1、集成于 AutoCAD 的参数化机械标准件库设计刘红军（中国科学院 沈阳自动化研究所,辽宁沈阳 110016）摘 要：采用 Visual LISP 对 AutoCAD 进行了二次开发，编制了常用机械标准件的参数化设计程序，并将其挂接到 AutoCAD 2000 环境中。关键词：Visual LISP；机械标准件；参数化；DCL1 引 言AutoCAD 是目前 PC 平台上最为流行的通用计算机辅助设计系统，越来越多的机械设计工作是在该软件的环境下进行的。但是 AutoCAD 作为一个通用的计算机辅助设计系统，在使用其进行机械设计时，必然会出现不尽如人意的地方。其中，在机械设计人员进行机械设计的过
2、程中，不可避免的要涉及到大量的标准件的绘制工作。这些繁琐、重复性的工作完全可以交给 AutoCAD 来完成。各种机械标准件的形状类似，只是在具体尺寸上有变化，因此非常适合于进行参数化设计。本文正是利用 AutoCAD 的二次开发工具 Visual LISP 开发了常用机械标准件参数化库的设计。2 开发工具的选择Auto LISP 的后继版本可视化的集成开发环境 Visual LISP 作为一个全新的开发环境，令人耳目一新。它的推出，使得一些根本性的变化呈现在用户面前。由于 Visual LISP 已经在执行速度、安全性、新的扩展功能上具有了根本上的改变，同时又具有完全兼容 Auto LISP、
3、简单、易学的优点，使得其在 AutoCAD 的二次开发中占据了越来越重要的地位。因此，采用了 Visual LISP 作为开发工具进行了本次设计。3 用户菜单的设计菜单是一种最受用户欢迎的界面形式，AutoCAD 提供了按钮菜单、下拉菜单、快捷菜单等多种形式。所有这些都是以菜单文件来进行组织的。由于 AutoCAD 具有开放性，因此，可以将用户的菜单项加入到系统缺省的菜单文件 ACADMNS 中，或是用户自己开发的菜单文件中。在加载这个 MNS 文件时，系统自动对它进行编译并生成 MNS（菜单源文件）和 MNR（菜单资源文件）文件，以供系统操作使用。考虑到本标准件库仅仅是为机械设计人员使用，因
4、而将其添加到使用频率最高的下拉菜单中。3.1 AutoCAD 菜单文件的结构菜单文件属于层次结构，从菜单组、菜单段、子菜单到菜单项，是一典型的树型结构。其中菜单组的作用是加载或卸载局部菜单，用菜单宏或 Auto LISP 控制菜单的显示和布局。而菜单项则体现了该菜单项的功能和外观，是定义菜单文件的关键。3.2 下拉菜单的设计下拉菜单的段标签从“*POP1”到“*POP499”，屏幕上可显示 16 个菜单段的标题，每个标题的排列顺序只取决于菜单段的序号。文中定制了一组标题为“标准件”的下拉菜单，并将其派在“帮助”菜单的前面，它的段标签为“*POP11”，如图 1 所示。用户通过该下拉菜单中的选项
5、，来调用所开发的相应的标准件参数化绘制程序。编写号菜单项的内容后，它只是说明了该菜单项的功能，并不能具体的区别执行。为此，还要用菜单宏为该项菜单定义对应的功能，以便菜单能够执行某一具体的操作。菜单宏通常是命令和命令所需的参数序列。具体的菜单段的内容如下：其中，“-”表示在该菜单项中开始下一级菜单，“-”表示当前一级菜单结束。另外，程序中所有的调用目录均为相对路径，从而不必将用户程序及其它文件放到固定的路径下。至此，就可以将该菜单文件编译并加载到AutoCAD 环境中了。4 对话框（DCL）的设计在该软件中，为了实现参数化的设计，必然需要用户进行各部分尺寸的输入，并且在示例图形的帮助下来进行。因
6、此，对话框这一人机界面形式就必不可少了。对话框是一种深受用户欢迎的界面，它具有形象、直观，易于使用的优点。对话框是用 DCL（Dialog Control Language）语言定义，得到“.DCL”类型的文件，可以用文本编辑器编写对话框的代码。对话框由若干控件组成，可以是按钮、编辑框等。这些基本类型的控件是由 AutoCAD 的可编程对话框功能预先定义的。4.1 幻灯片的制作及驱动在 DCL 对话框中为了显示图形，采用了 Image 图像控件，但该控件并不能直接显示 AutoCAD 可生成的各种位图和图元文件。因此采用了幻灯片文件(.sld)这一形式。幻灯片文件是 AutoCAD 生产的独立
7、于图形文件的目标文件，它不能象其他的图形文件那样进行编辑修改，而只是用于显示图形，可作为菜单和图像控件的显示图像。为此，在 AutoCAD 中绘制了各个标准件的图形及其标注示例，并放大或缩小到适当的大小，用 mslide 命令完成幻灯片的制作，并用AutoLISP 语言提供的 slide-image 函数在图像控件中予以显示。下面的程序说明了在对话框中显示幻灯片：4.2 对话框驱动对话框的加载是用 load-dialog 函数来完成的，若加载成功则返回一个大于零的整数，否则显示加载失败的信息。当卸载对话框时采用 unload-dialog 函数，该函数的参数为 load-dialog 函数的返
8、回值。以开槽沉头螺钉为例说明了对话框的具体设计过程，如图 2 所示。(defun c:KCLD ()(setq id (load-dialog “/dcl/开槽沉头螺钉对话框“);加载对话框在程序设计中，考虑到很多参数是属于系列化的，例如螺钉的规格、公称尺寸等，有些参数是根据其它参数获得的。对此，本文在设计时充分考虑了这些因素，在对话框中大量应用了下拉列表框这一控件，使得用户可以在其中进行选取而不是输入；对第二类情况是通过其它参数进行相应的计算处理，并将所得到的结果直接放入的文本框中，从而省去了用户一一输入的麻烦，并且也很好地符合了实际设计的情况。同时对用户输入的参数进行了一定的校验，例如当进
9、行螺栓参数输入的时候，当输入的螺纹长度参数大于螺栓长度时，程序会以警告对话框的形式予以警告，防止错误的发生。5 绘图程序设计当用户在对话框中输入完参数，并且将旋转角度及插入点拾取完成后，对于绘画程序的所有参数就一一获得了。以这些参数将图形的所有关键点的坐标计算出来， 接下来就可以调用 Auto LISP 的 command 函数，以直线或圆弧的方式将这些关键点连接起来，完成标准件的图形绘制。其中在绘制剖面线时，可以采用 Hatch 函数很容易的实现，但是，当剖面线的边界轮廓与其它图形有交错的情况，或者当视图情况不理想时，剖面线的边界是很难能够正确地自动拾取的。在本文中，将需要进行剖面线填充的编
10、辑以多义线(pline)的形式绘制，并将其放入选择集中。在需要时，就可以正确的对 Hatch 函数予以响应了。6 结束语该标准件库具有方便、易用的特点，可以在一定程度上将机械设计人员从重复性的繁琐劳动中解脱出来。该标准件库经实际使用，效果良好。另外，虽然这种类型的软件在市场上已经有公司出了商品化的软件，但是从自己的实际情况出发，本着实用够用的原则进行自己开发也还是有一定的意义的。参考文献1 李学治. AutoCAD2000 定制与 Visual LISP 开发技术M. 北京：清华大学出版社， 2001.5.2 孙江宏,丁立伟,米洁. Visual LISP R142000 编程与应用M. 北京：科学出版社，1999.10.3 张展,张功,等. 机械设计通用手册Z, 1994.5.
