Ekins_Inventor_API

Приведенный ниже фрагмент кода демонстрирует технику формирования описанной выше матрицы. С этой целью используется ряд средств API. Во-первых, для задания осевых векторов применяются объекты UnitVector. Это гарантирует, что все векторы, как и требуется, будут единичными. Во-вторых, для задания матрицы используется метод SetCoordinateSystem объекта Matrix, что упрощает заполнение матрицы значениями.

При задании координатной системы не следует забывать, что все геометрические величины задаются во внутренних единицах Инвентора, в частности, длины всегда задаются в сантиметрах.

Public Sub MatrixDefineSample()

' ссылка на вспомогательную геометрию и создание переменной для числа Pi Dim oTG As TransientGeometry

Set oTG = ThisApplication.TransientGeometry

Dim dPi As Double

dPi = Atn(1) * 4

' Точка начала координат

Dim oOrigin As Point

Set oOrigin = oTG.CreatePoint(10, 5, 0)

'Задание осевых векторов

Dim oXAxis As UnitVector Dim oYAxis As UnitVector Dim oZAxis As UnitVector

Set oXAxis = oTG.CreateUnitVector(Cos(dPi / 4), Sin(dPi / 4), 0) Set oYAxis = oTG.CreateUnitVector(-Cos(dPi / 4), Sin(dPi / 4), 0) Set oZAxis = oTG.CreateUnitVector(0, 0, 1)

'Создание матрицы с описанием новой системы координат

Dim oMatrix As Matrix

Set oMatrix = oTG.CreateMatrix

Call oMatrix.SetCoordinateSystem( _

oOrigin, oXAxis.AsVector, oYAxis.AsVector, oZAxis.AsVector)

End Sub

Вместо использования метода SetCoordinateSystem вы вольны сформировать матрицу поэлементно. Доступ к ячейкам матрицы на чтение и запись обеспечивает свойство Matrix.Cell. Приведенный ниже фрагмент кода поэлементно формирует ту же самую матрицу, что и предыдущая программа с помощью метода SetCoordinateSystem. Легко видеть, что вариант с SetCoordinateSystem проще и «читабельней». Тем не менее, применение Matrix.Cell может оказаться вполне уместным в случае внесения в ячейки матрицы малых изменений.

' Создание матрицы с описанием новой системы координат

Dim oMatrix As Matrix

Set oMatrix = oTG.CreateMatrix oMatrix.Cell(1, 1) = oXAxis.X oMatrix.Cell(2, 1) = oXAxis.Y oMatrix.Cell(3, 1) = oXAxis.Z oMatrix.Cell(1, 2) = oYAxis.X oMatrix.Cell(2, 2) = oYAxis.Y oMatrix.Cell(3, 2) = oYAxis.Z oMatrix.Cell(1, 3) = oZAxis.X oMatrix.Cell(2, 3) = oZAxis.Y oMatrix.Cell(3, 3) = oZAxis.Z oMatrix.Cell(1, 4) = oOrigin.X oMatrix.Cell(2, 4) = oOrigin.Y oMatrix.Cell(3, 4) = oOrigin.Z

21

Приведенная ниже отладочная процедура DumpMatrix также весьма полезна при работе с матрицами. Она выводит в отформатированном виде содержимое матрицы.

Public Sub DumpMatrix(oMatrix As Matrix)

Dim i As Integer

For i = 1 To 4

Debug.Print Format(oMatrix.Cell(i, 1), "0.000000") & ", " & _

Format(oMatrix.Cell(i, 2), "0.000000") & ", " & _

Format(oMatrix.Cell(i, 3), "0.000000") & ", " & _

Format(oMatrix.Cell(i, 4), "0.000000")

Next

End Sub

Для матрицы в нашем примере DumpMatrix выведет следующие результаты

0.707107, -0.707107, 0.000000, 10.000000

Чаще всего матрицы применяются при работе с компонентами сборок, а именно, матрицы используются для задания положения и ориентации вставляемых в сборку компонентов. Рассмотрим конкретный пример, используя деталь, показанную на рисунке справа. Детали подобной формы оказываются полезными при отладке использующих матрицы программ, поскольку прекрасно визуализируют ориентацию системы координат и результаты манипуляций с матрицами. Деталь сконструирована так, что начало координат находится на пересечении стрелок, а длинная стрелка направлена вдоль оси x.

Если вы откроете новую сборку и вручную вставите в сборку экземпляр такой детали, то увидите, что компонент оказался в начале координат сборки, а ориентация системы координат компонента будет эквивалентна ориентации системы координат сборки. Дело в том, что для позиционирования первого компонента Инвентор использует единичную матрицу. Если мы добавим к предыдущей программе следующий фрагмент кода, деталь будет вставлена в точке (10,5,0) и повернута вокруг оси z на 45°.

' вставка компонента в активную сборку с помощью заданной матрицы

Dim oOcc As ComponentOccurrence

Set oOcc = ThisApplication.ActiveDocument.ComponentDefinition. _ Occurrences.Add("C:\Temp\Arrow.ipt", oMatrix)

В результате будет получена сборка, в которой компонент справа вверху был вставлен средствами API.

22

Изменяя матрицу компонента, можно переопределять его положение в сборке. Свойство Transformation объекта ComponentOccurrence обеспечивает доступ к матрице на чтение и запись. Ниже приведены несколько примеров изменения положения компонента.

Public Sub ModifyOccurrence()

' Ссылка на активную сборку

Dim oAsmDoc As AssemblyDocument

Set oAsmDoc = ThisApplication.ActiveDocument

' Ссылка на существующий компонент "Arrow:1" Dim oOcc As ComponentOccurrence

Set oOcc = oAsmDoc.ComponentDefinition.Occurrences.ItemByName("Arrow:1")

Dim oTG As TransientGeometry

Set oTG = ThisApplication.TransientGeometry

'перемещение в точку (3,2,1). Dim oMatrix As Matrix

Set oMatrix = oOcc.Transformation

Call oMatrix.SetTranslation(oTG.CreateVector(3, 2, 1)) oOcc.Transformation = oMatrix

'Смещение компонента на 5 см вдоль оси X

'непосредственным редактированием его матрицы

Set oMatrix = oOcc.Transformation oMatrix.Cell(1, 4) = oMatrix.Cell(1, 4) + 5 oOcc.Transformation = oMatrix

End Sub

Обратите внимание на один немаловажный момент — редактировать следует объект Matrix, полученный перед этим с помощью свойства Transformation этого компонента. Измененная матрица возвращается компоненту с помощью того же свойства Transformation. Напрямую редактировать матрицу компонента нельзя. Всегда следует создать её копию, копию изменить и затем вернуть её компоненту.

Матрицы преобразований

Другой вариант интерпретации матриц — матрица задает изменение положения и ориентации. Этот подход концептуально иной, нежели использование матриц для задания систем координат, поскольку задается не абсолютное положение, а изменение положения. Чтобы это сделать, вы создаете матрицу, которая определяет желаемое изменение, а затем применяете его к другой матрице.

Приведем пример для демонстрации этого подхода. Положим, вы желаете переместить некоторые детали в сборке на 5 см вдоль оси x. Одно решение базируется на информации, которую мы узнали ранее о матрицах для задания системы координат. Оно заключается в непосредственном редактировании матрицы, чтобы переместить систему координат компонента не 5 см вдоль положительного направления оси x.

' Последовательный перебор компонентов сборки

Dim oOcc As ComponentOccurrence

For Each oOcc In oAsmDoc.ComponentDefinition.Occurrences

'Получение матрицы текущего компонента

Dim oMatrix As Matrix

Set oMatrix = oOcc.Transformation

'Изменение ячейки матрицы, которая отвечает за положение

'начала системы координат компонента относительно оси X oMatrix.Cell(1, 4) = oMatrix.Cell(1, 4) + 5

23

oTG.CreateVector(1, 0, 0), _ oTG.CreatePoint(0, 0, 0))

' Создание матрицы для поворота на 30° вокруг оси y. Dim oTempMatrix As Matrix

Set oTempMatrix = oTG.CreateMatrix

Call oTempMatrix.SetToRotation(dPi / 6, _ oTG.CreateVector(0, 1, 0), _ oTG.CreatePoint(0, 0, 0))

'Изменение матрицы oTransMatrix матрицей oTempMatrix Call oTransMatrix.TransformBy(oTempMatrix)

'Создание матрицы перемещения на 5 см по x и 3 см по z. oTempMatrix.SetToIdentity

Call oTempMatrix.SetTranslation(oTG.CreateVector(5, 0, 3))

'Применение трансляционного преобразования

Call oTransMatrix.TransformBy(oTempMatrix)

' Цикл по компонентам сборки

Dim oOcc As ComponentOccurrence

For Each oOcc In oAsmDoc.ComponentDefinition.Occurrences

'Получение копии ориентационной матрицы очередного компонента

Dim oMatrix As Matrix

Set oMatrix = oOcc.Transformation

'модифицирование матрицы-копии

Call oMatrix.TransformBy(oTransMatrix)

' Переопределение ориентационной матрицы компонента измененной копией. oOcc.Transformation = oMatrix

Next

Этот пример не слишком отличается от предыдущего, за исключением процедуры формирования матрицы комбинированного преобразования последовательностью матричных операций. Чтобы облегчить нашу задачу, использованы и некоторые другие функции объекта Matrix. Например, для описания вращения применён метод SetToRotation, а для превращения матрицы в единичную — метод SetToIdentity. Матрицы, определяющие геометрические преобразования, часто используются в Инвенторе и для задания преобразования из одной системы координат в другую. Это позволяет несколько иначе взглянуть на позиционирование компонента в процессе его вставки в сборку с использованием матрицы. Геометрия детали определена в системе координат этой детали. Матрица, которая определяет положение детали в сборке, описывает преобразование из системы координат детали в систему координат сборки. Вот простая иллюстрация на эту тему.

Public Sub ModelPointInAssembly()

Dim oAsmDoc As AssemblyDocument

Set oAsmDoc = ThisApplication.ActiveDocument

'Получим ссылку на компонент сборки.

'Здесь мы просто выберем первый по списку.

'Чтобы результат был интереснее, компонент будет

'смещён и повёрнут относительно исходного положения.

Dim oOcc As ComponentOccurrence

Set oOcc = oAsmDoc.ComponentDefinition.Occurrences.Item(1)

'Создадим координатную точку с координатами (0,0,0)

'Она будет представлять начало системы координат детали. Dim oPartOrigin As Point

Set oPartOrigin = ThisApplication.TransientGeometry.CreatePoint(0, 0, 0)

'Получим матрицу компонента. Она описывает его

'положение в системе координат сборки.

25

'Эта матрица определяет и преобразование из системы

'координат детали в систему координат сборки

Dim oTransMatrix As Matrix

Set oTransMatrix = oOcc.Transformation

'Применим преобразование к точке oPartOrigin.

'Это преобразует её к системе координат сборки. Call oPartOrigin.TransformBy(oTransMatrix)

'Создадим видимую фиксированную рабочую точку

'чтобы увидеть новое положение начала координат детали

Call oAsmDoc.ComponentDefinition.WorkPoints.AddFixed(oPartOrigin)

End Sub

Матрица, возвращаемая свойством ComponentOccurrence.Transformation, описывает преобразование из системы координат детали в систему координат сборки. Возможна и обратная операция, если вы имеете точку в пространстве сборки и хотите узнать ее координаты в пространстве детали. Объект Matrix поддерживает метод Invert. Метод преобразует матрицу для выполнения обратного преобразования. Обращение (инвертирование) матрицы, возвращаемой объектом ComponentOccurrence, определяет преобразование из пространства сборки в систему координат детали.

Inventor API поддерживает матрицы, которые определяют преобразования

•из пространства детали в пространство сборки,

•из пространства модели (детали или сборки) в пространство вида чертежа,

•из пространства модели в пространство листа,

•из пространства вида в пространство модели,

•из пространства листа в пространство модели,

•из пространства вида в пространство листа,

•из пространства листа в пространство вида,

•из пространства эскиза в пространство модели,

•из пространства модели в пространство эскиза.

Матрицы применяются также для получения данных о положении элементов массивов, для задания положения клиентской графики, эскизных обозначений, текстурных карт и титульных надписей.

26