基于Autolisp的輪胎花紋節(jié)距自動(dòng)排列

胡海明，王云見(jiàn)，王科

(青島科技大學(xué) 機(jī)電工程學(xué)院，山東 青島 266061)

基于Autolisp的輪胎花紋節(jié)距自動(dòng)排列

Tire pattern pitch automatic arrangement based on Autolisp

胡海明，王云見(jiàn)，王科

(青島科技大學(xué) 機(jī)電工程學(xué)院，山東 青島 266061)

輪胎花紋節(jié)距排列是一項(xiàng)繁雜的工作。通過(guò)讀取花紋節(jié)距圖，實(shí)現(xiàn)花紋節(jié)距的參數(shù)化排列，工作效率提升10倍以上，且降低了出錯(cuò)率。

Autolisp；輪胎花紋；節(jié)距排列

輪胎花紋是輪胎的重要組成部分，它與汽車性能、輪胎使用壽命密切相關(guān)。輪胎花紋由不同的節(jié)距排列組成。一種輪胎花紋的各種節(jié)距都只是節(jié)距長(zhǎng)度不同，其它形狀大致相似。由于輪胎花紋的這種特性，設(shè)計(jì)輪胎節(jié)距排列時(shí)常常都是在做重復(fù)性的工作。有的輪胎花紋節(jié)距排列達(dá)到80至100之多。設(shè)計(jì)過(guò)程中，這種枯燥重復(fù)的工作不僅浪費(fèi)時(shí)間，而且容易出錯(cuò)，即使發(fā)現(xiàn)節(jié)距總長(zhǎng)錯(cuò)誤，也很難找到出錯(cuò)點(diǎn)。本文應(yīng)用Autolisp語(yǔ)言對(duì)輪胎花紋節(jié)距排列進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)輪胎花紋節(jié)距的自動(dòng)排列。

1 輪胎花紋節(jié)距

以3種關(guān)聯(lián)節(jié)距的輪胎花紋設(shè)計(jì)為例，根據(jù)花紋尺寸和約束類型，在AutoCAD中進(jìn)行花紋的單節(jié)距繪制。然后依次繪出其它節(jié)距的圖形，分別命名為節(jié)距S、節(jié)距M和節(jié)距L。根據(jù)花紋的節(jié)距排列，依次將不同的節(jié)距制作成塊插入圖中，排列出整圈輪胎的花紋節(jié)距圖。3種關(guān)聯(lián)節(jié)距的花紋有SS，SM，SL，MS，MM，ML，LS，LM，LL共9種花紋節(jié)距的關(guān)聯(lián)排列情況。以小節(jié)距S為例，相鄰節(jié)距為S，M，L時(shí)，有SS，SM，SL三種情況。若主節(jié)距S受左邊節(jié)距的影響，稱為左關(guān)聯(lián)節(jié)距；若主節(jié)距受右邊節(jié)距的影響，稱為右關(guān)聯(lián)節(jié)距；主節(jié)距同時(shí)受兩邊節(jié)距的影響或主節(jié)距受左邊兩個(gè)節(jié)距的影響或主節(jié)距受右邊兩個(gè)節(jié)距的影響時(shí)，稱為多關(guān)聯(lián)節(jié)距。當(dāng)然，輪胎花紋的節(jié)距不僅僅只有S，M，L三種節(jié)距，超過(guò)三種節(jié)距的花紋也有很多。

以圖1的MS左關(guān)聯(lián)節(jié)距為例，圖中的花筋屬于S節(jié)距，而花筋的線a和線b是從交點(diǎn)p上引出來(lái)的，交點(diǎn)p是M節(jié)距的線a與水平線的交點(diǎn)。在節(jié)距的排列圖中，S節(jié)距的左側(cè)有可能是S節(jié)距、M節(jié)距或L節(jié)距，那么線b和線c的長(zhǎng)度和角度都會(huì)隨著線a點(diǎn)的位置不同而發(fā)生變化?？梢?jiàn)，在關(guān)聯(lián)處花紋的形狀要特殊設(shè)計(jì)，以滿足整體花紋的關(guān)聯(lián)排列。

圖1 節(jié)距關(guān)聯(lián)

2 花紋節(jié)距排列程序的編寫(xiě)

2.1 節(jié)距的排列程序參數(shù)

對(duì)非關(guān)聯(lián)節(jié)距排列需取得的參數(shù)有節(jié)距的個(gè)數(shù)、每個(gè)節(jié)距的長(zhǎng)度、節(jié)距的順序和節(jié)距圖形。

程序首先通過(guò)對(duì)話框獲得用戶輸入的節(jié)距個(gè)數(shù)，調(diào)用不同的函數(shù)進(jìn)行計(jì)算排列。然后從坐標(biāo)系的原點(diǎn)開(kāi)始，根據(jù)節(jié)距長(zhǎng)度確定每一個(gè)節(jié)距排列位置，并將節(jié)距圖塊插入到正確的位置上。對(duì)于旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的節(jié)距，程序會(huì)復(fù)制一個(gè)下型節(jié)距，再旋轉(zhuǎn)180°到輪胎花紋的上型。

關(guān)聯(lián)節(jié)距的排列程序同非關(guān)聯(lián)的排列程序一樣，對(duì)右關(guān)聯(lián)的節(jié)距，輪胎花紋下型的主節(jié)距圖形受右側(cè)節(jié)距的影響，而上型圖形受左側(cè)節(jié)距的影響。左關(guān)聯(lián)的節(jié)距則和右關(guān)聯(lián)相反。對(duì)于多關(guān)聯(lián)的節(jié)距排列，其原理同右關(guān)聯(lián)或左關(guān)聯(lián)的節(jié)距排列，只不過(guò)多加了一些節(jié)距，只要在讀取節(jié)距順序時(shí)多加一位字符即可。

2.2 程序框圖

根據(jù)上述參數(shù)和排列方法確定節(jié)距排列程序框圖，如圖2。

圖2 程序框圖

2.3 輪胎花紋節(jié)距排圖軟件說(shuō)明

根據(jù)程序框圖描述，在Autocad的界面中輸入paitu指令后將彈出程序界面，如圖3所示。調(diào)用界面的程序如下：

(defun c:paitu()；定義快捷鍵名稱為paitu。

(setvar "cmdecho" 0)；控制在 AutoLISP 命令函數(shù)運(yùn)行時(shí)是否回顯提示和輸入。

(dcl_paitu)；調(diào)用函數(shù)dcl_paitu。

(prin1) ；輸出顯示。

圖3 輪胎花紋節(jié)距排圖程序的主界面

(defun dcl_paitu()；定義函數(shù)dcl_paitu。

(setq index_value (load_dialog "排 圖 主 界面.dcl"))

(if (not (new_dialog "paitudcl" index_value))調(diào)用dcl顯示界面。

(exit))

Dcl編譯的界面語(yǔ)言部分如下：

paitudcl:dialog {/定義對(duì)話框的調(diào)用為paitudcl。

label = "輪胎花紋節(jié)距排圖" ;/定義對(duì)話框名稱。

:text {

alignment = centered ;/定義對(duì)正樣式為中心對(duì)正。

label = "數(shù)據(jù)輸入/選擇花紋排列類型" ;/定義顯示的文字。

}

:edit_box {/定義編輯的文本框。

key = "key_gs" ;/定義文本框的關(guān)鍵字。

label = "花紋節(jié)距種類數(shù)目" /定義文本框的名稱。

}

以半鋼左關(guān)聯(lián)為例，在程序的主界面中輸入數(shù)據(jù)，包括節(jié)距種類數(shù)目和節(jié)距排列順序，點(diǎn)擊“半鋼左關(guān)聯(lián)排圖”按鈕后，出現(xiàn)對(duì)話框如圖4所示。

在對(duì)話框中，輸入S節(jié)距、M節(jié)距和L節(jié)距的長(zhǎng)度并由程序?qū)節(jié)距、M節(jié)距和L節(jié)距文本框中的數(shù)據(jù)讀取出來(lái)，并將其轉(zhuǎn)化成數(shù)值并賦給實(shí)型數(shù)變量sjj、mjj和ljj。

圖4 左關(guān)聯(lián)和右關(guān)聯(lián)節(jié)距排圖界面

(action_tile "key_ljj" "(setq LJJ $value)") (setq ljj (atof LJJ))

點(diǎn)擊“選擇節(jié)距塊”的按鈕，彈出詢問(wèn)對(duì)話框如圖5所示，選擇需要的一種情況，按下按鈕，彈出塊文件的選擇方式對(duì)話框如圖6所示，選擇一種方式創(chuàng)建塊。

圖5 旋轉(zhuǎn)詢問(wèn)界面

圖6 節(jié)距塊的創(chuàng)建方式

選擇第一種方式時(shí)，將彈出標(biāo)準(zhǔn)文件選擇對(duì)話框，進(jìn)行節(jié)距文件的選擇。并將選擇的文件路徑名賦給指定的變量，程序如下：

(setq sswj (getfiled "選擇節(jié)距文件" "～" "dwg" 2 ))、

選擇第二種方式時(shí)，將提示指定基點(diǎn)，并選擇塊對(duì)象，與Autocad中的塊創(chuàng)建命令相同。程序如下：

(defun kkk ( bs ) ；定義塊的創(chuàng)建函數(shù)名。

(print (strcat "請(qǐng)創(chuàng)建第<" (rtos gg 2 3) ">個(gè)塊"))；提示創(chuàng)建第幾個(gè)塊。

(setq name gg) (setq bs(ssget))；根據(jù)選定對(duì)象創(chuàng)建選擇集。

(command "change" bs "" "p" "c" gg "")；指定塊的顏色。

(print "請(qǐng)選擇塊的基點(diǎn)")；提示選擇基點(diǎn)。

(setq pp (getpoint)) ；選擇基點(diǎn)。

(command "_block" name pp bs ""))；創(chuàng)建塊并按順序命名。

選擇完文件后，程序進(jìn)入循環(huán)語(yǔ)句，通過(guò)判斷輸入的順序字符串，確定要插入哪一個(gè)文件。如果是非關(guān)聯(lián)節(jié)距，則substr指令的最后一位為1，表示讀取字符串中的1個(gè)字符并賦予變量ge；如果是關(guān)聯(lián)節(jié)距，則最后一位數(shù)為2，表示讀取2個(gè)字符并賦予變量ge。例如：當(dāng)輸入的節(jié)距順序?yàn)椤皊mlms”時(shí)，第一次循環(huán)時(shí)程序讀取出“sm”字符串，程序如下：

(while (<= kk jjs) (setq ge (substr sx kk 1))；非關(guān)聯(lián)節(jié)距讀取字符。

(while (<= kk jjs) (setq ge (substr sx kk 2))；關(guān)聯(lián)節(jié)距讀取字符。

插入節(jié)距文件的插入點(diǎn)都位于同一條直線上，最初的插入點(diǎn)設(shè)置為原點(diǎn)并賦值給變量jl，第二個(gè)插入點(diǎn)據(jù)第一個(gè)插入點(diǎn)的長(zhǎng)度為讀取到得那個(gè)節(jié)距的長(zhǎng)度，將長(zhǎng)度值賦給變量yb，并由變量jl和常數(shù)0組成的表賦給變量pl作為插入點(diǎn)的坐標(biāo)。插入點(diǎn)的坐標(biāo)程序如下：

(setq jl (+ yb jl)) (setq pl (list jl 0))；指定插入點(diǎn)，插入點(diǎn)的坐標(biāo)由變量pl表示成一個(gè)表，即（list jl 0），變量jl表示X方向的坐標(biāo)，0表示Y方向坐標(biāo)。

塊文件的插入程序使用cond指令進(jìn)行判斷，當(dāng)讀取變量ge中的字符與設(shè)定的字符相同時(shí)，則插入相應(yīng)的節(jié)距文件。程序如下：

在 (command "-insert" llwj pl 1 1 "0"))程序段中，command是Autolisp調(diào)用AutoCAD命令時(shí)使用的指令，insert為AutoCAD的塊插入命令，變量llwj表示為L(zhǎng)L節(jié)距文件的路徑，pl表示塊插入的坐標(biāo)，后面的常數(shù)表示為1：1插入塊，旋轉(zhuǎn)角度為0°，當(dāng)需要旋轉(zhuǎn)出上型塊圖形時(shí)，旋轉(zhuǎn)角度設(shè)置為180°。

為了能明確看到節(jié)距的順序，程序在每個(gè)節(jié)距的上方都添加了節(jié)距的名稱，如圖7所示。程序如下：

圖7 帶有節(jié)距號(hào)的節(jié)距排列圖

(setq plp (list jl -12))

(if (= bu "ss")(command "text" "j" "c" plp 8.0 0 "SS"))

(if (= bu "sm")(command "text" "j" "c" plp 8.0 0 "SM"))

在(command "text" "j" "c" plp 8.0 0 "SM"))的程序段中，“text”表示AutoCAD中調(diào)用單行文字命令，“j”“c”表示對(duì)正樣式為中心對(duì)正，變量plp表示插入點(diǎn)的坐標(biāo)，和變量pl相比在Y的負(fù)方向偏移12 mm，8.0表示字高，旋轉(zhuǎn)角度為0°，“SS”為輸入的字符串。

半鋼非關(guān)聯(lián)節(jié)距排圖，半鋼多關(guān)聯(lián)節(jié)距排圖和全鋼雙節(jié)距排圖與半鋼左關(guān)聯(lián)節(jié)距排圖程序的編寫(xiě)類似。

3 結(jié)論

花紋節(jié)距的參數(shù)化設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了半鋼、全鋼花紋節(jié)距的自動(dòng)排列，工作效率提高了10倍，且工作出錯(cuò)率大為減少。

[1] 郭秀娟. AutoLISP語(yǔ)言程序設(shè)計(jì) [M] .北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008.

[2]周樂(lè)來(lái). AutoCAD2008Vsisual LISP二次開(kāi)發(fā)入門(mén)到精通[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.

[3] 張智，杜以波. 輪胎花紋與汽車使用性能 [J] .山東：山東交通科學(xué)研究所，2003.

[4]胡海明，張浩.基于VB的雙節(jié)距花紋塊電加工分度表生成軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) [J] .模具設(shè)計(jì)，2012(5)：52～55.

[5] 胡海明，李鶴，孫偉，等. 壓鑄模分析計(jì)算報(bào)價(jià)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究 [J].模具工業(yè)，2008，34(5)：20～23．

TQ336.1 TQ330.493

1009-797X(2016)03-0062-04

B

10.13520/j.cnki.rpte.2016.03.016

胡海明，男，青島科技大學(xué)教授。

2015-05-04