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1引 言

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD),是從50年代 中期開(kāi)始研究的。目前,CAD軟件系統(tǒng)發(fā)展 到屏幕菜單式，具有人機(jī)對(duì)話功能的12 • O' 版。利用CAD系統(tǒng)，結(jié)合實(shí)際情況,進(jìn)行計(jì)算機(jī)制圖，設(shè)計(jì)計(jì)算和建立數(shù)據(jù)庫(kù)，這是傳統(tǒng) 的CAD應(yīng)用方式，也是大多數(shù)CAD使用人 員采用的方法。

我們?cè)诮邮?a href="http://www.dreamincubator.cn/productshow-26-35-1.html">真空包裝機(jī)CAD設(shè)計(jì)這一 課題后，大膽採(cǎi)索，成功地將HIGH ♦ C語(yǔ)言 同AUTOCAD!2 - 0版摹統(tǒng)軟件結(jié)合在一 起，釆用矢量漢字技術(shù)，突破偉統(tǒng)應(yīng)用范圍. 拓寬了 CAD的功能，研制了一套完整的、功 能強(qiáng)大的集成式真空包裝機(jī)軟件包,

該軟件包有如下優(yōu)點(diǎn)：

H)采用現(xiàn)代化的思維方法,運(yùn)用了人工 智能、專家系統(tǒng)、動(dòng)態(tài)仿真、優(yōu)化設(shè)計(jì)、CAM、 矢量漢字等理論和技術(shù)。

2. 以HIGH • C語(yǔ)言為導(dǎo)向，以AU­TOCAD 編程(AUTOLISP)語(yǔ)言為工具，采 用主模塊控制或調(diào)用更低一級(jí)子模塊，子模 埃再控制或調(diào)用更低一級(jí)子模塊，自頂向下， 逐級(jí)擴(kuò)大的模塊化設(shè)計(jì)方法，其拼裝和拆卸 十分方便靈活’也體現(xiàn)了結(jié)構(gòu)化程度設(shè)計(jì)的 優(yōu)良飭能.
3. 利用HIGH • C語(yǔ)言’開(kāi)發(fā)了動(dòng)態(tài)立 體旋轉(zhuǎn)、動(dòng)態(tài)三維劑視、平面剖視等功能極強(qiáng) 的新命令,彌補(bǔ)了 CAD系統(tǒng)軟件的缺陷。
4. 入機(jī)對(duì)話功能強(qiáng),屏幕菜單設(shè)計(jì)美 觀，采用矢量漢字技術(shù)，漢化命令、文件名、參 數(shù)的輸入和輸岀，一方面便于使用，一方面又 避免了因全漢化帶來(lái)的占用內(nèi)存大，運(yùn)行速 度降低等缺點(diǎn).

2軟件包研究的內(nèi)容

集成式真空包裝機(jī)CAD軟件包，屏幕 主菜單如囹1所示。

2.1圖形數(shù)據(jù)庫(kù)模塊

該模塊又包括了圖形査詢、圖形修改、圖 形輸入、圖形輸岀四個(gè)模塊，完成的功能如 下：

1. 該圖形數(shù)據(jù)庫(kù)輸入了目前國(guó)內(nèi)外比 較先進(jìn)的真空包裝機(jī)單室、雙室、四連桿等類 型的三維立體圖及相應(yīng)的主要零部件圖.

使用者可以査詢圖形庫(kù)信息，也可以 輜入自己設(shè)計(jì)的新型包裝機(jī)圖形,或者在圖
形修改子模中邊設(shè)計(jì)、邊輸入.

(3)可以隨時(shí)通過(guò)繪圖儀輸出選定的類 型三維圖、部裝圖、零件圖。

2-2輔助決策模塊

該模塊包括了配色、選型二個(gè)子模塊.

1. 選型子模塊可逐續(xù)顯示圖型庫(kù)中各 種類型的(單室、雙室、四連桿)三維立體圖 形，可按PAUSE健選中理想形狀.
2. 配色模塊可對(duì)選定類型的包裝機(jī)進(jìn) 行表面顏色的美觀性設(shè)計(jì)，共有256種顏色 可共選擇。

2.3動(dòng)態(tài)仿真模塊

該模塊主要完成對(duì)選定的生產(chǎn)類型進(jìn)行 包裝機(jī)生產(chǎn)過(guò)程的動(dòng)態(tài)仿真，是否符合實(shí)際 需要。

輸入?yún)?shù):真空泵工作參數(shù),被包裝物體 的三維尺寸，抽氣管路長(zhǎng)度和直徑，電氣參 數(shù),加熱時(shí)間等。

輸出參數(shù):抽氣速率、生產(chǎn)率、功率消耗.

 

 

 

 

 

 

2.4制造工藝專家系模塊

真空包裝機(jī)的主要機(jī)械零部件，不是錚 造就是焊接，決定于生產(chǎn)廠家實(shí)際生產(chǎn)能打 和包裝機(jī)的類型結(jié)構(gòu)等因素。焊接要有焊接 工藝,鑄造要有鑄造工藝和模具。為此我們?cè)O(shè) 計(jì)了該模塊,對(duì)選定的類型，主要零部件的加 工制造提供合理的制造工藝流程，保證產(chǎn)品 制造高質(zhì)量•

2. 5 CAM模塊

計(jì)算機(jī)輔助沒(méi)計(jì)和計(jì)算機(jī)輔助制造兩者 的集成，這一工作在國(guó)外70年代中期升始 的，而國(guó)內(nèi)應(yīng)用尚未成熟。它的特點(diǎn)就是由計(jì) 算機(jī)將所設(shè)計(jì)的零件信息直接轉(zhuǎn)化為如工信 息傳給機(jī)床，使一項(xiàng)產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到制造在一 個(gè)系統(tǒng)中完成，不在使用圖紙等書面技術(shù)文 件。這一功能的實(shí)現(xiàn).需要硬件接口和軟件編程相結(jié)合。在真空包裝機(jī)CAD軟件包中，我 們將真空包裝機(jī)一些通用機(jī)械加工零件，編 制了 CAM加工程序，有關(guān)方面的技巧我們 將專門論述.                      -

3三維立體圖動(dòng)態(tài)
旋轉(zhuǎn)剖視機(jī)理

本命令的實(shí)現(xiàn)全部由HIGH、C矯言來(lái) 實(shí)現(xiàn),然后和CAD軟件接口，僅將實(shí)現(xiàn)機(jī)理 介紹如下：

3.1三維變換

（卩平移

1	0	0	CT
0	1	0	0
0	0	1	0
_L	M	N	1-

 

L M N分別是沿X、Y、Z平移的距離

（2）比例

-A	0	0	0一
0	E	0	0
0	0	1	0
-0	0	1 1 -

 

 

總體放大縮小,通過(guò)設(shè)SA = E=I=比例因 子

（3）旋轉(zhuǎn)

1	0	0	o-
0	COS0	sin0	0
0 —	-sind	cos。	0
偵	0	0	I-
"COS0	0	一sin9	cr
0	1	0	0
sin9	0	COS0	0
_0	0	0	1-
~COS0	sin(	3       0	0'
一sin	9 cost	)          0	0
0	1	0	0
一 0	0	0	L

 

3.2任意點(diǎn)投影

Xt= — Xsin6 + Ycos9

Ye= — Xcos0cos

Ze— —rXsinBcos 甲一YsinOsin

X.Y,Z是自然坐標(biāo),Xe.Ye.Ze是眼坐標(biāo).

在顯示屏幕上的投影坐標(biāo)：

&=d ♦ C^）Y. = d ♦頒

D視點(diǎn)到原點(diǎn)的距離，d視點(diǎn)到顯示屏 幕定位點(diǎn)距離

們平觀察角度。

3.3隱微線和隱藏面的消除

為使三維立體圖有真實(shí)感，屏幕顯示三 維圖象需要消除險(xiǎn)藏城和隱藏面,也就是要 有一些方法來(lái)辨識(shí)哪些面、線段是可見(jiàn)的,部 分可見(jiàn)、不可見(jiàn)，只顯示可見(jiàn)部分。一般的算 法費(fèi)時(shí)費(fèi)空間，在微機(jī)上不易實(shí)現(xiàn)。為此我們 研腳了在微機(jī)能實(shí)現(xiàn)的算法。該算法的主要 思路是：

（1）      用單凸形物體（如立方體、球體等J對(duì)

每個(gè)物體找出隱識(shí)面進(jìn)行消除。            -

（2）     用最大最小測(cè)試方法査出各物體是 否有重疊，如無(wú)重疊由第一步完成險(xiǎn)藏部分 消除;如有重疊又分兩種情況處理I部分重疊 和一部分包圍另一部分。對(duì)部分重疊用深度 測(cè)試法找出可見(jiàn)部分，對(duì)包圍部分用幾何測(cè) 試法.

（3）      具體確定可見(jiàn)部分計(jì)算。

4立體投影窗口畫面設(shè)計(jì)技巧

AUTOLISP 雖為 AUTOCAD 的二次開(kāi) 發(fā)工具，其提供的屏幕輸出函數(shù)功能較弱，用 普通方法開(kāi)發(fā)不出界面良好、美鴻的窗口畫 面。為此經(jīng)過(guò)探琳我們找到了用ANSI • SYS 來(lái)擴(kuò)充AUTOLISP屏幕輸出功能的途徑， 設(shè)計(jì)出了立體投影窗口畫面.

（1）設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序ANSI • SYS的加派. 將ANSI - SYS文件拷貝到系統(tǒng)盤的根目錄 下，在 CONFIG • SYS 中加入 DEVICE — ANSI • SYS 語(yǔ)句.

（2〉用 AUTOLISP 調(diào)用 ANSI • SYS 擴(kuò) 展功能的方法。在AUTOLISP程序中，使用 PRINC或PROMPT函數(shù)發(fā)送控制字符就能 調(diào)用ANSI - SYS的擴(kuò)展功能。如fPRINC"/e[l；31；44m"]）語(yǔ)句 能實(shí)現(xiàn)文本屬性和顯示顏色設(shè)置。

（3）立體投影畫面編框?qū)崿F(xiàn)           -

1） 設(shè)置顯示模式。據(jù)需要將屏幕設(shè)置為 某種文本模式。

2） 設(shè)置屏幕底色.底色以淺色為好•

3） 設(shè)計(jì)窗口。在某矩形區(qū)域內(nèi)涂上某種 顏色，再鑲上另一顏色的、錯(cuò)位的邊框，從而 產(chǎn)生立體投影效果。

4） 填寫文本信息.文本背景顏色與窗口

顏色相同。             ,

程序簡(jiǎn)略。

5結(jié) 論

（I）該軟件設(shè)計(jì)新穎，功能強(qiáng)大，人機(jī)對(duì) 話方便。

〈2）該軟件把真空包裝機(jī)從傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn) 模式設(shè)計(jì)中解放出來(lái)，大大縮頰了設(shè)計(jì)周期。

《3）利用該軟件設(shè)計(jì)的真空包裝機(jī).具有 美觀性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性，增加了產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng) 能力。

〔4 '該軟件的設(shè)計(jì)方法思路，可以為其它 機(jī)械CAD的開(kāi)發(fā)應(yīng)用提供經(jīng)驗(yàn)技巧。