郭星星^１　余建勇^２

（１.中國鐵路鄭州局集團有限公司焦作車輛段，河南博愛　454450；2.鄭州鐵路職業(yè)技術學院，河南鄭州　451460）

摘　要：采用激光刻打機進行標志板刻打具有迅速、內容靈活的優(yōu)點，然而其自帶軟件EzCad輸入較為煩瑣。通過利用Python語言及其pyautocad模塊調用AutoCAD生成DXF文件再導入EzCad中進行刻打的方法，并基于PySide模塊編制輸入界面，提高了輸入效率，節(jié)省了總體時間。
關鍵詞：標志板；激光刻打；CAD二次開發(fā)；Python
《鐵路貨車輪軸組裝檢修及管理規(guī)則》(簡稱《輪規(guī)》)中規(guī)定，鐵路貨車在進行廠段修時，車輪軸承壓裝后必須要刻打軸承標志板并進行安裝?，F(xiàn)在用的標志板打號機大部分采用“液壓站+鋼字頭”的刻打方式，平均5～6min才能完成一個標志板的刻打，生產(chǎn)效率不高;由于字頭數(shù)目固定，當遇到新的內容時須增加或更換字頭，非常不便，這在一定程度上延長了輪對檢修流程。焦作車輛段輪軸班組在原有一臺液壓站打號機的情況下新添置一臺YPK－20型激光打號機，該機器刻打速度快，且輸入字樣靈活，提高了刻打效率。然而機器配套的軟件EzCad要利用現(xiàn)有圖紙進行更改，且有別于CAD文本框直接在圖紙上更改的輸入方式，須于圖紙一側的參數(shù)框內輸入，且每輸入一項須點“保存”或“應用”鍵保存，整個輸入過程較原設備更為煩瑣。基于這種情況，設計了新的圖紙生成程序，提高了輸入效率。
1　程序效果要求及其實現(xiàn)方法
1.1新程序擬達到的效果
液壓站打號機的輸入界面采用所見即所得的方式，即輸入界面與軸承標志板排列格式基本一致，這里同樣沿用這一設計方案。雖然EzCad可以直接在圖紙上修改，但由于其輸入是在另外的輸入框，且需要保存確認，影響了輸入體驗，這就要求我們設計一個輸入較為方便的界面。而程序也應該擁有保存功能，以便對輸入標志板內容進行批量刻打。
1.2實現(xiàn)方法選擇
雖然EzCad也提供了二次開發(fā)的函數(shù)，但其開發(fā)語言較為單一，功能也較為局限。相比之下，AutoCAD作為通用作圖軟件，對其進行二次開發(fā)的手段比較豐富，而其保存的DXF格式文件也可以在EzCad中打開，所以可以先在CAD中生成待得圖像的DXF文件，再將DXF文件導入EzCad中進行刻打，而保存得到的DXF文件也解決了數(shù)據(jù)的保存問題。這樣，原問題就轉化成了一個CAD二次開發(fā)的問題。
1.3開發(fā)語言選擇選擇
較為流行的Python語言作為編程語言。Python是一種面向對象的語言，它的使用和分發(fā)完全免費，提供了所有腳本語言的簡單性和易用性，并且具有在編譯語言中才能找到的高級軟件工程工具。
2　程序結構設計
我們希望該程序界面友好、操作簡單，所以可以一個GUI程序為主體，而將調用CAD生成DXF文件的函數(shù)作為GUI控件的響應函數(shù)包含于該程序中。
2.1程序界面設計
程序界面設計為有一個對話框的界面，這樣可以使操作更為直觀簡單。輸入內容除了標志板內容外，還有與存儲數(shù)據(jù)和刻打相關的一些內容。下面分別介紹除標志板內容之外的各輸入內容。

(1)保存文件夾:可輸入文本框，用于輸入生成DXF保存的文件夾路徑。
(2)載重：下拉菜單，選項為“60t”和“70t”，用以區(qū)分兩種不同軸重的輪對。車間習慣于通過車輛載重對車輛部件進行區(qū)分，這里也沿用這一習慣。兩種輪對標志板大小不同會導致在擺放時縱向中心不一致，可以通過調節(jié)各自的圖像生成位置來避免手動調節(jié)擺放位置帶來的麻煩。
(3)輪對編號：可輸入文本框，輸入壓裝時對輪對的臨時編號，用于保存DXF文件時進行區(qū)分和識別。由于一般為流水號，文本框后的“+1”按鈕可方便地對上個輪對編號進行加一處理。
(4)待刻打方向：下拉菜單，選項分別為“雙側”“左側”和“右側”，用以區(qū)分兩邊標志板都需要刻打、僅需要刻打左側、僅需要刻打右側等情況。
(5)軸承修程：下拉菜單，選項分別為“一般檢大修”“一般檢新造”“大修”和“新造”，用以區(qū)分不同修程的軸承，并以此確定標志板A欄中軸承新造/大修檢修標記和D欄中一般檢修標記是否刻打。
(6)相隔距離調整：文本框，用于調整圖紙上兩標志板內容的相隔距離，在定位裝置固定時該輸入內容不變。
(7)生成圖紙：按鈕，在輸入信息完畢后按下它生成圖紙。
由于輪對未經(jīng)二次組裝時，其首次組裝年月日和末次組裝年月日一致，而這樣的輪對占很大的比例，故采用“當右端B欄的輪對末次組裝年月日文本框為空時，生成圖紙時該數(shù)據(jù)調用左端B欄的輪對首次組裝年月日數(shù)據(jù)”的設計方案以提高輸入效率。
在設計好界面布局后對其tab順序進行編輯，這樣就可以通過“tab鍵”進行各輸入位置的切換，實現(xiàn)純鍵盤操作以提高輸入效率?？傮w順序為“從上到下，先填寫左端，再填寫右端”。然后對左端標志板內容的順序進行局部調整，填完D欄后，再打C欄的“車軸制造年月”“鋼種代號”和“車軸制造單位代號”，以適應新《輪規(guī)》實行后，未退卸軸承標志板C欄這三項內容需要完善的情況。
對于界面的程序實現(xiàn)，Python支持多種圖形界面的第三方庫，這里導入基于Qt庫的PySide模塊進行編寫。PySide集成了Qt和Python的優(yōu)勢，擁有LGPL授權許可，允許進行免費/開源軟件和私有商業(yè)軟件的開發(fā)。
2.2生成DXF圖紙的程序設計
pyautocad模塊可以幫助完成用Python語言編寫簡單的ActiveX自動控制腳本，這里導入它來編寫調用CAD生成DXF文件的函數(shù)作為“生成圖紙”按鈕的響應函數(shù)。pyautocad封裝了一些接口，而且其中的sendcommand函數(shù)可以控制在CAD的命令行中運行指定的命令，相當于把CAD命令行prompt當成了一個微型API，這就允許我們完整地使用CAD的功能控制生成圖紙。具體生成圖紙的流程為:
(1)根據(jù)相對位置生成各欄文本;
(2)將文字分解，變?yōu)橥鈬喞€文字;
(3)對空心的文字進行填充;
(4)對文本進行打散，使之成為曲線;
(5)調整圖形位置;
(6)保存。
由于CAD中生成的文字導入EzCad中會變?yōu)榭招奈淖?，這里先在CAD中將文字變?yōu)榭招奈淖?，再對其進行填充。將文字變?yōu)榭招奈淖钟袃蓚€方法:一是使用官方自帶的Express工具箱，二是安裝燕秀工具箱。
雖然Express工具箱的處理速度比燕秀工具箱更快，但文字處理后輪廓內部有一定的多余線條，這會影響后續(xù)的填充操作。而燕秀工具箱處理效果更好。
填充過后，還要再把圖形打散一次，以保證填充線也能導入到EzCad中去。
在生成一個新的圖紙時，先檢查該文件夾中是否存在該輪對編號文件名的文件，如果存在，則程序不發(fā)生動作，如果不存在，才生成對應的圖紙文件。在生成圖紙完畢后，可以將圖像刪除繼續(xù)等待下一個文件生成，也可以將CAD關閉，當下次調用時再次打開。而如果單單以DXF格式保存就關閉CAD時，CAD會以對話框的形式詢問是否以DWG格式保存，故還要主動保存DWG格式的文件。這樣目標文件夾中除了會有我們需要的DXF文件，還會有副產(chǎn)品———DWG文件。
最后生成的圖紙效果如圖2所示。再將保存后的DXF文件作為矢量圖導入EzCad中打印即可。

3　結語
(1)通過利用Python語言及其pyautocad模塊調用AutoCAD生成DXF文件再導入EzCad中進行刻打的方法，并基于PySide模塊編制輸入界面，提高了輸入效率，節(jié)省了總體時間。(2)DXF文件作為中間文件，結合了兩個軟件的優(yōu)點，并解決了數(shù)據(jù)存儲的問題。
(3)雖然激光刻打有效率高、刻打內容靈活的特點，但在刻打過程中容易形成煙塵，長期吸入對人體健康有害。在條件不允許重新設計刻打機時，應盡量在寬敞、通風處進行刻打，刻打人員也應佩戴好口罩等防護用品。

來源：《鄭州鐵路職業(yè)技術學院學報》2018年第2期