ＣＡＤ在铸造工艺及机械化运输设计中的应用及前景机械工业部设计研究院王欣摘要本文针对铸造工 艺及机械化运输项目设计特点，论述了实现计算机辅助设计的设想和步骤，提出了在ＡｔｏＣＡＤ 绘图软件包下进行专业二次开发的常用方法和编程技巧．关键词铸造；机械化；ＣＡＤ随着现代高 科技电子技术的迅速发展和应用领域的日益扩大，
计算机辅助设计（ＣＡＤ）正在使传统的设计观 念和设计方式发生根本性的变化。众所周知，铸造工艺及机械化运输设计工艺复杂，设备品种繁多 ，手工计算、绘图工作量大，设计周期长。由于新技术、新材料、新工艺的不断出现，产品更新换 代的加速，以及竞争机制的引人，促使设计部门加快自身改革的步伐，提高设计质量和设计水平， 缩短设计周期。人们越来越深刻的认识到＊＊Ｄ是进行创造性设计工作的得力助手，是迈向现代化 的必由之路。ｌ分类及特点铸造工艺及机械化运输设计一般需要经过资料收集、设备调研、工艺布 置、方案比较、数据计算、图纸绘制、编写技术说明等一系列反复过程。通常将其划分为两个阶段 ：初步设计和施工图设计。初步设计阶段，要进行设备选型，工艺方案布置，水、暖、电、风、气 等用量的计算和投资规模的估算，完成设计说明文件。在初步设计基础上进行施工详图的设计，图 纸分为：车间工艺平、剖面布置、设备安装图和钢结构构件图、非标零部件图、特殊构件资料等。 设计过程中，大部分时间用于施工图绘制，此外还有许多查寻图表、设计计算工作。对大型钢结构 架等复杂计算，为了节省人力，往往凭设计经验采用精度较差的近似计算、查图表或类比定值等方 法，容易出现各种人为的差距，也无法反映施工现场真实情况，影响设计质量。在运动和平衡机构 的设计中，无法进行动态分析和模似。大量计算和绘图工作，给审校和描图人员造成了压力。这种 传统的设计方式已不能适应当金技术飞跃发展的需要。利用ＣＡＤ可使计算机所具有的信息处理、 信息传输、信息贮存能力和设计人员的逻辑思维及综合分析能力有效的结合起来，进行高质量、高 效率的复杂设计。完整的机械ＣＡＤ系统应包括科学计算、计算机绘图与图形显示、数据库三个方 面的功能，也就是通过各种数据库、图形库的建立，高级语言软件编程和原始数据的输人，来完成 数据查询、数据传送、屏幕图形显示，最终在打字机和绘图机上以计算表格：说明文件和设计图纸 的方式输出。具体来说：１．建立工程数据库，即将设计中需要引用的计算公式、数据图表资料及 各种标准和规范等加以程序化、格式化后存人ＣＡＤ系统的数据库，供ＣＡＤ作业过程中调用和检 索。如设备明细表及概算数据库、钢结构标准型材库等。铸造机械化设备明细表及概算数据库应遵 循《铸造设备型号编制方法））ＪＢ／Ｔ３０００—９１行业标准，设备可参考机械工业出版社出 版、曹善堂主编的《铸造设备选用手册》进行分类和编码，分为：砂处理、造型制芯、熔炼浇注、 落砂、清理、金属型、熔模、起重运输、给料定量、检测控制、通风除尘及其它设备等，每个设备 应包括设备代号、设备名称及型号、主要技术规格、电力、重量、价格、制造厂家等特性，要选择 合适的字段长度和字段数。钢结构型材库中，角钢、槽钢、工字钢等外形尺寸、截面面积、理论重 量和参考数值应按照国家标准编制。２．建立标准图形库和程序化软图库。对于图形基本不变或可 比例变化的图框、图签、设备明细表、标准设备样片等以１：１的比例在显示屏上绘出，并以标准 图块形式贮存。另外许多需要用外形参数确定的图样，则采用计算机语言编程，组成参数化软图库 。如车间总平、剖面图中的带式输送机、斗式提升机等连续输送设备，钢结构中的型钢截面、连接 接头，机械零件设计中的键、销、轴承、轴端等。３．建立专业应用程序库，包括设计计算、绘图 的全部程序。可将常规设计中具有共性的设计和过程方法编成通用设计软件，将车间平、剖面图设 计，设备安装图和钢结构构件系列设计，零部件非标设计，特殊构件设计等编成专用设计软件，并 通过管理程序将两者联系起来，完成各项设计。２支撑软件发展ＣＡＤ必须具备良好的硬、软件环 境和先进的ＣＡＤ技术。ＡｕｔｏＣＡＤ是Ａｕｔｏｄｅｓｋ公司推出的一种优秀的计算机辅助设 计软件包，它以完善的交互绘图命令、开放式数据结构、功能强大的二次开发工具和对硬件设备要 求低等众多特色，在国内外特别是工程领域得到广泛的应用，在结构合理、性能价格比高的微机上 应用ＡｕｔＯＣＡＤ图形支撑软件进行专业二次开发已成为当前微机＊＊Ｄ的主导方向．３专业开 发３．１专业软件环境首先应建立专业菜单、样板图形、中西文字体、标准线型和批处理文件，自 动装人专业程序。专业菜单可利用ＡＯｔＯＣＡＤ系统菜单进行修改，加人专业绘图所需图形功能 ；样板图形是ＡＯｔＯＣＡＤ提供设置环境的最有效方法，样板图的内容视用户的要求而定，常需 设置的参数有：图形极限、单位、比例、图层、颜色、线型、尺寸标注方式、中西文字型、专业菜 单等，也可以采用ＡｕｔｏＣＡＤ系统隐含值。修改ＡＣＡＤ．ＬＩＮ文件，使各种线型既满足国 家标准，又符合设计习惯。３．２初始化对一张新图，首先应进行初始化，设置图幅、图签、比例 、字型、尺寸标注方式、图层、线型和线型比例等，填写工程名称、项目名称、图纸名称、图纸编 号。绘图过程中若需要修改上述有关项，也应该允许再次初始化．３．３编程ＡｕｔＯＣＡＤＲＩ Ｚ的应用程序接口已扩展到支持五种程序设计语言：＊＊８，＊＊Ｌ，＊１扭９ＢＬ，ＡＯｔＯＬ ＩＳＰ，以及ＳＱＬ。ＡｕｔＯＬＩＳＰ是一种用于ＡｕｔＯＣＡＤ环境的高级语言，以函数表的 方式调用，它不仅能进行各种数据运算，而且能方便的生成和担制图形。利用它的函数表方式，可 以实现各种数据的提取和传送，数据格式不受限制．由于它是一种解释语言。因此占用内存量较大 ，运行速度较慢，不允许应用程序对操作系统及终件直接操作；另外，ＡＯｔＯＬＩＳＰ程序都是 以源代码的形式运行和存储，应用程序的保密性较差．基于上述特点，铸机专业软件开发中一般采 用ＡＯｔＯＬＩＳＰ编制一些规模较小的公用程序．ＡＯｔＯＣＡＤ开发系统（ＡＤＳ）是开发Ａ ＯｔＯＣＡＤ外部功能的Ｃ语言编程环境，。它包括一组ｃ函数库及头文件，与ＡｎｔｏＬ用ｐ震 育相比，它具有执行速度快，灵活性大，保密性强，直接对操作系统及硬件进行操作，充分利用系 统资源等特点．大多数的铸机专业程序都应采用ｃ语言编程．利用ＡｕｔｏＣＡＤ系统提供的对话 控制语言（＊ＳＬ）创建专业的用户界面非常容易而且直观，开发者自己设计对话框来满足各种特 殊要求，并在对话框中适当加人中文说明和图形提示，对于专业人员上机操作十分方便．ＡｕｔＯ ＣＡＤＳＱＬ扩展（ＡＳＥ）允许用户对存储在外部数据库的非图形化数据进行存取和操作，在图 形和数据库之间进行双向数据交换。ＡＳＥ铸机专业应用程序既可以处理诸如设备明细数据库中设 备代号、设备名称、型号、主要技术规格、电力、重量、价格、制造厂家等数据，也可以将这些数 据与相关设备图形样片建立起联系，实现图形和数据双向控制，生成所需设备明细及概算表．３． ４图形编辑ＡＯｔＯＣＡＤ软件包提供了较强的图形编辑功能，常用的有：ＣｏＰｙ，Ｍｏｖｅ， Ｅｒａｓｅ，Ｃｈａｎｇｅ，Ｍｉｒｒｏｒ，Ｅｘｔｅｎｄ，Ｓｔｒｅｔｃｈ，Ｔｒｉｍ，ＤＤｅ ｄｉｔ等合理的使用编辑命令能够帮助计算机编程和操作人员高效的完成各种复杂图形，达到事半 功倍．如我院开发的带式输送机安装图计算机辅助设计软件中，采用了‘ａｘｉｒｒｏｒ”镜向命 令在右向布日的基础上实现了左向布图，减少了大量的编程和做图块工作．除ＡｕｔｏＣＡＤ系统 所具有的各种功能之外，根据铸机专业设计特点，应增加设备图形消隐、图纸管理、项目交整、件 号排序、（考虑比例的）图纸文字等一系列便利程序．由于显示屏的限制，显示区之外的图形实体 不能使用一般的方法拾取，程序运行过程中采用“Ｚｏｏｍ”命令会大大影响图形生成速度，因此 对于较难拾取的实体应采用实体函数进行操作，从而准确的选择所需实体进行编缉，避免图形缩放 ．３．ｓｒｔ字系统和字型为了方便设计人员上机操作，铸机专业软件应采用中文系统，并应具有 中西文比例协调的各种字体，以满足工程设计需要。４注意事项在铸机专业计算机辅助设计软件开 发过程中，应注意以下几点：１．要切实做好标准化、规范化工作。以往的设计中，经常出现同一 设备安装图的设计不同单位不同设计人画法不同的情况，给软件的开发和推广造成了困难，不利于 计算机工作的开展．我们应该严格按照国家制图标准，在同一行业推广规范化设计，及时对各种资 料和经验进行收集和总结，并在设计手册的编制中考虑计算机的因素，做好开发的基础工作．２． 计算机软件开发人员应与专业人员密切配合，以便开发出灵活、实用的软件，在设计中发挥出真正 的经济效益。３．计算机性能稳定，运行速度快，存储空间大，软、硬件兼容性好，支撑软件功能 强，汉字系统完善等等，是软件开发和维护的保障。４．正确选择ＣＡＤ开发项目。应从标准化、 系列行设计人手，逐渐深人，使设计人员在使用过程中充分感受到其优越性。５．努力改善软件的 用户界面，加强技术人员的计算机知识培训．５现状及前景计算机辅助设计已经在国内铸机设计行 业中得到应用．带式输送机、悬挂输送机、埋刮板输送机、斗式提升机、钢结构料斗、钢柱等软件 都已经产生，部分软件还获得了国家和部委的优秀成果奖，进行了技术鉴定。但是，ＣＡＤ在我国 还起步不久，硬件和支撑软件还主要依靠进口，由于资金和技术力量的缺乏，以及现有计算机的局 限性，阻碍了它的发展，使得现实和设想还存在着很大差距。现阶段，我们应该加强各单位之间的相互交流与合作。集中力量对现有产品和设计进行ＣＡＤ开发，避免各单位间的重复劳动，以便大家共同提高．为达到这一目标，由机械工业部行业发展司批准立项，机械工业铸机科技信息网组织，机械工业部设计研究院、第一设计研究院、第二设计研究院、第四设计研究院、第五设计研究院