

3.2添加窗体及控件

鼠标左键双击【工程资源管理器】窗口中的树状分支【UserForm1】并通过菜单【视图】打开【工具箱】，将【属性】窗口中【caption】的“UserForm1”改为“外形加工”，窗体屏幕显示如图2。

图2.窗体及【工具箱】

现在就可以在窗体上添加标签控件（单击控件工具箱中的图标

）、文字框控件（单击控件工具箱中的图标

）、图象控件（单击控件工具箱中的图标

，设置好大小后，单击【属性】窗口“Picture”右侧的图标

打开【加载图片】对话框，选择事先创建好的相关图片即可）、命令按钮控件（单击控件工具箱中的图标

），各控件的内容、大小、颜色等通过【属性】窗口中的各个参数来设置。

各控件添加后的效果如图3所示。

图2.添加控件后的【外形加工】窗体

3.3为窗体添加程序代码

为了能从窗体输入数据，需要为窗体和控件添加程序代码。

双击窗体，出现了几乎与代码窗口一样的窗口界面，但左右上角的组合框内容则完全不同了，左上角是窗体及控件对象组合框，右上角是事件组合框，如图3所示。

图3.左右上角组合框

首先把对象“UserForm”初始化，在事件框中选择Initialize，并在Initialize的过程框架内加入下列代码：

PrivateSubUserForm1_Initialize（）

UserForm1.TextBox1.Text=""‘加载“TextBox1”控件并将其“Text”置空

UserForm1.TextBox2.Text=""

UserForm1.TextBox3.Text=""

UserForm1.TextBox4.Text=""

UserForm1.TextBox1.SetFocus=""

EndSub

以上程序的主要作用是加载并将文字框控件置空，SetFocus的作用是聚焦“TextBox1”控件。

接下来给4个变量赋值并给两个按钮“确定”和“取消”添加程序代码如下，效果如图4所示：

PrivateSubCommandButton1_Click（）

L1=Val（UserForm1.TextBox1.Text）‘将“TextBox1”控件的“Text”属性值赋给L1

L2=Val（UserForm1.TextBox2.Text）

r=Val（UserForm1.TextBox3.Text）

m=Val（UserForm1.TextBox4.Text）

UnloadMe‘卸载窗体

Callmill‘调用“mill”过程，按输入的参数画图

EndSub

PrivateSubCommandButton2_Click（）

UnloadMe‘卸载窗体

EndSub

图4.窗体过程代码窗口

3.4在代码窗口编辑应用程序代码

此处的应用程序代码分三个小部分，分别是“定义公共变量”、“创建一个加载窗体的过程”和“创建一个绘制示意图的过程”，具体代码如下：

Publicl1AsDouble,l2AsDouble,rAsDouble,mAsDouble‘定义公共的双精度型变量

PublicSubmill_main（）‘创建公共的子过程

UserForm1.Show‘调用窗体

EndSub

PublicSubmill（）‘创建公共的子过程

Dimp1AsVariant‘定义变体型变量

Dimp2（0To2）AsDouble,p3（0To2）AsDouble,p4（0To2）AsDouble,p5（0To2）AsDouble

Dimp6（0To2）AsDouble,p7（0To2）AsDouble,p8（0To2）AsDouble,p9（0To2）AsDouble

Dimp10（0To2）AsDouble,p11（0To2）AsDouble,p12（0To2）AsDouble,p13（0To2）AsDouble

Dimp14（0To2）AsDouble,a1AsDouble,a2AsDouble

DimlineobjAsAcadLine,arcobjAsAcadArc

p1=ThisDrawing.Utility.GetPoint（,"零件左下角定位：

"）‘以下是计算各个点坐标

p2（0）=p1（0）+l1:

p2

（1）=p1

（1）

p3（0）=p2（0）:

p3

（1）=p2

（1）+l2

p4（0）=p3（0）-l1:

p4

（1）=p3

（1）

p5（0）=p1（0）-10-r-m:

p5

（1）=p1

（1）-10-r-m

p6（0）=p1（0）:

p6

（1）=p1

（1）-m-r

p7（0）=p2（0）+m+r:

p7

（1）=p6

（1）

p8（0）=p7（0）:

p8

（1）=p3

（1）+r+m

p9（0）=p4（0）-r-m:

p9

（1）=p8

（1）

p10（0）=p9（0）:

p10

（1）=p5

（1）

p11（0）=p1（0）-m:

p11

（1）=p1

（1）-m

p12（0）=p2（0）+m:

p12

（1）=p2

（1）-m

p13（0）=p3（0）+m:

p13

（1）=p3

（1）+m

p14（0）=p4（0）-m:

p14

（1）=p4

（1）+m

a1=0:

a2=6.28'以下在模型空间创建直线对象

Setlineobj=ThisDrawing.ModelSpace.AddLine（p1,p2）:

lineobj.color=acRed

Setlineobj=ThisDrawing.ModelSpace.AddLine（p2,p3）:

lineobj.color=acRed

Setlineobj=ThisDrawing.ModelSpace.AddLine（p3,p4）:

lineobj.color=acRed

Setlineobj=ThisDrawing.ModelSpace.AddLine（p4,p1）:

lineobj.color=acRed

Setlineobj=ThisDrawing.ModelSpace.AddLine（p5,p6）:

lineobj.color=acGreen

Setlineobj=ThisDrawing.ModelSpace.AddLine（p6,p7）:

lineobj.color=acGreen

Setlineobj=ThisDrawing.ModelSpace.AddLine（p7,p8）:

lineobj.color=acGreen

Setlineobj=ThisDrawing.ModelSpace.AddLine（p8,p9）:

lineobj.color=acGreen

Setlineobj=ThisDrawing.ModelSpace.AddLine（p9,p10）:

lineobj.color=acGreen

Setlineobj=ThisDrawing.ModelSpace.AddLine（p11,p12）

Setlineobj=ThisDrawing.ModelSpace.AddLine（p12,p13）

Setlineobj=ThisDrawing.ModelSpace.AddLine（p13,p14）

Setlineobj=ThisDrawing.ModelSpace.AddLine（p14,p11）

'以下在模型空间创建圆弧对象

Setarcobj=ThisDrawing.ModelSpace.AddArc（p5,r,a1,a2）:

arcobj.color=acBlue

Setarcobj=ThisDrawing.ModelSpace.AddArc（p6,r,a1,a2）:

arcobj.color=acBlue

Setarcobj=ThisDrawing.ModelSpace.AddArc（p7,r,a1,a2）:

arcobj.color=acBlue

Setarcobj=ThisDrawing.ModelSpace.AddArc（p8,r,a1,a2）:

arcobj.color=acBlue

Setarcobj=ThisDrawing.ModelSpace.AddArc（p9,r,a1,a2）:

arcobj.color=acBlue

Setarcobj=ThisDrawing.ModelSpace.AddArc（p10,r,a1,a2）:

arcobj.color=acBlue

EndSub

‘在VBA中应用AUTOCAD命令

PublicSubcommand（）

ThisDrawing.SendCommand"_rectang"&vbCr&"50,50"&vbCr&"200,150"&vbCr

EndSub

3.5宏的运行

将上述操作得到的宏保存为Project.dvb，接下来就可以调试和运行程序了，给学生讲课的时候可以用到。

来到AutoCAD2004的界面点击菜单【宏】—【宏】或按快捷方式ALT+F8弹出【宏】对话框，点击【VBA管理器】按钮后效果如图5所示，然后就可以加载和运行Project.dvb，效果如图6所示。

图5.【VBA管理】窗口

图6.【宏】窗口

运行该宏后出现对话框【外形加工】如图7所示，可以在文字框内输入零件大小、刀具半径R及加工余量m，然后按【确定】按钮得到外形加工仿真图。

当然，由于其参数化特点，L1，L2，R，m四个变量可以任意赋值，于是可以看到各种赋值效果如图8所示。

图7.【外形加工】窗口

图8.各种赋值后的效果图

3.6宏的修改

在实际教学中，也可能对以上效果并不满意，于是可以进行一系列的修改，如线条的颜色（“lineobj.color=acRed”的作用就是让零件轮廓的颜色显示为红色），刀具半径右补偿G42的体现（如图9所示）等等。

图8.刀补G42的体现

以上的示例将VBA的参数化特性表现了出来，由于讲解的数铣内容比较浅显，因此VBA的强大特性还不能完全体现出来，有待在今后的数铣一体化教学中进一步开发。

4.用VLisp编程画正弦曲线

随着数铣一体化教学的深入开展，一些简单的轮廓和曲面的绘图与加工已经不能满足教学的需要，曲面主要是一些复杂的昆氏曲面，曲线则是一些多元函数曲线。

CAXA、MasterCAM等软件也有相关曲面曲线的绘制功能，然而当条件不足或功能使用受阻时呢？

当我们用VLisp编程开发出一些自己需要的功能时，所有问题都迎刃而解，与VBA有一定的区别，VLisp编程得到的不是宏，而是一个指令。

当然，VLisp与VBA也可以结合来使用。

以下阐述用VLisp编程画正弦曲线的过程，正弦曲线的方程为：

y=rsin（2πx/h），0≤x≤h，周期是h，幅值是r

4.1准备工作

AutoCAD2004打开后点击菜单【工具】—【AutoLisp】—【VisualLisp编辑器】来到【VisualLisp为AutoCAD】的工作界面，当然也可以在记事本上把程序编写好后粘贴过来。

4.2编程及运行

了解编程的规则，新建文件后就可以开始编程了，以下是程序及说明：

（DEFUNc:

sin（）;定义函数”c:

sin”

（setqsp（getpoint"起点：

"））;输入起点“sp”

（setqr（getint"输入幅值：

"））;输入幅值整数r

（setqh（getreal"输入周期：

"））;输入周期实数h

（setqxs（nth0sp））;分离起点“sp”的x分量

（setqys（nth1sp））;分离起点“sp”的y分量

（setqpt1sp）;将“sp”的值赋给点“pt1”

（setqx0.0）;x初始化为0

（setqy0.0）;y初始化为0

（setqdx（/h180））;计算x增量

（setqi1）;i初始化为1

（while（<=i180）;开始循环

（setqx（+xdx））;计算下一点的x

（setqy（*r（sin（*x（/6.28h）））））;计算下一点的y

（setqxe（+xxs））;计算平移后的x

（setqye（+yys））;计算平移后的y

（setqpt2（listxeye））;构造点表

（command"line"pt1pt2""）;从点“pt1”画到点“pt2”

（setqpt1pt2）;把当前的“pt2”赋给“pt1”

（setqi（+1i））;循环记数器加1

（command""）;中止画线命令程序检查无误后保存为sin.lsp到硬盘，然后回到AutoCAD界面，点击菜单【工具】—【AutoLisp】—【加载】，系统弹出对话框如图9所示，选择sin.lsp后点【加载】按钮，此时AutoCAD命令提示行提示为“命令:

_appload已成功加载sin.LSP”，在命令提示行输入“sin”并按空格键，显示该命令可以正常使用了。

图9.VLisp程序的加载

根据提示任意给出起点、幅值和周期，就可以得到相应的正弦曲线了，譬如给出幅值为60，周期为200后得到的正弦曲线如图10所示。

在实际教学中，各种复杂的曲线方程变化多端，但此时实现起来却并不难，变的只是公式，将上述程序中的公式稍作变化就可以满足各种需求，且其参数化特点更加增强了我们设计的灵活性。

5.小结

以上只是针对AUTOCAD2004的二次开发软件VLisp及VBA在数控铣一体化教学中的实际应用各列举了一个例子，并不能完全体现VLisp及VBA的强大功能，随着数控铣一体化教学对教师越来越高的要求，充分利用VLisp及VBA的强大功能促进教学已经刻不容缓，

事实上VLisp及VBA编程已被用到“图形编程”领域，即通过“图形交互界面”就可以得到数控加工代码，当然也可以用来仿真，相信随着更深入地学习，我也可以达到这个水平。

参考文献：

[1]张振宇，刘彦国AutoCAD二维图形数控自动编程系统的设计，兰州工业高等专科学校学报，2002.2

[2]张振宇，用VisualC++6.0可视化设计AutoCAD对话框的方法，兰州工业高等专科学校学报.2002.4

[3]张振宇，梁补女，刘彦国，用ObjectARX开发AutoCAD2000功能，兰州工业高等专科学校学报，2003.1

[4]刘林，AutoCAD2008中文版高级应用教程，华南理工大学出版社，2008.3