基于AutoCAD的三维实体模型到工程图的转换及其命令组件生成

杨迎新

（江西理工大学，南昌 330013）

0 引言

AutoCAD 是当今世界上使用人数最多的计算机辅助设计软件,随着软件版本的不断升级，它不仅具有很强的二维绘图编辑功能，而且具备了较强的三维绘图及实体造型功能。目前，AutoCAD已经广泛应用于机械、电子、建筑、交通、电力造型设计、图案设计等各个行业。它占领了在PC上的基本图形处理软件的大部分市场[1]。

但AutoCAD亦存在某些不足，其中将实体模型转换为工程图的操作始终比较烦琐，以至于AutoCAD用户大多利用其它软件如Pro/e或UG来转换，给操作带来不便，从而在一定程度上限制了AutoCAD的使用。

本文针对上述问题进行探讨，提出了将实体模型转换为工程图的一种操作方法，更主要的是开发了相关的命令组文件，为该操作的简化提供了新的思路。

1 将实体模型转换成工程图

这里所指的工程图是指的二维视图。将三维实体模型转换为工程图是大多数用户的一个关键操作。现举例介绍如何将实体模型转换为工程图的方法，该方法同时又是生成命令组件的一个主要依据。

首先在AutoCAD模型空间绘制出某个三维实体模型。如1图所示。本图当前坐标系是世界坐标系（UCS）。

图1 三维图形

1.1 复制多个三维实体模型

根据视图数量的要求，需要生成几个视图就复制几个。这几个三维实体模型将作为生成各个基本视图的基准模型。本文以最常见的三个基本视图为例来进行介绍，故复制三个。复制的方法很多，一般可用复制（Copy）命令复制，但如采用阵列（Array）命令，再根据需要删除多余的三维图形，这样对称效果更好，操作也更方便。使用阵列方法的结果如图2所示。

图2 三维图形的复制结果

1.2 将各个三维实体模型旋转

在上述基础上，将各个三维实体模型旋转。这一步非常重要，如果旋转方向不对，将影响工程图的方向。

图3 视图方向

为了表达方便，分别以该三维实体模型的三个面分别作为三个视图的看图方向，如图3所示。再用三维旋转（Rotate3D）命令根据需要旋转上述三维图形：如果将图中“1”面方向作为主视图方向，则将该图旋转至“1”面朝上；相应地，如果将图中“2”面方向作为俯视图方向，则必须将图旋转到“2”面朝上；“3”面亦然。旋转后结果如图4所示。

图4 旋转结果

1.3 生成三维实体模型的平面视图（plan）

Plan命令[2]可用于生成三维实体模型的平面视图。得到平面视图的视点总是相对于当前UCS、WCS或上一个已保存的UCS的（0，0，1）点，即平面视图定义为沿Z轴观察实体时所得到的视图。该操作为后续抽取工程图定义了看图的方向。对图4“plan”后的结果如图5所示。

图5 plan结果

1.4 转换到图纸空间，再抽取轮廓（Solprof）

模型空间[3]是真实世界的三维空间，也就是设计绘图的空间。多数绘图工作是在该空间内完成。在这个环境中，可根据需要绘制各种二维或三维图形。而图纸空间是一个二维空间，代表着一张二维图纸。提取轮廓时，就必须转换到图纸空间。

双击视口或用SPACE命令激活视口后，用“Solprof”命令自动生成可靠的标准或辅助二维视图。此时三维轮廓被投射到一个与观察方向垂直并且通过 UCS 原点的平面上。 通过消除平行于观察方向的线，以及将在侧面观察到的圆弧和圆转换为直线，SOLPROF 可以清理二维轮廓。

使用Solprof命令后结果如图6所示。

图6 抽取轮廓后结果

看起来图6与图5没有区别，其实差别很大。图5只是改变了看图方向的三维实体模型，而图6中每一个图形是由一个立体图和一个工程图的重叠，事实上，此时三个基本视图已经生成。

图7 改变看图方向再移动后的结果

改变看图方向即可看到三个工程图。图7是为了清晰，已将立体图移动的效果图。实际操作可不移动立体图。

1.5 关掉部分图层，即得到三视图。

打开图层管理器，此时发现多了两个图层，分别是PH和PV层，PH层是工程图不可见轮廓线所在的图层，PV层是工程图可见轮廓线所在的图层。关掉实体所在的0层和不可见轮廓线所在PH层。这样得到一个完整的工程图如图8所示。

图8 关掉实体图层、PV层后图形

再改变看图方向，得到最终结果，即工程图，如图9所示。

图9 工程图

如果还需配备一个立体图，可以在复制（Copy）时多复制一个，在使用“Solprof”命令时不要选择该模型，则这个模型仍然是立体图。

2 命令组件生成

由此可见，使用AutoCAD命令是能将三维实体模型图转换为工程图的，但步骤繁多，操作复杂。AutoCAD系统提供了命令组的功能。命令组能自动执行预先用若干个AutoCAD系统命令及选择项按照一定的次序编写而成的命令序列。同时，命令组文件是一个ASCII码文本文件[4]，可以使用任意文本编辑软件[5]（Microsoft Word）、文本编辑器（Notepad）或AutoCAD的Edit命令来编写命令组文件。

因AutoCAD的三维命令都与坐标有关系，所以编写命令组件前必须指定坐标系。以下所编命令组件其坐标系皆为WCS。因不同图形视图看图方向各不相同，旋转方向相同各不一样,所以组件只能从第四步Plan生成平面视图开始。

在命令行中输入Edit命令，回车，此时系统自动进入C程序编辑界面，其代码如下：

注意保存时文件扩展名必须为.SCR。这个文件适合所有的三维实体模型转换为工程图。但注意PH层后的数字是随机的，所以调用时注意PH后的数字。

3 调用命令组件

在前述旋转步骤后，使用“Script”调用命令组文件即可执行该文件。使用该命令时，可全部或部分地代替人工的实时交互式操作，既简化了重复性操作，又节省了大量的时间。

图4为执行Script前图形，图10为执行后的结果。只需要从命令行输入Script命令，系统自动执行一系列命令，快速生成工程图。

图10 Script后结果

4 结束语

综上所述，利用AutoCAD一系列命令可实现将实体模型转换为工程图，而且可根据需要生成含有多个视图的工程图。虽然过程烦琐，但如果使用本文所介绍的命令组件，一个命令自动执行多步操作，快速生成，从而避免用户输入和牢记一些烦琐复杂的命令，方便用户操作和使用。

[1] 赵国增.计算机辅助绘图与设计—AutoCAD2006[M].北京:机械工业出版社,2008.

[2] 李乃文.AutoCAD 2008中文版机械制图案例教程[M].清华大学出版社,2008.

[3] 唐嘉平.AutoCAD2002实用教程[M].清华大学出版社,2002.

[4] 张南展.阀体三维参数化绘图及铸造工艺CAD系统.福州大学,2004.

[5] 王和顺,汪勇,李霖.也谈Word与AutoCAD相互调用[J].机床与液压,2005,09.