基于AutoCAD二次開發(fā)技術(shù)的基座制圖設(shè)計輔助應(yīng)用

摘" " 要：在梳理基座圖精細化設(shè)計及標準化原則的基礎(chǔ)上，研究可優(yōu)化的機械重復(fù)性工作。依據(jù)基座板厚設(shè)計原則，通過Autolisp編寫程序，對板厚進行選型輸出。選擇所需的基座件號面域，通過編寫好Lisp程序并直接使用Autocad快捷鍵可以較快輸出板材面積、重量等圖紙信息，對基座質(zhì)量的精確度計算有極大的提高，并且有效的減少了重復(fù)的圖紙設(shè)計流程。通過建立DCL框架編寫相關(guān)插件，在Autocad上實現(xiàn)的人機交互界面，方便相關(guān)的圖紙設(shè)計人員的使用，極大的提升基座出圖的效率。

關(guān)鍵詞：Autolisp；二次開發(fā)；DCL框架

中圖分類號：U662.2" " " " " " " " " " " " " " " " " 文獻標志碼：A

Base Drawing Design Aided Application upon AutoCAD

Secondary Development Technology

ZHANG Wei，" SHI Peichun

（ Hudong-Zhonghua Shipbuilding （Group） Co.， LTD.，" Shanghai 200129 ）

Abstract： Based on sorting out the fine design and standardization principle of base drawing， this paper studies the mechanical repeatability work that can be optimized. According to the design principle of base plate thickness， a program is written by Autolisp to select and output plate thickness. Select the required base part number area， finish writing a Lisp program and directly use Autocad shortcut keys to quickly output plate area， weight and other drawing information. The precision calculation of the base quality has been greatly improved， and effectively reduce the repetitive drawing design process.Through the establishment of DCL framework and writing related plug-ins， the human-computer interaction interface in Autocad can be achieved， which is convenient for the use of related drawing designers， and greatly improve the drawing efficiency of the base.

Key words： autolisp;" secondary development;" DCL framework

1" " "引言

近些年來新產(chǎn)品的涌現(xiàn)伴隨著相應(yīng)的大量首制船圖紙任務(wù)，所以對于輪機設(shè)計人員而言，新船輪機專業(yè)施工深化設(shè)計及優(yōu)化的工作繁多，特別是各類施工圖的深化優(yōu)化設(shè)計工作。

本文針對輪機專業(yè)中的設(shè)備基座設(shè)計與繪制進行了相關(guān)研究及應(yīng)用。在參考本公司企業(yè)標準Hamp;Z240052-2005《艦船基座及加強結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)則》等標準的基礎(chǔ)上，結(jié)合施工設(shè)計人員上百份基座制圖的經(jīng)驗，發(fā)現(xiàn)輪機設(shè)備基座制圖的過程中大量的重復(fù)性機械工作可以進行優(yōu)化，這也就引出了施工設(shè)計人員對Autocad軟件中的Autolisp進行開發(fā)的實際工作需求。

2" " 軟件背景及輪機基座設(shè)繪流程梳理

2.1" 軟件背景

Autocad軟件是船舶建造領(lǐng)域的CAE軟件之一，其平面制圖功能強大，二次開發(fā)拓展性強，眾多船舶專業(yè)軟件在其基礎(chǔ)上進行二次開發(fā)。通過Visual LISP集成開發(fā)環(huán)境，便于開發(fā)Autolisp程序，經(jīng)過編譯可以得到代碼緊湊、運行效率高、源代碼受到保護的應(yīng)用程序。

Autolisp程序是美國Autodesk公司研發(fā)的一種人工智能編程語言Lisp，嵌入Autocad軟件內(nèi)部，是Autocad軟件進行二次開發(fā)的強大助手，同時具有一般高級編程語言所沒有的圖形處理功能，語法簡單，運用廣泛。Autolisp可以編制應(yīng)用程序，在繪制圖紙的過程中出現(xiàn)具有可選擇性的人機交互界面，實現(xiàn)調(diào)用簡易、選擇自由等功能，可為二次開發(fā)提高工作效率，減少設(shè)計周期[1-4]。

2.2" "基座設(shè)繪流程梳理

輪機設(shè)備的基座設(shè)繪流程如圖1所示。

梳理了輪機基座的設(shè)計流程后，發(fā)現(xiàn)其中的機械重復(fù)性工作可以優(yōu)化，主要有以下幾點：

1）基座面板和腹板的厚度等數(shù)據(jù)的獲取過程可以優(yōu)化；

2）基座的明細表中材料參數(shù)的計算過程可以優(yōu)化，如各個板材的單重和總重以文本形式直接輸出；

3）基座總重的求和步驟可以優(yōu)化。

3" " 基座板厚選型及過程優(yōu)化

基座面板和腹板的厚度等數(shù)據(jù)的獲取一般需要查閱基座及加強結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)則，為了省略查閱規(guī)則的時間，可以通過編寫Lisp程序，以設(shè)備重量、類型、基座的位置、形狀尺寸等條件作為邊界參數(shù)，確定并輸出準確的基座面板和腹板的厚度。

3.1" "基座板厚設(shè)計原則

滿足Flt;0.1 W時，基座板厚原則上根據(jù)設(shè)備自重W參照下表1確定。

其中，F(xiàn)為設(shè)備工作時基座所承受的最大載荷或設(shè)備工作時基座應(yīng)能承受的最大載荷；W為設(shè)備干重（含減振措施），設(shè)備工作時所含油、水重量以及設(shè)備自帶管路等重量，這兩個參數(shù)由設(shè)備廠商提供。

基座板厚的選擇不完全依照表1，當遇到以下幾種情況，設(shè)計人員需對板厚做適當調(diào)整：

1）動載荷類設(shè)備基座板厚加強一檔，如各種泵組、空壓機、風(fēng)機、洗衣機等；設(shè)備壁掛安裝時，板厚加強一檔；一般情況下，基座板厚加強不疊加；

2）落地式壁掛基座，落地部分板厚參數(shù)按表1選取，壁掛部分板厚減弱一檔；

3）自身質(zhì)量重、尺寸安裝面較大、無外載荷影響的設(shè)備（如污水處理裝置），其基座板厚自主選擇，合理減弱；基座尺寸橫跨5-8根縱骨，基座板厚減弱一檔；基座尺寸橫跨9根以上縱骨，基座板厚減弱兩檔；

4）有特殊要求的設(shè)備基座（如減振降噪），其面板厚度按照聯(lián)系單要求選擇，腹板厚度設(shè)計參數(shù)參考1）—3）。

3.2" "基座板厚快鍵選型輸出

圖2為板厚選型的程序流程圖，主要依據(jù)表1利用Visual LISP環(huán)境編寫Lisp代碼，輸入設(shè)備自重、設(shè)備類型等關(guān)鍵信息后，實現(xiàn)自動輸出基座面板和腹板的厚度，減少設(shè)計人員的查閱時間及板厚選型的過程，提升基座圖設(shè)繪效率。圖3為簡例的執(zhí)行結(jié)果。加載編寫好的Lisp程序后，設(shè)定相關(guān)的邊界條件后，即可得到所需的板厚參數(shù)。

結(jié)合3.1中的輪機設(shè)備基座板厚設(shè)計原則，可以驗證本工具對基座面板和腹板選型的準確性。

4" " 基座板材的主要參數(shù)輸出與處理

4.1" "傳統(tǒng)方法

一般繪制基座圖的方法，需要獲取規(guī)則板材的面積值時，通過Autocad軟件中的命令欄直接輸入軟件內(nèi)置的“AREA”快捷命令，并選擇規(guī)則板材頂點后確認即可得到所需結(jié)果；需要計算不規(guī)則板材的面積，“AREA”快捷命令對于半徑100 mm的圓弧無法準確進行端點選取，類似這種封閉面積的獲取，一般通過面域的功能去得到精確面積。所以對于板材面積基本可以直接利用Autocad內(nèi)置功能進行獲取，但是無法通過Autocad內(nèi)置功能直接獲取所需的板材質(zhì)量，只能通過得到的面積參數(shù)，并利用體積公式、質(zhì)量公式計算得到所需的板材質(zhì)量。

4.2" "改進方法

本文通過編寫好的Lisp程序，直接利用快捷鍵，調(diào)用面域等功能，通過簡單的交互框，實現(xiàn)封閉板材（不規(guī)則）面積的輸出。加載該Lisp應(yīng)用程序后，直接在軟件命令欄中輸入快捷鍵“test”后，然后直接選擇板材內(nèi)任意一點，即可精確計算出件號11（規(guī)則板材）、件號17（不規(guī)則板材）等一系列板材的面積，執(zhí)行結(jié)果如圖4、5所示。

但是這對于基座圖的設(shè)計人員來說，不需要進行繁瑣的點選，省略了相對比較繁瑣的操作，就能實現(xiàn)面積參數(shù)的獲取。然而板材的面積只是繪圖過程中所需要的一個中間參數(shù)，對于設(shè)計人員來說，需要的是板材、型材或者自制件的重量，這就可以利用lisp語言來完善上述代碼，直接獲取想要的零件重量。

基座件號17的質(zhì)量參數(shù)的命令欄代碼執(zhí)行結(jié)果如圖6a）所示。

后續(xù)修改為以文本形式直接輸出基座單獨零件號的重量及該相同件號的總重，基座件號17的質(zhì)量參數(shù)的文本執(zhí)行結(jié)果如圖6 b）所示。

a）不規(guī)則肘板的質(zhì)量參數(shù)的命令欄結(jié)果

b） 不規(guī)則肘板的質(zhì)量參數(shù)的文本結(jié)果

為提高設(shè)計人員的質(zhì)量參數(shù)輸入體驗，采用對話框形式和圖形交互進行，改善了程序設(shè)計UI界面，板件質(zhì)量參數(shù)計算UI界面如圖7所示。

傳統(tǒng)方法和改進方法中板材參數(shù)的獲取如流程圖10進行對比。

由圖8兩種方法流程對比明顯可知，零件質(zhì)量計算的傳統(tǒng)方法對于設(shè)計人員來說比較繁瑣，而且存在人為計算錯誤的可能性；零件質(zhì)量計算的改進方法對于設(shè)計人員來說操作簡單，板材重量參數(shù)的正確率高。

同時，為了展現(xiàn)改進方法的可取性和高效性，將傳統(tǒng)方法和改進方法這兩種方法分別應(yīng)用于相對復(fù)雜的調(diào)距槳液壓泵基座圖的繪制中，對這兩種方法的制圖時間進行耗時統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)方法耗時16 min，改進方法耗時11 min，改進方法避免了設(shè)計人員重復(fù)性工作，耗時僅為傳統(tǒng)方法耗時的68.75%，，繪圖效率比傳統(tǒng)方法大幅提高。

4.3" "單個基座重量的求和

基座圖紙中一般要求標注基座總重，所以需要對基座中各個板材、型材等零件的總重進行統(tǒng)計并求和，傳統(tǒng)方法是通過計算器人工輸入數(shù)據(jù)進行求和，第二種傳統(tǒng)方法是將Autocad中的基座零件重量信息輸出到Excel中，這兩種傳統(tǒng)方法處理較多零件的情況時（如圖9基座零件信息所示），對一般的設(shè)計人員來說是比較繁瑣的。本小節(jié)主要介紹一種可以直接在Autocad中對txt文本進行求和，進而能夠方便的獲取基座總重的參數(shù)。

利用該工具，在Autocad軟件的命令欄中輸入“TXTSUN”命令后，直接框選調(diào)距槳液壓泵基座圖中23個零件號的總重便實現(xiàn)自動求和，如圖10的Lisp自動求和結(jié)果所示。

從圖9框選零件號總重的命令欄結(jié)果中還可以看出，如果單次選擇所需要的數(shù)據(jù)不全時，是可以多次選擇所需要的數(shù)據(jù)，重復(fù)數(shù)據(jù)不會計入總和，同時，將各單個零件號的總重信息也標出，以防出現(xiàn)漏選、多選等情況。

5" " 人機交互界面的建立

為了方便一般設(shè)計人員的制圖工作，將上述的幾個優(yōu)化功能合并，通過建立了DCL對話框?qū)崿F(xiàn)了簡單的人機交互界面，如圖11所示。

綜上所述，利用Autocad軟件中內(nèi)嵌的Autolisp進行二次開發(fā)，能夠直接調(diào)用、修改Autocad的命令，驅(qū)動PDB模塊編寫DCL文件創(chuàng)建個性化的對話框，方便一般設(shè)計人員的基座圖設(shè)計與繪制工作。

6" " 結(jié)語

基于設(shè)計人員在日常制圖中厭倦枯燥、大量的機械圖紙，利用Autocad2015軟件內(nèi)置的Autolisp編輯器編寫了DCL對話框，將基座圖中常用的幾個功能整合在同一個對話框中，通過直接點選按鈕，滿足設(shè)計人員的制圖需求。這有效避免了設(shè)計人員機械制圖中大量的重復(fù)性工作，提高了機械制圖的效率，優(yōu)化出圖的時間節(jié)點，縮減設(shè)計周期。

本文所做的工作主要是針對基座制圖設(shè)計中的機械操作進行二次開發(fā)，優(yōu)化重復(fù)動作。（下轉(zhuǎn)第頁）（上接第頁）

但基座制圖中還有其他可以優(yōu)化的步驟，比如零件號的自動標注、繪圖圖框的一鍵插入、各類型材的質(zhì)量計算、零件明細表的自動生成、尺寸一鍵標注等等，后續(xù)的工作還需要進一步優(yōu)化Lisp程序和DCL對話框。

參考文獻

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