用VBA对AutoCAD进行二次开发实现矿井巷道立体图的绘制.doc

用VBA对AutoCAD进行二次开发实现矿井巷道立体图的绘制-权威资料 本文档格式为WORD,若不是word文档,则说明不是原文档。 最新最全的 学术论文 期刊文献 年终总结 年终报告 工作总结 个人总结 述职报告 实习报告 单位总结 摘 要：在数字矿山的背景下，三维巷道图已经成为各种矿山信息数据库的载体。可以使用VBA作为工具，对矿山普遍使用的AutoCAD制图工具进行二次开发，通过对二维图形的旋转、移动、拉伸方法，达到不用借助第三方软件方便实现巷道立体图绘制的目的。 关键词：数字矿山，三维可视化，AutoCAD ，VBA TD21 A 井下系统一般包括采矿、开拓掘进、运输、提升、通风安全、排水、动力供应、通讯、照明等若干个子系统。每个子系统都有大量数据需要收集、传输和处理。而其中的巷道是矿井运输、行人、通风和保证安全的通道，保持良好状况是实现矿井高产高效和安全生产的基本条件。因此，清晰准确的巷道图是一个矿井高效和安全生产的必备条件。 用AutoCAD内嵌的VBA对其进行二次开发，实现巷道的立体化。就是利用三维井巷实体的生成功能快速形成三维巷道，观察其空间位置，直观、快捷、准确、修改方便，而且其不需要知道设计位置的立面剖视图，采矿设计人员可以单独的完成采矿设计任务，灵活性加大。同时，考虑到软件的适应性，模块能够将用户已经设计好的二维平面图纸，按照用户指定的井巷规格、断面形状，自动形成三维井巷实体。 1 巷道立体图建模方法 1.1 巷道断面实现 1.1.1 巷道断面模型 巷道断面是巷道三维建模中的重要参数，一般来说，巷道体的断面有直壁拱形、梯形、矩形和圆筒形。本文采用直壁半圆拱形作为巷道的断面模型，建立矿区的巷道三维立体图。矩形、梯形断面与直壁拱形巷道建模类似，圆形相对比较容易，本文对其他形式的断面模型不再进行分析。 1.1.2 巷道断面绘制的实现 举例说明：直壁半圆拱形断面如图1所示： 以断面的左下角为坐标系原点，断面底线为X轴，断面壁为Y轴。调用三次直线命令和一次画圆弧命令，具体步骤如下： （1）第一条用直线命令line()，以原点为起始点，以断面的底线长为X轴方向的距离确定第二个点，以此两点画出断面底线； （2）用AddArc（）命令绘制断面的半圆弧顶，其中以断面的二分之一长度为X轴方向的距离，以断面壁高为Y轴方向的距离来确定半圆弧的圆点，偏转角度为90度，且必须用弧度表示； （3）同理，以原点为起点，以半圆弧的终点为直线的第二点画出断面左帮；以第一条直线的终点为第二条直线的起点，以圆弧的起点为直线的第二点，以此画出断面右帮； 1.2 巷道中心线数据的采集 1.2.1 EXCEL文挡的应用 本程序就是依据EXCEL强大公式计算方面的优势，在管理及计算巷道中心点的坐标的基础上，利用AutoCAD内嵌的VBA直接读取EXCEL文档中的X.Y.Z坐标值,再把坐标值展现在AutoCAD绘图窗口中，自动连接成三维多段线，作为巷道的中心线。 1.2.2 AutoCAD中读取Excel数据 AutoCAD与Excel的数据交换，需要加载Excel ActiveX对象模型。首先打开AutoCAD的VBA编辑器；然后在VBA编辑器窗口中选择“工具”菜单的“引用”，选择加载“Microsoft Excel 11.0 Object Library”项。 读取Excel工作表中的数据，首先要打开工作簿，然后访问指定的工作表。程序中应用CommonDialog对话框来实现对包含巷道中心线坐标值的Excel文档的定位，把路径保存在strfile字符型变量中，这样就建立了Excel与AutoCAD的数据连接。 Excel的单元格位置由行和列唯一指定，通过对Excel单元格的循环遍历，实现对全部数据的读取。 1.2.3 AutoCAD中绘制图形实体 读取Excel表格中的数据后，可以在AutoCAD模型空间中绘制出相应的图像实体。用Add3Dpoly（points）命令绘制三维多段线，其中points为EXCEL中的巷道中心线坐标值。 1.3巷道断面的移动和旋转 按规定实际尺寸画出巷道断面（由多段线或其他线形组成），由此生成面域（REGION）,再将其移动到所画路径的端点，进行两次旋转，使其与所画的路径完全垂直。这是因为在平面图中显示垂直，并不代表真正空间意义上的垂直，有可能路径与断面不垂直，不能直接进行拉伸，所以必须进行旋转使断面在空间内垂直于拉伸路径。 1.3.1 实现方法 此程序必须在绘图窗口为世界坐标系统下运行: （1）巷道断面的绘制从原点开始，然后把在原点附近生成的面域移动到巷道中心线的起点处（插入点），如图2，此时调用Move（a，b）命令； （2）根据巷道中心线与X轴之间的角度，以插入点为基点旋转断面，使其巷道底线与巷道中心线平行，如图3。用Rotate（point,angle）命令旋转断面，其中point为基点，angle为旋转角度。AngleFromXAxis(point1,point2) 命令可计算巷道中心线与X轴之间的夹角大小； 图2移动断面 图3第一次旋转断面 （3）由于此时需要进一步旋转断面，为了方便旋转，需建立用户坐标系（UCS），即首先把世界坐标系原点移动到插入点，如图4； （4）为了能使断面在XY水平面内旋转一定的角度使断面底线垂直于巷道中心线，需要沿Z轴旋转坐标轴，如图5。旋转角度由命令在第二步中得到：AngleFromXAxis(point1,point2)。 图 4移动坐标系图 5第一次旋转坐标系 （5）此时坐标系的X轴与巷道中心线重合，Y轴也在断面的中心线上。此时只需以插入点为基点旋转断面270度，即可得到巷道底线在同一面内垂直于巷道中心线，如图6。 （6）由于断面只能在XY平面内旋转，所以要使中心线垂直于断面，要第二次旋转坐标系，可以绕X轴旋转90度，如图7； 图6第一次旋转断面 图7第二次旋转坐标系 （7）在旋转完坐标系后，巷道底线仍于巷道中心线垂直，最后只需以插入点为基点在XY轴平面内旋转断面90度，可使断面垂直于拉伸路径,如图8； （8）进行拉伸。由以上的步骤可以使巷道断面垂直于拉伸路径，这就符合了使用拉伸命令的条件，使用AddExtrudedSolidAlong- Path(region, pline)对巷道断面进行拉伸，最后得到的巷道立体图如图9。 图 8第二次旋转断面 图9拉伸为立体图 2 在绘图过程中的一些问题 （1）为了使绘制的基线接近圆弧，采用直线逼近圆弧，即在圆弧处画连续的短的直线来代替圆弧。 （2）在绘图的工程中，绘制拉伸路径默认是在巷道的中心线上，测点两侧数据按照整条巷道的倾斜规律变化，这样处理误差不大，可以满足金属矿井生产的需要。 3 VBA程序的发布 本程序是用VBA对AutoCAD的二次开发，在程序的发布方面采用了在AutoCAD的菜单栏中增加菜单项的方法，该菜单使用了多种菜单宏的语法，包括在菜单中调用VBA宏等。 本论文增加了一个“巷道立体图绘制”的菜单，以下有四个菜单项，分别是使用须知、巷道立体图绘制、全矿立体图绘制、掘进立体图绘制、退出等，分别调用不同的DVB文件中的宏。 4 应用实践 此程序在莱钢鲁南矿业有限公司采矿车间测量组使用，通过一年多的实际使用，目前程序运行正常，没有出现运行不起的现象，生成的巷道三维立体图与其他专业软件生成的效果一样，完全满足相关专业规范的技术要求。 本系统是对传统手工绘制立体图的一种再发展，它不仅省去了大量手工绘制时的繁琐操作，还同样的保持了绘制的精度，大大节省了人力、物力，减少了工作量，提高了工作效率。 5 结语 将可视化、集成化思想引入采矿领域完成CAD的二次开发是本文探讨的主要问题，目标是开发应用于普通矿山的巷道立体图绘制系统，实现矿山主要技术部门图形设计和数据采集的实效性、可视性和交互性，是矿业信息化的集中体现。 姜 涛(1986-)：男，莱钢集团鲁南矿业有限公司，助理工程师 褚学超（1970-）：男，莱钢集团鲁南矿业有限公司，工程师 阅读相关文档:浅述电力工程造价的合理控制 特高压交流线双回路铁塔抗震性能研究分析 探析钢筋混凝土高层建筑结构设计 变电站土建部分优化设计探讨 关于土木工程质量控制及管理的探讨 负荷法轴系校中在修船过程中的实际运用 水电站工程中重力坝混凝土裂缝处理对策探讨 35kV变电站综合自动化改造方案探讨 探讨110kV变电站电气的一次设计 公路隧道二次衬砌混凝土施工的几个质量控制要点 针对市政道路排水管道质量通病防治