COM 技术在Autodesk Inventor 二次开发中的应用

校月军

0 引言

Inventor 二次开发有 3种方式：Add-In, EXE和 VBA Macro[1]。Add-In和VBA Macro都是进程内加载运行；EXE方式，是在进程外，通过创建 Inventor进程并获取其Application访问Inventor对象，或者通过Inventor Apprentice将Inventor的一些功能模块加载到自己的进程中运行，但该方式下的API集要小一些[2]。他们各有自己的优缺点，可以根据需要自己选择。

1 Inventor 二次开发的简介

Add-In的优点，是直接将自己的功能完全嵌入到Inventor当中，可以完全访问Inventor的所有API，该方式对于用户，具有较高透明性，用户可以控制其加载和卸载。Add-In可以独立发布，单独制作安装包；其缺点是需要较多的时间来开发。同时，Add-In分为两种：Application Add-In和Translator Add-In。Translator Add-In是专门针对其他CAD文件和Inventor文件之间格式转换而设计的Add-In 框架。而Application Add-In 可以归结为其他的一般的Add-In。两者间的启动方式和入口不大一样，Translator Add-In一般设计为打开某个特定文件时才会加载该 Add-In模块，而Application Add-In 一般是随着Inventor的启动或者打开第一个Add-In所支持的文档时加载（2012才有的Delay loading的功能）。本文着重介绍Application Add-In。

EXE方式由于只能访问部分Inventor API，故其主要是将Inventor的部分功能，集成到自己的应用中。例如安装包里的TaskScheduler工具，其主要是利用Inventor对Inventor文件进行简单的操作; Exe还可以通过 Apprentice集成Inventor的功能，Apprentice 类似于一个没有UI的Inventor的内核，API也相对少一些。Apprentice的优点，是不需要启动 Inventor进程就能对 Inventor文档进行操作，缺点是API没有Inventor API丰富。

VBA Macro是Inventor自带的VBA开发环境，启动Inventor后，就能通过直接编写 VBA代码来访问所有Inventor的API，调试也相对简单，能够查看Inventor 对象里的各个变量值。不需要学习复杂的高级编程语言，开发简单、快速、适用于做原型论证（Prototype）；但其缺点是代码是暴露给所有用户，用户需要在Inventor VBA环境中加载VBA macro的工程，运行其代码。

2 Inventor Add-In 的开发实践及相关技术

2.1 准备工作

Inventor作为整个二次开发的平台，必须在机器上安装Autodesk的Inventor产品，同时需要安装类似Visual Studio之类的软件开发工具及组件。因为 Inventor Add-In本身是COM组件，所以，该开发工具需要具备COM组件开发的功能。

2.2 具体实践

本文的例子是基于Inventor 2012平台之上，采用的开发语言是C++，开发工具是VC++ 2008。如果你的Inventor和 Visual Studio版本较低，仍然也可以按照本文的步骤操作，实现一个Add-In (部分2011 和2012版本上的才有的新功能除外) 。

2.2.1 创建与加载新的Add-In

在装有Inventor产品的机器上，可以看到以下路径中含有eveloperTools.msi 和UserTools.msi两个安装包：

Win7：C:UsersPublicDocumentsAutodeskInventor 2012SDK

WinXP：C:Program FilesAutodeskInventor 2010SDK

其中，DevelopTools.MSI安装后会生成5个文件夹：Docs下放的是一些Add-In开发的指导文档，其中包括API结构图；Include下是为C++开发环境准备的头文件库；Reference下方的是 Inventor用来读写注册表的模块；Sample下一些二次开发的实例；Tools下有一些二次开发相关的有用的工具，比如Event Watcher 就是一个查看Inventor事件的很好的工具；Wizard下的 InventorWizards.msi 是 Visual Studio环境中的一个Inventor Add-In模板安装包，安装完毕后，你的VS环境中就会有一个名字叫Autodesk Inventor AddIn模板（包括VB和C#[3]：

选择该模板，创建一个新的项目，命名为“MyInventorAddIn”, 下一步到“Add-In Type & Settings”页面：Project Type可选为Application Add-In in a regular dll 或者Translator Add-In in a regular dll。Details里面的name是Add-In的启动类，description为该Add-In的描述，我把他们都设置为MyInventorAddInServer和This is my first Add-In,下一步直到结束。

配置好项目环境后编译该工程，如果遇到 fatal error LNK1000,修改工程属性 Build Event>Post Build Event>command line, 指定正确的目的文件夹，本例的正确路径为"C:ProgramDataAutodeskInventor 2012Addins”），成功后，启动Inventor.exe，点击按钮Tools>Add-Ins，启动Add-In Manager窗口，可以看到的Add-In已经在Add-Ins列表中。

2.3 技术详解

2.3.1 Solution文件结构说明与讲解：

该目录结构由模板自动生成，主要具有以下文件，如图1所示：

图1 Solution文件组成

MyInventorAddInServer.cpp：定义了该 Add-In的入口（即加载点）；

MyInventorAddIn.idl：定义了该COM对象相关的信息，定义在coclass前的classID（即uuid）一般作为Add-In的唯一标识，Inventor根据这个ID来创建Add-In的COM对象，从而根据预定义的接口来加载Add-In模块；

MyInventorAddIn.X.manifest：（开始于2011版本）定义了该COM对象的manifest文件，用于支持side-by-side的功能,其文件结构(.addin)为：

Inventor 2011引入了一种新的Add-In注册方式：.addin方式。在之前的版本，Inventor Add-In的信息是通过AddInServer的DllRegisterServer（…）函数将Add-In信息以COM注册的方式写在注册表当中的，Inventor会去遍历出这些信息，创建Add-In对象并且加载。2011开始，Inventor也会遍历预定义的Add-In文件夹，遍历所有的.addin文件，从而获取 Add-In的必要信息。可能需要说明的是中的Add-In启动模块可以带有绝对路径，如果不指定路径，则默认为Inventor Bin目录。

三个重要函数：

该函数是Add-In的入口函数，该Add-In的COM对象一旦被创建出来，Inventor就会Query该方法，参数FirstTime值由Inventor给出，表明该Add-In是否为第一次初始化，一般是指Inventor安装后的第一次加载该Add-In模块。 类CMyInventorAddInServer继承于模板类 CApplication AddInServerImpl，该基类持有指向InventorApplication的指针m_pApplication，通过该指针你可以访问Inventor的API库，从而操作Inventor对象。

OnDeactivate()方法会在该Add-In模块被unload的情况下被调用。最后才会被清理的对象或指针一般放在这里释放。

Inventor 不仅可以暴露自己的API，同样也支持用户设计的Add-In API，用户可以通过该函数将Add-In Server的对象暴露出去，用户可用通过Inventor API取到Add-In的handle，从而操作其暴露的函数。

此时的Add-In虽然已经可以被Inventor识别和加载，但没有实现任何功能，如何添加功能，将在下面介绍。

2.3.2 Add-In的Framework

Add-In的功能，除了自己的逻辑之外，很大的一部分模块是用来和Inventor 交互的，由于Inventor的API对于所有的Add-In来讲都是一样的，所以就有可能存在统一或者类似的 Add-In framework，不管你使用的是哪种，都会有下面几个重要的元素：Interface，command和request。本文结合例子SamplesVC++AddInsCustomCommand来研究Add-In的模型以及其是如何工作的。

Interface是指Inventor UI上的Add-In的command命令，在该实例中，由基类CCommand提供的CreateButton (…) 方法生成新的 ButtonDefinition，在 ButtonDefinition的OnActivate方法中可以创建一个新的 command，

当按钮被用户点击后，该Command即被激活，对应的ButtonDefinition就会收到Inventor的OnExecute事件，在该事件中，可以初始化Add-In的对话框，可以为模态也可以为非模态，同时启动 Interaction事件，该事件可以通过OnPreselect，OnSelect，OnUnselect等方法，帮你选择你需要的操作对象,比如说平面或者圆弧之类，这些数据将作为该command的输入数据。

当所有必需的输入数据都准备好后，该command就可以调用对应的 request类执行该 command，request主要由ChangeProcessor对象来扮演，所有的 request通过ChangeProcessor执行后将会自动合成为一个事务操作，自动支持undo和redo。ChangeProcessor同时支持Inventor的Transcript脚本, 实现自动化测试：OnReadFromScript从script中恢复输入数据，包括 Inventor的对象；OnWritetoScript将所有的输入数据写入到script中存储。

2.4 Add-In的调试

Inventor能够成功加载Add-In，调试也就相当简单。首先确定.AddIn文件中指定的AddInServer dll所指向的是编译生成的dll，然后用Visual Studio 打开该工程文件，选择AddInServer所在的Dll，右键中选择“设置为启动项目（Set as startup Project）”,然后再次右键，选择属性 (Property) > 调试 (Debugging) > 命令(command), 输入Inventor.exe的全路径，F5（start debugging）。设置断点，然后Inventor运行到该断点时，将会自动触发。

另一种方式是采用 Visual Studio 中的 Attach Inventor.exe的方式。

2.5 Add-In的部署

Add-In的部署和一般软件的部署一样，只要将所需的文件安装正确的目录即可，如果还是通过写注册表的方式来注册，Add-In，Inventor内部的Add-In通常是采用另外编写一个exe程序，对所有需要register的dll进行注册和反注册，由安装包在安装时执行该exe程序，完成注册过程，卸载是执行反注册过程。

3 结论

CAD软件的二次开发，一直以来都是一个比较活跃的话题，各个平台间的二次开发，也有着较大的差别，本文研究和实践了Inventor Add-In的一些基本知识和技术。同时，随着新技术的不断出现，Add-In的开发，也在不断融入新的内容，如：

（1）多核CPU要求Add-In及其平台能够具有多任务处理的能力。

（2）通过云计算将Add-In的功能模块引入云端。

（3）移动平台的迅速发展，也要求Add-In能够具备较好的跨平台能力。

[1]Brian Ekins, Taking the Step from VBA Macros to Autodesk Inventor Add-Ins,[M]Autodesk University 2009

[2]Brian Ekins, Upgrading your Autodesk Inventor Add-Ins to Use the New Ribbon User Interface,[M]Autodesk University 2009

[3]Rajeev Lochan C.G, Develop Autodesk Inventor Addin using C#, 2008.9