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AutoCAD环境下旋转类拉延件毛坯尺寸的自动计算
" @. l+ s" }: a摘要：讨论了如何利用AutoCAD的ADS功能来开发软件，在AutoCAD环境下实现旋转类拉延件毛坯尺寸的自动计算，文中对软件结构及其主要功能模块的算法进行了较为详尽的描述。 * D/ ~) g# t9 g/ E
关键词：旋转类拉延件；毛坯尺寸；自动计算 / S% d, R' M+ l- J/ f0 W
. K; I* E& Q- C t, Z* s
一、引言
8 f$ ?* p5 s2 {; w/ w6 g& }8 ]
. h8 j. P o7 P' l# j( i; M! D" D在进行旋转类拉延件拉延工艺设计时，以最后一次拉深成形的制件为基础计算出毛坯尺寸(直径)是必不可少的工作。手工计算时，由于旋转类拉延件形状变化大，故常涉及到大量的公式和表格，计算过程较为繁琐、枯燥。
: @7 o- } G( n2 J; S% z* Y* q1 n) w
AutoCAD是国内目前较普遍使用的计算机绘图软件，待加工的拉延件的零件图常常已经在AutoCAD环境下绘出。根据AutoCAD下的零件图，通过开发软件自动分析计算出毛坯尺寸，是一项较有意义的工作。
3 H& F8 n" o& f: R0 G! o9 C$ [) r6 I) f/ X
AutoCAD软件包从AutoCAD R11.0开始，增加了ADS功能，可通过C语言按ADS指定的形式来调用AutoCAD的所有命令，并可进行实体(即点、直线、圆弧等)几何信息的读取，从而大大加强了利用AutoCAD进行二次开发的功能。
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$ j( X$ J% ?1 i) X( e# W- T5 C& ^$ p为此，笔者利用AutoCAD的ADS功能，开发了一个对于AutoCAD环境下任意绘出的旋转类拉延件能自动计算毛坯尺寸的程序。该软件采用AutoCAD R12.0 for DOS下的ADS开发，利用ADS函数库编制的C程序通过High C 1.7编译，在AutoCAD Command状态下运行，可迅速准确地计算毛坯尺寸。
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/ i f: Q r, W7 {' a# f: Y9 _ I' E二、软件设计 ! E, D. `0 j3 c3 y$ F
% ^2 M8 ^% R0 [# Y8 g% U+ M1 Q1.软件设计思想
8 h) p2 i* C6 O6 I( H$ u( L( P$ ?) D R
根据久里金法则，任意由直线和圆弧为母线形成的旋转拉延件的毛料直径D可由下式决定： 3 g- T: g. m; R! ?4 S$ @+ U
式中Li——旋转拉延件中性层各线段(直线和圆弧)长度 * r2 v$ ?9 r, w2 ^5 F- {
Xi——旋转拉延件中性层各线段(直线和圆弧)重心到旋转轴的距离 3 b9 e O. k/ ^* B" N2 s v+ y
num——旋转拉延件中性层线段数 ) I( b- H4 a( C. D+ L2 T
9 O, J N9 B1 {! g0 S( Z
图1示出了某旋转拉延件的线段长度及其重心的标注，中性层共有由8段线段组成，其中直线4段(L1，L3，L6，L8)，圆弧4段(L2，L4，L5，L7)。 ! _) X' _; l/ e/ ]
现在需解决的问题是需要获取中性层各线段的几何参数，如直线的起始、终止点坐标，圆弧的圆心、半径、起始角、终止角。获取中性层各线段的几何参数后，根据有关公式即可求得各线段(包括直线、圆弧)的长度及重心位置，从而可由以上公式求得毛料直径。 * F7 n' O8 z3 ~& S( l; S
4 m G& l( {/ `4 T/ i% J$ _' h然而，中性层是假想的，由AutoCAD命令任意绘出工件图的中性层往往也并未画出，故需要首先读取工件图中内外两侧各直线和圆弧的几何数据，然后即可间接地求得中性层各线段的几何参数。
5 M! S. x$ x" Z2 C1 z! d
( T: w- p4 J; O. K/ d( w# l故本程序设计与实现上分为4个大的步骤：
# }& b7 Z$ h1 G( Y L) X
$ S; f9 q, {' j6 [8 O$ y4 h9 q# n! X(1)分别读取工件图内、外侧各线段的几何数据；
* Y1 o: u0 U3 V/ e/ ]5 n5 U' I(2)利用内外侧各线段几何数据求中性层各线段几何数据；
: Y1 j# F% [* d(3)求中性层各线段的长度及重心位置；
/ b' J* O; A! }' U(4)利用公式(1)求得毛料直径。 % N' Z. E; `# n. d* \- A
5 x, ^9 G5 }" P. o: ^/ v
在第1、2、3步中采用了表1所示结构用于存贮内外侧及中性层各线段几何数据。
/ o2 x( E1 N p9 Z# c* n. r表1实体信息的存贮方式 8 P: m: y; S! L+ {2 w. |/ }
| PR[0] | PR[1] | PR[2] | PR[3] | PR[4] | PR[5] | | 直线(1) | 起点X1 | 起点Y1 | 终点X2 | 终点Y2 | 0 | ∶
3 j9 c4 d8 ^' H6 c∶ | ∶
. ?! m& E6 \: h∶ | ∶
" o5 @/ I3 ]' f C4 w6 T∶ | ∶& H; A+ j& v9 U! f! ?# B
∶ | ∶
3 ~& J) Q5 K' k4 W8 P& t7 {∶ | ∶
2 d; x8 }- O$ I3 e+ |∶ | | 圆弧(2) | 圆心X | 圆心Y | 起角ANG1 | 终角ANG2 | 半径R | ∶+ y% e q3 D7 Z4 ?
∶ | ∶* B% C. H/ b2 e7 v
∶ | ∶
2 V. K, k5 e! |+ R. P∶ | ∶
1 @/ k- ?' r" H# n4 }2 V∶ | ∶
- G2 L& y' d, ]8 b' p6 A∶ | ∶ e; m6 S m9 Z& V5 A& d5 W+ B
∶ | | 圆(3) | 圆心X | 圆心Y | 0 | 0 | 半径R | ∶
" W. P9 j6 I% U9 V* w" X∶ | ∶
; j; H. W5 y# A6 K g* X, r' s. m∶ | ∶
: Q4 {/ B1 S% d4 d p5 f∶ | ∶
% H4 e6 C; K( u9 I w5 s: z! I- M∶ | ∶
6 ~- z, P8 _% |0 Y- K( t$ [6 j3 h L∶ | ∶( T# \9 o& B9 E8 B4 m. j
∶ |
4 w3 z+ D0 Y- l% t8 ~0 n' y$ x0 U w. Z1 b3 K7 v6 H
根据以上设计思想，本软件结构流程图如图2所示。其中，表PR＿SS[N] [5]、PR＿L[num] [5]、PR＿W [num] [5]、PR＿M [num] [5]的结构形式与表1相同。
0 w& N( B& g: o+ A- c三、制件图内外侧各线段实体信息读取的算法
, {' f8 a8 X& K% _0 S, S S. y$ E: ~2 H* n
如上所述，AutoCAD环境下的制件图内外侧线段实体信息的拾取(即图2的前4个部分)是实现本程序的关键。现设定用于表达旋转拉延件内外结构的所有线段均绘于“0”层(这也符合一般AutoCAD绘图习惯)，而尺寸标注、剖面线等则置于另外的层，则内外层线段几何信息读取算法如下：
. A1 R6 \6 ~2 N/ h, j" ? K' m; U5 n" E) p7 d' p
Stepl【交互拾取表示厚度的左实体】
M4 O. W5 N# O交互选择表示厚度的中心线左侧实体S0(如图1所注)
9 M f# L9 e/ OStep2【获取实体S0的两个端点】
1 R& M! u, @4 r8 W! |" \读取实体S0的两端点坐标，存入数组PRSO［2］［2］中
) d9 y' Q. n9 T* rStep3【拾取0层上的所有实体】
% F# T" x6 `0 L% Y建立0层上的所有实体的集合SS｛S0，S1，…，Si，…｝
/ k5 D8 z g( J8 @7 AStep4【获取实体集SS的实体数量】
6 ?3 N3 v1 T8 Z, d& g从实体集合SS中获取实体数量N
7 J& p6 [0 R7 i1 G7 K7 qStep5【获取实体集SS中一个实体的信息】
$ c" O/ [' ~- j& W c从SS中选择一个实体SSi，读取它的几何信息
7 M2 @& V$ M1 d- U' N8 V+ k. p; ]Step6【实体信息存放】
- i8 R( N2 `) h0 u/ W将实体SSi几何信息放入如表1形式的数组PRSS［N］［5］中
& J8 h. s4 c! ]1 p) XStep7【判断】N＝N-1如N＞0，进入Step5，否则进入Step8
2 }6 t( P& c1 h) j* K. UStep8【内外侧线段实体信息选择】 3 |+ P; k, d5 @# ^) K8 }; k% b
" g- ^# }8 D1 }% k4 W. C. k u根据数组PRS0［2］［2］和PRSS［N］［5］，分别建立存贮制件外侧线段几何参数的数组PRW［num］［5］及内侧线段几何参数的数组PRL［num］［5］
4 p; }. E& m, g( t: y7 U- W! `+ T' \+ x
其中，Step1主要由调用adsssget()函数完成
: z9 ?: s. P: p/ @9 k$ m3 sStep2主要由调用adsentget()函数完成 * P9 O8 R# D" K# e- R
Step3主要由调用adsssget()函数完成 * V* g+ h6 ?1 N% O
Step4主要由调用adssslength()函数完成 0 L* \8 m+ D' n0 Y6 w5 `
Step5主要由调用adsentget()函数完成 & z0 q1 s" U! |$ Z
Step1中ADS函数adsssget()的调用格式为：
W. w. z2 \7 ]7 }' m3 e4 g; x2 Xadsname S0;/*实体名变量*/ - ]$ V# X# F. r% f$ x/ P$ K6 C/ k
adsssget(NULL,NULL,NULL,NULL,S0);/*交互选择获取实体*/
1 J! s4 s; F9 wStep3中该函数的调用格式为：
! j' s9 {% h. }; ~# R( V) Iadsname SS；/*实体集名变量*/ # m( O8 L* C3 e" I& N( `* _4 R
Char sbuf［6］；/*层名变量*/ / D5 t; j5 T, N1 y/ `
struct resbuf eb；/*结构缓冲器变量*/
: W5 J6 j: R& O- M( U% ystrcpy(sbuf,“0”)；/*层名变量赋值*/ & @# I! e- M2 x5 _. _; `
eb.resval.rstring=sbuf;/*结构缓冲器字符串赋值*/
3 j- _' N/ e) Kadsssget(“X”，NULL，NULL，&eb,SS)；/*获取“0”层实体集*/
3 y G. o9 E7 a
. j/ D( u+ g2 \. M7 V9 @在Step2、Step5中调用adsentget()函数的实质是产生一个结构缓冲器链表，该链表的结构示意图如图3所示。
$ i/ ?' L: n, \$ \- _/ x+ R从结构缓冲器链表中可获取当前实体集中每个实体的类型(如点、直线、圆弧等相应的DXF代码)和几何参数(即直线的起始、终止点坐标，圆弧的圆心、半径、起始角、终止角)，由于程序段稍长，此处从略。
_9 m' N# u* D C. f5 \4 K& I: ^2 p: I0 C. k' {
Step8主要根据S0的两个端点坐标(存于数组PRS0［2］［2］)和零件图内外侧所有的实体的几何信息(存于数组PRSS［N］［5］)按首尾相连原则分别确定内侧和外侧线段及其几何参数，并分别存入相应数组PRL［num］［5］和PRW［num］［5］中。
+ s' t) N% Z0 ]. {
; W3 ~& V/ y4 r3 a3 O' o四、结束语
5 `+ _7 `' o- h
2 S( n4 J7 F! d作者根据以上程序设计思想和有关算法，设计完成了旋转拉延件毛坯尺寸的自动计算软件。在AutoCAD COMMAND状态下通过“XLOAD”命令加载本程序后，绘制(或调入)一个旋转拉延件零件图，运行本程序，即可在屏幕上显示打印出毛坯尺寸。
8 e+ W) ?2 D% t% K0 s+ H w% W/ I) i8 P: {; B
该程序已对多个由AutoCAD绘制的任意复杂程度的旋转拉延件计算出毛坯尺寸。运行表明：程序正确、可靠，能满足迅速、自动计算毛坯直径的要求。本程序既可单独运行，也可作为后续的拉延模CAD系统的一个子系统运行。 |
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发表于 2007-7-17 09:08:37