基于AutoLISP的AutoCAD机械典型零件二次开发.pdf

现 代 制 造 技 术 与 装 备422023 年第 7 期总第 320 期基于 AutoLISP 的 AutoCAD 机械典型零件 二次开发陶文东（杨凌职业技术学院，杨凌 712100）摘要：为了解决欧特克计算机辅助设计（Autodesk Computer Aided Design，AutoCAD）软件中同系列、同规格零件绘图效率低及工作烦琐的问题，以机械常用零件法兰盘的绘制为实例，采用 AutoLISP 编程语言对AutoCAD 进行二次开发。通过调用 AutoCAD 命令获取交互对话框，快速实现零件建模过程，提高了同类型零件的建模成图效率。关键词：AutoLISP；欧特克计算机辅助设计（AutoCAD）软件；二次开发；法兰盘Secondary Development of AutoCAD Mechanical Typical Parts Based on AutoLISPTAO Wendong(Yangling Vocational and Technical College,Yangling 712100)Abstract:In order to solve the problem of low efficiency and tedious work in Autodesk Computer Aided Design(AutoCAD)software for drawing parts of the same series and specifications,this paper takes the drawing of flange of common mechanical parts as an example.AutoLISP programming language is used for secondary development of AutoCAD.The interactive dialog box can be obtained by calling AutoCAD commands to quickly realize the modeling process of parts and improve the modeling efficiency of the same type of parts.Keywords:AutoLISP;Autodesk Computer Aided Design(AutoCAD)software;secondary development;flange欧特克计算机辅助设计（Autodesk Computer Aided Design，AutoCAD）软件广泛应用于机械设计、工业制图、工程制图、土木建筑、装潢设计以及服装加工等行业，功能强大，整体开放性好。AutoLISP 是一种专为 AutoCAD 软件设计的 LISP 编程语言。它作为嵌入在 AutoCAD 内部的具有智能特点的编程语言，是 AutoCAD 二次开发应用不可缺少的工具1-2。文章采用 AutoLISP 开发交互式对话框，实现机械典型零件的自动绘制，提高了零件的成图效率。1AutoCAD 二次开发简介AutoCAD 二次开发指利用 AutoCAD 软件的开发接口（AutoLISP、AutoCAD.NET API 等）及编程语言来扩展和定制 AutoCAD 的功能，使开发人员能够编写自定义程序和插件，以满足特定的设计和绘图需求。通过AutoCAD的二次开发，可以实现自动化任务，定制命令和界面，进行数据交互和处理，创建新的对象和实体等。AutoLISP 作为 AutoCAD 二次开发的重要工具，主要用于与 AutoCAD 的绘图数据库交互、修改几何图形、创建新对象和相关计算等，可以帮助用户和开发人员快速、高效地定制和扩展 AutoCAD 的功能，极大地提高了 AutoCAD 的绘图效率3-4。2AutoLISP 参数化设计过程在实际生产过程中，零部件设计经常会遇到形状相似但尺寸不同的同类型零件工程图，绘图过程单调烦琐，且成图效率低。鉴于此，可通过绘图软件的二次开发，利用参数化绘图的形式实现零件二维图和三维模型的绘制。在机械设计中，参数化绘图主要适用于系列化、规格化的产品，尤其是机械领域的标准件，如齿轮、轴、螺钉、螺母、法兰、垫圈和轴承等5。法兰盘作为一种连接零件，在工程应用中主要用于轴与轴的连接、管道间的连接等，种类繁多，结构形式多样。文章利用 AutoLISP 开发编制法兰盘程序，通过给定的法兰盘命令获取交互式对话框，自动实现法兰盘三维模型的绘制。2.1零件主要设计参数根据法兰盘零件图分析零件的形状和尺寸，确定结构形式，选择零件的主要尺寸参数。如果零件的某些尺寸之间存在一定的关系，那么确定尺寸参数时需要查阅相关资料或建立数学关系，并通过参数完成其他方面的设置和要求。设计过程中，根据零件结构和尺寸参数之间的关系编制程序，可设计出同类型的产品模型，通过改变零件尺寸参数得到不同尺寸的零件基金项目：杨凌职业技术学院 2022 年院内科研基金项目“基于特征识别的典型零件数控加工工艺设计技术研究”（ZK22-39）。设 计 与 研 究43模型6。根据零件的结构特点，将主要结构尺寸确定为参数化绘图程序的设计参数，变量参数可表示为外直径D、内直径d2、外直径d1、圆台高h1、总高H，文件以flange.DCL 命名。法兰盘零件剖面图，如图 1 所示。Dd1h1Hd2图 1法兰盘剖面图2.2交互对话框设计对话框是一种便捷固定的窗口，也是一种先进的人机交互界面。运用对话框可以方便直观地实现程序设计时的数据传输和信息传输。在 AutoCAD 中采用对话框设计语言（Dialog Control Language，DCL），运用 DCL 编写的对话框主要考虑各尺寸参数及控件的布局，即界面的交互性和可观性。在零件图的绘制中，对话框应包含零件图中各个参数的内容，即控件组。只需用户提供基本的位置信息，AutoCAD 就可以自动确定对话框的大小和布局7。对话框的 DCL程序也可在专门的 LISP 编程软件中编辑，但需另存为 DCL 源文件。法兰盘对话框的 DCL 部分程序为flange:dialoglabel=“法兰盘参数化设计对话框”;:boxed_row :image key=“key_image”;width=30;aspect_ratio=0.8;color=0;:column :edit_box label=“外直径 D:”;2.3对话框与绘图连接对话框文件描述了对话框的结构和外观、所属控件的式样和功能以及控件的布局，但要将对话框显示到屏幕上，使对话框连同各控件发挥作用，必须靠程序驱动。编写对话框的驱动程序，完成绘图程序与对话框程序的连接，是整个开发过程的关键8。利用AutoLISP 语言编写对话框驱动程序，首先加载对话框文件，将对话框显示到屏幕上。其次，根据对话框文件中控件的属性值初始化控件，激活对话框。再次，用户操作对话框，控件根据用户的操作执行相应的动作。最后，卸载对话框，对话框向应用程序传递数据9。在整个流程中，如何一个步骤显示出错，程序都将结束。具体流程如图 2 所示。加载对话框文件显示“加载失败”的信息显示对话框开始显示出错信息激活对话框初始化控件操作对话框卸载对话框文件结束图 2驱动程序流程图现 代 制 造 技 术 与 装 备442023 年第 7 期总第 320 期2.4法兰盘 AutoLISP 主程序采用 AutoLISP 编制法兰盘程序，过程如下：首先，获取法兰盘的主要尺寸参数，如内径、外径、圆台高等；其次，根据参数绘制截面，绕轴线旋转；最后，绘制定位孔，进行阵列和差集操作，得到法兰盘的三维模型10。绘制法兰盘的部分程序为(defun c:flange();驱动程序 (setq index_value(load_dialog“flange.DCL”);加载 DCL 文件(defun draw(/pt_temp pt0 pt1 pt2);绘制法兰盘 (command“ucs”“w”)(command“view”“top”);画轴中心线 (setq pt0(polar pt(*0.5 pi)(*0.15 m_H)(command“pline”“pt pt0”);保存轴线实体 (setq zhou(entlast)(setq pt_begin(polar pt(*0.5 pi)(*0.25 m_H)(setq pt_begin(polar pt_begin pi(/m_d2 2);开始画截面 (command“pline”pt_begin)(setq pt_temp(polar pt_begin pi(/(-m_D m_d2)2)(setq pt_temp(polar pt_temp(*0.5 pi)m_h1)3法兰盘零件的调用在 AutoCAD 的“命令”对话窗口输入“flange”并回车，可以看到法兰盘交互式对话框，如图 3 所示。在对话框中输入法兰盘零件的相应参数，可得到法兰盘的三维图。为了方便查看图形，在窗口中通过不同视角显示模型。法兰盘三维效果图，如图 4 所示。图 3法兰盘交互式对话框YXZ图 4法兰盘三维效果图4结语AutoLISP 语言作为一种 AutoCAD 软件的二次开发工具，能够实现参数化和自动化绘图，从而达到高效准确的绘图目的，使绘图工作变得轻松快捷，提高了成图效率和经济效益，减少了设计人员的机械性、重复性操作。参考文献1 吴捷.AutoLISP 在 AutoCAD 绘制管线规划中的应用 J.市政技术，2021（4）：124-127.2夏函.关于AutoLISP语言在计算机辅助设计中的应用J.电脑知识与技术，2021（34）：79-80.3 李刚.基于 AutoLISP 的滚齿仿真及误差分析 J.工具技术，2023（6）：86-89.4 万兵.AutoLISP 语言在计算机辅助设计中的应用研究 J.信息与电脑（理论版），2019（3）：77-78.5 李斌.基于 AutoLISP 的 AutoCAD 二次开发在钣金展开软件开发中的应用与研究 D.南京：南京理工大学，2013.6 毛文武，严景新，杨旭东，等.基于 AutoCAD 的法兰盘三维参数化图库开发 J.煤矿机械，2013（12）：238-240.7 苏绪平，米彩盈.基于 AutoLISP 的 S 型辐板车轮交互式参数化设计 J.机车电传动，2020（3）：110-114.8 王成佐，朱江龙，余俊雅，等.基于 AutoLISP 的男西服样板自动化生成 J.毛纺科技，2022（3）：98-105.9 陈晨，李华，曾毅.SolidWorks 二次开发在压力容器法兰参数化建模中的应用 J.化工装备技术，2017（2）：33-35.10 范金桃.盘类零件参数化 CAD/CAM 系统设计及研究 D.杭州：浙江工业大学，2010.