基于Auto LISP的參數(shù)化繪圖技術(shù)與實(shí)例分析

梁芳 尹守軍

摘 要：AutoCAD 是一款通用的繪圖軟件，Auto LISP是嵌入AutoCAD的二次開發(fā)工具，參數(shù)化繪圖是其典型的應(yīng)用。文章探討了參數(shù)化繪圖設(shè)計(jì)原理及步驟，并以軸承參數(shù)化繪圖為例，介紹了Auto LISP的參數(shù)化繪圖技術(shù)。

關(guān)鍵詞：參數(shù)化；AutoCAD；Auto LISP

中圖分類號：TP391.72 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）24-0093-02

AutoCAD是由Autodesk公司發(fā)行的一款應(yīng)用于多領(lǐng)域的設(shè)計(jì)輔助和圖形處理軟件。在機(jī)械行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。AutoCAD雖然功能強(qiáng)大，但在專業(yè)應(yīng)用上還是有不足之處，如何讓通用的CAD系統(tǒng)更適合行業(yè)需要，必須對其要進(jìn)行二次開發(fā)。AutoCAD在30多年時(shí)間里相繼推出了Auto LISP、ADS、Visual LISP、VBA、Object ARX、AutoCAD.NET幾種不同層次的二次開發(fā)工具?！捌渲蠥uto LISP是唯一的一種以解釋方式運(yùn)行于AutoCAD內(nèi)部的解釋性程序設(shè)計(jì)語言，Auto LISP把數(shù)據(jù)和程序統(tǒng)一表達(dá)為表結(jié)構(gòu)，所以它既可以把程序當(dāng)作數(shù)據(jù)來處理，還可以把數(shù)據(jù)當(dāng)作程序來執(zhí)行”。其語言規(guī)則簡單，直接針對AutoCAD，易學(xué)易用，AutoCAD的絕大多數(shù)命令可直接調(diào)用，參數(shù)化繪圖是其典型的應(yīng)用之一。

1 參數(shù)化繪圖設(shè)計(jì)原理及步驟

所謂參數(shù)化就是將圖形的有關(guān)幾何關(guān)系、約束關(guān)系有機(jī)地結(jié)合起來，從而構(gòu)成一個(gè)完整的參數(shù)化模型。當(dāng)設(shè)計(jì)人員改變圖形的某一參數(shù)時(shí)，模型能根據(jù)尺寸及幾何約束等自動計(jì)算出滿足約束關(guān)系的工程圖形。

參數(shù)化編程方法的實(shí)質(zhì)，就是將圖形信息記錄在程序中。它用一組變量記錄圖形的幾何參數(shù)，用一些約束條件或者賦值語句來表達(dá)幾何參數(shù)與結(jié)構(gòu)參數(shù)之間的關(guān)系，再用一些繪圖語句來表述圖形的拓?fù)潢P(guān)系。參數(shù)化方法快捷、高效，參數(shù)化繪圖程序編寫步驟是：

①先進(jìn)行圖形結(jié)構(gòu)特征分析，一般繪制一個(gè)零件的圖樣，需要很多尺寸，這就需要我們分析這個(gè)零件，確定圖形中的關(guān)健幾何尺寸及圖形對象之間的依賴關(guān)系。

②從設(shè)計(jì)角度具體分析，確立不僅能體現(xiàn)零件的結(jié)構(gòu)特征，又可以推導(dǎo)出其它尺寸的基本尺寸作為圖形參數(shù)，并明確尺寸與圖形參數(shù)之間的關(guān)系。

③構(gòu)造參數(shù)化模型，對應(yīng)參數(shù)。

④用修改參數(shù)值的方法，檢驗(yàn)所建模型的正確性。

2 參數(shù)化繪圖程序設(shè)計(jì)的應(yīng)用實(shí)例

下面以深溝球軸承的參數(shù)化繪圖為例，詳細(xì)闡述其實(shí)現(xiàn)過程。

2.1 軸承主視圖繪制思路

首先，進(jìn)行分析圖形，由于軸承是標(biāo)準(zhǔn)件，在機(jī)械手冊中已給出標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格系列，所以其主要參數(shù)為內(nèi)徑d、外徑da及寬度B， 其他部分可根據(jù)軸承規(guī)定畫法畫出，參數(shù)化繪圖關(guān)鍵在于找出軸承圖形各個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)和插入點(diǎn)（p0）之間的相對關(guān)系和換算坐標(biāo)。

然后用直線將所有各點(diǎn)連接起來，滾珠的繪制用畫圓命令即可，軸承各尺寸參數(shù)之間的關(guān)系如圖1所示。

2.2 程序編寫

（defun d：zhch（） ；程序定義

（setq p0 （getpoint "請輸入基點(diǎn)坐標(biāo)"））

（setq da （getreal "請輸入da的值"））

（setq d （getreal "請輸入d的值"））

（setq b （getreal "請輸入b的值"））

（setq d3 （+ d （/ （- da d） 2） ） ）

（setq d4 （/ （- da d） 4） ）；

計(jì)算滾珠直徑；

以下部分代碼為根據(jù)插入點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算各關(guān)鍵點(diǎn)坐標(biāo)

（setq p1 （ polar p0 0 b））

（setq p2 （ polar p0 （/ pi 2） （/ d 2） ） ）

（setq p3 （ polar p2 0 b） ）

（setq p4 （polar pt1 pi （/ （- b（* （sin （/ pi3） ） d4） ）2）） ）

（setq p5 （polar pt2 0 （/ （- b （* （sin （/ pi3） ）d4） ）2） ） ）

（setq p6 （polar pt3 pi （/ （- b （*（sin （/ pi3） ） d4） ）2）） ）

（setq p7 （polar pt4 0 （/ （- b （* （sin （/ pi3） ） d4） ） 2） ） ）

（setq p8 （ polar p0 （/ pi 2） （/ da 2） ） ）

（setq p9 （ polar p8 0 b） ）

（setq p10 （ polar pt （/ pi 2） （/ d3 2） ） ）

（setq pt （ polar p0 0 （/ b 2） ） ）

（setq pt1 （ polar p10 （ - 0 （/ （* 5 pi） 6） ） （/ d4 2） ） ）

（setq pt2 （ polar p10 （ - 0 （/ pi 6） ） （/ d4 2） ） ）

...... 因相似且篇幅較長，故將其省略。

圖形繪制：

（command "line" p0 p2 ""）

（command "mirror" "l" "" p0 p1 "n" ）

（command "line" p1 p3 ""）

（command "mirror" "l" "" p0 p1 "n" ）

（command "layer" "M" "hatch" "C" 4 "hatch" "" ）

（command "pline" p4 pt1 "A" "A" 120 pt2 "L" p5 p3 p2 "c"）

（command "hatch" "p" "ansi31" 1.5 0 "s" "l" "" "" ）

（command "layer" "M" "hatch" "C" 4 "hatch" "" ）

（command "pline" p7 pt4 "A" "A" 120 pt3 "L" p6 p8 p9 "c"）

......

（princ）

）

2.3 程序的加載和運(yùn)行

在AutoCAD繪圖環(huán)境中，選擇下拉菜單/工具T→Auto LISP（I）→加載應(yīng)用程序（L）...，就會打開，加載/卸載應(yīng)用程序?qū)υ捒?，選擇所要加載的zhch.lsp文件，點(diǎn)擊加載即可。然后在command：提示符下鍵入defun定義的程序名即zhch，依次根據(jù)提示輸入插入點(diǎn)坐標(biāo)值、軸承內(nèi)徑、外經(jīng)及寬度相關(guān)參數(shù)后，系統(tǒng)將會按照輸入的參數(shù)值在相應(yīng)位置畫出軸承的圖像，如圖2所示。

3 結(jié) 語

利用Auto LISP的參數(shù)化設(shè)計(jì)可以避免結(jié)構(gòu)相同或尺寸差異實(shí)體繪圖時(shí)的繁瑣與重復(fù)性工作，縮短了設(shè)計(jì)周期，提高了生產(chǎn)效率，使設(shè)計(jì)人員能把主要精力投到真正的設(shè)計(jì)和創(chuàng)新的工作中去。

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