基于Auto CAD的白酒瓶參數(shù)化設(shè)計系統(tǒng)的開發(fā)和設(shè)計

王 珊1翟 震史宏昆 史小昱

（鄭州大學(xué)，河南 鄭州 450001）

中國白酒是中華文化傳承的重要載體。白酒作為我國特有的傳統(tǒng)酒種，是中國傳統(tǒng)文化與物質(zhì)文化的結(jié)晶。近年來，我國經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展，人民生活水平不斷提高，白酒占中國酒類銷售額的比例最大，且呈不斷增長的趨勢。酒瓶包裝作為酒產(chǎn)品與消費(fèi)者第一接觸文化要素，也得到快速發(fā)展。白酒瓶的需求量不斷增加，人們對白酒瓶的造型要求也日趨多元化［1］。為此研究與開發(fā)完善的白酒瓶CAD系統(tǒng)具有很大的現(xiàn)實意義。

通過比較市面上流行的CAD軟件，AutoCAD具有良好的開放性和豐富的計算機(jī)接口，為用戶對其進(jìn)行二次開發(fā)提供了便利的條件［2］。在所有的二次開發(fā)語言中，VBA（Visual Basic forApplication）語言具有易于學(xué)習(xí)、方便操作、功能齊全等優(yōu)勢。本文就應(yīng)用最為廣泛的AutoCAD繪圖工具，利用VBA語言對其進(jìn)行了二次開發(fā)，實現(xiàn)了各類白酒瓶的參數(shù)化設(shè)計過程。

1 白酒瓶參數(shù)化設(shè)計系統(tǒng)總體分析

1.1 白酒瓶參數(shù)化設(shè)計系統(tǒng)模塊

采用模塊化思想來設(shè)計系統(tǒng)，將白酒瓶參數(shù)化設(shè)計系統(tǒng)分為8個主要功能模塊，包括創(chuàng)建標(biāo)準(zhǔn)瓶口模塊、創(chuàng)建標(biāo)準(zhǔn)瓶底模塊、訪問標(biāo)準(zhǔn)瓶型庫模塊、各類瓶型參數(shù)化設(shè)計模塊、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計模塊、自由點(diǎn)式設(shè)計模塊、設(shè)計結(jié)果輸出模塊和數(shù)據(jù)庫模塊。

1.2 功能模塊介紹

1.2.1 創(chuàng)建標(biāo)準(zhǔn)瓶口模塊。白酒瓶通常用的有兩種瓶口，冠形瓶口和螺紋瓶口，冠形瓶口包括普通冠形瓶口和特殊冠形瓶口，螺紋瓶口包括單頭螺紋瓶口、多頭螺紋瓶口和快速螺紋瓶口。選擇瓶口外徑以及瓶口類型，單擊“創(chuàng)建瓶口”按鈕，即可繪制所需的瓶口。

1.2.2 創(chuàng)建標(biāo)準(zhǔn)瓶底模塊。白酒瓶常用瓶底有普通圓角瓶底、雙圓角瓶底、圓角內(nèi)凹瓶底和球冠型內(nèi)凹圓角瓶底。此模塊中可以創(chuàng)建的白酒瓶常用瓶底并將其插入到繪圖界面。

1.2.3 訪問標(biāo)準(zhǔn)瓶型模塊。此模塊中通過選擇瓶型和瓶容量即可選擇合適尺寸的瓶型并將其插入繪圖界面，可生成二維和三維圖形。

1.2.4 各類瓶型參數(shù)化設(shè)計模塊。此模塊是參數(shù)化設(shè)計的核心模塊，可以完成各類白酒瓶型的參數(shù)化設(shè)計。

1.2.5 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計模塊。此模塊可以選擇設(shè)計好的白酒瓶模型生成相應(yīng)的模具，也可以根據(jù)已有瓶型直接創(chuàng)建相應(yīng)的模具。

1.2.6 自由點(diǎn)式設(shè)計模塊。在此模塊中設(shè)計者可以自由設(shè)計瓶型，只需根據(jù)提示選擇相應(yīng)數(shù)量的點(diǎn)即可，分為一點(diǎn)式自由設(shè)計、兩點(diǎn)式自由設(shè)計和三點(diǎn)式自由設(shè)計。

1.2.7 設(shè)計結(jié)果輸出模塊。根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)果，自動生成繪圖文件，完成瓶樣工作圖、模具結(jié)構(gòu)圖進(jìn)行繪圖輸出。本系統(tǒng)的應(yīng)用程序菜單直接出現(xiàn)在AutoCAD主菜單上，如同AutoCAD自帶功能一樣進(jìn)行工作。

1.2.8 數(shù)據(jù)庫模塊。數(shù)據(jù)庫模塊主要包括數(shù)據(jù)庫接口和數(shù)據(jù)庫，在實際操作中可以對數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)記錄進(jìn)行查詢、修改、增減等。此處用到的數(shù)據(jù)庫是由Access2007軟件建立，里面存放標(biāo)準(zhǔn)瓶口、標(biāo)準(zhǔn)瓶底和瓶型庫中每個瓶型的結(jié)構(gòu)參數(shù)和其他酒瓶基本參數(shù)信息［3］。

2 參數(shù)化設(shè)計功能的實現(xiàn)

參數(shù)化程序設(shè)計就是利用編程的方法實現(xiàn)系列產(chǎn)品的開發(fā)，在AutoCAD下利用二次開發(fā)工具編寫通用設(shè)計程序，在系列產(chǎn)品設(shè)計中就不需要利用繪圖命令逐一地繪制圖形，只需要根據(jù)程序的提示輸入基本的參數(shù)就能方便、快速、準(zhǔn)確地完成設(shè)計［4］。

2.1 參數(shù)化程序設(shè)計

2.1.1 連接數(shù)據(jù)庫 在白酒瓶設(shè)計系統(tǒng)中，由于涉及大量的繪圖基礎(chǔ)參數(shù)和瓶型參數(shù)，涉及復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理與查詢，因此建立Access數(shù)據(jù)庫可以方便系統(tǒng)管理相關(guān)數(shù)據(jù)。ADO對象模型是所有數(shù)據(jù)訪問接口對象模型中最簡單的一種，開發(fā)的白酒瓶設(shè)計系統(tǒng)使用的就是ADO訪問技術(shù)［5］。

在VBA中使用ADO，首先要在VBA工程中引用ADO對象庫。在VBA中選擇“工具”|“引用”，選擇Microsoft ActiveX Data Objects 2.1Library。連接數(shù)據(jù)庫的部分代碼如下［6］：

……

Cons="provider=Microsoft.Jet.OLEDB.4.0：DataSource=

E：MyDatadb1.mdb；

Persist Security Info=False"'數(shù) 據(jù) 路 徑 是 E：MyData

……

2.1.2 圖形繪制 按照每類酒瓶的模型特征，編寫相應(yīng)的圖形繪制程序。已知瓶型的相關(guān)參數(shù)，它們可以作為主變量參數(shù)出現(xiàn)在設(shè)計界面中，其他參數(shù)從屬于主變量，可根據(jù)所編的繪圖程序計算得到［2］。以圓柱瓶為例，下面介紹一下瓶體輪廓的主要繪圖程序部分，根據(jù)已知參數(shù)對白酒瓶進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計。

……

Dim pt1（0 To 2）As Double

Dim pt2， pt3， pt4， pt5， pt6， pt7， pt8， pt9，ptCen1，ptCen2，ptCen3，ptCen4，ptcen5 As Variant

pt1（0）=0：pt1（1）=0：pt1（2）=0

pt2=GetPoint（pt1，radius1，0）

……

Dim objarr（0 To 8）As AcadEntity‘繪制輪廓線

Set objarr（0） = ThisDrawing.ModelSpace.AddLine（pt1，pt2）‘瓶口部分直線

……

Set objarr（8） = ThisDrawing.ModelSpace.AddLine（objarr（7）.EndPoint，pt1）‘輪廓中心線

Dim objRegion As Variant

objRegion=ThisDrawing.ModelSpace.AddRegion（objarr）‘將輪廓形成面域

Dim i As Integer

For i=0 To 8

objarr（i）.Delete

Next‘刪除各個線段

Dim objBoltT1 As Acad3DSolid

Set objBoltT1=ThisDrawing.ModelSpace.AddRevolved-Solid（objRegion（0），pt1，pt9，360）‘旋轉(zhuǎn)成三維瓶身

……

2.2 用戶界面設(shè)計

軟件界面設(shè)計是參數(shù)化設(shè)計系統(tǒng)能夠智能人機(jī)交互的重要部分，友好的用戶界面不僅方便用戶使用，也可以提高設(shè)計效率。界面設(shè)計中用到的標(biāo)準(zhǔn)控件均來自VBA系統(tǒng)。對于參數(shù)化繪圖程序來說，對話框主要考慮繪圖參數(shù)的輸入和相關(guān)控件的布局［5］。

2.2.1 訪問瓶型庫界面 主要功能是實現(xiàn)從瓶型庫直接調(diào)用瓶型，包括兩個對話框，第一個是選擇瓶型對話框，第二個是創(chuàng)建瓶型界面，如圖1所示。通過與瓶型數(shù)據(jù)庫連接，能夠在界面上直接顯示出白酒瓶的具體參數(shù)，便于酒瓶的交互設(shè)計。

圖1 創(chuàng)建瓶型界面

2.2.2 參數(shù)化設(shè)計界面 主要功能是用戶選定瓶型后，在設(shè)計界面上輸入瓶型參數(shù)，然后系統(tǒng)將參數(shù)賦值給特征模型相應(yīng)的變量，在VBA程序中調(diào)用相應(yīng)的代碼進(jìn)行尺寸驅(qū)動，從而獲得所需尺寸規(guī)格的瓶形，實現(xiàn)交互式設(shè)計。如圖2為參數(shù)化設(shè)計對話框。

圖2 參數(shù)化設(shè)計界面

2.2.3 自由點(diǎn)式設(shè)計界面 主要功能是用戶根據(jù)提示可以自由選擇點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計，非專業(yè)設(shè)計人員可以完全自行設(shè)計，簡便易操作，而且瓶型多樣。分為一點(diǎn)式自由設(shè)計、兩點(diǎn)式自由設(shè)計和三點(diǎn)式自由設(shè)計。如圖3為兩點(diǎn)式自由設(shè)計的兩個對話框。

圖3 兩點(diǎn)式自由設(shè)計界面

3 總結(jié)

本文介紹了利用AutoCAD自帶的VBA技術(shù)對其進(jìn)行二次開發(fā)，創(chuàng)建了完善的白酒瓶參數(shù)化設(shè)計系統(tǒng)，提高了瓶型設(shè)計的質(zhì)量與效率。所設(shè)計系統(tǒng)能基本滿足要求，但還存在許多不足，需要更進(jìn)一步地完善。

［1］張惠秋，李綸.白酒酒瓶造型設(shè)計［D］.昆明：昆明理工大學(xué)，2013.

［2］王麗娟，孫誠.基于SolidWorks的葡萄酒瓶參數(shù)化設(shè)計與研究［J］.包裝工程，2009，30（12）：68-70.

［3］沈博.基于AutoCAD標(biāo)準(zhǔn)件的參數(shù)化設(shè)計［D］.安徽：安徽理工大學(xué)，2007.

［4］王鵬.基于AutoCAD VBA的參數(shù)化輔助軸設(shè)計系統(tǒng)［J］.機(jī)電工程技術(shù)，2014，43（6）：32-35.

［5］辛楊桂.基于VB.NET的SolidWorks二次開發(fā)在液壓設(shè)計中的應(yīng)用［D］.遼寧：東北大學(xué)液壓與氣動技術(shù)研究所，2011.

［6］翟震，張曉黎.基于AutoCAD環(huán)境下的數(shù)據(jù)庫連接與參數(shù)化繪圖［J］.中國科技信息，2005（15）：13.