基于.NET API的CAD二次開發(fā)技術(shù)在工程中的應(yīng)用

李志超，余杉鈺，章 波，張彩云

LI Zhi-chao，YU Shan-yu，ZHANG Bo，ZHANG Cai-yun

(哈爾濱理工大學(xué) 自動化學(xué)院，哈爾濱 150080)

0 引言

AutoCAD作為一款成功的計算機(jī)輔助軟件在工程繪圖中具有廣泛的應(yīng)用，它可以幫助設(shè)計人員進(jìn)行繪圖設(shè)計。CAD已經(jīng)成為現(xiàn)代工程設(shè)計最常用的工具，在機(jī)械、建筑、電子等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。但由于CAD軟件的通用性，可能造成在某些專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的功能不足或缺失[1]。因此，有必要對CAD進(jìn)行二次開發(fā)，設(shè)計出符合特定領(lǐng)域的專業(yè)模塊。這樣可以擴(kuò)展CAD的應(yīng)用范圍，同樣可以提高設(shè)計人員的工作效率還可以減少設(shè)計時出現(xiàn)的錯誤，具有很強(qiáng)的實用價值。

以實際工程中法蘭的繪制為例，不同法蘭的直徑，材質(zhì)，螺孔數(shù)，厚度等參數(shù)均不同。因此，如果對每一個法蘭盤都進(jìn)行繪制將浪費(fèi)工程師大量的時間，而且不便于管理。利用CAD二次開發(fā)技術(shù)，不但可以快速準(zhǔn)確的繪制所要求的法蘭盤，而且通過數(shù)據(jù)庫技術(shù)可以將CAD與企業(yè)的ERP管理系統(tǒng)鏈接起來，更方便企業(yè)的綜合管理，提高企業(yè)的管理效率，節(jié)約成本。

1 AutoCAD .NET API 概述

目前AutoCAD二次開發(fā)的工具比較多，如Visual Lisp、VBA和ObjectARX等。它們各存在著不同的優(yōu)缺點(diǎn)，Visual Lisp采用Lisp語言開發(fā)，簡單但不直觀。VBA采用Visual Basic語言開發(fā)，開發(fā)簡單方便但功能不足。而ObjectARX是基于Visual C++開發(fā)語言的，功能強(qiáng)但難以掌握[2]。

AutoCAD .NET API使用戶可通過編程的方法利用程序集和開放庫操作AutoCAD和圖形文件。通過開放的對象，它們可被許多不同的編程語言和環(huán)境訪問。在AutoCAD中實現(xiàn).NET API具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1）有更多的編程環(huán)境可以訪問AutoCAD圖形。而之前的開發(fā)工具僅限于使用相應(yīng)的語言。如VBA只能使用Visual Basic語言。

2）NET 框架可以為32位及64位操作系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計，而VBA只能為32位操作系統(tǒng)設(shè)計。

3）與那些傳統(tǒng)編程語言相比，如C++，.NET具有更低的學(xué)習(xí)要求來訪問高級接口。

4）C#相比VC++采用了垃圾回收機(jī)制，自行判斷內(nèi)存回收的時機(jī)并實行回收，通過Dispose函數(shù)進(jìn)行資源自動釋放，從而解決了內(nèi)存泄漏問題。同時VC# NET的二次編譯技術(shù)也使得其開發(fā)的程序編譯成功之后可以實現(xiàn)編譯后的程序與硬件無關(guān)，從而使得程序員只是專注于程序本身，因而成為了程序員開發(fā)工具的首選。因此，在.NET框架下利用C#語言對AutoCAD進(jìn)行二次開發(fā)，具有完全面向?qū)ο蟆⒎奖阋子玫奶攸c(diǎn)，是最合適的AutoCAD二次開發(fā)工具[3]。

2 AutoCAD中的插件開發(fā)

在AutoCAD二次開發(fā)中，一般有兩種實現(xiàn)方式。一種是通過外部應(yīng)用程序啟動AutoCAD，并在CAD中作圖；另一種是在CAD中加載插件，利用插件來彈出我們所需的面板，在面板上輸入?yún)?shù)，并可在CAD中畫出圖形。這兩種方法的實現(xiàn)方法和原理大致相同，只是實現(xiàn)的方式有所不同，在這里我們以更具普遍性和代表性的插件開發(fā)為例來進(jìn)行說明[4]。

在AutoCAD二次開發(fā)中，為了使用.NET API托管封裝的類，我們需要先引入上述的這些DLL文件。先啟動Visual studio 2008，新建一個類庫項目，然后將鼠標(biāo)放在項目名稱上，鼠標(biāo)右鍵單擊“引用”，然后選擇“添加引用”。在“添加引用”對話框中選擇“瀏覽”，然后找到上述的AcDbMgd.dll、AcMgd.dll、AcCui.dll文件，點(diǎn)擊確定將這些組建添加到項目中。此時，我們已經(jīng)將C#與.NET API連接起來了，接下來我們就可以專心進(jìn)行CAD的開發(fā)了[5]。

首先我們在AutoCAD的菜單項中，添加我們的插件菜單，這里將該菜單項命名為“法蘭”，其含有下拉子菜單。在項目添加一個類文件，添加如下代碼：

[CommandMethod(“AddMenu”)]

Public void AddMenu()

{AcadApplication acadApp=Application.AcadApplication；

AcadPopupMenuItem pm=acadApp.MenuGroups.Item(0).Menus.Add(“法蘭”)；

AcadPopupMenuItem pmi1,pmi2,pmi3,pmi4,pmi5；

pm1=pm.AddMenuItem(pm.count+1,“板式平焊法蘭”，“Thickness”+convert.Tochar(13));//子菜單}

通過以上代碼我們可以實現(xiàn)在C A D中添加插件菜單和去其子菜單，[CommandMethod(“AddMenu”)]，可以在CAD中添加命令，如在命令行中輸入，AddMenu相當(dāng)于單擊“堵板”菜單。根據(jù)我們的要求可以任意添加菜單和子菜單，最終可生成如下圖所示的形式。

圖1 插件菜單圖

3 AutoCAD中的面板設(shè)計與繪圖

添加好所要求的插件菜單和其子菜單后，就可以對各個子菜單添加命令以實現(xiàn)各自不同的功能。現(xiàn)在假設(shè)當(dāng)點(diǎn)擊子菜單后彈出的是面板形式，那么我們首先需要在項目中添加一個Windows Form窗體，并將該窗體的命令與子菜單的命令相對應(yīng)，則可實現(xiàn)單擊子菜單彈出相應(yīng)的窗體。

而面板的設(shè)計則相對的比較容易，我們可以根據(jù)Visual studio 2008集成環(huán)境中提供的各種控件如文本框、標(biāo)簽、按鈕等，設(shè)計自己想要的面板。我們以法蘭為例設(shè)計一種面板，如圖2所示。

圖2 法蘭盤面板圖

該面板比較簡潔，左上方為DataGridView控件，主要與數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行交互綁定，通過查詢等一些命令來顯示數(shù)據(jù)庫中的相關(guān)信息。左下方為TextBox控件，主要用來輸入數(shù)據(jù)下達(dá)命令。右上方為PictureBox控件，主要用來顯示預(yù)覽圖片，右下方為按鈕控件。這些按鈕控件具體實現(xiàn)什么功能，主要取決于內(nèi)部包含相應(yīng)的代碼。雙擊控件我們就可以進(jìn)入該控件的編程界面，根據(jù)所實現(xiàn)的功能編寫相應(yīng)的程序。

對AutoCAD進(jìn)行二次開發(fā)，主要是用來繪圖的，下面我們就來介紹一下通過面板怎樣實現(xiàn)在CAD中作圖。由上述內(nèi)容我們知道，直線、園、注釋、圖層等均為AutoCAD的對象，因此我們可以利用這些類來繪制圖形，下面以法蘭為例進(jìn)行說明。設(shè)置好面板上的相關(guān)數(shù)據(jù)后，單擊作圖按鈕，則相應(yīng)圖形將顯示在CAD的繪圖界面中。法蘭圖形如圖3所示。

4 AutoCAD與數(shù)據(jù)庫鏈接

在工程應(yīng)用中，設(shè)計人員可能經(jīng)常需要將設(shè)計好的圖形保存下來，如果圖形太多則不方便管理，查找起來也比較困難，也不利于公司內(nèi)部進(jìn)行資源交流。因此，在進(jìn)行二次開發(fā)的時候?qū)utoCAD與數(shù)據(jù)庫聯(lián)系起來是很有必要的。同時，數(shù)據(jù)庫也是CAD與企業(yè)的ERP管理系統(tǒng)鏈接起來的紐帶，這樣方便企業(yè)的整體管理，可以提高管理效率。

圖3 法蘭圖

數(shù)據(jù)庫主要分為本地數(shù)據(jù)庫和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫兩種。本地數(shù)據(jù)庫安裝在所使用電腦上，一般比較小，用于個人電腦上的信息存儲；遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫一般在公司的服務(wù)器上，一般來說比較大，遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫與本地數(shù)據(jù)庫通過局域網(wǎng)或因特網(wǎng)進(jìn)行連接，實現(xiàn)本地與服務(wù)器之間的傳遞與下載。本文中我們以MySQL為本地數(shù)據(jù)庫，以SQL Server為遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫。由于它們之間操作方法類似，我們主要以MySQL數(shù)據(jù)庫為例進(jìn)行說明。

要想實現(xiàn)AutoCAD與MySQL的連接，必須在工程項目中引入MySQL的一個組件，即mySql.data.dll[6]。

先在數(shù)據(jù)庫中建一個表，該表有四列型號、直徑、螺孔數(shù)、厚度。在查詢中，我們可以根據(jù)已知的某些信息查找出所有符合條件的零件。實現(xiàn)代碼如下：

從上述代碼可以看出，其過程是先與數(shù)據(jù)庫取得連接，然后通過查詢語句返回我們所需要的信息。圖2左上角中顯示了庫存中厚度為80mm的法蘭信息。

5 結(jié)論

當(dāng)設(shè)計好需要的插件時，便可以對程序進(jìn)行編譯，最終生成一個dll文件，可以在CAD中輸入Netload命令進(jìn)行加載，但顯然這種方法太繁瑣，我們更希望每次在CAD啟動時能自動加載。此時可在CAD安裝文件support中的acad2007.lsp的末尾處添加命令(COMMAND "NetLoad" "D:/Program Files/AutoCAD 2007/Support/MyMenu.dll")即可[5]。

本文主要介紹C#與.NET API技術(shù)相結(jié)合的一種AutoCAD二次開發(fā)方法，并對其原理及實現(xiàn)各種功能的流程進(jìn)行了簡要的闡明。從文中的介紹中，我們可以看到利用該方法可輕松實現(xiàn)AutoCAD的二次開發(fā)，并且比較容易掌握，只需具備一定的C#基礎(chǔ)和CAD的一些基本常識便可以進(jìn)行CAD的二次開發(fā)，具有很好的實用價值。

[1] 方毅.基于C#與AutoCAD的斷面圖繪制程序設(shè)計與應(yīng)用[J].地理空間信息.2012,10.10(5).

[2] 余甚洋,謝元禮.AutoCAD平臺下坐標(biāo)文件圖形化模塊C#實現(xiàn)[J].西北大學(xué)學(xué)報.2008,9.6(5).

[3] 蔣元星.基于C#的AutoCAD二次開發(fā)技術(shù)研究及應(yīng)用[J].中國制造業(yè)信息化.2007,9.36(17).

[4] 堯燕.基于VC#.NET對AutCAD二次開發(fā)方法的研究[J].科學(xué)技術(shù)與工程.2008,12.8(23).

[5] 曾洪飛. AutoCAD VBA&VB.NET開發(fā)基礎(chǔ)與實例教程[M].中國電力出版社.2009.

[6] Matthew Stucky著,金旭軍譯. MySQL:創(chuàng)建用戶接口[M].北京:人民郵電出版社.2002.