机械CADCAM 实验指导书

1 机械 CAD CAM 技术 实验指导书 1 目录 第一部分 AutoLisp 语言简介 1 一 启动 Visual LISP 1 二 AutoLISP 基本函数 2 三 基本函数 3 第二部分 三维几何建模技术 5 一 常用的建模方法 5 二 PRO E 系统三维实体造型功能 5 三 PRO E 系统三维实体造型的关键技术 6 四 实例 6 五 PRO E NC 加工系统的的关键技术 8 用 AutoLISP 设计传动轴的参数化绘图 8 机械 CAD CAM 标准实验报告 12 1 第一部分 第一部分 AutoLisp 语言简介语言简介 AutoLISP 是为扩展和自定义 AutoCAD 功能而设计的一种编程语言 它的起源可以追 溯到五十年代末的 LISP 语言 LISP 最初是为编写人工智能 AI 应用程序设计的 现在 仍是许多人工智能程序的基础 用户可以十分方便地利用 AutoLISP 编程语言对 AutoCAD 进行二次开发 它非常适合于图形的应用 AutoLISP 程序实际上是由函数名 自变量和参数等构成的函数表的集合 从 AutoLISP 程序中所得到的是一个个的表 每一个表相当于一条语句 所以 LISP 语言就是对表进行 处理的语言 简单来说 AutoLISP 程序 函数名 变量 参数 的集合 如 Setq A 3 表示 A 3 一 启动一 启动 Visual LISP Visual LISP 是 Autodesk 公司为增强 AutoLISP 程序开发能力 加速 AutoLISP 程序开 发而设计的一种软件工具 它内嵌于 AutoCAD2000 中 VLISP 的集成开发环境提供了许 多功能 使编写 修改代码以及测试和调试程序更加容易 另外 VLISP 还提供了工具 用于发布用 AutoLISP 编写的独立应用程序 启动步骤 1启动 AutoCAD 2在 AutoCAD 菜单中选择 工具 AutoLISP Visual LISP 编辑器 或在命令提示处输 入如下命令 vlisp 首次启动 VLISP 时 它将显示如下屏幕 VLISP 屏幕包括如下区域 2 菜单 用户可以通过选取各个菜单项来发出 VLISP 命令 如果您亮显菜单上的某一个菜单 项 VLISP 将在屏幕底部的状态栏上显示相关命令功能的简介 工具栏 单击工具栏按钮可以快速发出 VLISP 命令 VLISP 中一共有五个工具栏 标准 视 图 调试 工具和搜索 各自代表不同功能的 VLISP 命令组 在本页的图中 五个工具 栏衔接在一起 每个工具栏都以图标 开始 可以通过工具栏执行部分 但不是全部 菜单命令 如果您将鼠标指针指到工具栏某按钮并在其上停留几秒钟 VLISP 将显示工具 提示说明按钮功能 而且还会在屏幕底部的状态栏上显示更详细的描述 控制台窗口 控制台窗口是 VLISP 主窗口中的一个独立的可滚动窗口 在控制台窗口中可以输入 AutoLISP 命令 方式与在 AutoCAD 命令窗口中式类似 也可以不用菜单或工具栏而直 接在控制台窗口中发出很多 Visual LISP 命令 状态栏 位于屏幕底部的状态栏中显示的信息因您在 VLISP 中所做的工作不同而异 在 VLISP 文本编辑窗口中加载和运行程序的步骤 1首先请确认包含程序 drawline lsp 的文本编辑窗口是活动窗口 如果不能肯定该窗口 是否是活动的 请在窗口的任何地方单击它 使它成为活动窗口 2从 工具 工具栏中选择 加载活动编辑窗口 按钮 或从 VLISP 菜单中选择 工 具 加载编辑器中的文字 VLISP 将在控制台窗口中显示一条信息 表明已加载该程序 3在控制台提示下输入括号和函数名 函数名包括在括号内 按 ENTER 键后就可运 行 drawline 函数 二 二 AutoLISP 基本函数基本函数 在此 对 AutoLISP 函数语法的描述遵循如下惯例 在本样例中 函数 foo 有一个必要参数 string 和一个可选参数 number 还可以提 供附加的 number 参数 参数的名称经常表明所需的数据类型 下面的样例同时展示了对 foo 函数的有效和无效调用 有效调用 无效调用 3 foo catch foo 44 13 foo catch 22 foo fi foe 44 13 foo catch 22 31 foo 三 基本函数三 基本函数 1 定义函数 defun sym arguments variables expr 参数说明 sym 函数名 arguments 函数需要的形式参数名 variables 函数使用的一个或多个局部变量名 局部变量名称前的斜线和第一个局 部名称之间 以及该斜线和最后一个参数 如果存在的话 之间 都必须保持至少一 个空格的距离 expr 执行函数时要执行的任意数目 AutoLISP 表达式 如果没有声明任何参数或局部符号 则在函数名称后必须使用空括号 如果定义了名称格式为 C XXX 的 AutoLISP 函数 则该函数可以象内置的 AutoCAD 命令一样在 AutoCAD 命令行提示中使用 无论任务是在 Visual LISP 中还 是在 AutoCAD 命令提示下定义和加载此函数 情况都是一样 可以用这个功能为 AutoCAD 添加新命令或重定义现有的命令 要将函数用作 AutoCAD 命令 必须确保它们遵循如下规则 函数名必须使用格式 C XXX 格式 大写或小写字符 名称的 C 部分必须 存在 XXX 部分是用户选择的命令名 C XXX 可以用来替代内置的 AutoCAD 命令 函数必须定义为不带参数 然而 允许使用局部变量 并且使用局部变量是一个很好 的编程习惯 2 AutoLISP 的基本赋值函数 将一个或多个符号的值设置为相应表达式的值 setq sym expr sym expr 可以在对 setq 函数的一次调用中给多个符号赋值 3 输入函数 getpoint pt msg 暂停以等待用户输入点 并返回该点 用户既可以通过拾取点来指定点 又可以通过输入以当前单位格式表示的坐标来指定 点 如果提供了 pt 参数 那么 AutoCAD 会从该点到当前十字光标位置画一条拖引线 该函数的返回值是当前 UCS 中的一个三维点 用户不能输入一个 AutoLISP 表达式来响应 getpoint 的请求 参数说明 pt 当前 UCS 中的二维或三维基点 请注意 getpoint 函数还可以接受一个整数或实数作为 pt 参数 并使用直接距离输入 法来指定点 这种方法以 LASTPOINT 系统变量的值作为起点 将 pt 作为距离 根据当 前光标相对于 lastpoint 的位置确定方向 其结果是在当前光标位置的方向上和上一点之间 的距离为指定值的点 4 msg 用于提示用户的字符串 getdist pt msg 暂停以等待用户输入距离 用户可以通过选择两个点来指定距离 如果提供了基点的话 则只需选择第二个点 用户还可以通过输入一个以 AutoCAD 的当前距离单位格式表示的数来指定距离 虽然当 前距离单位格式可能是以英尺和英寸 建筑单位制 表示的 getdist 函数总是以实数形式 返回这个距离值 getdist 函数从第一个点到当前十字光标位置显示一条拖引线 以帮助用 户确定距离值 用户不能输入另一个 AutoLISP 表达式来响应 getdist 的请求 参数说明 pt 二维或三维点 用作当前 UCS 中的基点 如果已经提供了 pt 则仅提示用户输入 第二点 msg 用于提示用户的字符串 如果未指定该参数 则 AutoCAD 不显示提示信息 4 求某点的坐标 polar pt ang dist 在 UCS 坐标系下 求某点的指定角度和指定距离处的点 并返 回该点 参数说明 pt 二维或三维点 ang 以弧度为单位的角度值 它是相对于当前构造平面 X 轴按逆时针方向计算的 dist 与指定点 pt 的距离 返回值 根据 pt 指定点的类型 返回二维或三维点 样例 为 polar 提供一个三维点 命令 polar 1 1 3 5 0 785398 1 414214 2 0 2 0 3 5 为 polar 提供一个二维点 命令 polar 1 1 0 785398 1 414214 2 0 2 0 5 COMMAND 函数 command arguments 执行一条 AutoCAD 命令 参数说明 arguments AutoCAD 命令 选项或表达式 command 函数的参数可以是字符串 实数 整数或点 但必须与要执行的命令所需的 参数一致 空字符串 表示从键盘键入 ENTER 键 不带参数调用 command 相当于 键入 ESC 键 这样可取消大多数 AutoCAD 命令 command 函数将每一个参数顺序传给 AutoCAD 以响应提示 它以字符串形式提交 命令名和选项 以两个实数组成的表的形式提交二维点 以三个实数组成的表的形式提交 三维点 只有在命令提示下 AutoCAD 才能识别命令名 要注意的是 如果从 Visual LISP 中使用 command 函数 控制并不会转移到 AutoCAD 中 如果命令要求用户输入 则可以在控制台窗口中看到返回结果 nil 但 AutoCAD 将等待输入 必须手动激活 AutoCAD 并响应提示 在这样做以前 任何后续 命令都会失败 5 第二部分第二部分 三维几何建模技术三维几何建模技术 一 常用的建模方法一 常用的建模方法 1 线框建模 2 表面 曲面 建模 3 实体建模 A 扫描表示法 这种方法是由一个二维形面图形在空间沿某一方向或某一轴 线旋转来定义实体的方法 B 构造实体几何 CSG 表示法 CSG Constructive Solid Geometry 表示法认为任何复杂的 形体都是由有限的简单体素组合起来的 通过最基本的体素 经 过布尔运算来构造各种不同的复杂形体 二 二 PRO E 系统三维实体造型功能系统三维实体造型功能 1 拉伸扫描法 Extrude 用户可以选择由 AutoCAD 二维命令所形成的封闭曲线沿某一 方向进行平行拉伸 便形成了一个三维实体 注意 所形成的封闭曲线必须是单一实体 2 旋转扫描法 Revovle 用户可以选择由 AutoCAD 二维命令所形成的封闭曲线在空间 沿某一轴线旋转 便形成了一个三维实体 注意 所形成的封闭曲线必须是单一实体 3 体素拼合法 Intersect Union Subtract 6 用户选择已存在的基本体素或构造体素通过交 并 差布尔运 算来形成新的三维实体 三 三 PRO E 系统三维实体造型的关键技术系统三维实体造型的关键技术 a 设置视角 Vpoint b 建立用户坐标系 Ucs c 实验具体步骤见视频教学 四 实例四 实例 11 2 2013 0 5 7 8 五 五 PRO E NC 加工系统的关键技术加工系统的关键技术 A 制造设置 B 制造模型 C 铣削加工方法 D 实验具体步骤见视频教学 例题例题 用用 AutoLISP 设计传动轴的参数化绘图设计传动轴的参数化绘图 一 图形参数的确 定 9 二 编制 AutoLISP 程序 defun c shaft setq p0 getpoint n insert point setq alf getangle n rotation angle setq d1 getdist n shaft Diameter1 setq c getdist n chamfer Distance setq b1 getdist n shaft Length1 setq d2 getdist n shaft Diameter2 setq b2 getdist n shaft Length2 setq d3 getdist n shaft Diameter3 setq b3 getdist n shaft Length3 setq sbd getdist n slot Distance setq sL getdist n slot Length setq sb getdist n slot Width setq oldosmode getvar osmode setvar osmode 0 setq p2 polar p0 0 5 pi alf 0 5 d1 c setq p1 polar p2 0 25 pi alf 1 414 c setq p3 polar p2 1 5 pi alf d1 2 c setq p4 polar p1 1 5 pi alf d1 command line p1 p2 p3 p4 setq x1 car p0 c setq y1 cadr p0 setq p01 list x1 y1 setq p2 polar p01 0 5 pi alf 0 5 d1 setq p1 polar p2 alf b1 setq p3 polar p2 1 5 pi alf d1 setq p4 polar p3 alf b1 command line p1 p2 p3 p4 setq x1 car p01 b1 setq y1 cadr p01 setq p02 list x1 y1 setq p2 polar p02 0 5 pi alf 0 5 d2 setq p1 polar p2 alf b2 setq p3 polar p2 1 5 pi alf d2 setq p4 polar p3 alf b2 command line p1 p2 p3 p4 c setq x1 car p02 b2 setq y1 cadr p02 setq p03 list x1 y1 setq p2 polar p03 0 5 pi alf 0 5 d3 setq p1 polar p2 alf b3 setq p3 polar p2 1 5 pi alf d3 setq p4 polar p3 alf b3 command line p2 p1 p4 p3 setq x1 car p02 sbd setq y1 cadr p02 setq p04 list x1 y1 setq r 0 5 sb L1 sL sb setq p1 polar p04 0 5 pi alf r setq p2 polar p1 alf L1 setq p4 polar p2 1 5 pi alf sb 10 setq p3 polar p1 1 5 pi alf sb command pline p1 p2 a p4 l p3 a cl setvar osmode oldosmode 机械机械 CAD CAM 标准实验报告标准实验报告 课程 机械 CAD CAM 系别 机电学院 实验室 CAD 中心 专业 机械设计 班级 学号 姓名 实验一 设计传动轴的参数化绘图程序 一 实验目的 1 掌握参数化绘图的方法 2 熟悉 AutoLISP 语言的语法 二 实验内容 用 AutoLISP 完成简单传动轴的参