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基于AutoCAD的零件表达训练系统的研制


大连理工大学 硕士学位论文 基于AutoCAD的零件表达训练系统的研制 姓名:伍慧敏 申请学位级别:硕士 专业:机械设计及理论 指导教师:宋洪侠 20091216

大连理工大学硕士学位论文





“机械制图”是工科类本科生必修的一门重要的技术基础课。本课程的主要教学任 务是培养学生对空间形

体的形象思维能力和逻辑思维能力以及依据投影法用二维平面 图形表达三维空间形状的能力。二维图形表达是本课程的基础内容,但由于受传统教学 手段和作业模式的约束,二维图形表达同时也成了学生学习过程中的一个难点。 本文研制的零件表达训练系统以AutoCAD为平台,采用VBA开发技术和SQL server数 据库技术实现一系列功能,为学生提供了一个开放的、针对性较强的学习环境,能有效 的培养和提高学生用二维图形完整清晰的表达零件的能力。本文的主要研究工作如下: 1)设计并创建了基本的零件库,研究了数据存储技术和访问技术。 2)将构成表达方案的二维视图做成图块,在二维视图的设计过程中,注重零件表 达方法的多样性并严格遵循机件的图样画法,详细总结了三维转二维过程中的一些处理
方法和技巧。

3)借助Cult3D动画制作技术,实现了零件三维模型的交互功能。学生通过点击鼠 标可以对零件进行缩放、移动等操作;还可以旋转零件,从任意角度观察零件,实现人
与零件的三维互动。

4)深入分析了零件表达方案的选择原则及其构成要素,提出了智能评阅的策略并 成功实现了训练系统的自动评阅功能。 5)以学生和教师的功能需求为出发点,设计并实现了身份验证,选择零件,选择 视图,输出方案,查询作业记录,添加新零件或新方案等功能模块。 该系统收录了箱体类、轴类、轮盘类和叉架类在内的比较有代表性的零件模型,并 且成功地将Cult3D交互技术应用到训练系统中,形象生动的将零件呈现在学生眼前, 极大的激发了学生的兴趣。学生选择要练习的零件后,可以从任意角度观察零件的结构 形状,根据自己的构思,选择对应的二维视图块,并进行必要的视图标注即可构成自己 的表达方案,操作简单方便。学生提交表达方案后,系统进行自动评阅,输出评语和教 师推荐的较优表达方案以供参考,极大的提高了学习效率,有利于拓宽学生思路。

关键词:机械制图;零件表达;二维视图;自动批改

Research

on

training system of parts representation
based
on

AutoCAD

Abstract

‘‘Mechanical

drawing’’is

an

important
one

compulsory

course

for

engineering

undergraduates;it is well known that

of the most important tasks is to develop students,
as

capability of imagination and ideation,as well drawing based of the
on

the ability of representing




part with 2D

orthographic it iS also


projection method,SO 2D representation is

fundamental part

course,and

difficult

knowledge point for students because of the traditional

teaching procedure and practicing style.
Tlle training system of parts representation was based
on

AutoCAD,adopting VBA,and

SQL
open

server

techniques to realize a series of specific functions.It supplied

students with

all

and

highly-targeted learning


environment,which Can

effectively improve their ability of

representing

part.The major research work includes the following: and created


1)Designed
data
access

fundamental part database,Studied data storage technology and

technology.
scheme,and
drawing conventions have been

2)Made

2D views as blocks,During the designing process of 2D views,much attention has

been paid to the diversity of parts representation strictly followed.Some tips
on

how to work out the commonly.encountered problems while

transferring 3D model to 2D views have been concluded.

3)Realized

interactive function for 3D model with Cult3D
can

technique.Student

Call

zoom

or

move the part by mouse operation,and also

rotate the part to observe it freely. of parts representation scheme,put

4)Analyzed
forward
all

the selection principle

and components

automatic check strategy and applied it to the training system,successfully realized automatic check function.

5)According

to

students’and teachers’requirements,designed and realized



series of

function module such as identity verification module,parts selection module,2D views selection module,files management module,output module representation scheme module
etc.

and

add new parts

or

new

nle training system included some typical 3D models.and Cult3D interactive technique has been successfully applied to the system,which supplied students with vivid 3D models,
and greatly stimulate their interests.After choosing


part to practice,students also

Can

observe the part’S form


structure freely;select

some 2D views in the drawing area of AutoCAD to
submit it,the system would perform automatic

certain representation

scheme,and then









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w。rds:Mechanical

drawing;Parts representati。n;2D views;Aut。matic check

-III.

大连理工大学学位论文独创性声明

作者郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下进行研究 工作所取得的成果。尽我所知,除文中已经注明引用内容和致谢的地方外, 本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果,也不包含其他已申请 学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献 均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。 若有不实之处,本人愿意承担相关法律责任。
学位论文题目: 作者签名:

基王△坚!Qg△望数窒鲑盍达到绫丕统鲍盈剑 鱼慧敛
日期: !QQ2年!!
月 !!


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本人完全了解学校有关学位论文知识产权的规定,在校攻读学位期间 论文工作的知识产权属于大连理工大学,允许论文被查阅和借阅。学校有 权保留论文并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,可以将 本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、 缩印、或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

学位论文题目: 作者签名: 导师签名:

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绪论
研究背景和意义
机械制图是工科类本科生必修的一门重要的技术基础课,对学生空间思维能力和绘

1.1

制、阅读机械图样的能力的培养具有独特的作用。众所周知空间思维能力是工程技术人 员进行创新思维和创新设计的基础,因此学好本课程对学生来说意义重大【1,2,3l。 对教师来说本课程的主要教学任务是14_J:
达三维空间形状的能力; (1)培养依据投影法用二维平面图形表
(3)

(2)培养对空间形体的形象思维能力和逻辑思维能力;

培养使用CAD软件三维造型设计及绘制机械图样的能力。随着计算机技术的发展和普 及,一些高校开始探索和改革机械制图的教学手段,他们将多媒体课件应用于教学中, 从一定程度上提高了机械制图课程的教学效率。还有一些高校开始重视培养学生使用 CAD软件三维造型设计的能力,他们开设了Inventor,Pro/E等三维软件的计算机绘图课 程【8,9】。但是,我们应该注意的是目前的高校的制图课中,课程内容主要还是二维工程图, 包括图样画法、零件图的画法。学生学习制图主要还是要掌握好二维工程图,这不仅因 为二维表达是制图课程的基础内容,而且二维和三维并存的情况要长期存在,即使设计 从三维开始,还需要将三维模型转换成二维工程图,而现在的三维软件要将三维模型转 换成符合标准的二维工程图并不是轻而易举的,还会遇到许多的问题。三维转二维首先 要拟定合适的表达方案,然后利用三维软件所提供的功能将该方案正确地表达出来,并 且标注尺寸和技术要求。这些都需要有较强的二维图形表达能力,在某些方面甚至比直 接画二维工程图的要求还要高[10,II】。我们不仅要从教学手段上进行改革,更要结合教学 内容以及学生的需求来改进课程的作业模式,以实现机械制图的教学目标。根据以往的 考试情况及学生作业情况来看,学生对二维图形表达方法的掌握不是很理想,而二维图 形表达又是机械制图课程中非常重要的内容【121,因此开发一个旨在培养和提高学生用二 维图形完整、清晰的表达零件能力的训练系统显得必要而刻不容缓。本论文研制的基于 AutoCAD的零件表达训练系统也是对传统机械制图作业模式改进的一种探索。

1.2国内外研究现状
1.2.1

国内研究现状 (1)机械制图

由于传统的机械制图教学手段和作业模式存在以下方面的问题‘13】: 作业量大、教师批改作业的工作量及其繁重;

(2)作业批改的信息反馈时间较长,学 (3)学生在中学阶段对空间思维和

生在作业中出现的问题不能及时得到反馈和纠正:

基于AutoCAD的零什表达训练系统的研制

空间想象能力方面的训练较少,多数学生缺乏空间概念,很难快速准确的建立二维平面 图形与三维空间立体间的对应关系; (4)制图课程学时数的大幅度减少,又使得要实 现机械制图的培养目标,单靠课堂教学远远不够。不少高校对机械制图教学手段和作业 模式进行了探索与改革,涌现出一系列优秀的多媒体课件、电子习题集和智能作业批改 系统,打破了传统的教学手段和作业模式,极大的提高了机械制图课程的教学效率【141。 上个世纪90年代开始,大连理工大学工程画教研室在制图课程中尝试人.机协同教 学,将计算机软件(DLS教学软件,大连理工大学孙大新教授研制)作为交互式构型描述 工具引入课程教学,训练学生空间想象力、构型能力、形体分析能力、投影分析能力、 尺寸分析能力和零件表达能力。打破了以往教师课堂讲授为主的教学模式,强调学生自 主学习,给学生提供了想象甚至创造的环境和空间,学生可以不受限制地自由思维,在 成功与失败中获得真知。利用教学软件自主学习使学生在获取知识、辅助学习的同时, 引发了对现代设计知识的强烈兴趣【l
51。

2004年,大连理工大学张应中教授与其它几位老师一同研制了机械制图智能电子习 题集,该习题集为学生提供一个开放的自主学习环境,为学生大脑中形成三维形状与二 维图形之间的直觉思维提供手段。同时系统自动判别对错,并在图上用符号标记出多线、 少线、错线;提供作业完成情况记录,学生可以方便地实现自我学习、自我总结、自我 提高,大大地减轻了教师批改作业繁重的工作量【l州。 华中科技大学的常明与郑州轻工业学院的何培英联合开发了一套基于Web的制图 作业批改系统,它针对的是华中科技大学CAD中心研制开发的凯图CADTool2000工程 绘图软件。这套批改系统具有作业批改、作业评分、成绩统计、批改后的作业保存等比
较完整的功能【l 7。。

西北工业大学制图教研室在机械作业制图批改系统上也投入了巨大的精力。由于机 械制图作业的情况比较复杂,其复杂性不仅表现在机械零件的多样性,完整清晰的表达 零件所需要的基本图形元素和符号种类繁多,数量庞大,而且也表现在出题方式的多样 性上:既可以是较为简单的补画视图,也可以是较为高级的三维立体图改画二维图,还可 以是更高级的零件测绘。这是一个灵活性、自主性极强的过程,所以学生作业图和正确 答案图就有可能是多种多样的。这正是设计机械制图作业批改软件的难点所在。因此他 们遵循轴套类、盘盖类、叉架类和箱体类零件的顺序,按照零件图的复杂程度,由简到 繁,逐步推进,开发出了轴套类及盘盖类零件图作业批改系统,并将最终开发出整个机 械零件图作业批改软件系统[is.211。

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1.2.2国外研究现状 国外的计算机辅助教学发展目前已比较成熟,很多课程包括机械制图都建立了在线 作业系统。在线作业系统的功能齐全,深受教师和学生的欢迎。影响力比较大的在线作 业系统,如WebAssign是美国北卡罗来纳州立大学物理系开发的,白1997年建成至今, 已有上百所美国以及海外的大学和中学使用WebAssign,2002年至2003年,每学期有 超过9万学生登录WebAssign,有超过900万份的提交作业。2005年,有包括美国宾西
法尼亚州立大学(Pennsyzvania
of California State

University)、美国加州大学伯克利分校(University
of

Berkeley)、美国马里兰大学(University

Maryland)及新加坡国立大学

(National

University of

Singapore)在内的250所大学和学院,以及150所高中使用

WebAssign。WebAssign拥有美国各学科常用教科书中的题库【22】。

1.3研究内容与论文安排
1.3.1

研究内容 本文主要研究内容如下:

(1)分析机械制图课程的教学任务与教学重点,结合学生的思维特点,对机件的图 样画法和零件图的画法进行了深入分析与总结: (2)设计并创建具有良好开放性的零件库,将构成表达方案的二维视图分别做成图 块(.dwg格式)和图片(dPg格式)的形式,研究数据库的图片存取技术以及外部访问
技术;

(3)探讨三维模型构建过程中要注意的问题以及三维转二维过程中的一些处理技 巧,研究三维动画模型的制作技术及如何将其嵌入系统; (4)深入研究AmoCAD VBA二次开发技术和ADO数据库访问技术,实现零件选 择、视图选择、自动评阅、零件录入、作业管理和三维互动等功能,并用实例验证系统 的有效性和可行性。 1.3.2论文安排 本文共分为六个部分,具体结构安排如下: 第l章介绍课题的研究背景、研究内容和国内外研究现状,说明课题的研究意义。
第2章 储的设计。 阐述系统的设计思想和自动批改策略,介绍各功能模块的设计以及数据存

第3章介绍系统的素材制作,包括三维模型构建过程中要注意的问题,二维工程 图的处理方法和技巧,三维动画模型的制作过程以及零件表达方案的选择原则。

基于AutoCAD的零件表达训练系统的研制

第4章介绍系统实现的关键技术,详细阐述系统自动批改功能,各功能模块的实 现以及加载播放Cult3D动画的实现等过程。
第5章例举训练系统运行的实例。

第6章对论文的研究内容和取得的成果进行了总结,指出了其中的不足,并进行
了展望。

一4一

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2系统设计
2.1

系统的设计思想
本系统将组成表达方案的视图做成图块(.dwg格式),每个图块都有自己对应的图

片文件(.jPg格式),教师通过录入系统将零件的图片信息存储到数据库中。学生输入 自己的基本信息后进入系统,选择要练习的零件模型,系统将根据学生选择的零件编号
提取并加载此零件对应的视图图片文件,学生点击图形文件便可以在AutoCAD绘图界

面下插入与它对应的视图图块,从而形成自己的表达方案。学生制作表达方案期间,若 有些部位在零件的三维图上看不清楚,可以查看零件的三维动画模型,通过鼠标操作从 任意角度观察零件结构。系统还提供标注图块,方便学生进行必要的视图标注。表达方 案完成后将答案提交给系统,系统自动评价学生表达方案的优劣,并给出对此方案的评 语。同时还可以判断学生表达方案中的三视图放置位置是否满足“高平齐,长对正,宽 相等"的要求,此外,系统还同时给出对应零件的最优表达方案和其它可用方案,有利 于拓宽学生的思路。学生的基本信息和作业情况会被系统自动保存下来,学生的表达方 案也会被系统自动转换成图片保存到数据库中。此外教师可以通过身份验证后向训练系 统添加、删除零件,也可以制作新的标准表达方案或编辑已有的标准表达方案;还可以 查看学生的零件表达方案图,全面迅速的掌握学生作业中出现的问题【23,24,251。 本系统致力于为学生提供一个针对性强,界面友好,具有智能批改功能的开放的学 习环境,使学生专注于表达方案的构思,有效的提高学生用二维平面图形表达三维空间
形状和形象思维的能力。

系统运行框架图如图2.1所示:

2.2系统功能模块设计
为了让学生能够自主地进行零件表达方案的训练,本系统收录了包括箱体类、轴类、 轮盘类和叉架类在内的极具代表性的15个零件模型,并且要求系统有良好的开放性, 教师可以随时添加新的零件模型。学生在构思表达方案的过程中要能够与零件模型进行 互动,自由的选择观察角度。表达方案制作好以后,系统能够自动判断学生方案的优劣, 同时给出教师推荐的最优方案和可用方案,以利于拓宽学生的思路。教师应该可以随时 查询学生的作业,以了解他们对知识的掌握情况。基于以上功能,设计了系统的六大功
能模块,详细介绍如下:

基于AutoCAD的零件表达训练系统的研制

图2.1系统运行框架图
Fig 2.1 system running frame diagram

1)登录模块 学生必须输入自己的学号、姓名和班级等基本信息方可进入系统进行练习,若基本 信息填写不完整,漏填学号、姓名、班级等任意一项,系统会自动弹出提示信息提醒学 生将基本信息填写完整;教师有录入新零件,修改和制作标准方案等权限,但是必须输 入正确的用户名和密码进行身份的验证才可以进入系统录入新的零件,修改和制作标准

一6一

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方案或者查看学生的作业情况。用户名和密码由系统管理员设置,教师不能修改登录的 用户名和密码。

2)选择零件模块 根据零件形状和功能的不同,零件被划分为轴类、轮盘类、叉架类、箱体类、标准 件等五大类,除去最后一类,其他四类都是需要设计者根据需要设计而成。不同类型的 零件,表达方案的选择会有所不同,系统应建立丰富的零件模型库供学生练习,同时应 提供界面友好、操作简单的系统界面。当学生选择零件后,系统自动从数据库中提取学 生选中的零件模型图片并将其显示在选择零件模块的界面上,以便让学生更直观的判断 是否要选择此零件来做表达方案的练习。学生选择零件的时候光看模型的图片是不够 的,为了让学生从任意角度观察零件,系统还需实现三维互动的功能。 3)视图选择模块 学生选择了自己感兴趣的零件后,系统根据被选中的零件编号从数据库中提取对应 的二维视图图片,并按图片编号顺序加载显示在视图选择模块界面上。这个过程要保证 零件编号以及图片编号的唯一性。每一张二维视图图片对应一个二维视图块,学生点击 任意一张图片便可以在AutoCAD绘图界面中插入与之对应的二维视图块。 4)自动评阅模块 系统自动评阅的原理是将学生制作的表达方案与数据库中对应零件的标准方案进 行循环比较,根据比较的结果判断它的优劣并给出评语。由于学生在制作表达方案的时 候,AutoCAD绘图界面中不仅有学生选中的二维视图块,也有标注图块,可能还有其 它的图形元素,因此自动评阅过程首先要将二维视图块与其它图形元素区别开,放置于 不同的图层上。学生自动评阅的算法流程图设计如图2.2所示: 5)作业管理模块 在作业管理模块中设置不同的查询条件(班级、零件、姓名、学号等)方便教师查 询学生的作业情况,并且允许教师查看每个学生的表达方案图,方便的掌握学生在练习 过程中出现的问题,缩短作业反馈时间。 6)零件管理模块 好的系统应该具有良好的开放性。本系统允许教师向系统添加新的零件模型和二维 视图以丰富系统的零件库,添加零件的时候需要为零件和二维视图图片输入唯一的编
号。

基于AutoCAD的零件表达训练系统的研制

图2.2
Fig.2.2

自动评阅算法流程图

Auto-check algorithm flow chart

2.3数据存储设计
2.3.1数据库系统的概念
所谓数据库(Data Base),通俗的讲就是存放数据的仓库,但它对数据在“仓库"

(实际上就是计算机的存储设备)中的组织方式、存储格式等都有一定的要求。因此, 数据库可以定义为:数据库是指长期储存在计算机内的、有组织的、可共享的相关数据 的集合。数据库中的数据按一定的数据模型组织、描述和储存,具备较小的冗余度、较 高的数据独立性和易扩展性,并可为多个用户所共享【261。

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2.3.2数据库管理系统的功能
数据库管理系统(DataBase Management System,DBMS)是用于建立、使用和维

护数据库的专用系统软件,对数据库实现统一管理和控制。数据库管理系统是用户或应 用程序与数据库的中间接口,用户或用户应用程序不能直接存取数据库中的数据,而要 通过数据库管理系统间接存取数据库中的数据。这样能够最大程度地保证数据的独立 性、安全性和可靠性暖琨引。应用程序、数据库管理系统、数据库间的关系如图所示:

应用 程序

一一’…~-(/固一……’-F数据库3


\/一

LL



结果数据

结果数据

图2.3应用程序、数据库管理系统、数据库间的关系图
Fig.2.3

relationship between application.DBMS and database

数据库管理系统的主要功能包括:
1)数据定义功能

DBMS提供数据定义语言DDL(Data Definition Language),对数据库中的数据对 象进行定义,包括数据库、表、视图、索引、触发器、存储过程等。当前,绝大多数关 系数据库管理系统都支持的数据定义语言是结构化查询语言SQL中的DDL指令,如 CREATE、ALTER、DROP等指令,这些指令用于创建、修改、删除数据库中的各种数据
对象。

2)数据操纵功能 DBMS提供数据操纵语言DML(Data Manipulation Laguage),实现对数据库的基 本操作,如查询、插入、删除、修改等。当前,绝大多数关系数据库管理系统都支持 的数据定义语言是SQL中的DML指令,如SELECT、UPDATE、INSERT、DELETE 等指令,这些指令用于查询、修改、增加、删除数据库中的各种数据。 3)数据库运行管理 这是DBMS的核心功能,它包括并发控制、安全性检查、完整性约束条件的检查 和执行,数据库的内部维护等。 4)数据库的建立和维护功能 数据库的建立包括数据库创建、初始数据的输入、转换等功能。数据库维护包括数 据库的转储与恢复、重组织、性能监视、分析等功能。

一9一

基于AutoCAD的零件表达训练系统的研制

2.3.3

SQL

server

2000简介

SQL

Server

2000是Microsoft公司推出的SQL Server系列中最成功的版本之一,它

具有强大的管理功能,提供了丰富的管理工具,支持数据的完整性管理、安全性管理
和作业管理l捌。与其它数据库管理系统相比,SQL 1)可扩展性和可用性。SQL
Server Server

2000具有以下特点130I:

2000的的数据库引擎可以在各种配置的计算机

上运行,从安装Windows 98的台式机、笔记本电脑到安装Windows 2000数据中心的 多处理器计算机。SQL Server 2000企业版,具有联盟数据库服务器、视图索引以及超大 规模的内存支持等特征,完全可以满足最大规模的Web站点的性能需求。 2)企业级数据库。SQL
Server

2000关系数据库引擎具有完善而强大的数据处理功

能。它在有效保证数据库一致性的基础上,尽量降低成千上万的数据库用户进行并发访 问时的管理和延迟成本。SQL Server 2000的分布式查询允许用户同时引用多处数据源,

但其友好的界面使用户觉得好像自始至终是在操作一个数据源。
3)简单、友好的操作方式。SQL Server 2000包含一整套管理和开发工具。这些工

具具有非常友好的用户界面,在提供强大功能的同时,易于安装、使用和发布。 4)数据仓库支持。SQL
可能。
Server

2000为了满足现代企业对大规模数据进行有效分析

和利用的要求,包含了一系列提取、分析、总结数据的工具,从而使联机分析处理成为 2000的数据库引擎集成了对XML的支持,

5)与Intemet的紧密结合。SQL

Server

使用XML简化了对后端系统和数据转换的整合。XML可用于在数据库中插入、更新、 删除数据库中的值,关系数据库引擎可以返回XML文档格式的数据,这些功能意味着
我们可以使用SQL Server 2000来生成一个XML并且通过XML得到客户端的返回值。 2.3.4数据表设计 本系统选择SQL Server 2000作为系统的数据支持后台。系统的数据信息包括三部

分,第一部分是零件的信息,它包括零件的编号、零件的二维视图图片数据、零件二维 视图图片的编号以及零件二维图片所属的视图类型;第二部分是学生信息,它包括学生 的学号、姓名、班级、做题的日期以及选做的零件编号:第三部分是标准表达方案的信 息,它包括零件编号、方案编号(每个零件的表达方案不止一个)、构成表达方案的二 维视图块信息、构成表达方案的视图个数以及表达方案的图片数据[3t,321。数据表的具体
内容如下

大连理工大学硕十学位论文

1)零件信息表:

为了方便学生选择,每个零件必须有对应的三维模型图片。学生选择零件编号后可
以看到对应的三维模型图,以确定自己做不做这个零件的表达方案。所有录入的零件被

分为四大类:轴类,轮盘类,箱体类和叉架类,学生只有选择了零件大类后,才可以选 择此类零件下的零件编号。学生选择零件编号按“确定”按钮后,系统用一个公共变量S 记录选择的零件编号。零件信息表实际上是零件视图图块的图形文件的集合。所有的图 块均由Inventor中的三维模型投影成工程图得到,并在AutoCAD下修改处理完成。每 个图形文件有唯一的编号,由零件编号和图片序号组成,图片序号和图块名称一一对应。 例如零件编号为“1001”的零件有12个视图图块,每个图块的名称分别为“l”,“2’P 以此类推,它们对应的图片编号则分别为“100101”,


e…

“100102”……学生选择零件

后,系统记录下零件编号,提取对应的图形文件,并按图片编号进行升序排列,顺序加 载二维图片,以保证图形文件和图块一一对应。零件信息表设计如图2.4所示:
列名 编编 号号 零围图视 伴片片围 类 型



数据类型
char chLr
lmage

长一o 度一


L允一

许一y

空一

卜一曰一 一

y y

iat

图2.4零件信息表
Fi92.4 Parts information chart

2)学生信息表 学生进入系统前首先要输入自己的基本信息,包括学号、姓名及班级:进入系统后 方可以选择自己感兴趣的零件进行表达方案的训练,表达方案制作完成后提交给系统, 系统会进行自动评语,并且自动将学生的基本信息、做题的日期和选做的零件号等信息 保存到数据库,同时系统也会自动将学生的表达方案(.dwg格式的文件)自动转换成.jPg 格式的图片文件保存到数据库中,方便教师查询,及时发现学生在零件表达方案知识点 中存在的问题。学生信息表设计如图2.5所示l
3)标准表达方案表

标准表达方案数据表是实现自动评阅的基础。每个标准表达方案的编号是唯一的, 由零件编号和方案序号组成。标准表达方案数据表中存储图块是否被选中的信息以及方 案的图形文件;字段“l~12”存储的是对应图块是否被选中的信息。若名为“3"的图 块被选中,则字段“3’’存储的值为“真”, 标准表达方案表设计如图2.6所示: “方案图’’存储的是标准方案的图形文件。

基于AutoCAD的零件表达训练系统的研制

列名



数据类型
char char char

长度
10 10 16 8 IG 10

允许空l
∥ ,

婚 学号
姓名 班级 日期 答案 零件编号

a““imt
image char






图2.5学生信息表 Fi醇.5
students information chart

列名 ◆ 零件编号 露 方案编号 cl】 [z3
[3】 [4】 【5】 【6】 [71 [8】 [93

数据类型
char

长度
10 12 1 1 1 1 1 1 1 1 l l

允许空


ch盯
bit bit bit bit bit bit bit bit bit bit bit bit image int

, y ∥ ∥


∥ ∥ 矿 矿 、/

【10】 【11】 [12】 方案图 视图个数


1 1G 4

矿 ∥ y ∥

图2.6标准表达方案表
Fi92.6 sdandard presentation scheme chart

—12一

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3系统素材制作
3.1

构建零件三维模型
lnventor软件介绍曲置3盯

3.1.1

Inventor是Autodesk公司开发的用于二维/三维设计和绘图的产品,它融合了当前 CAD所采用的最新造型技术,创新性地提出了自适应技术,以自适应技术为构建,创建 自适应零件,克服了其它纯参数化三维实体模拟软件可变性差的缺点。可以说自适应技 术是自参数化特征造型技术诞生以来在CAD领域中的一个全新突破。此外它还具有非 凡的大型装配处理性能和世界领先的DWG兼容性,并具有非常独特的用户界面、直观菜 单、智能选项和精确修复错误功能。该软件的最大特点在于它的设计思路是基于“功能 优化先于造型”。这一思路将造型与整体设计充分结合。可以以SAT、DWG和DXF 格式导出展开图,保证良好的数据传递性。Inventor主要由五个模块组成【l 9】:钣金模 块、装配部件模块、表达视图模块和工程图模。各模块的基本功能如下:在零件环境中 可以创建单一零件,创建二维草图几何特征、创建钣金零件,生成的文件类型为零件文件 (ipt);在装配部件环境中,可以调入已有的零件或创建新零件并添加装配约束,同时可 以控制特征的自适应性,生成的文件类型为部件文件(Jam);在表达视图环境中,可以定 义部件的分解视图,并可进行装配过程的动态模拟,生成的文件类型为表达视图文件 (ipn);在工程图环境中,可以由三维模型直接生成二维图形,创建零件、部件及表达视 图的工程图,生成的文件类型为工程图文件(idw)。
3.1.2

Inventor三维造型简介

本系统用Invemor 2008版本构建三维模型,下面对Inventor 2008的工作环境及常用 的特征命令作简单介绍【35。91。 1)草图环境 所有的草图几何图元都是在草图环境中,使用工具面板上的“草图"工具进行创建 和编辑的。可以控制草图网格,并使用草图工具绘制直线、样条曲线、圆、椭圆、圆弧、 矩形、多边形或点。可以为拐角添加圆角、延伸或修剪曲线,还可以偏移和投影其他特
征的几何图元。

开始绘制新草图时,草图坐标系显示为草图网格的X轴和Y轴。如果需要,可以 打开三维指示器以在草图原点处显示它。默认网格位于草图平面上,用户可以根据自己 的喜好设置或取消网格。

基于AutoCAD的零件表达训练系统的研制

2)约束草图

约束可以限制更改并定义草图的形状。例如,如果直线被水平约束住了,则拖动它 的端点只能改变其长度,或者将其竖直移动,而不会响直线的斜度。可以在同一个草图 中的两个对象之间,或者在某个草图与从现有特征投影的几何图元或其他草图之间放置
几何约束。

在绘制草图时系统会自动应用约束。例如,如果用户创建直线时显示水平符号或竖 直符号,系统就会应用关联的约束。根据绘制草图时的精确程度,可能需要一个或多个 约束以固定草图的形状或位置。 可以通过在草图中添加几何约束来定义设计意图。可以使用自动标注来确定草图是 否已被完全约束并在需要时应用约束。也可以通过拖动几何图元,直到光标移过要约束
的几何图元,依次类推创建约束。

3)标注草图尺寸 要保留设计意图,除了几何约束外,草图几何图元通常还需要尺寸标注,以便保持 大小和位置。绘制草图时,可以应用几何约束,例如水平约束、竖直约束或平行约束。 通常在添加草图几何图元之后添加尺寸。 一般情况下, Inventor中的所有尺寸都是参数化的。这意味着用户可以通过修改 尺寸来更改已进行标注的项目的大小。也可以将尺寸指定为计算尺寸,即它反映了项目 的大小却不能用来修改项目的大小。 向草图几何图元添加驱动尺寸的过程也是对草图中对象大小和位置添加约束的过 程。如果对尺寸值进行更改,草图也将自动更新。 若要创建尺寸,请使用工具面板或“二维草图面板"工具栏上的“通用尺寸"工具。 选择要标注尺寸的草图几何图元,然后单击以放置尺寸。 选择几何图元和放置尺寸的操作可以确定所创建尺寸的类型。例如,如果选择一个 圆的边,则会创建半径尺寸。如果选择两个圆的边,则会在它们的圆心之间创建线性尺 寸。 4)草图特征 ①基础特征 在零件中创建的第一个特征是基础特征。基础特征通常基于草图截面轮廓,并表示 零件中最基本的形状。基础特征也可以是输入的基础实体(.sat或.step文件格式)。也 可以创建定位特征作为基础特征。

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在此基础上创建其他特征来完成整个零件。因为这些特征都依赖于基础特征,所以 制订好的工作计划可以大大减少创建零件所需的时间。计划好设计步骤以后,就可以决
定如何创建基础特征。

使用“草图”工具栏或工具面板上的工具来绘制基础特征的基本形状草图:
研}

…:拉伸,沿一条直路径投影草图截面轮廓,

用于创建曲面以及实体。

国:旋转,绕一根轴投影草图截面轮廓。 嚼:扫掠,沿一条草图路径投影草图截面轮廓。
翻:放样,使用在多个零件表面或工作平面上创建的两个或多个草图截面轮廓来构 造一个特征。模型从一种形状过渡到另一种形状,可以按照曲线路径进行。


毯:螺旋扫掠,沿一条螺旋路径投影草图截面轮廓。

翰:加强筋,从二维草图创建加强筋或隔板拉伸。创建草图基础特征与创建其他草
图特征的步骤相同。 ②修改特征 修改现有特征的方法有若干种。在浏览器中的特征上单击鼠标右键,然后使用菜单
中的三个选项之一: “显示尺寸”

显示草图尺寸,以便对其进行编辑。修改草图特征的尺寸。修改、 激活草图,以便可以编辑草图。

添加或删除约束,编辑草图

“选择特征的不同的截面轮廓”修改零件草图后,退出草图,将自动更新零件。 “编辑特征”打开该特征的对话框。选择不同的特征终止方式。以编辑“拉伸"特 征为例,介绍如何编辑特征。 使用“拉伸”特征时,首先要清楚延伸的起始面和终止面。 拉伸:在“终止方式”中,在下拉菜单中选择拉伸的终止方式。其中某些方式对于 基础特征不可用。 距离:输入拉伸的距离。 到表面或平面:单击拉伸的方向。 到:单击终止端平面。 从表面到表面:单击起始端平面和终止端平面。 贯通:单击拉伸的方向或在两个方向上拉伸相同的距离。 默认情况下,拉伸终止于距离最远的平面。如果要改变此方式,单击“最短方式" 可以使拉伸终止于距离最近的平面。如下图所示:

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剀3 1更改拉伸终止方式
Fig 3 I
Change stretching style

幽3 2 Inventor拉伸效果示意图
Fig 3.2 Sketching effctionofInventor stretch

5)使用设计mu速器

设计加速器是功能设计的重要组成部分,可为标识标准零件或创建基于标准的几何
图元提供工程计算以及结论支持。设计加速器工具通过自动提供选项和自动创建几何图

元柬简化设计过程。Inventor中的零部件生成器提供了螺栓联接,圆柱齿轮锥齿轮,涡 轮.v型皮带,矩形花键等多种设计加速器生成器,用户可以方便的使用这些生成器生 成自己的零部件[39】。下面以创建锥齿轮轴为例说明设计加速器的功用。锥齿轮零部件 生成器界面如图3 3所示,用户只需修改齿轮的参数便可快捷的得到一组锥齿轮,保存 生成的锥齿轮,Irwentor自动生成三个文件, 个Jam文件和两个ipt文件。打丌其中一

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个符合自己设计要求的ipt文件,然后做一些相应的调整和加工即可生成如图3.4所示
的锥齿轮轴。

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Fig 3.3

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图3 3锥齿轮零部什生成器工作界面
bevel geargeneratorinterface

酗3.4锥齿轮轴
Fig.3,4 bevel gear shaf【

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3.2设计与制作二维视图块
本系统将组成表达方案的视图做成图块,学生只需点击图块对应的图形文件便可以 插入视图图块,快速有效的构建自己的表达方案。制作二维视图块的过程严格遵循国家 规定的有关图样画法的规定。 3.2.1创建工程视图 目前的三维软件生成工程图都是从三维模型开始,按照平行正投影的方法得N-维
视图,

Inventor也如此。Inventor提供了创建二维工程图的功能。在Inventor中,可以

创建包含J下交视图和斜视图,局部视图、剖视图和等轴测视图的多视图工程图。由于模
型是全参数化可控的,工程图是跟随着模型自动变化的,可以利用这一功能,提出解决

绘制工程图的方案,快速完成工程图的创建,这样就可以大大提高设计人员的工作效率。
通过Autodesk Inventor,可以使用“工程视图”工具面板上的工具创建和处理多种视图。

单击“工程视图”工具栏上的“基础视图”按钮将显示“工程视图"对话框。可以使用 基础视图创建投影视图、斜视图、剖视图、局部视图和打断视图。也可以使用投影视图 工具创建等轴测视图。放置投影视图时,移动预览以更改投影视图的方向,使其成为等 轴测视图【39j。 ①投影视图:从基础视图投影到所需的位置。投影视图对基础视图的关系由投影 视图的方向决定。使用此工具创建等轴测视图。 ②斜视图:基础视图中边或直线的投影。这样形成的视图与其基础视图是对齐的。 ⑨剖视图:从基础视图、投影视图、斜视图、局部视图或打断视图创建全剖、半 剖、偏移或对齐的剖视图。创建斜视图或部分视图的视图投影线。剖视图与其基础视图 是对齐的。 ④局部视图:创建和放置基础视图、投影视图、斜视图、局部剖视图或打断视图 的指定部分的局部工程视图。该视图创建后并不与基础视图对齐。 ⑤草图视图:使用为绘图而激活的草图环境创建空白视图。可以将AutoCAD?数 据输入到草图视图中,也可以将草图视图复制并粘贴到同一工程图或其他工程图中。 ⑥重叠视图:重叠视图使用位置表达在一个视图中的多个位置显示部件。每一重 叠视图可引用一个独立于父视图的设计视图表达。 ⑦打断视图:如果零部件视图超出工程图长度,或者包含大范围的无特征几何图 元(如轴的中问部分),则可以在视图中创建打断。

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⑧局部剖视图:可以去除~定区域的材料,以显示现有工程视图中被遮挡的零件 或特征。父视图必须与包含定义局部剖边界的截面轮廓的草图相关联。
3.2.2三维转二维存在的表达问题及处理方法

值得注意的是:由于工程图中存在大量的人为规定(如过渡线、简化画法等),使得 目前的三维软件都不能很完美地自动生成各种视图。为此,可以利用Inventor允许在工 程图环境下进入草图模式对工程图进行修改的功能对视图进行编辑,以符合国家机械制

图标准m彻。
Inventor允许在工程图环境下进入草图模式对工程图进行修改。下面介绍的是在制 作二维视图过程中遇到的问题及修改的办法【43,44,451。 1)肋板处剖面线的处理: 在机件的图样画法中规定:机件有筋板时,当剖切平面沿肋板的纵向剖切(剖切平 面平行于肋板厚度方向的对称面)时,为表现肋板的薄板特点,该肋板被剖到的部分不 画剖面符号,且用粗实线把肋板与其邻接部分分开。如下图3.5的肋板Inventor处理成 (a),显然是不对的,需要进入“草图模式"下修改成(b)。

(a) 图3.5肋板处剖面线的处理
Fig.3.5
section line treafInent offib

(b)

2)复合剖视图的处理 Inventor用“剖视图"命令创建全剖视的旋转剖和阶梯剖也没有大的问题。但不能 创建复合剖视。如图3.6(a)所示,按照图中的剖切位置所得到的剖视图显然是不对的。 这时可将原剖面符号隐藏,然后选中该剖视图,单击标准工具栏上的“草图",进入草 图模式,先“投影几何图元",然后补充绘制,并重新填充剖面符号,最后得到图3.6(b)。 此方法只是创建复合剖视图的方法之一,可能还有更简单快捷的方法。

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.]^

^一^

(b)

图3.6复合剖视图的处理
Fig.3.6

treatment of mult-sectional view

3)局部视图视图的处理 Inventor可以方便地创建基本视图、方向视图,但创建局部视图和斜视图都会遇到 问题。例如图3.7(b)的局部视图,不能直接创建,而只能是创建了俯视图3.7(a)后进入草 图界面,绘制如图所示的样条曲线,然后用“打断视图”的方法得到图3.7(b)所示的局 部视图。Inventor有创建“局部视图”的命令,但那是创建“局部放大图”的。

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图3.7局部视图的处理
Fig.3.7
treatment of local view

3.2.3创建并保存块 Inventor是Autodesk公司的产品,与AutoCAD的兼容性较好,Inventor允许将工程 图文件(.idw格式)另存为AutoCAD文件(.dwg格式),在AutoCAD中进行修改,但这 时也就丧失了三维模型与工程图间的相关性。AutoCAD可以把多个图形对象定义为一 个块,方便后面直接插入使用。定义后的块就是一个对象,。本设计把各个实体生成的所 有视图都定义为块,方便后续插入块的操作。AutoCAD中的块是由多个对象组成并赋 予块名的一个整体,可以随时将它作为一个单个对象插入到图形中指定的位置,而且可 以在插入时指定不同的比例缩放系数和旋转角。图形中的块可被移动、删除和复制。 激活WBLOCK命令后,AutoCAD将显示“写块"对话框,在“源"区中勾选“对 象"单选框。在“基点"区指定块的插入点。

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Fig 3.8

Crcatblock

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在创建块定义时指定的插入点会成为该块将来插入的基准点,也是块在插入过程中 旋转或缩放的基点。并且在自动评阅模块中,系统将提取图块的插入点作为判断视图是 否满足“长对正,高平齐,宽相等”的基准点,所以选择合适的插入点非常重要。一般 来说要保证主视图和俯视图插入点的x坐标基准一致,主视图和左视图插入点的Y坐 标基准一致。其他视图块可将基点选在块的中心、左下角或其它有特征的位置。然后最 后选择要加入到块中的对象。在“目标”区中首先输入块的名称和存储路径.为保证系 统运行时顺利的找到井提取用户指定的视图块,统一将所有的图块放在指定盘对应的以 零件号命名的文件夹下。

3.3制作图片
将所有的视图块做成图片(Jpg格式)。为保证图片质量,先将dwg格式的视图块 打印成Ddf格式,然后再在“画图”软件中将图片存成100×100像素大小的JPg图片格 式。

罔匿国陋国 巨匾阿罔F
图3.9制作吲片 Fig.3.9
Make picture

3.4制作零件动画模型
3 41

CuIt3D介绍…1

cull3D是cycorc公司开发的一种3D网络技术,该技术可以做到档案小、3D真实互 动、跨平台运用,只要用鼠标在3D物件上直接拖动,便可以移动、旋转、放大或缩 小,还可以在Cult3D物件中加入音效和操作指引。Cult3D由3个不同的程序功能:
Cult3D Exporterplug-in、Cult3D Designer,和cult3D

ViewerPlug—in组成,对硬件要求相对

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较低,即使是低配置的桌面或笔记本电脑用户也能流畅浏览Cult3D作品。制作Cult3D 动画模型时首先要将模型导入Cult3D Designer中,需要注意的是Cult3D Designer只接

受.c3d格式的文件,然后为模型加入交互、音效等其他效果,再无缝地嵌入到HTML页 面和其他应用程序中。用户只需安装Cult3D
viewer

plug.in即可实时观看利用Cult3D技

术生成的3D模型,通过鼠标还可互动地对模型进行旋转、缩放或移动。
3.4.2制作cu It3D动画模型

用Cult3d制作动画过程中,首先要打开一个,c3d格式文件,通常的三维软件如
Inventor,SolidWorks是不能直接输出.c3d格式文件的,但是我们可以Inventor,SolidWorks

等三维软件中将零件模型另存为(或输出为).wrl或.Stl格式文件,然后导入到3dmax中,
最后输出为.c3d格式文件。制作Cult3d动画的具体步骤详细介绍如下【47l:

1)确定对象、事件和动作:从Event Map窗口左侧选取事件直接拖到Event Map 窗口中,从Actions窗IZl中将Object motion动作拖到Event M印窗IZl中,注意将动作图 标放在对应事件的图标上再松开鼠标,否则进不来。将对象从Scene Graph中拖入到
Event

Map窗121中。Cult3D工作界面如图3.10所示。

2)设置动作:单击要编辑的动作图标,首先设置parameters即操作对象,添加动 作控制的对象,然后设置details,包括动作的执行时间(单位为毫秒3000即为3秒)、方 向、循环次数。 3)编辑事件:单击任意一个事件图标,对该事件进行设置。
Initial

activation:设置是否开始就有效,开始等某个命令执行后它才有效;change

Name:为便于知道该事件,可以命易看懂的名;

Paramerers:选择操作对象,可以直接通过拖动连接,也可以在这里进行更改;edit: 通过更改事件的名称来实现事件的触发或终止;
Edit with time line

view:设置该事件操作中各动作的起始及终止时刻。

4)保存文件。将制作好的动画模型存储为c3p格式文件(可以随时编辑)或.CO格式
文件(不可编辑)。

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Fig

3 10

Make Cult3d animation



5制作标准表达方案
同一个零件,表达方案往往不止一个。制作表达方案的时候应根据零件的结构特点,

在完整、清晰的表达各部分结构形状的前提下,力求画图简洁。一般应从主视图、其他 视图和表示方法几个方面进行考虑【48l: 1)主视图的选择 一般情况下,主视图是一组图形的核心。选择主视图要考虑到主视图的投射方向, 位置。投射方向应尽可能的反映出零件的形状特征,选择结构形状多的方向。选择位置 是,一般选择加工位置或工作位置,这样便于理解。 21其他视图的选择

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在主视图选定后,进一步选择其他视图。选择不同的表示方法,决定了要选择的视 图数目不同。对于不太复杂的零件用两个或三个视图就可以表达清楚,而对于较复杂的 零件,可能需要三个或三个以上的图例才能表达清楚。 3)表示方法的选择 确定零件最终的表示方法时,要分析出零件的外部结构和内部结构,明确有那些部

分是需要表达的结构,然后再选择视图的组合方式。

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4系统实现
4.1 AutoOAD

VBA开发技术在系统中的应用
VBA开发技术介绍洲

4.1.1

AutoCAD

VBA(Microsoft VisualBasie for Applications)于1994年首次出现在Microsoft Excel和 Microsoft Projeet中,是用来自动执行任务的一个编程环境。由于VBA在开发方面的易

用性且功能强大,许多软件开发商都将其嵌入自己的应用程序中,作为一种开发工具提 供给用户使用。在AutoCAD中,AutoCAD VBA允许VBA编程环境与AutoCAD同时 运行,并通过ActiveX Automation接口对AutoCAD进行编程控制。这样就把AutoCAD、
AetiveX Automation和VBA紧密连结在一起,提供了一个功能强大的接口。它不仅能控

制AutoCAD对象,也能向其它应用程序发送数据或从中提取数据。
4.1.2 AutoCAD Act i

veX常用对象介绍啪一”

如果一个应用程序支持ActiveX Automation,那么其他应用程序就可以通过其暴露 的对象对其自动操作。在AutoCAD中,VBA应用程序正是通过对AutoCAD暴露的各 级对象进行操作而控制AutoCAD工作的。这些对象本身都包含自己的方法和属性。通 过方法可以实现对该对象的一些操作、而对象状态信息的收集或改变则是通过其属性完 成的。例如,直线是AutoCAD中的一个对象,它的属性可以是线型、起始点坐标、所 在层等性质,方法则有拷贝、镜像等操作。显然,比较透彻地理解AutoCAD的对象及 其属性和方法是进行VBA编程的基础。下面对本系统中用到的对象及其功能做一简要 介绍: 1)Application(应用程序)对象:Application对象是对象模型的基础,是所有对象 的“根",称为根对象。通过该对象的方法和属性,可以设置应用程序的某些特征或数 据,如窗口大小、程序界面的可见性等;可以用其方法来执行某些与应用程序有关的操 作,如加载、卸载ADS或ARX应用程序(不能操作LISP程序)等。 2)Document(文件)对象:文件对象就是AutoCAD图形文件。通过该对象,可以 完成大多数与图形文件有关的操作,如:打开、保存、设置图形文件当前层、当前布局 等属性,以及与其它图形格式进行数据交换等。 3)Utility(实用工具对象):Utility对象是一个“杂项",不便于归结到某个对象, 但又十分有用的功能都归结到该对象中。可以说该对象是个没有属性的对象(如果不算 Application属性),但它却是个方法的集合。这些方法主要有两类功能,其中一类提供

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了用户输入功能,提示用户在AutoCAD命令行或图形区输入数据或点;另一类提供了 数据类型转换功能,例如将AutoCAD当前长度单位下的数据转换成实数。 1)MenuBar(菜单栏)和MenuGroup(菜单组)对象:这两个对象可以控制菜单、
工具栏的设置。

2)图形实体对象:实体对象就是构成图形的各种几何实体,如Line,Circle,Text 等。创建实体可使用实体对象集合的AddEntityname型方法。例如创建Line对象可以使 用AddLine方法。要编辑这些对象,可使用对象本身的方法和属性。例如,使用Line 对象的EndPoint或StartPoint属性可以改变Line的端点,使用Color属性可以改变其颜
色。 3)Collection(集合)对象:AutoCAD的多数对象都是用集合方式进行组织的。虽

然这些集合可能包含不同类型的对象,但几乎可以用相同的技术进行操作。例如:用 Add方法添加一个成员,用Count属性确定集合成员的数量,用Item方法检索一个指定 的成员。当然,不同的集合也有一些只属于自己的方法和属性。 在VBA中,属性定义了应用程序中对象的特征,例如AutoCAD中图元的大小、颜
色或位置,或某一方面的行为,例如图元对象是否有激活或可见的。通过修改对象的属

性值可以改变对象的特征。 方法指的是对象能执行的动作。例如,AutoCAD文档集合对象的Add方法,它可 以在当前打开的文档之上增加一个新的文档对象。 事件是一个对象可以辨认的动作,像单击鼠标或按下某键等,并且可以写某些代码 针对此类动作来做出响应。用户的操作或程序代码的结果可能导致事件的发生,或是由 系统引发。在VBA中,AutoCAD中的对象有三种级别的事件:应用程序级(Application)、
文档级(Document)和图元对象级(Object)事件。

1)应用程序级(Application)事件:当AutoCAD本身的环境被改变时,就触发该事 件。例如,创建、打开、保存、关闭或打印图形文件时;使用AutoCAD命令时;加载 或卸载ARX或LISP应用程序时;改变系统变量时;以及改变主窗体尺寸时等等。 2)文档级(Document)事件:当一个指定的图形文件(dwg文件)自身或其内容发生变 化时,就触发该类要件。例如,添加、删除或修改图形文件中的对象时;快捷菜单激活 时;选择集被改变时:图形文件窗口被改变时;以及重新生成图形文件数据时等等。此 外,该类事件还对应着一个图形文件的打开、关闭以及打印、加载或卸载ARX和USP
应用程序等操作。

3)图元对象级(Object)事件:当图形数据库中的图元对象被修改时,触发该事件。

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AutoCAD

ActiveX中,具有Modified一种图元对象级事件,该事件在图形数据库中的图

元对象被修改或被触发。
4.1.3

AutoOAD对象访问方法

访问AutoCAD对象时的切入点:在用VBA开发AutoCAD时,由于它和AutoCAD 本身属于同一进程,因此访问起来非常方便灵活,访问的原则是“顺藤摸瓜’’——按照 对象模型进行访问。 VBA提供了一个特殊的对象——Thisdra、ving,它是AutoCAD VBA的一个术语, 代表当前打开的AutoCAD图形文件。使用Thisdrawing对象作为切入点访问实体圆十分 简单:
Dim mycir Set
aS

AcadCircle

‘定义引用圆的对象变量

mycir=Thisdrawing.ModelSpace.Item(10)‘定义这个圆

4.2数据库链接的实现
4.2.1

数据库访问技术魄‘53?5盯
DatabaSe

本系统采用ADO(ActiveX

Object)数据库访问技术,它简单易学,功能强

大,可以应用于任何支持ODBC的关系数据库。ADO对象模型主要包括:Connection对 象、Recordset对象与Command对象,用来访问来自现有的数据库的数据【50J。 1)Connection对象:该对象表示一个对数据资源开放的连接。这个数据资源可以 是某个数据库、某个ODBC资源或是任意一个已存在的其他的OLE DB提供的资源。典 型的应用程序可以使用以下方法访问数据库。首先声明一个Connection变量。建立与数 据源的连接和验证用户。连接建立后,可运行查询修改记录集合。执行SQL语句,关
闭连接。

2)Recordset对象:该对象针对从数据库中取出的数据进行处理,对数据进行浏览、插 入、删除与更新等操作,是用来查看和修改数据库内容的主要方式,在开发客户,服务器 应用程序时,为了阻止多个用户同时修改同一条记录,可以使用加锁机制。 3)Command对象:该对象是一类特定的命令。用于对数据源执行特定的操作。使 用Commandtext属性定义命令的可执行文本;通过Pammeter对象和Pammeters集合定 义参数化查询或存储过程参数;使用Execute方法执行命令并在适当的时候返回 Recordset对象;通过设置ActiveConnection属性使打开的连接与Command对象关联。

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4.2.2连接数据库

系统运行过程中,要保证与数据库的连接畅通,需要时将数据存入数据库,或者实
时的从数据库中提取数据。本系统使用ADO对象中的Connection对象连接SQL
server

数据斟5 51。程序关键代码如下:
Public Sub

linkdata0 ’数据连接对象 ’数据记录集

Public db As ADODB.Connection Public
rs

As ADODB.Recordset

Dim mlink As String
Set db=New ADODB.Connection db.CursorLocation=adUseClient Set rs=New ADODB.Recordset

擞据库连接字符串

mlink=”Provider=SQLOLEDB.1;Integrated
db.Open mlink End Sub

Security=SSPI;Persist Security

Info=False;Initial Catalog=modell;Data Source=bk’’

4.3各功能模块实现过程嘞?57j田
4.3.1

登录模块的实现

学生必须准确的输入自己的基本信息,否则系统将不能保存学生的作业记录;教师 必须经过身份验证方可访问系统,教师的用户名统一设置为“jiaoshi“,密码为“gchjys’’ (工程画教研室的拼音的第一个字母)。
4,3.2选择零件模块的实现

此模块为了方便学生选择自己感兴趣的零件而设计的。每个零件的三维模型图都存 储在外部数据库中,有唯一的编号以示区分。系统将所有的零件分为四大类:箱体类、 轮盘类、叉架类和轴类。箱体类零件的编号以“1"开头,轮盘类以“2’’开头,叉架类 以“3”开头,轴类以“4”开头。学生选择零件的过程中,首先要选择零件大类,如某 学生选中箱体类,则在零件列表框中只显示以“l"开头的零件。零件列表框中的每个 编号对应一个三维模型图,系统以公共变量S来记录学生选择的零件编号,从数据库中
提取对应的三维模型图。选择零件模块的界面设计如下图:

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图41选择零什界面
Fi94 I choose part inte啊ace

图中显示,学生选择了零件编号为“1001”的箱体类零件,右边显示的是“1001” 零件对应的三维模型圈。实现的关键代码如下: ‘记录学生选中的零件号
PuMic S
Dim
as

string
String

mAs

str=“select+from picturewhere图片编号like”+…1+S+”” n.Open str,db.adOpenDynamic.adLockPessimistie Dim stmpic As ADODB Stream
Dim StrPicTemp As String

IfNot IsNull(rs Fields(2))Then Set stmpic=NewADODB Stream

StrPicTemp=“e:\mdmiminL,dtongyanzhi\temp\templ.trap”

’临时文件用来保存读出的图片
With
stmpic

Type=adTypeBinary

Open .Write rS.Fields(2)

1写入数据库中的二进制文件
SaveToFile StrPicTemp,adSaveCreateOverWrite .Close

EndWith

基y-Au{oCAD的零件表达训练系统的研制

lmagel

Picture=LoadPieture(StrPicTem【p)

饿入I临时文件中的图像
Else Imagel EndIf

Picture=LoadPieture0

4 3

3视图选择模块的实现 该训练系统将视图做成图块并以图片形式显示在视图选择的界面上。视图模块根据

学生选择的零件编号从数掘库中搜索属丁l比零件的二维视图图片并按照图片的编号顺 序加载。例如学生选择了编号为“1001”的零件,“1001”零件下对应有12张二维视 图图片,学生拨“确定”按钮后进入视图选择模块的界面,便可以看到这12张视图图 片,如下图所示:

囝4 2选择视幽界面
一94 2 chooseviewsinterface

每张二维视图图片后面都有与它完全对应的视图块。学生点击要选择的视图图片. 就可以在AutoCAD绘图界面插入对应的视图图块。如下图所示,学生要选择第三个二

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维视图构成自己的表达方案,只需用左键点击界面上的第三张图片,然后在AutoCAD 绘图界面选择合适的插入点就可以插入这个视图块了。



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图4 3插入视图块
F194 3 Insert b]ockintoAuIoCAD

实现的关键代码如下:
Dim strAs String

stl'一select+from picturewhere零件编号=”+…。十S十”orderby图片编号”
rs rs

Open s”,db,adOpenDynamic,adLockPessimistic

MoveNext

‘第一个图片是对应零件的三维图片 下表是“1001“零件在数据库中存储的图片信息,其中“图片编号”下“1001”存 储的是零件的三维图片,因此顺序加载零件的二维视图图片时要将所有搜集到的属于 “1001”零件下的图片记录后移一条才开始加载。最后--Y,I的视图类型是为方便系统自 动评阅而设计的,后续将详细介绍。

基,AutoCAD的零什表逃训练系统的研制

隧毒日蕊圈嚣霸啦l。i;圈l誊熏IE珏叠-:啊_?丽?-
i荸拌编导
- ——
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I圉片

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一 ——

—— L00l 100104



一 一 一
—— —— ——

001

100108 100107 10010日 100109

∞l
L001 t001

o~v) G~v)


3 3

0…>



图4 4凹片信息
Fi94 4

Information ofpicture

制作表达方案过程中,学生点击“查看零件“按钮可毗与零件的三维模型进行互动, 用鼠标拖动可以从任意角度观察零件,而且可以对零件实时缩放。 学生选择好视图图块构成自己的表达方案后,还可以方便的利用系统提供的标注符 号块(视图选择界面的右下方)对视图进行必要的标注,增强表达方案的可读性和完整
性。
4 3

4自动评闻模块的实现 自动评阅模块是本系统中最关键的模块。零件表达方案就是选用一组图形(包括视

图,剖视图,断面图,局部放大图等)完整清晰和简洁地表达此零件的结构形状:同时 视图之『白J的投影关系,以及所采用的表达方式应符台国家标准对图样画法的各种有关规 定。因此本系统的自动评阅分为两部分:视图的判断和视图位置的判断口9,60,61I。 (一)视图判断: 由于本系统将构成表达方案的二维视图做成图块的形式,学生的表达方案是由图块 组成的,因此自动判断学生表达方案是需判断学生选用哪几个二维视图块来构成自己的 表达方案。这样大大简化了自动判断的流程,同时也提高了视图判断的效率。视图判断 的流程图如图4 5所示。

大连理工大学硕士学位论文

图4.5视图判断流程图
Fi94.5 flow chart of view check

一35—

基于AutoCAD的零件表达训练系统的研制

在提取学生方案信息之前,先使用过滤机制创建表达方案的选择集,再将AutoCAD 绘图界面中的二维视图对象添加到选择集。 1)创建选择集

创建选择集使用选择集集合的Add方法,只需提供一个参数一选择集名称。下面创建一
个名为“MYS"的选择集:
Sub

CreatMYS()

Dim myss As AcadSelectionSet Set

myss=ThisDrawing.SelectionSets.Add(“MYS’’)

End Sub

2)添加对象到选择集 在用Add方法创建选择集时,只是指明了选择集的名称,选择集本身并不包含任何

实体对象。可以使用Addltem方法、Select方法、SeleetOnScreen方法向选择集中添加 实体1501。本系统使用Select方法添加实体,该方法的语法为:
Select(Mode[,Pointl][,Point2][,FilterType][,FilterData]) Mode为控制选择方式的5个常量:

Mode=AcSelectionSetAll:选择图形中的所有实体(忽视选择窗口)。 Mode=AcSelectionSetLast:选择图形中最近创建的实体(忽视选择窗口)
Mode=AcSelectionSetPrevious:选择上次选择的实体(忽视选择窗口)

Mode=AcSelectionSetWindow:选择矩形窗口内的实体,矩形窗口由参数Pointl和
Point2定义。

Mode=AcSelectionSetCrossing:选择矩形窗13以内以及与矩形窗13边界相交的实 体,矩形窗口由参数Pointl和Point2定义。 Pointl和Point2定义了选择窗口的两个对角点(3D),当Mode为
AcSelectionSetAll,AcSelectionSetLast,AcSelectionSetPrevious时,它们为可选参数。 FilterType和FilterData是用于过滤机制的两个参数。

当学生选好零件后,系统自动创建两个新的图层:

“view"和“other”层,系统

默认“other”层为当前图层。学生选中视图块将其插入AutoCAD绘图界面中时,系统

自动将视图块置于“view”层,这样将二维视图块与标注图块区分开来,方便选择集的
过滤。

实现的关键代码如下: ‘创建名为name的选择集
Dim myss As AcadSelectionSet

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Dim name As String
name=S&xh

‘S:零件编号;xh:学生学号
Set

myss=ThisDrawing.SelectionSets.Add(namel

‘定义过滤组码数据
Dim gpcode(0)As Integer

gpcode(0)2



‘定义过滤组码值数据
Dim

datavalue(0)As

Variant

datavalue(0)=”view”

‘选择位于”view”层上的所有实体
myss.Select acSelectionSetAU,,,gpcode,datavalue

然后提取方案选择集中的信息与标准表达方案比较。经上述处理后,方案选择集中 的实体都是二维视图块,它们有唯一的块名。而标准表达方案的数据表中也存储了哪些 视图块被选中的信息。为了与标准表达方案进行比较,我们提取选择集中每个视图块的 名字。 ’如果图片被选中,将表示该图片的逻辑值赋为真
For i=0 To myss.Count—l Select Case

str(i)

Case”0l”

a(2)=True
Case”02’。

“3)=True
Case”03”

《4)=True
Case”09”

a(5)=True
Case”05”

a(6)=True
Case”06”

a(7)=True
Case”07”

“8)=True
Case“08”

a(9)=True

基于AutoCAD的零件表达训练系统的研制

Case”09”

a(1 O)=True
Case”10”

a(1 1)=True
Case”11”

a(12)=True
Case”12”

a(13)=Tree
End Select Next i

以上得到的数组a(2

to

13)存储的便是学生表达方案信息。然后从标准方案数据库中

提取标准方案信息。由于每个零件的标准表达方案不止一个,所以需要将学生方案与标 准表达方案进行循环比较,找到与学生方案最接近或吻合的标准表达方案。
‘根据学生选做的题号取出对应的答案
Dim slink
As String bzda

slink=”select事from
rS.Open

where零件编号=”+Ⅲ’+S+”order by方案编号”

slink,db,adOpenDynamic,adLockPessimistie ‘将学生答案和标准答案进行循环比较.
For i=0 To rs.RecordCount.1

Forj=2 To 13 ‘将标准答案和学生答案进行与运算 result(j)=aO)And rs.Fields(j)
If result(j)=True Then

‘记录比较结果 b(i)=b(i)+l
End If

Nextj ‘将比较结果与标准答案对照
If b(i)=rs.Fields(1 5)Then

flag(1,0)2 True
ExitFor Elself b(i)=rs,Fields(1 5)-1 Then

flag(2,0)=True
End If

大连理T大学硕十学位论文

rs.MoveNext
Next i

(二)视图位置的判断 学生选择的主视图,左视图和俯视图要按照”长对正,宽相等,高平齐”的要求放置。 教师在录入零件的二维视图时,需要选择二维视图的视图类型,“l“表示主视图,“2 “表示左视图,“3“表示俯视图,“O“表示其它视图。制作图块过程中,要确保主视 图基点和左视图基点的Y坐标基准~致,主视图基点和左视图基点的X坐标基准一致, 以保证位置判断的准确性。 实现视图位置判断的思想如下:首先根据选择集中的图块名称判断图块是主视图, 左视图,俯视图还是其他视图(由于其它视图如局部视图,放大图和断面图等的放置位 置很灵活,并且没有相关的规定,所以该系统只对主视图,左视图和俯视图的放置位置 做判断)。提取选择集中属于三视图的图块的插入点坐标。主视图和左视图要满足”高 平齐”的要求,因此将主视图插入点的Y坐标与左视图插入点的Y坐标进行比较,如果 相等,即符合要求;如果不相等,系统将给出提示,提醒学生主视图和左视图没有对齐。 同理判断主视图和俯视图是否满足”长对正”的要求。关键代码如下: ’提取被选中的主视图,左视图,俯视图的插入点坐标
For i=1 To 12

Ifa(i+1)=True Then Ifk(i)=l
Then

z(1,0)=y(i,O) z(1,1)=y(i,1) Elselfk(i)=2

Then

z(2,0)=y(i,O) z(2,1)=y(i,1) Elselfk(i)=3
Then

z(3,0)=y(i,0) z(3,1)=y(i,1)
End If End If Nexti

。位置判断

Ifz(1,1)◇0 Then Ifz(2,1)◇0 Then
Ifz(1,1)=z(2,1)Then

基下J AutoCAD的零件表达训练系统的研制

na改1,1)=True

Elselfz(1,1)◇z(2,1)Then
flag(1,1)=False t如果学生的主视图和左视图位置不平齐,将他们的插入点连接起来以提醒学生 高未平齐”
’ThisDrawing.ModelSpaee.AddLine 93,95 EndIf

ElseIfz(2,1)=0
End If End If

Then

flag(1,1)=True

IfzO,O)◇0 Then Ifz(3,O)◇0 Then
Ifz(1,0)=z(3,0)Then flag(1,2)=True

Elselfz(1,0)◇z(3,O)Then
flag(1,2)=False
EndIf

ElseIfz(3,0)=0
End If End If

Then

flag(1,2)=True

4.3.5输出模块的实现

输出模块将学生的表达方案和教师推荐的最优方案以图片形式显示在同一界面上, 学生方案下方还会显示系统自动评阅的评语,让学生对自己方案的优劣一目了然。同时
通过与最优表达方案的比较,学生很容易找出自己的不足,从而有针对性的加强训练,

提高自己的零件视图表达能力。 4.3.6作业管理模块的实现 此模块是为了让教师及时掌握学生的学习情况而设计的。教师通过这个模块可以非
常方便的得到每个班级,每个学生选做哪些零件的信息,并且可以查看学生的表达方案 图,了解学生对零件视图表达的掌握程度,及时的发现学生学习过程中存在的问题,给 予及时的有针对性的指导。

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4加载并播放动画模型
Cult3d是ActiveX控件,首先要确保计算机上安装了Cult3d的插件,然后在附加控

件栏中勾选Cult3dActiveX Player控件‘棚,如下图4,6所示设置Cuh3dActiveXPlayer 控件的属性,让它在窗体初始化的时候加载指定路径的动画模型。按“退出”按钮时释 放动画模型对象。实现代码如下
Private Sub UserForm_lnitializeO
Cull3DPI LoadCult3D

CE:\wuhuiminbcitongyanzhi\1001 co”)

End Sub

Private Sub CmdExit Cult3DPI

Click()

LoadCult3D(“”)

UnloadMe EndSub

Fi94 6

Select Cult3d

control

单击“确定”按钮,所选控件就会出现在工具栏中

基j-.AutoCAD的零件}越训练系统的研制

图4
Fi94 7



J:且箝
Tool box

幽4
Fj94 8



cult3d动画效果

EffectofCult3d animation



5自动加载菜单
1菜单基本概念的介绍 要对AutoCAD进行真正意义上的二次开发,不但需要实实在在的实用性程序,也

4 5

更需要一个专业化,个性化的程序界面。随着程序代码的运行,AuloCAD的菜单或工 具栏会发生相应的变化,或者在进入自己的AutoCAD二次开发环境后,菜单和工具栏 都像是针对自己系统的需要设置的,用起来非常顺手【5“。菜单栏和菜单组对象在对象模 型中的定位如图4 10所示。

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图4.10菜单栏和菜单组对象在对象模型中的定位 Fi酣.1 0
Loacation of menubar and menugroup in

object model

下面介绍几个与菜单有关的基本概念。
1)菜单组(MenuGroup):菜单组是AutoCAD ActiveX中的一个对象,即

MenuGroup对象。通过加载菜单文件,可以在AutoCAD中同时存在多个MenuGroup对 象,每个对象都包括一个弹出式菜单集合(PopupMenus)和工具栏集合(ToolBars)。这 些菜单组构成了菜单组集合(MenuGroups)。 2)菜单栏(MenuBar):菜单栏表示当前AutoCAD菜单栏上显示的全部菜单,在
AutoCAD

ActiveX中,菜单栏作为对象存在,即MenuBar对象。

3)弹出式菜单(PopupMenu):弹出式菜单包括两种形式:下拉式菜单(Pull—Down Menu,即菜单栏上的菜单)和快捷菜单(Shortcut Menu,展P按住SHIFT键同时单击鼠标右 键弹出的菜单)。所有弹出式菜单构成了弹出式菜单集合。

基于AutoCAD的零件表达训练系统的研制

4)工具栏(ToolBar):I-具栏是Windows软件提供的最为流行的命令访问方式。
在AutoCAD ActiveX中,工具栏作为对象存在,即ToolBar对象。所有工具栏对象构成 了工具栏集合。 4.5.2自动加载菜单的实现过程

1)在菜单栏上插入菜单 用InsertMenulnMenuBar或InsertlnMenuBar方法,可以将已经加载的菜单组中的某 个菜单插入到菜单栏指定位置上。这两个方法的功能是一样的,区别在于调用他们的对 象不同,也就是说这两个方法属于不同的对象。 InsertMenulnMenuBar:是菜单组集合的方法。使用该方法可以从集合中插入任何菜单到 菜单栏的指定位置。它要求输入两个参数:插入的菜单名和在菜单栏中的位置。 InsertlnMenuBar:是菜单对象的方法。进行插入时只需指定在菜单栏中的位置,而不需 要菜单名,这是因为可直接从要插入的菜单对象调用该方法。 2)创建下拉菜单 创建一个下拉菜单,就是用Add方法将一个新的菜单对象添加到菜单集合中。Add 方法需要输入一个参数作为菜单名(即菜单标记,Label)。这个名字是在菜单栏显示的 菜单标题,同时也为在菜单组内确定菜单提供了方便。 3)添加一个新的菜单项 AddMenuItem方法可以将一个菜单项添加到某个菜单中。该方法产生了一个新的菜 单项对象,并把它加入到指定的菜单对象中,它需要4个参数Index,Label,Tag,Macro。 Index参数是一个非负整数,指定新菜单项在菜单中的位置。0表示第一项,即紧靠 在标题下面。可以用菜单的Count属性来确定该菜单中所含菜单项的个数(包括分隔符)。 若Index取值为某个数值,则将菜单项插入在其后面的位置上。 Label参数是一个字符串,该字符串定义了菜单项的内容和格式。在该字符串中可 以包括DIESEL字符串表达式,这样可以改变每次显示的内容。除了DIESEL字符表达 式,Label参数中还可以包括特殊代码。例如,把“&"符号放在一个字母的前面,表 示将该字母作为本菜单项的快捷键。 显示在菜单中的内容称为菜单项的标题(Caption),这个标题同样是从Label字符串 中解释出来的。例如:Label为“&Edit"时,将把Edit作为标题显示出来,而把字母E
作为快捷键(和ALT组合)。

Tag参数是由字符,数字或下划线组成的字符串。作为菜单项的标识符,这个标识 符在整个菜单中必须是唯一的。

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Macro参数为菜单宏,即一系列命令。 当选定这个菜单项时,将调用这个宏完成具 体的操作。菜单宏可以是简单的键入记录, 也可以是一个复杂的AutoLISP,DIESEL或
ActiveX程序代码。 4)创建菜单宏

菜单宏是一系列的命令,这些命令可以执行一个特定的操作。当选择一个菜单项或 单击一个工具按钮时,与之相连的宏就会在系统中运行。 创建菜单的程序代码:
Sub

mymenu0

‘定义菜单组对象变量并赋值
Dim currmenugroup As AcadMenuGroup Set

currmenugroup=ThisDrawing.Application.MenuGroups.Item(0)

‘定义新的菜单
Dim newMenu As Set

AcadPopupMenu

newMenu=currmenugroup.Menus.Add(”零件表达”)

‘添加下级菜单
Dim newmenuitem 1 As AcadPopupMenultem Dim newmenuitem2 As AcadPopupMenultem Set

newmenuiteml=newMenu.AddMenultem(newMenu.Count+ 1,”学生登录”, newmenuitem2=newMenu.AddMenultem(newMenu.Count+ 1,”教师登录”,

macr01)
Set

macr02)

‘赋值菜单宏
Dim macro l As String Dim macr02 As String

‘宏中的特殊字符说明:Chr(3)取消命令;Chr(32)输入空格,在菜单项命令序列之间 的空白间距相对于按下空格键。
macrol=chr(3)+Chr(3)+”-VBARUN modulel.showl”+Chr(32) macr02=Chr(3)+Chr(3)+”?VBARUN
module 1.show2”+Chr(32)

newMenu.InsertlnMenuBar(ThisDrawing.Application.MenuBar.Count+1)

‘加载工程 pjm As String pjm=”E:\ljbdxlxt.dvb’’
LoadDVB End Sub

Dim

pjm

基于AutoCAD的零件表达训练系统的研制

在AutoCAD启动时自动加载新添加的菜单。方法是在AutoCAD的启动文件aead.1sp

中使用VBARUN指令调用宏。代码如下: (command”vbarun””E:\ljbdxlxt.dvb!modulel.mymenu”) 注意:工程必须存放在某个盘的根目录下,否则可能会找不到文件。

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5系统运行实例 5.1学生练习实例
学生输入自己的姓名、班级和学号登录训练系统,若学生由于疏忽未将基本信息填 写完整,系统会弹出对话框提示学生输入完整的基本信息。

Fi95 1

Student log,in

按“登录”按钮进入选择零件界面,首先选择零件大类,然后选择零件编号。

F195



Selectparts

基丁AutoCAD的零件表达训练系统的研制

按“确定”按钮后进入视图选择界面

网圆网网 圈叵圈圈l
到I到I型盎曲{ 』竺到二竺型
LiL—i』』』J—J——J ∞”Ⅸn

目5 3选择视凹 Fj醪3
Selectviews

学生点击“查看零件”按钮,可以实现与零件的三维互动.根据观察的需要任意选 择观察角度,操作方便自如。此外,零件的三维动画模型界面能够髓意挪动,学生可以 根据自己的习惯选择放置位置。在观察零件结构形状的同时.根据给定的二维视图进行 表达方案的构思,然后将选中的二维视图块插入AutoCAD绘图界面,对视图的放置位 置做适当的调整,再进行必要的视图标注即可形成自己的表达方案。

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DW q№■口’_b》,≯r

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v*■4—00’●m?r

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噼甄


图5 4零件表达
Fi95 4
parts representation

o自q

EtBj^

鼍甜 阿网
围圈 圈
竺j困竺叫 到到

围困

表达方案确定后按“提交答案”按钮,系统会自动弹出对话框询问学生是否真的确 定要提交表达方案,如果学生选择“是”,系统将执行自动评阅功能,判断学生表达方 案的优劣并给出评语,同时在右边的图片框中会显示教师推荐的较优表达方案,学生有 兴趣的话还可以点击“下一个答案”按钮,查看系统提供的其它可用表达方案;如果学 生是不小心按到“提交答案”按钮。则可以在弹出的对话框中选择“否”继续制作自己 的表达方案。

基丁AutoCAD的零什表逃训练系统的研制

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沙鳖
Fi95 5



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窖锌篙囊纛翡羞戮箍曼群器龋差

此方寨简洁,清晰,是一个较优的方案

t目|m_I.卜十。 £l#特lif叶硅|
削5 5系统自动评阅
Auto-Evaluationofsystem

学生点击“返回”按钮可咀回到“选择零件”界面,继续表达方案的训练。


2教师制作标准表达方案实例
教师登录有身份的验证,教师必须输入『F确的用户名和密码选择要进行的操作,才

能进入系统。如教师要制作新的表达方案则按“制作答案”按钮进入“零件选择”界面, 选择要为其制作标准表达方案的零件,再进入“视图选择”界面,制作新的标准表达方 案。标准表达方案形成后,在“视图选择”界面下方的复选框中选择方案的序号,因为 每个零件的表达方案不止一个,如果正在制作的方案是某个零件的第二号方案,则在复

选框中选…2,然后点“保存答案”按钮,系统自动将刚才制作的表达方案以图片形
式保存到“标准表达方案表”中,同时教师也可在输出界面中看到刚才制作的表达方案。

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F195 6

teacher Iogin

Fi95 7

Selectparis

基于AutoCAD的零件表达训练系统的研制

n、q

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碴剖例倒

人连理T大学硬士学位论文



3教师录入零件实例
教师录入零件时要按照系统规定的编号原则输入零件信息,包括零件编号,图片编

号和视图类型。然后选择要输入的图片,在图片预览区域可以预览图片,确定图片后按 “保存图片”按钮就将图片加入到系统零件库中了。若要删除零件库中已有的图片只需 在右侧的图片信息列表中选中要删除的图片并在图片预览区域确定后点击“删除图片” 按钮,就可将图片从零件库中删除。

F195 10

Add newpart



4教师查看学生作业实例
该训练系统的意义不仅在于给学生提供开放性好,针对性强的学习环境,也在于方

便教师了解学生的学习情况,从而及时帮助学生解决学习过程中遇到的问题,同时提高 教与学的效率。

基于AutoCAD的零件表达训练系统的研制

教师不仅可以通过输入学生的学号查看单个学生的作业,也可以输八班级名称查看 整个班级的作业记录,或者输入零件编号了解选择此零件做表达方案训练的学生的作业
情况。

图5tl奇询学生作业
Fi95 11
Check students’work

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二维图形表达是《机械制图》课程的基础内容,但是受传统教学手段和作业模式的 约束,学生对这部分内容的掌握一直不是很理想。本文研制的零件表达训练系统为学生 提供了一个开放性好,针对性强且界面友好的交互式练习环境,是提高学生二维图形表 达能力的一种有效途径。 现将本论文开展的主要工作和成果总结如下: 1)本系统将构成表达方案的二维视图做成图块,并将图块转化成图片形式存储到数据 表中。在二维视图的设计过程中,注重零件表达方法的多样性并严格遵循机件的图样画 法,总结了三维转二维过程中的一些处理方法和技巧。 2)设计并创建了涵盖箱体类、轴类、轮盘类和叉架类四大类零件的零件库,总结了三 维模型构建过程中需要注意的问题。 3)借助Cult3D动画制作技术,成功实现了零件三维模型的交互功能。学生通过简单的 鼠标操作就可以实现对零件的缩放、移动等操作,还可以旋转零件,从任意角度观察零 件,真正了实现人与零件的三维互动。 4)分析了零件表达方案的选择原则及其构成要素,提出了智能评阅的策略并成功实现 了训练系统的自动评阅功能。 5)深入研究了AutoCAD VBA开发技术和SQL server数据库技术,设计并实现了身份验证, 选择零件,选择视图,输出方案,查询作业记录,添加新零件或新方案等功能模块。 该训练系统的研制是对《机械制图》课程教学和作业模式的一种新的尝试,由于个 人的知识和能力有限,系统还有许多地方需要改进和完善,比如,标注符号的自动判阅, 学生表达方案中未表达清楚部位的提示等等,这些都是后续工作中值得研究和探讨的。

基于AutoCAD的零什表达训练系统的研制

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—58—

大连理工大学硕士学位论文

攻读硕士学位期间发表学术论文情况
[1]伍慧敏,宋洪侠.零件视图表达训练系统的设计与实现.工程图学学报(增刊),2010, 7(己录用),与学位论文第三,四,五章相关。

基丁AutoCAD的零件表达训练系统的研制





本论文是在导师宋洪侠副教授的悉心指导下完成的。从论文选题到系统研制再到论 文撰写,每一个过程都倾注了宋老师的关心、鼓励和指导。两年多来,宋老师一丝不苟、 精益求精的工作态度和高效务实的工作作风给我留下了深刻的印象,值此论文完成之 际,谨向在硕士学习及生活期间给予我悉心指导和无微不至关怀的导师宋洪侠副教授致 以诚挚的谢意! 特别要感谢同教研室的王丹虹老师,在课题开题和研究阶段,王老师给我宝贵的意 见和建议,并从百忙中抽出时间帮助我分析解决系统研制过程中遇到的难题,王老师平 和的待人态度和认真做事的风格是我学习的榜样,在此向王老师表示崇高的敬意和衷心
的感谢。

此外要感谢在程序调试过程中给予我帮助和支持的陈爽同学,以及本教研室的杨旭 日、徐峰涛、蔡明知、冯红光等师兄,大家一起学习的日子很开心也很充实。 还要感谢我的父亲、母亲、姐姐和姐夫,他们的期望和支持给我勇气和动力,让我 能顺利完成学业。 最后衷心感谢各位老师在百忙中对本论文的评审!

基于AutoCAD的零件表达训练系统的研制
作者: 学位授予单位: 伍慧敏 大连理工大学

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