压力机液压系统CAD

诚信声明本人郑重声明：本设计及其研究工作是本人在指导教师的指导下独立完成的，在完成设计时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。 本人签名： 年 月 日 毕业设计任务书设计题目： 压力机液压系统CAD 系部： 机械工程系 专业： 机械设计制造及其自动化 学号： 102011334 学生： 刘哲 指导教师（含职称）： 王玉玲 （副教授） 专业负责人： 田静 1 设计的主要任务及目标本课题要求利用计算机辅助设计软件设计压力机液压系统，使用access建立典型液压元件相关性能参数数据库和职能符号图形库，并建立CAD与access之间的联系，学会用VisualLISP编程，对CAD进行二次开发，实现图形符号库的调用，绘制液压系统原理图。2 设计的基本要求和内容1.建立参数数据库2.建立液压元件图形符号库；3.实现图形库的调用；4.编写设计说明书。3主要参考文献 1雷天觉主编.新编液压工程手册M.北京：北京理工大学出版社 1998 2李建蓉，徐长寿，陶亦亦主编.液压与气压传动M.化学工业出版社 2006 3王文斌主编.液压传动与控制M.北京：机械工业出版社 2009 4成大先主编.机械设计手册M.化学工业出版社 2002 5左健民主编.液压与气压传动M.北京：机械工业出版社 20074进度安排设计各阶段名称起 止 日 期1开题报告2014.03.012014.03.102前期设计学习工作2014.03.112014.04.203中期答辩2014.04.212014.04.274后期设计工作2014.04.282014.06.155毕业答辩2014.06.162014.06.22毕业设计压力机液压系统CAD102011334刘哲机械工程系学生姓名： 学号： 机械设计制造及其自动化系 部： 王玉玲专 业： 指导教师： 二一四年六月 0压力机液压系统CAD摘要：本系统借助Auto CAD的二次开发系统和其提供的下拉菜单、图像显示菜单等控制模块程序，建立了一个液压元件图形符号库，从而解决了设计人员在绘制液压系统图时存在大工作量、重复性劳动及图形不规范等问题，大大提高了绘图效率。同时，系统利用VisualLISP 程序来进行设计计算，所有计算操作都在对话框中进行，操作方便快捷，大大缩短了设计周期。而且系统还具有文档文件处理功能，用户在设计中可以把计算文档文件存入系统，以备查看。关键词：液压CAD系统,液压元件图形符号,VisualLISP The Press Machine Hydraulic System CAD Abstract:ThissystemusestheseconddevelopmentsystemsandpulldownmenuandiconmenuinAutoCAD,establishesawarehouseofhydraulicpartsmarks,therebyresolvedtheproblemthatthedesignersmustdomanyrepetitionjobs,andtheydrawmanyinformaldiagrams,increasespaintingefficiencyconsumedly.Atthesametime,thesystemmakesuseoftheprocedureofVisualLISPtoprocessthedesigncalculation.Allcalculationstheoperationsareproceedingindialogbox,thisisconvenientandfast,shortenedtodesigntheperiodconsumedly.Andthesystemstillhasfunctionoftextfilehandle,customercandepositthetextfileintothecompute.Thesystemhasthefeaturesuchasconvenientusingandgooddevelopingcharacter.Keywords:CADsystemforhydraulicsystems;warehouseofhydraulicpartsmarks;VisualLISP 目 录1 前 言12 压力机液压系统分析22.1典型压力机液压系统22.2 压力机液压系统中的液压回路52.3 YB32-200型液压压力机液压系统的特点63 液压CAD63.1液压CAD的发展63.2液压系统原理图CAD系统的构成与功能83.3液压系统原理图CAD系统的特点103.4程序开发流程104 液压元件数据库的建立104.1 数据库系统104.1.1 数据库的特点104.1.2 Access数据库概述114.2 数据库设计过程124.2.1 液压元件数据库124.2.2 液压元件数据库的建立125 液压元件符号库的建立195.1液压元件绘制及图形库的建立195.1.1液压元件的绘制195.1.2 WBLOCK命令建立内部符号库205.1.3 WBLOCK命令建立外部符号库215.2图形符号库的管理和应用215.2.1设计中心管理和应用符号库215.2.2工具选项板管理和应用符号库226 VisualLISP在CAD中的应用236.1 VisualLISP概述236.2 VisualLISP的主要组成部分和功能236.3 VisualLISP的启动和界面246.4文本编辑器概述256.5运行VisualLISP程序256.6 VisualLISP的调试功能266.7控制台操作286.8程序的编写297 结论31参考文献32致谢33附录34 41 太原工业学院毕业设计1 前 言 随着近50年的科学技术的进步与发展，液压技术已经成为了一门影响现代机械装备技术的重要基础学科和基础技术，液压机是一种利用液体压力来传递能量,以实现各种压力加工工艺的机床。随着新工艺及新技术的应用，液压机在金属加工及非金属成形方面的应用越来越广泛，在机床行业中的占有份额正在大幅度。由于液压机在工作中的广泛适应性，使其在国民经济各部门获得了广泛的应用。如板材成型；管、线、型材挤压；粉末冶金、塑料及橡胶制品成型；胶合板压制、打包；人造金刚石、耐火砖压制和炭极压制成型；轮轴压装、校直等等.八十年代以来，随着微电子技术、液压技术等的发展和普及应用，液压机有了更进一步的发展。目前，液压机的最大标称压力已达750MN，用于金属的模锻成型。众多机型已采用CNC或工业PC机来进行控制，使产品的加工质量和生产率有了极大的提高。随着人们生活水平的提高，金属压制和拉伸制品的需求逐年提高，同时，对产品品种的需求也越来越多，另一方面产品的生产批量日益缩小。为与中、小批量生产相适应，需要能够快速调整的加工设备，这使液压机成为理想的成型工艺设备。特别是当液压机系统实现具有对压力、行程速度单独调整功能后，不仅能够实现对复杂工件以及不对称工件的加工，而且，实现了极低的废品率。这种加工方式还适合于长行程、难成型以及高强度的材料。可变的动力组合、短的加工时间、根据工件长度的简易的压力行程调整，这与机械加工系统相比，有其优越性。 CAD是计算机与工程设计紧密结合的综合应用技术。尽管各学科领域的CAD都是采用数值计算方法解决高精度、高速度工程设计，但由于CAD是和各学科专业内容紧密相关的，因此其技术特点与侧重点又有很大不同。机械类学科领域CAD的重点在于图形设计。包括完成设计、计算数据传递、绘图（包括二维、三维）以及性能分析，并能利用屏幕显示及人机对话。实现二维、三维之间的转换。自动控制专业则需解决多变量图解及系统的动态过程的数字仿真。对于一个完善的液压CAD系统是一个以C程数据库为中心，以图形为主要手段，包括设计计算、绘图、工程数据处理、动态仿真和优化等功能在内的集成的、结构开放的系统。CAD技术将计算机运算速度快、计算精度高、存储信息量大、逻辑运算能力强等优点和人具有创造性、组织能力的优势组合起来。 液压传动应用于压力机上的优缺点 （1）优点： 液体传动的所需的元件可以按照需求来生产安装 控制起来比较方便可以大范围内对速度进行调控 使用油和液体作为工作介质，运动过程中可以自动润滑，所以使用周期比较长 很容易实现直线运动 很容易实现机器的自动化，当采用电液联合控制后，不仅可实现更高程度的自动控制过程，而且可以实现遥控。 （2）缺点： 液压传动的主要缺点是漏油问题难以避免。为了防止漏油问题，元件的制造精度要求比较高。油液粘度和温度的变化会影响机构的工作性能。液压元件的制造和系统的调试需要较高的技术水平。2 压力机液压系统分析压力机液压系统原理图由机器的液压、润滑、等系统构成，对于指导设计、安装、调试起着重要的作用。压力机液压系统原理图的构成很复杂，包括油箱、各种电磁阀、溢流阀、单向节流阀、双联阀、液压桥、过载保护等液压元件。2.1典型压力机液压系统液压压力机是一种用静压力来加工金属、塑料、橡胶、粉末制品的机械，在许多工业部门得到了广泛应用。压力机的类型很多，其中四柱式液压压力机最为典型，应用也最广泛。下面以YB32-200液压压力机液压系统为例来简单介绍一下压力机液压系统。YB32-200型液压机机身属于四立柱机身。机身由上横梁、下横梁和四根立柱组成。液压机的各个部件都安装在机身上，其中上横梁的中间孔安装工作缸，下横梁的中间孔安装顶出缸，工作台面上开有T型槽，用来安装模具。活动横梁的四个角上的孔套装在四立柱上，上方和工作缸活塞相连接，由其带动横梁上下运动。如图2.1示图2.1YB32-200液压压力机外形图图2.2为YB32-200型液压压力机液压系统图，该系统由一高压泵供油，控制油路的压力油是经主油路由减压阀4减压后所得。图2.2 YB32-200型液压压力机液压系统图YB32-200型液压压力机液压系统中的各个液压元件的部分性能参数如下表所示： 表1 YB32-200液压压力机液压系统中控制阀和部分辅助元件的型号规格序号元件名称估计流过流量（L/min）型号规格1减压阀40JF3-10B2可调式电液复合控制溢流阀120DBT1/315G2410通径，32Mpa，板式联接3远程调压阀12010通径，32Mpa，板式联接4斜盘式柱塞泵156.863SCY14-1B32Mpa，驱动功59.2KN5三位四通电磁阀10034DO-B10H-T10通径，压力31.5Mpa6上缸换向阀10034DO-B10H-T10通径，压力31.5Mpa7顺序阀160WU-160-18040通径，压力损失不大于0.01Mpa8预泄换向阀组9压力继电器DP1-63B8通径，10.5-35Mpa10单向阀YAF3-E610B32通径，32Mpa11液控单向阀32通径，32Mpa12液控单向阀11.57YAF3-Ea10B32通径，32Mpa13溢流阀3.375YF3-10B40通径，压力损失不大于0.01Mpa14三位四通电液换向阀YAF3-E610B32通径，32Mpa15溢流阀3.375YF3-10B40通径，压力损失不大于0.01Mpa16溢流阀3.375YF3-10B40通径，压力损失不大于0.01Mpa2.2 压力机液压系统中的液压回路任何液压系统都是由一些基本回路组成。所谓液压基本回路是指能实现某种特定功能的液压元件的组合。按照所能实现的主要功能不同，常用的液压基本回路可分为方向控制回路、速度控制回路、压力控制回路和多缸动作回路等基本形式。在液压系统中，起控制执行元件的启动、停止及换向作用的回路，称为方向控制回路，包括换向回路和锁紧回路。压力控制回路是用压力阀来控制和调节液压系统主油路或某一支路的压力，以满足执行元件速度换接回路所需的力或力矩的要求。利用压力控制回路可实现对系统进行调压(稳压)、减压、增压、卸荷、保压与平衡等各种控制,是利用压力控制阀来控制整个系统或局部支路的压力，以满足执行元件对力和转矩的要求。速度控制回路是调节和变换执行元件运动速度的回路，是研究液压系统的速度调节和变换问题，常用的速度控制回路有调速回路、快速回路、速度换接回路等。2.3 YB32-200型液压压力机液压系统的特点（1）系统中使用一个轴向柱塞泵高压变量泵供油，系统工作压力由远程调压阀3调定。（2）系统中的顺序阀7调定压力为2.5MPa，从而保证了液压泵的卸荷压力不致太低，也使控制油路具有一定的工作压力（大于2.0MPa）。（3）系统中采用了专用的预泄换向阀组8来实现上滑块快速返回前的泄压，保证动作平稳，换向时的液压冲击和噪声。（4）系统采用管道和油液的弹性变形来保压，方法简单，但对液控单向阀和液压缸等元件密封性能要求较高。（5）系统中上下两缸的调由两换向阀6和14的互锁来保证，一个缸必须在另一个缸静止时才能动作。（6）系统中的两个液压缸各有一个安全阀进行过载保护。3 液压CAD3.1液压CAD的发展 液压CAD的研究开始于70年代，美国麦道飞机公司率先开发出预测液压元件和系统工作性能的AF-SS(AdvancedFluidSystemSimulation)仿真程序软件包，使液压设计从经验估计上升到定量分析的阶段。该包采用FORTRAN语言编程，可以用来分析飞机的液压系统。该包的功能包括： （1）液压系统稳态和准瞬态性能分析程序SSFAN； （2）液压瞬态分析程序HYTRAN； （3）液压系统频率响应程序HSFR； （4）液压瞬态热分析程序HYTTHA。 80年代初，德国亚琛工业大学研制成功DSH(DigitalSimulationofHydraulicSystem)仿真系统。该系统采用模型库解决液压系统各种常用液压元件的动态模型，用户使用该系统前应预先根据系统所规定的特殊规则，建立仿真对象的描述文件，输入到程序中，程序可根据描述文件自动建模，并完成模型求解、结果数据处理和输出曲线绘制等工作。同期另一个影响较大的仿真软件是英国巴斯大学的HASP软件包，该包除具有DSH所有的性能外，还可以进行静态仿真。进入80年代后，交互式图形学逐渐进入液压领域，在绘图方面取得了更大的进步。德国斯图加特大学首次推出计算机设计液压原理图的程序包GullickDobsonLtd推出了适用于采矿机械的液压CAD的专用软件包，该包除具有设计原理图功能之外，还可以生成三维阀块、绘制零件图及简单部件的装配图。亚琛工业大学还研制出一个涉及液压阀快的HYKON软件包，包内含有一个有多种液压软件结构数据的数据库，能根据设计人员输入的信息，布置阀块上的元件及连接螺孔，自动进行阀块孔道的设计和校核。当设计有错时能提示“错误信息”，并可用人机对话方式进行修改，最后可得阀块的各种视图。美国威格斯（VICKERS）公司利用CAD技术进行液压系统原理图的绘制和计算，进行液压泵、马达、阀、和集成阀块的方案设计及零、部件绘制。 目前液压CAD软件的发展方向是设计、仿真、绘图一体化。如以色列Goldenbeng开发的液压CAD软件系列为HydroCalc,HydroSaft等。芬兰的坦佩雷大学液压研究所研制了液压插装阀快的CAD软件包。一些公司、学校也相继开发液压元件和系统的CAD软件包，其中某些软件不仅能对某些液压元件进行设计计算、绘制二维图形，还能建立三维立体模型。 国内液压界的CAD研究起步约在80年代初开始。最初只是在用计算机对特定的液压系统或元件进行仿真，也有些研究涉及有限元分析、参数辨识和优化设计，后来才发展到设计和绘图。浙江大学1984年移植成功DSH程序并作了二次开发，扩充了液压管道静、动特性的功能，并对软件的算法、提高软件效率、本地化、国产化作了有效的尝试，推动了计算机CAD技术的进步。北京航空航天大学，西北工业大学在80年代初，对美国麦道公司的AFFS软件进行了移植取得了一定的成果。 七五期间，由机电部北京自动化所负责，联合浙江大学、大连理工大学、上海交通大学、甘肃工业大学和大连液压件厂共同完成了“液压元件及系统的计算机辅助设计”的攻关项目，该项目建立了一个基本的液压CAD系统，包括基础理论、液压元件设计、图纸管理及液压系统设计的液压CAD系统。 大连理工大学于1980-1985年间完成了液压系统原理图辅助设计软件包。随后结合“液压元件及系统计算机辅助设计(CAD)”d的攻关项目，开发了集成式液压系统CAD软件，该软件中还包含有标准液压元件图形库及数据库，利用该包进行集成式液压系统的设计已正式在生产中运行。浙江大学、上海交通大学及哈尔滨工业大学等校均在插装阀三维实体造型、液压泵CAD等方面各自开发了相应的软件。3.2液压系统原理图CAD系统的构成与功能（1）液压系统原理图CAD系统的软件设计 软件设计将原理图的基本图形符号以 AutoCAD模块的 形式存储于图库中，包括属性数据和形状数据。由于 AutoCAD本身具有较强的对块进行操作的功能，所以用户可以很方便地绘出符合国家标准的原理图，并据国标的升级可方便地修改升级。元件库包括阀类元件、泵及马达、液压辅件、电磁方向阀、电液方向阀、 叠加元件、液压油缸等累计5 0多个液压元件,由于元件库为开放式的图形数据库,具有良好的可修改性和可扩充性。 根据液压系统原理图设计的特点和要求，本系统是一个由菜单和命令驱动的交互式系统 。包括：面向设计的用户菜单；专用的元件库；设计流程控制模块；统计模块；辅助设 计功能模块。由于AutoCAD中的命令均是以交互式方式与用户进行对话，而液压系统原理图设计要 求计算机对设计过程进行控制和指导，为此， 我们利用嵌套在 AutoCAD软件包内部的 VisualLISP语言进行设计。各个模块之间是相对独的，即每个模块都可以独立地理解、编写、测试和修改，同时它们又是相互联系的，通过面向设计的用户菜单进行管理和操作( 见图 3.1所示 )。图3.1基于基本回路的液压系统原理图CAD系统的构成如图3.2所示。图3.2基于基本回路的液压系统原理图CAD系统的构成（2）液压系统原理图CAD系统各模块的主要功能如下：液压图形符号库模块 液压图形符号库包括常用液压件的图形符号，如油缸、液压马达、泵以及各类液压阀等，并按照国标GBT7861- 93液压气动图形符号的要求绘制。液压系统基本回路 本模块提供给用户各类液压系统基本回路，用户可以根据所需基本回路的名称或相应的幻灯片选择，并把选择的基本回路插入到所设计的液压系统原理图中，以提高设计的效率。 液压元件数据库 在液压元件数据库中包含了各类液压元件的有关参数，如名称、型号、额定压力、流量、功率、生产厂家、价格及易损件等等，用户可以根据元件的名称及选择参数要求选取所需元件并存人到相应的文件中，以供打印输出。打印元件清单本模块根据用户所选取的各类液压元件，打印输出液压元件清单，以供企业生产及订购。3.3液压系统原理图CAD系统的特点 基于基本回路的液压系统原理图CAD系统是在AutoCAD R12 For Windows平台下开发的应用软件，可以在各种486以上的微机上运行，该软件具有以下特点： (1)该软件利用ADS、DCL对话框语言、AutoCAD菜单技术以及VisualLISP语言开发而成，整个系统与AutoCAD浑然一体，界面友好，用户可以利用鼠标从下拉式菜单及图标菜单选取所需功能，也可以从键盘输入命令，使用非常方便。 (2)参数化绘图采用VisualLISP语言利用ADS编程，所生成的代码简洁、运行速度快，内存占用小。3.4程序开发流程在全面分析压力机液压原理图的功能及特点后，确定了软件开发流程：(1)以图块及图形文件的形式建库。(2)分别建立液压、气动元件符号库、典型压力机部件液压、气动原理图库、典型压力机液压原理图库。(3)用VisualLISP语言及DCL对话框控制语言编写应用程序，该程序的功能是：利用上述三个库，产生人机交互式界面，绘制、编辑、修改原理图，并将开发的应用程序增加到ACAD1sp文件中，以使CAD软件启动时自动加载程序。(4)编写菜单文件产生工具栏菜单及下拉菜单，并将编写的菜单文件加载到ACADmnu菜单文件中以实现菜单的自动加载。4 液压元件数据库的建立 4.1 数据库系统 4.1.1 数据库的特点 数据库(Database)是大量相关数据的集合，它主要为某一特定的应用目的而组织起来，作为常规数据库的一部分操作；数据库中的数据能被输入、编辑和删除。一个数据库存储在计算机上，而它的数据库是在一个或几个文件中。这些文件内的数据均以一种表(fable)的形式来表示；而且对于每一张表，数据不一定要是唯一的。也就是说，相同数据可以出现在某一给定数据库的几张表中。一个数据库系统一般由数据、硬件、软件和用户组成。采用数据库管理数据有如下几个特点：(1)数据的独立性(2)减少了数据的冗余度(3)实现数据共享(4)加强了对数据的保护4.1.2 Access数据库概述 Microsoft Access是目前最流行的桌面型数据库软件之一。它提供的大量的输入、分析和展示数据的工具，是个基于关系模型的数据库管理系统(DBMS)。使用MicrosoiftAccess可以在一个数据库文件中管理所有的用户信息，它给用户提供了强大的数据处理功能，帮助用户组织和共享数据库情息，使用户能方便地得到所需的数据。 Access有很多特点，它既面向终端用户，又面向开发人员，是一个开放式的数据库管理系统，支持多媒体技术，具有基于Web的管理功能，内置众多的宏和函数，具有完善的联机帮助。可以在个数据序文件中管理所有对象有的用户信息，它通过以下七个对象对数据进行管理，实现高效率的信息管理和数据共享：（1）表 Access所有的数据均以数据表的对象保存在数据库对象中，数据表也是对象是一个保存数据的容器。数据在表对象中的保存是有结构有顺序的，通常要受到某种规则的约束，其数据的重复率的可能性要求降到最低。 (2)查询 查找和检索所需的数据，查询对象的实质是SQL命令。SQL命令是Structure QueryLanguage(结构化查询语言)的缩写，它可以根据用户提供的特定的规则，对表中的数据进行筛选，并以数据表的形式进行显示。 (3)窗体 查看、添加和更新表的数据，是应用程序界面，用以实现用户与数据库的交互。窗体作为容器，可以再设置其它对象。窗体本身不包含数据，窗体数据来源于表对象，或通过查询与对象数据表相接。 (4)报表 以特定的版式分析或打印数据。不包含数据，将用户所选择的数据连结按特定方式组织并打印输出。 (5)数据访问页 查看、更新和分析来自Intemet或Intemet的数据库数据，以HTML格式显示数据，用户可以通过Intemet实现对数据库的浏览、操作。 (6)宏 执行各种操作，控制程序流程，使若干操作组合的流程。 (7)模块 更复杂、高级应用的处理工具，实质是VB程序。只要在一个表保存一次数据，就可以从多个角度查看数据，比如从表中查看，从查询中查看，从窗体中查看，从报表中查看，从数据访问页中查看等。当更新数据时所有出现该数据的位置均会自动更新。MicrosoftOfficeAccess与其它数据库系统相比更加简单易学，同时可以很方便地实现信息保存、维护、查询、排序、统计、打印等功能，完全满足系统要求，因此本系统选用Access作为数据库管理系统。4.2 数据库设计过程 4.2.1 液压元件数据库 在液压阀块设计中液压元件的安装面及尺寸都是固定的，其孔道间的相对位置也是固定的，因而可将其作为一个孔组整体输入。这样既能减少设计时的工作量，又能确保每个元件上各孔道之间相互位置的正确性，建立液压元件数据库来管理相应的尺寸，使之能被设计人员方便地检索、查询和调用，对液压阀块CAD尤为重要。4.2.2 液压元件数据库的建立用Access2003来开发液压元件性能参数管理系统，Access是一种关系型数据库，它为用户提供了数据库管理的工具集和应用程序开发环境，是中小型数据库应用领域中最通用的数据库软件。由于Access数据库和VisualLISP语言结合得比较好，对于数据库开发人员，利用VB语言以及Access数据库提供的可视化工具和向导，便可以设计出具有一定规模、功能强大的数据库应用系统。Access还具有数据访问的功能，可以创建用来添加、编辑、查看、处理液压元件性能参数数据库当前记录的Web页，也可以通过电子邮件发送数据。（1）利用Access 2003建立液压元件数据表先打开Access 2003软件新建一个数据库并保存为.mdb格式，出现一个数据库对话框。双击“使用设计器创建表”。出现一个液压元件数据库对话框,建立液压泵的表。输入表的名称：液压元件液压泵，并根据有关资料向表中输入液压泵的性能参数利用相同方法依次建立液压元件的数据表格（2）利用Access 2003建立液压元件数据库的查询，点击数据库中的对象“查询”出现查询对话框。点击“使用向导创建查询”，并依次填写相关信息点击完成即可创建一个有关液压泵的查询，同理完成液压元件的查询（3）利用Access 2003建立液压元件数据库窗体点击液压元件中的窗体出项对话框点击“使用向导创建窗体”并按照液压元件手册填写相关的参数信息，点击完成即可创建一个有关液压元件的窗体。点击液压动力元件液压泵出项对话框。本系统中采用关系数据模型来实现对液压元件产品样本的管理。根据液压元件块设计系统对液压元件的数据要求建立后台数据库。 液压元件数据库包括两个数据表：液压元件名称数据表和液压元件尺寸参数表。其中液压元件名称表描述了液压元件的分类情况，各油口相对位置相同的阀用同一个阀代号来表示。这样就建立了一个底板基本孔道数据与液压元件名称的“一对多”的关系型数据库，一对多关系是最常用的关系类型。该关系的特点是，主表中的一个记录可以与相关表中的多个记录匹配，而相关表中的一个记录只能与主表中的一个记录匹配。在两个表中，如果仅有一个相关字段是主键或唯一索引，则可以在两个表间创建一对多的关系。5 液压元件符号库的建立一个复杂的液压系统中包含有大量的液压元件，如果能用一个数据库对液压系统中所有的液压元件进行管理，无疑对液压系统的维护是非常有用的，问题的关键是，当要设计绘制液压系统图，如何生成液压系统的图形库，依靠手工绘制图形库的工作量大并且繁琐，容易出错。在绘制液压系统图时，每一个液压元件都用带属性的图块方式插入，然后利用VisualLISP语言访问液压系统图，提取每一个液压元件图块的属性信息，然后自动生成一个液压系统数据库，从而避免人为的差错，提高效率。5.1液压元件绘制及图形库的建立5.1.1液压元件的绘制液压元件的种类繁多，绘制液压系统原理图时将多次调用各种液压元件，因此，建立液压元件图形库是开发自动绘图软件所必需的。（1） 液压元件图形库的内容根据液压元件简图的相关规定，将常用液压元件分成13类，共计212种，如表2所示。表5.1 液压元件种类及数量序号名称数量序号名称数量1液压缸302液压泵和液压马达153压力控制阀204三位四通电磁阀125三位四通电液阀126三位四通液动阀127三位四通阀128流量控制阀169单向阀及插装阀1210其他换向阀1111管路连线和接头1912关键和其他装置2013控制符号21（2）液压元件图形的绘制图形库采用具有独立绘制图形功能的AutoCAD软件绘制而成。利用该软件的绘制、线型选择、删除和载入等编辑功能可以方便地生成表2中的各类液压元件，并将液压元件图形库与自动绘制液压系统原理图软件组合成一体。5.1.2 WBLOCK命令建立内部符号库AutoCAD常用图形符号库的建立通常以编“块”为主,“块”是建库的基础。因此,在建立符号库之前,通常要先建“块”。WBLOCK命令是将已有图形定义为图块的命令。图块是一组图形对象的集合。通过定义和使用块,不仅可以提高绘图效率,节省存储空间,方便图形修改,而且定义块属性后,在插入块时可以附加不同的文本信息。在使用中,块是被作为单个对象来处理的。用户可以将经常重复使用的图形定义成各种块,在插入时分别指定不同的缩放系数和旋转角度,按“搭积木”的方式将它们插入到当前图形指定位置上,从而拼合成新的复杂图形。其操作流程为:绘制图形,定义属性,创建块(WBLOCK),插入块。操作关键是:加属性,定块名,选基点。可见,建立一个包含常用符号块的图形文件,是建立常用图形符号库的一种有效方法。5.1.3 WBLOCK命令建立外部符号库值得注意的是,图块有内块和外块之分,用BLOCK命令定义的图块所构成的“库”属于内部符号库,它只能在当前文件内部直接进行调用,在符号库的使用范畴上具有局限性。使用WBLOCK所建的符号库有效地克服了这个不足。WBLOCK命令是将图块或图形定义为外部块的命令,其定义块的过程,实质上就是建立一个外部图形符号库的过程。WBLOCK命令定义的图块所构成的“库”属于外部符号库,可将所有的常用符号建成块后放在一个子目录下,是以一个单独的文件夹形式出现即所谓的常用符号库。其操作流程为:绘制符号,定义属性,写块(WBLOCK),插入块。操作关键是:定路径,取块名。外部符号库的优点是可以与其他任何一个AutoCAD图形文件共享使用。与WBLOCK相比,WBLOCK有明显的优势。WBLOCK是以单独文件的形式存放在磁盘上的,制作WBLOCK块的时候会要求指定存放位置即库的位置,可以通过插入(insert)的方法调用。这种块实际就是一张图,可以打开编辑,所以如果改变块,也可以不用重新做块,直接编辑这张图就可以了。5.2图形符号库的管理和应用在实际应用中,一个符号库中的“块”往往是比较多的,特别是在一些大型复杂文件中。而在使用外部符号库时,调用的符号块需要逐一查找,带来不必要的繁杂。因此,运用WBLOCK建立的外部符号库就显得有点“力不从心”。如何对“块”进行更有效、更便捷的管理呢? AutoCAD2010中的设计中心和工具选项板很好地解决了这个问题。5.2.1设计中心管理和应用符号库设计中心是AutoCAD2010的重要功能之一,由于其强大的国际互联网设计素材库的共享与应用,使得它具备了更加完善的设计工具。它提供了在各个图形之间进行数据交换的简单易行的方法。AutoCAD2010设计中心具有重复利用图形的强大工具和管理绘图项目的高效手段,可方便地共享绘图数据和图形,提高设计和绘图的效率。运用设计中心管理与应用图形符号库的操作流程如图5.1所示:打开设计中心找出库的路径在库中选取所需符号块点击拖动或插入块到图形文件中。图5.1 打开设计中心和插入块的对话框AutoCAD设计中心对于AutoCAD的重要性就好比“资源管理器”对于Windows,能协助使用者更有效、更充沛地管理、运用和互通AutoCAD图形文件间的丰富资源。利用设计中心不但可以调用外部符号库的块,也可以调用内部块,而且还可以预览,将符号块一目了然。不足的地方就是每次利用设计中心调用符号块时,都要寻找该块符号库的目录和路径,在调用频繁的情况下显得很繁琐。5.2.2工具选项板管理和应用符号库 工具选项板是AutoCAD2010新增加的一个面板,里面有“ISO图案填充”、“英制图案填充”、“办公室项目”等自带选项。工具选项板以浮动窗口的形式出现在系统用户界面上,窗口中选项卡形式的区域提供了组织块和图案填充的有效方法,为专业工程绘图带来极大的便利,并且可以根据需要做灵活的改进。6 VisualLISP在CAD中的应用6.1 VisualLISP概述 VisualLISP是 AUTOCAD自带的一个集成的可视化VisualLISP开发环境，最早的VisualLISP程序需要用文本编辑工具如记事本等编辑，然后在AutoCAD中加载调试，很不方便。从AutoCAD2000开始，有了集成的开发环境：VisualLISP。作为开发工具，VisualLISP提供了一个完整的集成开发环境（IDE），包括编译器、调试器和其他工具，可以实时调试VisualLISP命令。定义AutoCAD的效率。 VisualLISP具有自己的窗口和菜单，但它并不能独立于AutoCAD运行。 6.2 VisualLISP的主要组成部分和功能 作为开发工具，VisualLISP提供了一个完整的集成开发环境（IDE），包括编译器、调试器和其他工具，可以提高自定义AutoCAD的效率。另外，VisualLISP提供了发布用VisualLISP编写的独立应用程序的工具。VisualLISP没有任何特殊的硬件需求，能运行AutoCAD系统即可运行VisualLISP。 功能如下： (1)语法检查器：可识别VisualLISP语法错误和调用内置函数时的参数错误。 (2) 文件编译器：改善了程序的执行速度，并提供了安全高效的程序发布平台。 (3) 源代码调试器：专为VisualLISP设计，利用它可以在窗口中单步调试AutoLISP源代码，同时还在AutoCAD图形窗口显示代码运行结果。 (4) 文字编辑器：可采用VisualLISP和DCL语法着色，并提供其他VisualLISP语法支持功能。 (5) VisualLISP格式编排程序：用于调整程序格式，改善其可读性。 (6) 全面的检验和监视功能：用户可以方便地访问变量和表达式的值，以便浏览和修改数据结构。这些功能还可用来浏览VisualLISP数据和AutoCAD图形的图元。 (7) 上下文相关帮助：提供VisualLISP函数的信息。强大的自动匹配功能方便了符号名查找等操作。 (8) 工程管理系统：维护多文件应用程序更加容易。 (9) 打包功能：可将编译后的VisualLISP文件打包成单个模块。 (10) 桌面保存和恢复能力：可保存和重用任意VLISP任务的窗口环境。 (11) 智能化控制台窗口：它给VisualLISP用户提供了极大的方便，从而大大提高了用户的工作效率。控制台的基本功能与AutoCAD文本屏幕类似，还提供了许多交互功能，例如历史记录功能和完整的行编辑功能等6.3 VisualLISP的启动和界面 由于VisualLISP集成于AutoCAD系统内部，因此用户必须先启动AutoCAD，然后才能进入AutoLisp IDE环境。启动VisualLISP的方式为： 菜单：【Tools（工具）】【AutoLISP】【Visual LISP Editor（Visual LISP编辑器）】 命令行：vlide（或vlisp） 启动VisualLISP后，其主要界面如图6.1所示。 图6.1 Visual LISP的环境界面 6.4文本编辑器概述 主要功能： （1）彩色代码显示 （2） 文本格式化 （3） 括号匹配 （4）执行AutoLISP表达式（不离开文本编辑器） （5）在多文件间进行查找 （6）语法检查 6.5运行VisualLISP程序 (1) 确认编辑窗口处于前台状态，选择菜单【Tools（工具）】【Load Text in Editor（加载编辑器中的文字）】，则该程序被加载并运行。系统将返回AutoCAD窗口，并提示用户选择一点，并以指定点为基点来绘制文字。 (2) 如果用户退出VisualLISP环境并返回AutoCAD系统窗口，则需要对该程序进行加载后，才能运行。选择菜单【Tools（工具）】【Load Appcation.（加载应用程序）】，弹出Load/Unload Applications（加载/卸载应用程序）对话框。查找并选择上一步中所创建的Hello.lsp文件，并单击按钮进行加载。加载后的文件名称将显示在Loaded Applications（已加载的应用程序）列表中，并在对话框的左下部显示加载信息。 (3) 完成加载后，单击按钮关闭对话框，系统将运行Hello.lsp程序。 6.6 VisualLISP的调试功能 调试程序往往是程序开发过程中最费时间的过程，所以VisualLISP提供了一个强大的调试器，它的功能包括： （1）跟踪程序执行过程 （2）跟踪程序执行过程中的变量值 （3）查看表达式的求职顺序 （4）检验函数调用时的参数值 （5）中断程序的执行 （6）单步执行程序 （7）检验堆栈 提供的调试程序工具有： 检验窗口：在“检验”对话框中显示指定对象的详细信息，如图2-2所示。图2-2检验对话框“符号服务”对话框：符号可以使变量或函数名。通过符号服务对话框可以查看变量的当前值、函数的定义和设置变量及函数的一些特性 断点循环模式：在程序内部设置断点，中断程序的执行，并允许用户在中断时查看和修改对象值 监视窗口：在程序执行过程中查看变量的值，如图6.2所示。图6.2 监视显示结果 6.7控制台操作 1. 控制台的功能 这里是用命令操作的地方（VisualLISP命令），并能看到结果，类似于AutoCAD的命令行窗口 如：(setq a “hello,The world!”) 查看a的值时 在控制台窗口用：a（表示回车） AutoCAD命令：！a 2. VisualLISP控制台窗口中的独特特性 可以在新的一行上输入上一行没有完成的VisualLISP表达式 可在前输入多个表达式，并在VisualLISP给控制台返回一个值之前将为每一个表达式求值 光标在任意位置均可用移至提示符所在行上，如果选中的有文本，则同时移至提示符所在行（此功能可以复制） 使用Tab键可获得以前输入的文本，每按一次即可将上一次的文本显示，循环执行。Shift+Tab与Tab类似，只是方向相反 使用Tab键可以实现关联查找，如输入“（+Tab”会在以前输入的文本中查找以“（+”开头的文本 Esc键清除提示符下的所有字符，shift+Esc则离开当前行上的文本，并在新的提示符下准备接受用户的输入 3.系统控制台的快捷菜单单击右键 6.8程序的编写 连接管的绘制需要首先确定两个基点的位置坐标,同时要考虑以下几点: 管子的最小弯曲半径不能小于最小弯管半径; 两点间的距离不能过小,管子应以套管的一端大于管子外径1/ 2 以外的距离处开始弯管。距离过小的时候,弯管不能绘制。在编辑程序时,设置了专门的状态变量来限制,当不符合要求的位置出现时,提示无法完成。对于两基点的选择顺序也作了相应的要求,来判断两点间的距离。 程序实例： (defun zds4 (d0 r ang p0 p1 b Pp0 p1 p2 p3 p4 p5 p6 p7 p8 p9 p10 p11 p12 p13 p14 p15 p16 rd0 pi1 zl zl1) “zl”判断条件的参变量。 (if ( r b) (progn