-1引 言

計算機輔助設計(CAD),是從50年代中期開始研究的。目前,CAD軟件係統發展 到屏幕菜單式，具有人機對話功能的12 • O' 版。利用CAD係統，結合實際情況,進行計 算機製圖，設計計算和建立數據庫，這是傳統 的CAD應用方式，也是大多數CAD使用人 員采用的方法。

我們在接受真空包裝機CAD設計這一 課題後，大膽採索，成功地將HIGH ♦ C語言 同AUTOCAD!2 - 0版摹統軟件結合在一 起，釆用矢量漢字技術，突破偉統應用範圍. 拓寬了 CAD的功能，研製了一套完整的、功 能強大的集成式真空包裝機軟件包,

該軟件包有如下優點：

H)采用現代化的思維方法,運用了人工智能、專家係統、動態仿真、優化設計、CAM、 矢量漢字等理論和技術。

2. 以HIGH • C語言為導向，以AU­TOCAD 編程(AUTOLISP)語言為工具，采 用主模塊控製或調用更低一級子模塊，子模 埃再控製或調用更低一級子模塊，自頂向下， 逐級擴大的模塊化設計方法，其拚裝和拆卸 十分方便靈活’也體現了結構化程度設計的 優良飭能.
3. 利用HIGH • C語言’開發了動態立 體旋轉、動態三維劑視、平麵剖視等功能極強 的新命令,彌補了CAD係統軟件的缺陷。
4. 入機對話功能強,屏幕菜單設計美 觀，采用矢量漢字技術，漢化命令、文件名、參 數的輸入和輸岀，一方麵便於使用，一方麵又避免了因全漢化帶來的占用內存大，運行速 度降低等缺點.

2軟件包研究的內容

集成式真空包裝機CAD軟件包，屏幕 主菜單如囹1所示。

2.1圖形數據庫模塊

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

1. 該圖形數據庫輸入了目前國內外比 較先進的真空包裝機單室、雙室、四連杆等類 型的三維立體圖及相應的主要零部件圖.

使用者可以査詢圖形庫信息，也可以 輜入自己設計的新型包裝機圖形,或者在圖
形修改子模中邊設計、邊輸入.

(3)可以隨時通過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、選型二個子模塊.

1. 選型子模塊可逐續顯示圖型庫中各 種類型的(單室、雙室、四連杆)三維立體圖 形，可按PAUSE健選中理想形狀.
2. 配色模塊可對選定類型的包裝機進 行表麵顏色的美觀性設計，共有256種顏色 可共選擇。

2.3動態仿真模塊

該模塊主要完成對選定的生產類型進行 包裝機生產過程的動態仿真，是否符合實際 需要。

輸入參數:真空泵工作參數,被包裝物體 的三維尺寸，抽氣管路長度和直徑，電氣參 數,加熱時間等。

輸出參數:抽氣速率、生產率、功率消耗.

2.4製造工藝專家係模塊

真空包裝機的主要機械零部件，不是錚 造就是焊接，決定於生產廠家實際生產能打 和包裝機的類型結構等因素。焊接要有焊接 工藝,鑄造要有鑄造工藝和模具。為此我們設 計了該模塊,對選定的類型，主要零部件的加 工製造提供合理的製造工藝流程，保證產品 製造高質量•

2. 5 CAM模塊

計算機輔助沒計和計算機輔助製造兩者 的集成，這一工作在國外70年代中期升始 的，而國內應用尚未成熟。它的特點就是由計 算機將所設計的零件信息直接轉化為如工信 息傳給機床，使一項產品從設計到製造在一 個係統中完成，不在使用圖紙等書麵技術文 件。這一功能的實現.需要硬件接口和軟件編程相結合。在真空包裝機CAD軟件包中，我 們將真空包裝機一些通用機械加工零件，編 製了 CAM加工程序，有關方麵的技巧我們將專門論述.

3三維立體圖動態
旋轉剖視機理

本命令的實現全部由HIGH、C矯言來 實現,然後和CAD軟件接口，僅將實現機理 介紹如下：

3.1三維變換

（卩平移

L M N分別是沿X、Y、Z平移的距離

（2）比例

總體放大縮小,通過設SA = E=I=比例因 子

（3）旋轉

3.2任意點投影

Xt= — Xsin6 + Ycos9

Ye= — Xcos0cos

Ze— —rXsinBcos 甲一YsinOsin

X.Y,Z是自然坐標,Xe.Ye.Ze是眼坐標.

在顯示屏幕上的投影坐標：

&=d ♦ C^）Y. = d ♦頒

D視點到原點的距離，d視點到顯示屏 幕定位點距離

們平觀察角度。

3.3隱微線和隱藏麵的消除

為使三維立體圖有真實感，屏幕顯示三 維圖象需要消除險藏城和隱藏麵,也就是要 有一些方法來辨識哪些麵、線段是可見的,部 分可見、不可見，隻顯示可見部分。一般的算 法費時費空間，在微機上不易實現。為此我們 研腳了在微機能實現的算法。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

每個物體找出隱識麵進行消除。            -

（2）     用最大最小測試方法査出各物體是 否有重疊，如無重疊由第一步完成險藏部分 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。對部分重疊用深度 測試法找出可見部分，對包圍部分用幾何測 試法.

（3）      具體確定可見部分計算。

4立體投影窗口畫麵設計技巧

AUTOLISP 雖為 AUTOCAD 的二次開 發工具，其提供的屏幕輸出函數功能較弱，用 普通方法開發不出界麵良好、美鴻的窗口畫 麵。為此經過探琳我們找到了用ANSI • SYS 來擴充AUTOLISP屏幕輸出功能的途徑， 設計出了立體投影窗口畫麵.

（1）設備驅動程序ANSI • SYS的加派. 將ANSI - SYS文件拷貝到係統盤的根目錄 下，在 CONFIG • SYS 中加入 DEVICE — ANSI • SYS 語句.

（2〉用 AUTOLISP 調用 ANSI • SYS 擴 展功能的方法。在AUTOLISP程序中，使用 PRINC或PROMPT函數發送控製字符就能 調用ANSI - SYS的擴展功能。如fPRINC"/e[l；31；44m"]）語句 能實現文本屬性和顯示顏色設置。

（3）立體投影畫麵編框實現           -

1） 設置顯示模式。據需要將屏幕設置為 某種文本模式。

2） 設置屏幕底色.底色以淺色為好•

3） 設計窗口。在某矩形區域內塗上某種 顏色，再鑲上另一顏色的、錯位的邊框，從而 產生立體投影效果。

4） 填寫文本信息.文本背景顏色與窗口

顏色相同。             ,

程序簡略。

5結 論

（I）該軟件設計新穎，功能強大，人機對 話方便。

〈2）該軟件把真空包裝機從傳統的經驗 模式設計中解放出來，大大縮頰了設計周期。

《3）利用該軟件設計的真空包裝機.具有 美觀性、可靠性、經濟性，增加了產品的競爭 能力。

〔4 '該軟件的設計方法思路，可以為其它 機械CAD的開發應用提供經驗技巧。