（机械设计及理论专业论文）dtii型带式输送机cad系统的研究与开发.pdf

华北电力大学硕士学位论文 摘要 带式输送机是一种常用的物料输送机械，长期以来，带式输送机的设计一直沿 用手工方式，设计周期长、效率低、随意性大、重复性大，难以满足生产和发展的 需要。本论文在对d t i i 型带式输送机选型设计理论以及c a d 技术进行系统分析和 研究的基础上，结合实际生产经验和现有的研究成果，利用可视化程序语言d e l p h i 与s q ls e v e r 关系型数据库研制开发了d t i i 型带式输送机计算机辅助设计系统， 实现了整个选型设计过程的程序化，并以a u t o c a d 为平台，开发了带式输送机布置 总图的参数化绘图程序。该系统的应用可以缩短带式输送机的设计周期，减轻设计 人员的劳动强度，提高带式输送机设计计算的准确性和可靠性，合理控制输送机部 件的数量与采购成本，提高工作效率与经济效益。 关键词：带式输送机，选型设计，计算机辅助设计系统，参数化绘图，d e l p h i a b s t r a c t b e l tc o n v e y o ri sac u r r e n tt r a n s p o r tt o o l ，t h ed e s i g no fb e l tc o n v e y o ri su s u a l l y b a s e do nm a n u a lw o r k ，w h i c hd i r e c t l yr e s u l t si nl o n gd e s i g np e r i o d ，i n e f f i c i e n c ya n d r e p e t i t i o n i tc a nh a r d l ym e e tt h ed e m a n do fm a n u f a c t u r e t h i st h e s i sc o m b i n e dt h e p r a c t i c em a n u f a c t u r i n ge x p e r i e n c e sa n dt h ee x i s t i n g r e s e a r c hr e s u l t s ，b a s e do nt h e s y s t e m a t i c a la n a l y s i sa n ds t u d yo fs e l e c t i n gd e s i g nt h e o r yf o rd t i ib e l tc o n v e y o r sa n d m e c h a n n i c a lc a dt e c h n o l o g y , u s i n gv i s u a lp r o c e d u r el a n g u a g ed e l p h ia n ds q ls e v e r r e l a t i o n sd a t a b a s ed e v e l o p e dac a d s y s t e mf o rd t i ib e l tc o n v e y o rd e s i g n ，r e a l i z e dt h e a u t o m a t i o no ft h ew h o l ed e s i g n p r o c e s so fd t i ib e l tc o n v e y o rs e l e c t i o n u s i n gt h e p r e s e n tp o p u l a rd r a w i n gs y s t e m s ，s u c ha sa u t o c a d ，t h i st h e s i sd e v e l o p e dap a r a m e t r i c d r a w i n gp r o g r a mw h i c hc a nb eu s e dt od r a wt h ec o n s t r u c t i o no fb e l tc o n v e y o r s t h e s y s t e mm a k e su s e so fc o m p u t e rt or e d u c ed e s i g nc y c l eo fb e l tc o n v e y e ra n dl a b o r i n t e n s i t yo ft h ed e s i g n e r s ，e n h a n c eb e l tc o n v e y e rd e s i g nc a l c u l a t i o nt h ea c c u r a c ya n d r e l i a b i l i t y ，r e a s o n a b l yc o n t r o lc o n v e y e rp a r t sq u a n t i t ya n dt h ep u r c h a s ec o s t ，e n h a n c e w o r k i n ge f f i c i e n c ya n de c o n o m i ce f f i c i e n c y y up e n gz h a n ( m e c h a n i c a ld e s i g na n dt h e o r y ) d i r e c t e db yp r o f r u ix i a o m i n g k e yw o r d s ：b e l tc o n v e y o r , d e s i g no fs e l e c t i o n ，c o m p u t e ra i d e dd e s i g n ( c a d ) ，p a r a m e t r i c d r a w i n g ，d e l p h i 华北电力大学硕士学位论文 摘要 带式输送机是一种常用的物料输送机械，长期以来，带式输送机的设计一直沿 用手工方式，设计周期长、效率低、随意性大、重复性大，难以满足生产和发展的 需要。本论文在对d t i i 型带式输送机选型设计理论以及c a d 技术进行系统分析和 研究的基础上，结合实际生产经验和现有的研究成果，利用可视化程序语言d e l p h i 与s q ls e v e r 关系型数据库研制开发了d t i i 型带式输送机计算机辅助设计系统， 实现了整个选型设计过程的程序化，并以a u t o c a d 为平台，开发了带式输送机布置 总图的参数化绘图程序。该系统的应用可以缩短带式输送机的设计周期，减轻设计 人员的劳动强度，提高带式输送机设计计算的准确性和可靠性，合理控制输送机部 件的数量与采购成本，提高工作效率与经济效益。 关键词：带式输送机，选型设计，计算机辅助设计系统，参数化绘图，d e l p h i a b s t r a c t b e l tc o n v e y o ri sac u r r e n tt r a n s p o r tt o o l ，t h ed e s i g no fb e l tc o n v e y o ri su s u a l l y b a s e do nm a n u a lw o r k ，w h i c hd i r e c t l yr e s u l t si nl o n gd e s i g np e r i o d ，i n e f f i c i e n c ya n d r e p e t i t i o n i t c a l lh a r d l ym e e tt h ed e m a n do fm a n u f a c t u r e t h i st h e s i sc o m b i n e dt h e p r a c t i c em a n u f a c t u r i n ge x p e r i e n c e sa n dt h ee x i s t i n gr e s e a r c hr e s u l t s ，b a s e d o nt h e s y s t e m a t i c a la n a l y s i sa n ds t u d yo fs e l e c t i n gd e s i g nt h e o r yf o rd t i ib e l tc o n v e y o r sa n d m e c h a n n i c a lc a dt e c h n o l o g y , u s i n gv i s u a lp r o c e d u r el a n g u a g ed e l p h ia n ds q ls e v e r r e l a t i o n sd a t a b a s ed e v e l o p e dac a ds y s t e mf o rd t i ib e l tc o n v e y o rd e s i g n ，r e a l i z e dt h e a u t o m a t i o no ft h ew h o l ed e s i g np r o c e s so fd t i ib e l tc o n v e y o rs e l e c t i o n u s i n gt h e p r e s e n tp o p u l a rd r a w i n gs y s t e m s ，s u c ha sa u t o c a d ，t h i st h e s i sd e v e l o p e dap a r a m e t r i c d r a w i n gp r o g r a mw h i c hc a nb eu s e dt od r a wt h ec o n s t r u c t i o no fb e l tc o n v e y o r s t h e s y s t e mm a k e su s e s o fc o m p u t e rt or e d u c ed e s i g nc y c l eo fb e l tc o n v e y e ra n dl a b o r i n t e n s i t yo ft h ed e s i g n e r s ，e n h a n c eb e l tc o n v e y e rd e s i g nc a l c u l a t i o nt h ea c c u r a c ya n d r e l i a b i l i t y ，r e a s o n a b l yc o n t r o lc o n v e y e rp a r t sq u a n t i t ya n dt h ep u r c h a s ec o s t ，e n h a n c e w o r k i n ge f f i c i e n c ya n de c o n o m i ce f f i c i e n c y y up e n gz h a n ( m e c h a n i c a ld e s i g na n dt h e o r y ) d i r e c t e db yp r o f r u ix i a o m i n g k e yw o r d s ：b e l tc o n v e y o r , d e s i g no fs e l e c t i o n ，c o m p u t e ra i d e dd e s i g n ( c a d ) ，p a r a m e t r i c d r a w i n g , d e l p h i 声明尸明 本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文d t i i 型带式输送机c a d 系统彭 研究与开发，是本人在华北电力大学攻读硕士学位期间，在导师指导下进行的砂 究工作和取得的研究成果。据本人所知，除了文中特别加以标注和致谢之处外，讫 文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得华北电力大学岛 其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做雕 任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名：獬日 期： 关于学位论文使用授权的说明 本人完全了解华北电力大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有杉 保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；学校可以采用影印、缩印勇 其它复制手段复制并保存学位论文；学校可允许学位论文被查阅或借阅；学程 可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文；同意学校可以用不同方式在不商 媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。 ( 涉密的学位论文在解密后遵守此规定) 导师签名： 日期： 华北电力大学硕士学位论文 1 1 选题背景和现实意义 第一章绪论 带式输送机是一种利用连续而具有挠性输送带来输送物料的连续运输机械，是 散状物料和成件物品的主要输送设备之一，具有输送物料种类广泛、输送能力范围 宽、输送线路适应性强、灵活的装卸料、可靠性强、安全性高、费用低等优点，广 泛应用于煤炭冶金、港口、化工、电力等领域。采用固定结构式的带式输送机已形 成通用型的系列产品，其设计通常由两大部分组成：输送机的计算选型设计和输送 机布置总图的绘制。带式输送机的设计工作中涉及的参数很多，而且这些参数相互 关联，相互影响，参数之间的关系复杂，各种参数的选取具有很大的随意性、经验 性，这些参数只有在很好的匹配下，才能实现运行高效、可靠、电耗低和建设投资 省的目标。传统的带式输送机的设计始终是以人为主体，设计环境有手工计算工具、 绘图仪器及以纸为载体的资料构成，不论是复杂的计算，还是精心的绘图都必须有 设计者亲自来完成，因此设计者的水平决定了设计的水平，而且费时费力，工作量 大，易于出错，即使一个熟练有经验的设计者一般需要5 天左右的时间才能初步完 成。据国外资料分析表明，从1 9 世纪7 0 年代到8 0 年代这1 0 0 多年来，加工过程 的效率提高了2 0 0 0 ，生产管理的效率提高了8 0 - - 1 2 0 ，而产品设计的效率仅提 高了2 0 左右，后两者的效率已成为生产进一步发展的制约因素1 7 。因此，在输送 机设计方面全面采用c a d 技术，全面提高输送机的设计效率是我国带式输送机企业 迫切需要解决的一个问题。 2 0 0 5 年，华电工程( 集团) 有限公司为提高自身的市场竞争力，满足现代企业 的设计要求，与华北电力大学合作开发了典型带式输送机设计系统，该系统集带式 输送机的设计计算、参数校核、选型、工程报价和统计等功能于一体，大大提高了 输送机设计人员的设计效率，但是由于一些客观原因，该系统还有许多不完善地方， 如数据库中部分数据不太完善，导致有些数据无法获得，大大限制了系统的应用范 围，某些界面不够友好，某些地方的算法不太准确等等，其中，该系统最大的软肋 就是没有参数化绘图功能，不能够实现输送机布置总图的自动绘制。根据实际调研 表明，在输送机的设计过程中，绘图时间占总设计时间的3 4 ，图纸修改时间约占 8 9 ，编写零部件明细表时间约占5 ，也就是说图上的作业时间占总设计时间 的一半左右。带式输送机属于采用大量标准式系列部件的非标机械产品，图纸的绘 制，尤其是总图绘制在总设计时间中占的比例很大，因此，要缩短设计时间和提高 设计效率，实现总图的参数化绘图具有重大的现实意义，也是今后输送机设计的主 华北电力大学硕士学位论文 要发展方向。基于以上的原因，华电工程( 集团) 有限公司与华北电力大学决定继 续完善典型带式输送机设计系统，提出了“d t i 型带式输送机c a d 系统的研究与开 发 这一课题，运用了专家系统的设计思想，应用参数化绘图技术和设计手册及选 型结果中的数据，实现了带式输送机布置总图的参数化绘制，为我国的输送机c a d 系统尤其是输送机出图理论的研究和推广积累了经验，给企业和社会带来较大的经 济效益和社会效益。 1 2 带式输送机c a d 技术发展状况 c a d 的概念产生于2 0 世纪5 0 年代后期，是指技术人员利用计算机的高速计算 能力和模拟显示图形的能力，用各自的专业知识对产品进行绘图、分析计算和编写 技术文件等设计活动的总称。c a d 是人和计算机相结合，各尽所长，获得最优设计 结果，缩短设计周期的新型设计方法。c a d 技术的使用使产品和工程设计、制造的 工作内容和方式发生了根本性变革，这一技术成为工业发达国家制造业保持竞争优 势、开拓市场的重要手段。1 9 9 0 年美国国家工程科学院将c a d 技术评为当代十项 最杰出的工程技术成就之一。目前，c a d 技术日趋成熟、应用日益广泛，有力地促 进了全球高新技术的发展和新产品的迅速更新换代。不采用c a d 技术，就不可能 在极短的时间内完成一项重大繁杂的方案设计和施工图输出。 目前国内外市场上的c a d 系统软件虽然层出不穷，但基本上都是通用的c a d 平台，如a u t o d c s k 公司的a u t o c a d 等。在生产企业里，通常仅把它当绘图工具， 难以满足高质量、高效率的工程技术开发的需要。虽然有一些c a d 系统平台，特 别是国内开发的c a d 系统，根据国家标准的有一关规定，开发并提供了标准化技 术文件( 图纸) 管理系统模块、标准件库、常用零件库等相类似的功能模块，如c a x a 、 k j c a d 等，但他们所提供的模块所遵循的国家标准与企业实际采用的标准体系有一 较大的差异。因此，各制造企业应根据自己的实际情况，选择c a d 系统平台，并 在所选择的c a d 系统平台基础上，根据本企业产品的设计特征，进行二次开发工 作，使c a d 系统更具有一智能化、集成化、网络化等特色，从而大幅度提高应用 系统的工作效率。类似的如浙江工大、西安理工、沈阳工大、甘肃工大等高校和科 研院所研究的电力变压器c a d 系统，大连理工大学研制的机车电气c a d 系统，四 川大学研究的高炉炉型c a d 系统等，在产品的方案设计、结构优化、零件参数化 绘图等方面做了很多的工作，取得了可喜的成绩。输送机行业里，国内有一些单位 已经开始研究关注带式输送机计算机辅助设计的问题。在输送机的计算选型方面， 很多企业已经开发出适合本公司使用的c a d 软件包，比如，国家电力公司电力规划 设计设计总院委托国家电力公司中南电力设计院研制的胶带机布置设计c a d 软件 包，可以完成从带式输送机的理论计算、设备选型等功能。而淮南煤矿厂与安徽理 2， 华北电力大学硕士学位论文 工大学合作研制的输送机设计选型软件功能更为全面一点，该软件不仅可以完成输 送机的理论计算、设备选型，还初步探讨了带式输送机的参数化绘图。在输送机的 计算选型方面，国内一些企业已经做的比较完善了，目前存在的问题主要是： ( 1 ) 在选型设计方面，目前的输送机c a d 系统功能过于简单，过于追求设计 的效率，软件只列出少数主要的参数供用户选择，大量的次要参数对用户并不透明， 用户无法根据自己的工况条件、地形情况等做更加精确、更有针对性的设计，设计 出来的输送机有点笼统化、僵硬化。 ( 2 ) 在参数化绘图方面，国内企业还处于一个较低的水平上，c a d 系统仅仅 被作为描图工具，缺乏设计方法学的指导。课题组在华电工程( 集团) 有限公司实 际调研中发现，虽然公司采用了现代化的设计方法，但却仅把a u t o c a d 软件作为 一种绘图工具，更确切的说是一种描图工具，图形c a d 系统只能将设计过程中的 最后阶段一绘图阶段搬到计算机上，而设计过程仍在设计师头脑中完成，设计效率 并没有得到大大提高。而且由于输送机设计的针对性比较强，用a u t o c a d 这种通 用软件有诸多不便之处。一些公司虽然开发出了能够自动出图的输送机选型软件， 但是受研究目标所限，要么设计对象单一，只能满足水平运输单滚筒传动、向上运 输单滚筒传动、向上运输单滚筒凸弧传动、向上运输单滚筒凹弧传动、向上运输单 滚筒凸凹弧传动等比较简单的五种输送机布置方式的功能要求；要么绘制的图形过 于简单、粗糙，只能作为投标图或者理论图使用，因而应用范围较窄，尚不能满足 用户在实际复杂工程中的需求。 ( 3 ) 缺乏完善的数据管理，利用a u t o c a d 绘制完一张总的布置图以后，其常 规做法是手工编制明细表。这样图纸和明细表分开，不便于产品数据的管理。而且 由于企业没有按一定的规范和标准对c a d 数据进行有效分类和编码，缺乏相应的 数据管理手段和管理环境，而企业c a d 数据越来越多，成千上万个文档和零部件 数据处于无序状态，以至于产品版本无法管理，设计人员难以分清新旧版本，零件 查一询困难，资源利用率低，重复劳动多，设计师之间相对封闭，信息、传输慢， 使生产周期延长。 。 ( 4 ) 输送机各部件标准化不足，d t i i 型带式输送机各零部件都是系列型产品， 拓扑结构相对固定，一般来说都有标准件图形库，在进行设计时优先使用标准件， 但是在实际设计过程中，经常会用到大量的非标件，而这些非标件的图形在标准图 形库中找不到，需要设计人员重新画，给企业间、企业内部和设计人员间的数据交 换带来困难，并且异地、异构数据难以共享，结果做了大量重复性工作，设计人员 陷入“车轮战术 的怪圈。 我们的课题正是从这些方面着手，来简化设计人员的设计工作。 3 华北电力大学硕士学位论文 1 3 本课题的主要工作 本课题研究和开发一套d t i i 型带式输送机c a d 系统，该系统分为两大部分： 计算选型部分和参数化绘图部分。本文主要研究并解决以下几个问题： ( 1 ) 详细研究带式输送机的设计计算理论和选型方法，进一步优化系统的计 算选型部分，补充系统的后台数据库，拓展系统的应该范围。 ( 2 ) 在对d t i i 型带式输送机布置总图的特点进行深入分析的基础上，提出d t i i 型带式输送机布置总图的参数化绘图方案。 ( 3 ) 针对传统c a d 技术的不足，将参数化绘图思想引入到绘图系统中。在本 文中详细阐述参数化技术的基本理论，确定约束类型，同时对约束问题的求解进行 详细的讨论及分析。 ( 4 ) 详细讨论d t i i 型带式输送机绘图系统的各大功能模块。并编制相应的程 序，软件界面友好，操作简单。 4 华北电力大学硕士学位论文 2 1 系统需求分析 第二章系统总体设计 在进行任何工程任务前，需求分析往往是非常重要的一步，也是关键性的一步。 只有先进行工程任务的需求分析，才能在总体上对工程任务进行战略决策，对以后 的工作进行统筹安排。本系统采用结构化分析方法，利用结构程序设计的模块化原 理，自顶向下将系统按层次进行分解，使得设计人员在进行复杂工程设计系统分析 时条理更加清楚，更加合理的制定工作计划，有的放矢，提高开发工作效率。 2 1 1 系统功能需求 通过对华电工程工程( 集团) 有限公司的需求说明书的分析，以及与相关工程 人员的探讨，得出该系统的功能需求如下： 1 ) 能够完成d t i i 型带式输送机的计算选型，利用d e l p h i 和s q ls e r v e r 等 工具开发完成，首先输入原始参数，其次选择布置方式、计算、校核，最终选出各 部件型号，完成带式输送机的选型设计并为参数化绘图做好准备。 2 ) 参数化绘图模块作为选型设计软件的一个扩展模块，一定要与选型设计软 件有良好的兼容性，并且要求两者之间实现数据共享。 3 ) 建立绘制图形所需要的数据库，制定数据的提取原则。 4 ) 研究输送机布置总图的绘制方法和原则，选择合适的出图方法。 5 ) 根据从数据库中提取的尺寸和布置参数，在a u t o c a d 中绘制图形并自动标 注尺寸。 6 ) 合理布局，程序绘制的总图应尽量满足实际需要，必要时可以实现人工干 预。 本系统同时应该具有的特性有： 1 ) 系统的可扩展性和和可维护性 系统设计应该面向未来的发展，提供一些必要的接口，以便用户根据需要随时 添加必要的功能( 比如添加新的输送机布置形式、各零部件装配简图等) ，扩大实 际应用能力。 2 ) 自动化程度高 输送机在设计中长期受效率低下的制约，极大的影响了生产力的提高。很多输 送机设计单位还停留在人工绘制图纸、人工标注尺寸的阶段，很大程度制约了系统 的自动化水平，成为系统工作的瓶颈。因此本系统必须在各个环节提高自动化程序， 包括数据的自动提取、输送机布置总图的自动绘制，尺寸的自动标注等。 5 华北电力大学硕士学位论文 3 ) 易用性 本系统将来要作为企业输送机的主要设计系统，在此系统平台操作的设计人员 数量比较多，且希望该系统能够尽快的投入使用，客观条件要求该系统可操作性强， 是设计人员能够尽快的学会使用该系统，因此要提供清晰、友好的系统界面，最大 限度地方便用户的使用。 4 ) 可移植性 根据目前企业提出的需求，利用d e l p h i 编程和a u t o c a da c t i v e x 技术 可以很好的实现所需功能，并快速成型，但企业不排除今后向其他平台移植的 可能性。所以需要考虑程序的可移植性，要求程序能够只修改部分连接语句便可实 现安全移植。 2 1 2 系统模块划分 本系统从大的方面来说可分为两大部分，即计算选型部分和参数化绘图部分， 而这两大部分分别又可细分为好几个小模块。本小节主要介绍一下这两大部分。 先来看本系统的计算选型部分，按照委托方的要求，该部分应该具有七个方面 的功能，这七个方面的功能相对独立，因此，本系统的计算选型部分采用模块化设 计方法，采用模块化设计的优点有：降低系统的复杂性，把复杂的大工程分成较为 简单的小工程，使工程易于开发，并且易于修改；推动系统各个部分的并行开发， 提高软件的设计效率。按照计算选型部分具有的不同功能初步把该部分分为七个相 对独立的子模块：( 1 ) 初步设计模块；( 2 ) 详细计算模块；( 3 ) 部件选型及各参数 校核模块；( 4 ) 报价计算模块；( 5 ) 报表生成模块；( 6 ) 历史项目管理模块；( 7 ) 用户管理模块。 再来看本系统的参数化绘图部分，虽然每台带式输送机都必须依据使用现场的 地形、环境条件和用户的具体要求进行设计，布置样式复杂多变，但从结构上来说， 他们均有头段、尾段和中间段组成。其中头尾段的机架、驱动装置、张紧装置、中 间段的中间架、支腿、托辊等均为系列化或标准化部件，这些部件各自都具有较为 固定的外形结构。不同的带式输送机差别较大处在于中间段，而中间段又均是由一 些直线段、凹弧段和凸弧段组成【9 】【1 0 】【1 1 l 。 根据输送机的这一特点，参数化绘图部分也采用模块化设计，将整个系统逐层 分成一些功能模块来进行具体设计。根据前面对输送机结构的分析，把d t i i 型带 式输送机智能绘图系统分为七大功能模块： 1 ) 数据库模块 数据库模块是d t i i 型带式输送机c a d 系统的核心部分，是整个系统的根基和 灵魂所在，数据库模块主要包括三部分内容：数据库结构设计、a u t o c a d 与数据库 6 华北电力大学硕士学位论文 接口设计、从数据库表提取绘图需要的数据信息。 2 ) 变量定义及函数模块 本系统程序的编制的一个主要特点就是参数较多，并且这些参数很多都是相互 联系、相互制约。为了使程序更有条理性、可读性，在编制程序时，把这些参数还 有一部分经常用到的功能函数定义在变量定义及函数模块里，也就是说，这部分模 块没有运行窗体，只有运行代码，在程序运行中界面不出现。 3 ) 输送段模块 该模块的主要完成的任务有三个：判断需绘制的输送机都有哪些基本段组成 判断各基本段的起始长度绘制各基本段图块。 4 ) 机架模块 机架是构成带式输送机的必要部件，它包括头架、尾架、中部滚筒支架等。其 中头架又分为传动滚筒头架、传动滚筒头架( h 型钢) 和改向滚筒头家3 种；尾架 分为改向滚筒尾架和改向滚筒尾架( h 型钢) 两种。机架模块首先根据选型设计软 件的选型结果，判断所要绘制的输送机都包括哪些机架，并确定各机架的位置，然 后把这些机架绘制成图块并插入到a u t o c a d 中。 5 ) 拉紧装置模块 拉紧装置也是构成带式输送机的必要部件，本系统主要包括3 中拉紧装置：垂 直拉紧装置、车式拉紧装置、螺旋拉紧装置。本模块的主要任务有三个：根据设 计选型软件确定所要绘制的输送机是哪种拉紧式计算确定拉紧装置的位置将 拉紧装置做成图块并插入相应位置。 6 ) 头部漏斗模块 该模块主要绘制输送机的头部漏斗部分。 7 ) 总图生成模块 该模块是本系统的核心模块之一，可以说前几个模块所做的工作全部是为本模 块做铺垫和准备。该模块的主要任务是根据计算选型软件的结果，将组成输送机的 各个部件的图块插入到a u t o c a d 中，形成d t i i 型带式输送机的布置总图，并尽量、 做到美观、整洁。本模块设计的好坏直接影响到出图的效果。 参数化绘图各功能模块结构图如2 1 所示： 7 d t i i 型带式输送饥c a d 系统 以a u t o c a dr 1 4 绘图功能为基础 数 变 输机拉 头 总 量 紧部 图 据定送 义 莱 装鬻 生 库殛段 置斗 成 函 模 模数模 梗 模 模 模 块块 块 块 块块 块 图2 - 1 参数化绘图部分各功能模块结构图 2 2 系统两大功能模块之间的关系 如前一节所述，本系统可分为计算选型和参数化绘图两大功能模块，计算选型 模块是华电工程公司技术管理平台的一个子系统，主要实现了带式输送机设计的参 数计算、部件选型等功能，并将所设计的输送机的技术参数存入到后台数据库指定 表中。参数化绘图模块是作为计算选型的功能拓展模块来设计的，参数化绘图模块 所需要的许多重要参数都是由计算选型模块提供的，计算选型模块是参数化绘图模 块的基础。参数化绘图模块虽然是计算选型模块的延伸，但它又是相对独立的。使 用参数化绘图模块来绘制输送机布置总图，必须首先将参数化绘图模块与计算选型 模块关联起来，简单的说就是把绘图模块所使用的数据与计算选型所使用的数据关 联起来。 计算选型模块所使用到的数据分为两种，一种是原始数据，即输送机各部件匹 配表、参数表等，如输送机滚筒直径匹配表、棍子承载能力表、传动滚筒参数表等 ( 分别对应于数据库中的t a b l e 2 5 、t a b l e 4 1 7 、t a b l e 6 1 ) 。另一种是结果数据，即计 算选型模块生成的表，这些表包含了所设计的输送机的一些项目信息、技术参数等。 例如数据库中的p r o j e c t 表，它里面记录了所设计的输送机的工程编号、工程名称、 工程负责人等等一些信息，而o t a b l e l 表记录了所设计的输送机的物料名称、输送 能力、带宽、带速等等信息。 参数化绘图模块所使用到的数据也分为两种，一种也是输送机各部件的参数表， 如传动滚筒头架所属等，主要记录了头架配套滚筒、主要尺寸、质量及图号等信息。 另一种就是计算选型模块生成的结果数据表，而如何将计算选型模块生成的结果数 8 华北电力大学硕士学位论文 据表跟绘图模块关联起来也成为绘图模块设计的一个关键点。 本系统是通过p r o j e c t 表中的g c h b h 字段来把选型结果表和绘图模块关联起来 的，计算选型模块在新建一个工程时会同时在p r o j e c t 表创建一个g c h b h 字段，该字 段的值在整个数据库中是独一无二的，计算选型结果数据表中也会创建一个相同的 字段，这样参数化绘图模块就会根据g c h b h 这个字段值来准确的访问选型模块所生 成的各种结果表，从中提取绘图所要的数据，绘图模块主要使用数据表结构见附录。 2 3 开发方法的确定 如本章第二节所述，本系统从大的方面来说可分为两大部分，即计算选型部分 和参数化绘图部分。本系统利用d e l p h i 及其与s q l s e r v e r 2 0 0 0 数据库的连接完成输 送机的选型设计部分。对于带式输送机的参数化绘图部分，需要对c a d 系统进行 二次开发来完成，目前c a d 系统二次开发常用方法总的来说有以下两种： ( 1 ) 对于不具备参数化绘图功能的c a d 系统来说，采用编程绘制的办法，建立 参数化程序库，即根据所给的参数，通过程序动态绘制零部件图形。这种方法工作 量比较大，程序比较复杂，开发的周期长、费用高、系统完成后的稳定性、健壮性 均需大量的工作来保证，而且对开发人员要求较高，有时由于计算误差等原因可能 得不到所需要的图形。目前a u t o c a d 系统中多使用a c t i v e x 技术来进行二次开发。 这种方法的优点是能够与原系统共享地址空间，易于实现系列化产品设计和绘图， 占用的存储空间较小，能对原系统进行扩展。 ( 2 ) 对于具备参数化绘图功能的c a d 系统来说要简单得多，只须绘制好零、部 件模板图库，然后由程序对需要修改的尺寸进行参数驱动即可。可以使用市场上常 见的c a d 系统平台如：p r o e ，a u t o c a dm d t 等的二次开发工具来开发。这种方法开 发的周期短、费用低，占用的存储空间较大，对开发人员要求相对来说不是很高。 系统的健壮性和稳定性依赖于所使用的系统平台。 本系统结合带输送机的特点和企业c a d 应用的实际情况，综合考虑上述两种 方法的优缺点，采用了第一种设计方法，利用d e l p h i 和a u t o c a d 的a c t i v e x 技术 作为开发工具，以s q ls e r v e r 数据库作为支撑环境，在w i n d o w sx p 环境下开发、 充分利用它友好的用户接1 3g u i ( g r a p h i c a lu s ei n t e r f a c e ) 界面、程序集成等功能 取得了较好的效果。 2 4 支撑软件的选择 一个成功的软件的开发，离不开好的支撑软件。支撑软件至少应该有以下三方 面的特点：1 、具有强大的功能；2 、拥有广大的用户群，被人们所熟知；3 、提供 9 华北电力大学硕士学位论文 开放式体系结构，允许用户和第三方软件开发上根据各自的需求来改进和扩充其功 能。 考虑到支撑软件所需满足的特点以及公司设备条件、设计人员对软件的熟悉程 度和同其他图纸( 比如带式输送机零件图和滚筒装配图等) 的一致性以及易开发性， 本输送机c a d 系统采用a u t o c a dr 1 4 为开发平台。 a u t o c a d 是美国a u t o d c s k 公司开发的专门用于计算机绘图设计的软件，强大 的绘图功能以及开放的体系结构使其取得了巨大的成功，成为目前c a d 行业的旗 舰，深受广大用户的喜爱。它在我国国内应用范围也非常广泛，影响深远，尤其是 在机械和建筑行业，拥有强大的应用和开发队伍，几乎家喻户晓，堪称我国c a d 的标准平台。自1 9 8 2 年1 2 月首次推出以来，a u t o c a d 经过了十多次的升级，从早 期的a u t o c a d l 0 到a u t o c a dr 1 4 ，以及近来的a u t o c a d 2 0 0 4 ，a u t o c a d 2 0 0 6 ， 它在功能方面正日趋完善，并被广泛的应用于电子信息、航天航空、机械制造、石 油化工、土木工程等各个方面，成为标准的基于p c 的c a d 应用程序。许多年来， a u t o c a d 始终跟随着计算机工业的发展步伐，应用程序已经从最开始的基于d o s 环境下，在命令行中执行命令，发展为完全与w i n d o w s 兼容的应用程序。a u t o c a d 软件在不断的发展，已经扩展成为一个可以满足各类设计需求的平台。在当今竞争 激烈的市场中，需要一种能够将设计工作和其他业务设施紧密结合的产品， a u t o c a d 的革新满足了这种日益增长的需求【2 。 a u t o c a d 是作为一个通用绘图系统而设计的，但各行各业都有自己的行业和专 业标准，许多单位也有自己的技术规格和企业标准，每个设计工程师和绘图员更有 各自独特的工作方式。因而a u t o c a d 不可能完全满足每个用户的具体要求。于是 通过系统提供的开放式体系结构，a u t o c a d 允许用户和第三方软件开发商根据各自 的需求来改进和扩充a u t o c a d 的许多功能，实现对a u t o c a d 的二次开发。具有方 便的二次开发功能，这也是a u t o c a d 最重要的也是最吸引设计人员的特性。 所以说以a u t o c a d 为平台开发c a d 软件，能收到事半功倍的效果。a u t o c a d 不仅为使用者提供了良好的工作环境，而且给开发者提供了强有力的应用程序开发 接口( a p i ) 。a u t o c a d 内含三种编程语言：a u t o l i s p ( 升级版v i s u a ll i s p ) 、a d s 、 o b j e c t a r x 。包含d c l 、p d b 对话框控制语句，e e d 实体扩展数据，a s e 外部数 据接口，a m e 实体造型和a u t ov i s i o n 内部渲染等重要模块。它提供了面向对象可 视化编程环境和丰富的图形图像存取格式。为编程者提供了一展身手的广阔舞台。 a u t o c a d 提供了数百条绘图编辑命令，使开发者即不必为绘图改图等细节操心，也 不必为系统接口和外设驱动费力，而可以将全部精力集中于开发应用程序本身。 1 0 华北电力大学硕士学位论文 2 5a u t o c a d 二次开发工具的选择 通常，a u t o c a d 可以绘制一些比较规范的图形，对于一些不规范图形和曲线是 难以绘制的。而且在存在大量相似设计时，绘图效率不高。特别是当需要将设计计 算、数据处理、图形参数化绘制等方面进行综合处理时，更感到力不从心。为此需 对a u t o c a d 进行有针对性的二次开发，以使其满足专业应用的需要。目前a u t o c a d 二次开发主要有以下几种方法： 1 ) a u t ol i s p 和v i s u a ll i s p 2 2 l a u t ol i s p 是最早的解释型a p i ，它不是面向对象的语言，主要用来完成重复性 任务，进行客户化开发和编制a u t o c a d 菜单以及通过简单机制为a u t o c a d 增加命 令。在逻辑上，a u t ol i s p 是一个独立的进程，通过1 p c ( 进程间通讯) 与a u t o c a d 交互。但由于a u t ol i s p 是一种解释性语言，其保密性差、运行速度慢、自顶而下 的程序设计思路、调试不便等缺点使得它不适合开发大型的计算密集型的系统。另 外其表达式的表示法也不易让一般开发人员习惯和接受。 为了克服a u t ol i s p 存在的缺点，a u t o d e s k 推出a u t ol i s p 的新版本一s u a l l i s p ，对a u t ol i s p 进行了扩充和延伸。v i s u a ll i s p 是一种编译型a p i ，是a u t ol i s p 的换代产品，它完全兼容a u t ol i s p ，同时它能够访问a u t o c a d 的多文档设计环境、 c o m a c t i v e x 用户界面和事件响应器。v i s u a ll i s p 还提供了完整的、功能强大的全 新的编程环境。该环境提供括号匹配、跟踪调试、源代码和语法检查等工具，方便 用户创建和调试l i s p 程序。从而实现了a u t o c a d 使用环境的客户化，并且能够编 写运行在a u t o c a d 中的应用程序。 2 _ l o b j e c ta r x 开发工具i 比j 为了适应面向对象程序设计( o o p ) 技术的发展形势，a u t o c a dr 1 4 提供了一个 面向对象的开发环境o b j e c ta r x ( a u t o c a d r u n t i m ee x t e n s i o n ) 取代了 a d s ( a u t o c a dd e v e l o p m e n ts y s t e m ，基于c 语言编程环境1 ，所用语言为c + + 的一 个功能强大的二次开发工具，用0 b j e c ta r x 环境开发的a u t o c a d 应用程序将比 a d s 程序具有更好的性能和更强的功能。0 b j e c ta r x 编程环境与a d s 、a u t ol i s p 的编程环境有很大的不同，最大区别是a r x 应用程序是一种可共享a u t o c a d 地址 空间和建立对a u t o c a d 直接函数调用的动态链接库( d l l ) ，因而a r x 应用程序与 a u t o c a d 之间的通信更加直接，运行效率更高。 0 b e c t a r x 是以c + + 为基础的面向对象开发环境及应用程序接口，具有面向对 象编程方式的数据可封装性、可继承性及多态性等特点。用o b j e c ta r x 开发的软件 具有模块性好、独立性强。连接简单、使用方便、内部功能高效及代码可重复性强 等优点，并支持m f c ( m i c r o s o f tf o u n d a t i o nc l a s s ) 基本类库，能简捷并高效地实现 许多复杂功能。但a r x 需专业的开发人员，既要熟悉v c + + ，又要熟悉a u t o c a d ， 1 1 华北电力大学硕士学位论文 在短时间内很难完全掌握 2 ) a u t o c a da c t i v e x 技术1 2 3 1 a u t o c a d 自r 1 4 起，采用a c t i v e xa u t o m a t i o n 的形式丰富了自身的a p i ， a c t i v e x 是微软制定的一种实现程序问通信、调用的软件复用规范。提供了一种程 序化的机制来操纵a u t o c a d ，这种操作可以是在a u t o c a d 内部，也可以是来自 a u t o c a d 外部的。 a c t i v e x 技术来源于o l e ( o b j e c tl i n k i n ga n de m b e d d i n g ) 技术，o