一种用于复杂刀具多参数设计的CAD方法
<P><STRONG><FONT face="Times New Roman">1</FONT>．引言</STRONG></P><P> 在刀具设计，尤其是复杂刀具的设计中，为了减少设计工作量，缩短设计周期，提高设计精度，采用<FONT face="Times New Roman">CAD</FONT>技术已是当务之急。本文在普通刀具<FONT face="Times New Roman">CAD</FONT>技术的基础上，提出一种适用于复杂刀具多参数设计的<FONT face="Times New Roman">CAD</FONT>方法，并开发了相应的<FONT face="Times New Roman">CAD</FONT>软件。对于同一类型不同结构尺寸的复杂刀具，只要输入已知参数，不必重新编程计算，即可自动按用户要求进行刀具结构尺寸运算，并绘制出刀具设计结构图。该软件的最大优点是具有一定通用性，与交互式绘图软件相比，可大大缩短设计周期，提高设计精度，减小同类产品之间的设计误差。现以蜗轮滚刀参数设计为例，对软件的总体结构、功能设计和数据通讯作一介绍。</P>
<P><STRONG><FONT face="Times New Roman">2</FONT>．蜗轮滚刀参数设计软件的总体结构</STRONG></P>
<P> 本软件采用结构化设计方法，首先利用<FONT face="Times New Roman">Foxbase</FONT>＋数据库进行窗口设计和数据查询、检索；然后采用<FONT face="Times New Roman">VC</FONT>＋＋语言进行参数运算；最后调用智能型参数绘图语言<FONT face="Times New Roman">Autolisp</FONT>编制的绘图程序进行滚刀工作图绘制。软件执行框图见下图。</P>
<P align=center><IMG height=546 src="http://news.mechnet.com.cn/upload/0904081601385669.bmp" width=308></P>
<P align=center><STRONG>软件执行框图</STRONG></P>
<P><STRONG><FONT face="Times New Roman">3</FONT>．窗口设计和数据检索</STRONG></P>
<P> 本软件的菜单设计和数表查询均采用<FONT face="Times New Roman">Foxbase</FONT>＋语言，<FONT face="Times New Roman">Foxbase</FONT>＋可实现建立数据库和数据查询等操作，并可通过程序实现数据文件中的数据操作。因此，设计蜗轮滚刀时的许多查表工作均由<FONT face="Times New Roman">Foxbase</FONT>＋完成。此外，<FONT face="Times New Roman">Foxbase</FONT>＋还具有简明的菜单设计功能。本软件采用＠<FONT face="Times New Roman">X</FONT>，<FONT face="Times New Roman">Y</FONT> <FONT face="Times New Roman">SAY</FONT>“……”语句进行菜单设计，其优点在于：用＠……<FONT face="Times New Roman">SAY</FONT>定位显示语句可以在屏幕任意位置设置任意大小的菜单，不必在没有显示信息的地方频繁添补空格符，因此具有一定灵活性。而且这种语句可充分利用硬件环境提供的彩色功能，使菜单美观醒目。程序语句举例如下<BR> ＠<FONT face="Times New Roman">5</FONT>，<FONT face="Times New Roman">12</FONT> <FONT face="Times New Roman">say</FONT>“……蜗轮滚刀菜单选择……”<BR> ＠<FONT face="Times New Roman">7</FONT>，<FONT face="Times New Roman">12</FONT> <FONT face="Times New Roman">prompt</FONT>“<FONT face="Times New Roman">1</FONT>．阿基米德蜗轮滚刀”<BR> ＠<FONT face="Times New Roman">9</FONT>，<FONT face="Times New Roman">12</FONT> <FONT face="Times New Roman">prompt</FONT>“<FONT face="Times New Roman">2</FONT>．齿槽法向直廓蜗轮滚刀”<BR> ＠<FONT face="Times New Roman">11</FONT>，<FONT face="Times New Roman">12</FONT> <FONT face="Times New Roman">prompt</FONT>“<FONT face="Times New Roman">3</FONT>．<FONT face="Times New Roman">ZC1</FONT>圆弧圆柱蜗轮滚刀”<BR> ＠<FONT face="Times New Roman">12</FONT>，<FONT face="Times New Roman">13</FONT> <FONT face="Times New Roman">prompt</FONT>“<FONT face="Times New Roman">4</FONT>．退出”</P>
<P><STRONG><FONT face="Times New Roman">4</FONT>．<FONT face="Times New Roman">Foxbase</FONT>＋与<FONT face="Times New Roman">VC</FONT>＋＋间的数据通讯</STRONG></P>
<P> 本软件中有关滚刀结构参数的计算采用<FONT face="Times New Roman">VC</FONT>＋＋语言，而<FONT face="Times New Roman">Foxbase</FONT>＋与高级语言之间的数据通讯是借助数据文件来实现的。<BR> <FONT face="Times New Roman">Foxbase</FONT>＋的<FONT face="Times New Roman">COPY</FONT> <FONT face="Times New Roman">TO</FONT>命令可将数据库文件转换为高级语言程序能够接受的数据文件（以*.<FONT face="Times New Roman">TXT</FONT>为扩展名的文本文件），而<FONT face="Times New Roman">APPEND</FONT> <FONT face="Times New Roman">FROM</FONT>命令则可将高级语言数据文件的数据转移到数据库文件中，从而完成<FONT face="Times New Roman">Foxbase</FONT>＋与高级语言之间的数据通讯。</P>
<P><STRONG><FONT face="Times New Roman">5</FONT>．<FONT face="Times New Roman">Foxbase</FONT>＋与<FONT face="Times New Roman">Autolisp</FONT>间的数据通讯</STRONG></P>
<P> 在计算机辅助设计中，数据信息与图形信息紧密相关，在利用<FONT face="Times New Roman">Foxbase</FONT>＋菜单设计数表查询、调用<FONT face="Times New Roman">VC</FONT>＋＋程序计算出滚刀设计结构参数以后，则需要将这些数据信息传输给<FONT face="Times New Roman">Autolisp</FONT>程序进行参数绘图。<BR> <FONT face="Times New Roman">Autolisp</FONT>语言是一种嵌入<FONT face="Times New Roman">AutoCAD</FONT>内容的智能设计语言，是对<FONT face="Times New Roman">AutoCAD</FONT>进行二次开发的有力工具，该语言在<FONT face="Times New Roman">AutoCAD</FONT>环境下运行，可直接调用<FONT face="Times New Roman">AutoCAD</FONT>绘图命令。<BR> 在本软件设计中，采用<FONT face="Times New Roman">Autolisp</FONT>的输入输出（<FONT face="Times New Roman">I</FONT>／<FONT face="Times New Roman">O</FONT>）功能来实现与<FONT face="Times New Roman">Foxbase</FONT>＋的数据通讯。在<FONT face="Times New Roman">Autolisp</FONT>的<FONT face="Times New Roman">I</FONT>／<FONT face="Times New Roman">O</FONT>函数中，<FONT face="Times New Roman">Read-line</FONT>能够从<FONT face="Times New Roman">ASCII</FONT>码文本文件中读取数据，每次读取一行，每一行作为一个处理单元。利用<FONT face="Times New Roman">Foxbase</FONT>＋语言将滚刀设计结构参数的最终计算结果存入一个文本文件（*.<FONT face="Times New Roman">TXT</FONT>）中，然后再由<FONT face="Times New Roman">Autolisp</FONT>接口程序调用，读取文本文件（*.<FONT face="Times New Roman">TXT</FONT>）中的数据，进行参数绘图。<BR> 例如：读取直线两端点坐标<FONT face="Times New Roman">Pt<SUB>1</SUB></FONT>，<FONT face="Times New Roman">Pt<SUB>2</SUB></FONT>绘制直线<FONT face="Times New Roman">Pt<SUB>1</SUB>Pt<SUB>2</SUB></FONT>，其程序如下：<BR> （<FONT face="Times New Roman">setq</FONT> <FONT face="Times New Roman">f</FONT>（<FONT face="Times New Roman">open</FONT> “<FONT face="Times New Roman">name1</FONT>.<FONT face="Times New Roman">txt</FONT>” “<FONT face="Times New Roman">r</FONT>”））<BR> （<FONT face="Times New Roman">setq</FONT> <FONT face="Times New Roman">kk</FONT>（<FONT face="Times New Roman">read</FONT> <FONT face="Times New Roman">line</FONT> <FONT face="Times New Roman">f</FONT>））<BR> （<FONT face="Times New Roman">setq</FONT> <FONT face="Times New Roman">b</FONT>“（”<FONT face="Times New Roman">c</FONT>“）”）<BR> （<FONT face="Times New Roman">setq</FONT> <FONT face="Times New Roman">mm</FONT>（<FONT face="Times New Roman">strcat</FONT> <FONT face="Times New Roman">b</FONT> <FONT face="Times New Roman">kk</FONT> <FONT face="Times New Roman">c</FONT>））<BR> （<FONT face="Times New Roman">setq</FONT> <FONT face="Times New Roman">nn</FONT>（<FONT face="Times New Roman">read</FONT> <FONT face="Times New Roman">mm</FONT>））<BR> （<FONT face="Times New Roman">setq</FONT> <FONT face="Times New Roman">pp</FONT>（<FONT face="Times New Roman">car</FONT> <FONT face="Times New Roman">nn</FONT>））<BR> （<FONT face="Times New Roman">if</FONT>（＝<FONT face="Times New Roman">pp</FONT> <FONT face="Times New Roman">1</FONT>）（<FONT face="Times New Roman">setq</FONT> <FONT face="Times New Roman">ptl</FONT>（<FONT face="Times New Roman">list</FONT> （<FONT face="Times New Roman">nth</FONT> <FONT face="Times New Roman">1nn</FONT>）（<FONT face="Times New Roman">nth</FONT> <FONT face="Times New Roman">2nn</FONT>））））<BR> （<FONT face="Times New Roman">setq</FONT> <FONT face="Times New Roman">pt2</FONT>（<FONT face="Times New Roman">list</FONT>（<FONT face="Times New Roman">nth</FONT> <FONT face="Times New Roman">3</FONT> <FONT face="Times New Roman">nn</FONT>）（<FONT face="Times New Roman">nth</FONT> <FONT face="Times New Roman">4</FONT> <FONT face="Times New Roman">nn</FONT>）））<BR> （<FONT face="Times New Roman">command</FONT>“<FONT face="Times New Roman">line</FONT>”<FONT face="Times New Roman">pt1</FONT> <FONT face="Times New Roman">pt2</FONT>）<BR> （<FONT face="Times New Roman">command</FONT> <FONT face="Times New Roman">nil</FONT>）</P>
<P><STRONG><FONT face="Times New Roman">6</FONT>．结语</STRONG></P>
<P> 本软件利用<FONT face="Times New Roman">Foxbase</FONT>＋生成屏幕菜单，直观简洁。<FONT face="Times New Roman">Foxbase</FONT>＋的数据库管理功能便于刀具设计所需表项的存储，并可定位查找。为克服<FONT face="Times New Roman">Foxbase</FONT>＋计算能力差的弱点，利用<FONT face="Times New Roman">VC</FONT>＋＋进行刀具结构参数的计算，并利用接口程序实现两种语言之间的数据通讯。<BR> 刀具结构参数确定以后，通过调用预先编制的<FONT face="Times New Roman">Autolisp</FONT>参数绘图程序，可方便、迅速地绘出蜗轮滚刀工作图，省去了交互式绘图的繁琐程序。<BR> 本软件的编程方法同样适合于其它类型刀具的<FONT face="Times New Roman">CAD</FONT>。</P>
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