脚本驱动CAD参数化技术在井道图设计中的应用

脚本驱动CAD参数化技术在井道图设计中的应用

张永明

广州广日电梯工业有限公司广州511447

摘要：根据参数化设计思想，以AutoCAD平台为图形工作站设计CAD模型和生成井道图，通过参数化设计平台关联CAD模型和编写模板脚本以驱动模型，最后通过网络平台输入参数获取图纸，从而实现垂直电梯井道图的参数化设计及自动绘图，提高设计效率。

关键词：脚本驱动；CAD参数化；参数化技术；井道图设计

电梯作为高楼大厦重要的运输工具，其安装使用依赖于建筑结构，这使得电梯设计都有客户定制的特性。电梯企业若不能第一时间拿出一份准确的井道图，不但会影响后续的设计，甚至会在项目的投标竞争中失去先机。由此可见，电梯企业亟待一种新型的设计方法来摆脱困境，提高设计效率才能在行业中占得一席之地。

1.垂直电梯井道图概念

电梯井道图是反映井道建筑结构、电梯尺寸及部件位置关系的示意图，包括电梯井道布置图和电梯井道土建图。前者主要是表示井道的建筑结构和尺寸、各部件位置尺寸等信息，后者则是表示电梯安装所需要满足的土建要求。井道图是整梯设计、安装放线，确定电梯各部件安装位置的重要依据。

不同作用的电梯往往其结构是形式多样的[1]，同梯种的井道图也有可能是不同的。相同之处是部件在井道图中的表示形式，而不同之处则是尺寸和位置关系。井道图的表格、文字等内容，企业一般都有统一的规范。

2.脚本驱动CAD参数化概念

参数驱动的基本原理是通过修改图形对象的约束参数或标注尺寸来改变图形对象的定位及尺寸，重新生成所需图形[2]。换而言之是用约束来表达几何模型的形状特征，定义一组参数来控制模型的变化，从而通过调整参数控制几何模型来设计一系列形状相似的产品。

利用脚本驱动CAD参数化思想构造的井道图设计系统包括：AutoCAD平台、参数化设计平台和网络平台，如图1。

图1井道图设计系统结构

AutoCAD平台是利用ObjectARX开发工具对AutoCAD进行二次开发后的平台，作为图形变换的工作站，能够直接访问AutoCAD数据库结构、图形系统以及CAD几何造型核心，并且能够在运行期间实时扩展AutoCAD的对象和协议[3]。参数化设计平台是用SQL开发的以数据库为中心的数据管理平台，搭配了简单的脚本语言满足参数化规则的编写，并具有登陆、测试等功能模块[3]。网络平台采用Internet网络技术，使得销售人员和代理商能在异地进行登陆、录入、下载等操作。

平台间的数据传递模式为：在网络平台输入参数，数据传递到参数化设计平台并且经过脚本的运算，最后运算结果传递到AutoCAD平台驱动模型生成井道图。

3.脚本驱动CAD参数化的应用

3.1设计CAD井道图模型

根据模块化理念把井道图分为：图形模块、表格模块、文字模块以及图纸图幅。CAD模型中的图形都是用动态块的形式存在的，并且块之间的关系是通过动作约束的。

模型的设计流程是：设计图纸篇幅格式、文字表格，然后设计各个由二级块嵌套而成的一级块，最后测试。

动作块的命名最好做到见名知意，其次定义块的内容，并确定块的基点。在块的编辑器中，二次开发后的CAD提供了点、线性等参数来定义图形对象的尺寸，并且提供了移动、拉伸、翻转、旋转等用以关联参数的动作。在定义尺寸参数的时候，以图形的不变方向为起点，变化方向为端点，但是与动作关联的参数点不能是参数的基点，否则无法驱动。最后利用块编辑器的测试功能，测试关联的参数动作是否能够实现驱动。

以井道部分为例，创建井道圈墙、轿厢、层门、对重、导轨、撑架等二级动作块，再创建一级块以组装二级块，并且利用参数动作约束，如图2。动作块级别数量是根据设计者的设计思路决定的，再配合图层的使用就能实现多种变化。

图2图形模块井道动态块

3.2编写井道图模型脚本

参数化设计平台的作用即是实现CAD模型与脚本规则的关联，并且提供了搭建模型变换规则的手段，从而形成一个完整的井道图模板，同时作为数据工作站，管理运算结果以供CAD工作站提取，如图3。

图3模板脚本结构

在参数化平台中编写脚本，必先保证脚本信息是与CAD模型的一致性，包括CAD模型文件、参数的定义及关联动作。脚本语法包括条件语句、循环语句、模型操作语句等，脚本的编写应遵循模型的设计思路，按照模块化的理念，同时遵循由零件到总装的规律。CAD模型关联的参数有数字变量、文本变量、特征状态等，并且在一定的逻辑下进行驱动或变换。在搭配脚本规则的时候，脚本编制者使用条件判断语句建设脚本逻辑，利用数字变量赋值语句建立参数公式并且将运算结果赋值给CAD模型的动作参数，利用文本变量赋值语句进行电梯规格等文字信息的赋值，利用特征状态语句实现模型的图层显隐、翻转等状态的驱动。模型脚本的建设是模型赋值语句、条件判断语句等语法结合使用的结果，并且在模板列表中搭建模板运行的规则。

3.3通过参数获取图纸

网络平台是参数的输入端，也是图纸的输出端，并且对井道图进行管理与控制。

网络平台的后台管理员需要进行操作界面的部署，包括梯型信息，参数设置，以及校验和参数提取规则的脚本编写。设计人员通过平台输入参数，则可在短时间内得到井道图，并且业务人员或销售人员可以在异地根据需求查询图纸信息。

4.结束语

参数化设计是一种先进、快速、经济的设计方法，将参数化设计应用到垂直电梯井道图设计中，开发能实现电梯井道图参数化设计的系统，能够有效地提高设计效率，缩短设计周期，减少成本投入，提高企业竞争力，这是一种创新、值得发展的工业设计方法。

参考文献：

[1]孙超.电梯土建智能设计系统的开发[D].东北大学，2008.

[2]张杏莉，王红娟，卢新明.参数化CAD中参数有效范围的算法研究[J].高技术通讯，2010，（3）：259-263.

[3]付志国.垂直电梯井道图设计系统的研究与开发[D].东北大学，2013.