基于AutoLISP的電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)系統(tǒng)二次開發(fā)

王會(huì)霞，鄭德聰，丁 航

(1.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)，山西 太谷030801； 2.亳州溫氏畜牧有限公司，安徽 渦陽233600)

0 引言

Y系列(IP44)三相異步電動(dòng)機(jī)中機(jī)座帶地腳、端蓋上無凸緣的電動(dòng)機(jī)，是機(jī)械設(shè)計(jì)中一種常用的動(dòng)力機(jī)。在使用AutoCAD軟件繪制機(jī)械產(chǎn)品裝配圖時(shí)必須繪出電動(dòng)機(jī)外形圖，繪制電動(dòng)機(jī)時(shí)需查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊中的電動(dòng)機(jī)型號，根據(jù)手冊中型號的外形與安裝尺寸進(jìn)行繪制，但每變換一種電動(dòng)機(jī)型號，需重新繪制其外形圖，導(dǎo)致產(chǎn)品設(shè)計(jì)效率大大降低。AutoLISP語言是Autodesk公司為簡化CAD設(shè)計(jì)中大量的重復(fù)性工作而開發(fā)的一種程序設(shè)計(jì)語言，在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)中，通過利用AutoLISP語言進(jìn)行制圖，將程序與圖形結(jié)合，進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)，可以為設(shè)計(jì)者節(jié)省大量時(shí)間，減少許多不必要的重復(fù)性工作[1]。目前AutoLISP語言被廣泛應(yīng)用于機(jī)械制圖設(shè)計(jì)和建筑設(shè)計(jì)等領(lǐng)域，在機(jī)械制圖設(shè)計(jì)方面的應(yīng)用，如利用autoLISP對拖拉機(jī)、蝸桿傳動(dòng)系統(tǒng)、螺釘繪制、葉片鍛模和減速器等進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)，如對AutoCAD制圖的繪圖命令進(jìn)行擴(kuò)展等，也有學(xué)者通過AutoLISP對電動(dòng)機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，但對于特定型號電動(dòng)機(jī)外形圖的成圖程序設(shè)計(jì)涉及并不多。本文選用電動(dòng)機(jī)進(jìn)行成圖程序編程設(shè)計(jì)，以期快速準(zhǔn)確地繪制出電動(dòng)機(jī)外形圖[2-12]。

本文通過實(shí)例對電動(dòng)機(jī)進(jìn)行編程以實(shí)現(xiàn)參數(shù)化繪圖，用戶在運(yùn)行AutoLISP時(shí)，只需按照提示輸入某系列電動(dòng)機(jī)型號、極數(shù)，程序?qū)凑諜C(jī)械設(shè)計(jì)手冊自動(dòng)篩選數(shù)據(jù)，并得到相應(yīng)系列電動(dòng)機(jī)外形圖。這不僅提高了工作效率，節(jié)省了工作時(shí)間，而且參數(shù)化繪圖對實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)過程中的快速產(chǎn)品設(shè)計(jì)具有極其重要的意義。

1 設(shè)計(jì)參數(shù)

本文選取的是Y系列(IP44)三相異步電動(dòng)機(jī)中機(jī)座帶地腳、端蓋上無凸緣的電動(dòng)機(jī)，電機(jī)型號為Y80～Y315，共有27個(gè)型號，其外形圖及安裝尺寸如圖1所示。圖1中標(biāo)注的外形及安裝尺寸具體數(shù)值(簡稱主要尺寸)在機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(新編軟件版)2008中給出。

在進(jìn)行參數(shù)化繪圖編程設(shè)計(jì)時(shí)，除需要知道圖1中的主要尺寸外，還要確定次要尺寸(如圖2所示)，故本文進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)時(shí)，次要尺寸的大小需與主要尺寸通過建立數(shù)學(xué)關(guān)系來確定。具體的尺寸關(guān)系如表1、表2所示。

次要尺寸∕mm與主要尺寸的參數(shù)關(guān)系d11.2D次要尺寸∕mm與主要尺寸的參數(shù)關(guān)系l6B∕3+H∕4次要尺寸∕mm與主要尺寸的參數(shù)關(guān)系a0.5Hd21.5Dl7 0.8×(HD-H-0.5AC)b2∕3Hd30.9ACl9(AD-0.5AC)∕2 b24∕3Hd40.8ACr11∕20AC b31∕6Hl10.15Dr2 0.4×(HD-H-0.5AC)b42∕3Hl20.2Dr32r2 b5(0.5AC-H)∕2l30.1ACr40.1AC θ160°l42×(C-l1-l2-l3)+Br51∕4×l8 θ245°l51.3Br61∕6H b1、l8取值因電動(dòng)機(jī)型號的不同而不同

注：為使繪制出的電動(dòng)機(jī)外形圖美觀，b1、l8的取值因電動(dòng)機(jī)型號的不同而不同，b1的取值如表2所示。l8的取值：型號為80M90S90L的電機(jī)，l8=AD15；型號為315系列的電機(jī)，l8=AD5；其余型號電機(jī)，l8=AD8。

2 零件圖的程序?qū)崿F(xiàn)

本文通過AutoLISP語言進(jìn)行程序編寫時(shí)，程序的實(shí)現(xiàn)思路如下。①選取電動(dòng)機(jī)的某一型號，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊中該電動(dòng)機(jī)型號的尺寸參數(shù)編寫電動(dòng)機(jī)主視圖、左視圖和斷面圖的程序，測試程序，檢查各個(gè)視圖輸出的正確性。②編寫篩選程序，并測試電動(dòng)機(jī)型號與數(shù)據(jù)的對應(yīng)關(guān)系，確保篩選的準(zhǔn)確性。③將主視圖、左視圖以及斷面圖程序鑲嵌到篩選程序中，測試整個(gè)程序的完整性。④添加菜單程序，并測試系統(tǒng)變量是否合理，能否保證程序的準(zhǔn)確輸出。電動(dòng)機(jī)外形圖程序?qū)崿F(xiàn)流程如圖3所示。

根據(jù)程序的實(shí)現(xiàn)思路，最終編寫了兩個(gè)程序文件，電動(dòng)機(jī)外形圖lisp程序文件(主程序)和菜單menu程序文件。其中電動(dòng)機(jī)外形圖lisp程序文件框圖如圖4所示，通過初始程序模塊、數(shù)據(jù)處理子程序模塊及繪圖子程序模塊實(shí)現(xiàn)。其中數(shù)據(jù)處理子程序模塊可通過輸入主要尺寸數(shù)據(jù)及與次要尺寸的關(guān)系，獲取坐標(biāo)點(diǎn)；繪圖子程序模塊是利用command函數(shù)調(diào)用AutoCAD繪圖命令完成制圖。

表2 b1與主要尺寸之間的參數(shù)關(guān)系

注：315系列包括132S132M160M160L180M180L200L225S225M315S315M315L

3 程序?qū)嵗?/h2>

本實(shí)例程序包含兩個(gè)程序文件(lisp程序文件zong.lsp和菜單文件menu.mnu)，lisp程序部分代碼如下：

(setq x(getreal“輸入電機(jī)號x=”)

y(getreal“輸入電機(jī)類型S為1，M為2，L為3 y=”)

z(getreal“輸入電機(jī)極數(shù)z=”)

a 0 a2 0 b 0 c 0 d 0 e 0 f 0 g 0 h 0 k 0 ab 0 ac 0 ad 0 hd 0 l 0)

(setq osm(getvar“osmode”))

(setvar“osmode” 0)

(setvar“cmdecho” 0)

(command“ucs”“w”)

(setvar“LWDISPLAY” 1)

(setq p10(getpoint“請輸入基點(diǎn)”))

(cond((=x 80)(cond((=y 2)(setq a 125.0 a2 62.5 b 100.0 c 50.0 d 19.0 e 40.0 f 6.0 g 15.5 h 80.0 k 10.0 ab 165.0 ac 175.0 ad 150.0 hd 175.0 l 290.0))))……))

菜單程序“menu”代碼如下：***menugroup=menu1

***pop1

[電機(jī)型號]

[電機(jī)型號參數(shù)]*^C(load“dj”)；dj

[保存]^c^csave

[打印]^c^cplot

[取消]^c

將菜單程序和總程序文件復(fù)制、粘貼到AutoCAD目錄下的support文件夾中，在autocad命令行中輸入menuload，加載菜單欄文件即可在菜單欄中出現(xiàn)相應(yīng)的菜單，如圖5所示，此時(shí)只需點(diǎn)擊“電機(jī)型號參數(shù)”，用戶按照提示輸入?yún)?shù)即可繪制出相應(yīng)型號的3個(gè)視圖。

繪制的電動(dòng)機(jī)外形圖參數(shù)提示如下：電機(jī)號x；電機(jī)類型y；電機(jī)極數(shù)z；基點(diǎn)。

圖6是在提示下輸入的外形圖參數(shù)值，得到的型號為Y132M-2型的外形圖如圖7所示。

4 結(jié)論

(1)利用AutoLISP編寫Y系列(IP44)三相異步電動(dòng)機(jī)中機(jī)座帶地腳、端蓋上無凸緣的電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)成圖程序，能夠快速將電動(dòng)機(jī)的外形圖繪出，加快了設(shè)計(jì)過程，節(jié)省制圖時(shí)間，有效提高制圖效率。

(2)添加了菜單程序，不需用戶直接重復(fù)加載AutoLISP程序，只需點(diǎn)擊菜單即可運(yùn)行程序，方便用戶操作。