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AutoCAD环境下旋转类拉延件毛坯尺寸的自动计算
" d/ H/ P0 c7 z3 ?0 _$ U$ {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。
0 S* |& i7 r d关键词：旋转类拉延件；毛坯尺寸；自动计算 9 B$ S0 \% Q ]$ |! n
$ }2 h$ e2 y& s/ l$ T一、引言 * k. {( |) F% `' x
2 y& O8 u) P3 E) m" u, g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 k0 p! E$ l' B* @0 V
% J" M! H ^ T1 S( t" ?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。 - M( q3 W" s$ C1 J
" j1 `5 V5 Y, c; l4 n" L
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。
) T9 T: T- o: B7 C; s* ^0 F& X; X- q, N4 O( [3 G; m& T
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。
5 y; Z' U5 W3 _1 Y5 X2 t; D: I: y" Q8 P- z
二、软件设计 ' y2 p1 a' V$ @: r4 d2 s# \
9 K' w; h/ p' U2 J( D5 C
1.软件设计思想
6 {& Q* }$ h9 v; b( ~9 c; ~, k. t$ G }& q& I" ^
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：
; B- T* I, X( t+ D式中Li——旋转拉延件中性层各线段(直线和圆弧)长度
1 A1 ~" v9 X8 ~( BXi——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
# e- o6 y; P6 w; I; tnum——旋转拉延件中性层线段数 ( `: c6 S. a" c
# s) c9 O- Y" |# d3 @
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)。 * [, p9 n- H0 t* B
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。
1 o6 u- R. I4 g* p* G8 X# ], a6 w# A- }( ?: q8 ~
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。
9 ~. n( R$ x; ^9 x( u( Z: v9 B: x+ K1 U) z
故本程序设计与实现上分为4个大的步骤： / J0 [/ {# B& t4 Y' p
9 L% `5 W. @ F7 y
(1)分别读取工件图内、外侧各线段的几何数据； # r& f* K0 K3 ?6 ]- K! S- Q
(2)利用内外侧各线段几何数据求中性层各线段几何数据； + q3 v( ]3 G$ h0 I
(3)求中性层各线段的长度及重心位置；
' K* V) r9 k9 |* G( S- d9 n: `(4)利用公式(1)求得毛料直径。
' L, B' v4 i) \
; i; Z0 g2 R$ h0 I3 o n) P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。
7 Y5 ?1 \' n: \2 r1 `2 ~: Y表1实体信息的存贮方式 & F' a6 [4 \! d3 A4 P
| 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 | ∶
& [: k. V8 N5 u∶ | ∶& v- c: F3 S0 ^% J# A
∶ | ∶3 @. C# b* ?# k* e! T
∶ | ∶# v" T% }$ I, _' p# K9 [4 P$ c
∶ | ∶7 l: s9 Z5 I* W t- _
∶ | ∶9 K' y- |1 H% K1 A3 C5 f
∶ | | 圆弧(2) | 圆心X | 圆心Y | 起角ANG1 | 终角ANG2 | 半径R | ∶% f. c# e4 p' w: O6 T
∶ | ∶+ u& P4 G- X- o& Z! _! p/ Z) F: K
∶ | ∶4 C4 h( z ]6 t# r
∶ | ∶
& |) G0 h' s6 B g+ `. M9 z∶ | ∶
7 A# `. T/ X5 q% X& m∶ | ∶
& \) |/ j# [1 a! s/ u0 O1 ]5 i∶ | | 圆(3) | 圆心X | 圆心Y | 0 | 0 | 半径R | ∶$ r, ~5 D! W r( v5 D5 C& w
∶ | ∶6 V; D D/ I. t8 g$ u+ K
∶ | ∶) ^2 u' Q; Z( \) i5 T+ I
∶ | ∶
# @0 ?$ z6 Q1 _& A∶ | ∶
3 z/ U- w) p' A' \3 S∶ | ∶% c/ v( q& {9 Q+ g1 p
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9 o z, D0 C5 z6 Y
/ C+ @# C i. ?9 X1 P; b4 f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。
: x, I& d4 E1 b: Q4 W3 L三、制件图内外侧各线段实体信息读取的算法 ; e$ M1 c7 n# `# j2 ~; k
6 ?) k- [" g+ I( B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： # `- C4 V4 M" [( a5 ]
5 c: C& _: x% [
Stepl【交互拾取表示厚度的左实体】
- ?1 Q! ]/ K: s- J交互选择表示厚度的中心线左侧实体S0(如图1所注)
1 z! f! k, q4 W! E* r" b6 jStep2【获取实体S0的两个端点】 - Z+ t4 K6 u9 r
读取实体S0的两端点坐标，存入数组PRSO［2］［2］中
& ^. R9 t) ^1 g$ m0 e: K9 fStep3【拾取0层上的所有实体】 $ o( }9 s. R) [5 f0 t/ _0 f
建立0层上的所有实体的集合SS｛S0，S1，…，Si，…｝
. o ^8 j* ?7 t2 Y& A [. |4 OStep4【获取实体集SS的实体数量】 : s* ?2 H H* D0 d2 G
从实体集合SS中获取实体数量N ' h# h: X; _; N8 L" Z) e
Step5【获取实体集SS中一个实体的信息】 ( {7 u% \6 k& d1 y# P. [
从SS中选择一个实体SSi，读取它的几何信息 / f: A/ ^4 Y8 ?! v; n' E
Step6【实体信息存放】
+ o- e; n- o# U6 ]! L/ ^将实体SSi几何信息放入如表1形式的数组PRSS［N］［5］中
( r( @4 c+ n# c. I# Y) L5 kStep7【判断】N＝N-1如N＞0，进入Step5，否则进入Step8 3 d w* o \* T! r! g8 [
Step8【内外侧线段实体信息选择】 0 L8 @' x& V j: Q! k: z3 ^ u
) U# r A2 x* h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］
1 ^$ U9 }, P; L3 K7 G0 ]8 E* q/ b+ G6 @: z+ u( v# | o2 F" e! w
其中，Step1主要由调用adsssget()函数完成 # Q5 V5 b7 N2 N( y0 o, U
Step2主要由调用adsentget()函数完成
+ p# P3 e7 w8 w, KStep3主要由调用adsssget()函数完成 $ p! w; E- k( }$ F% m# o
Step4主要由调用adssslength()函数完成 c* f# c7 ]% H. c" b- b
Step5主要由调用adsentget()函数完成
7 ? _1 _4 `7 v, S' OStep1中ADS函数adsssget()的调用格式为： ( t! a" c h$ p8 A
adsname S0;/*实体名变量*/
* c. _7 V+ R d' q' O& h$ zadsssget(NULL,NULL,NULL,NULL,S0);/*交互选择获取实体*/ 3 G) ~5 \/ h8 j
Step3中该函数的调用格式为：
# y# c! X5 f1 x |adsname SS；/*实体集名变量*/ ' ? P. z' y" w8 i" G C7 Z& z
Char sbuf［6］；/*层名变量*/ ' J! {% D8 x/ T& H
struct resbuf eb；/*结构缓冲器变量*/ ) E) b9 r7 x9 W [7 c
strcpy(sbuf,“0”)；/*层名变量赋值*/
5 A. o: a0 i2 e5 z8 \* H; U; O: ^eb.resval.rstring=sbuf;/*结构缓冲器字符串赋值*/
o0 g. z4 P) ]- p3 X& S% q; s4 Q* Yadsssget(“X”，NULL，NULL，&eb,SS)；/*获取“0”层实体集*/
- }' ^3 h7 H7 O4 T6 A/ ^
" j7 o) m. x+ C# C1 H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。 ' ^% L" X7 U" f' e' [. q5 s8 T
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。 7 O; E1 s/ Y- ^( x* n! C4 E# M
8 q! |% j: i- M
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。 ( ?- n; w/ x# J, f& u
, e! g2 G3 e6 w+ o
四、结束语
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4 p% Y X2 o& }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。
5 c( J: h d0 W% f b
4 ~- O- Q7 ^( @# m" O, o; j* @# u, k* Z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