旋风分离器参数化设计

本科毕业论文第I页旋风分离器参数化设计摘要目前参数化设计是AUTOCAD开发的一个主要方向。本次设计要求以丙烯腈反应器内两级和三级串联旋风分离器为例，利用VISUALLISP语言，DCL对话框设计语言，完成相应旋风分离器的参数化设计工作。本次设计实现了旋风分离器的平面图的参数化设计，通过参数来控制绘图，可由用户任意输入所需参数，自动完成旋风分离器主视图和俯视图的绘制，减少了绘图过程中的工作量。在效率上明显优于普通的CAD画法。在设计中还就部分语句进行了解释，有助于用户或初学者对程序进行进一步了解，并通过本文学习VISUALLISP和DCL的相关知识。关键词旋风分离器；参数化设计；CAD二次开发；VLISP；DCL本科毕业论文第II页PARAMETRICDESIGNOFCYCLONESEPARATORABSTRACTCURRENTLY,PARAMETRICDESIGNISONEOFTHEMAINDIRECTIONSOFAUTOCADDEVELOPMENTTHEDESIGNREFERINSERIESTWOANDTHREECYCLONESREQUIREMENTSOFTHEACRYLONITRILEREACTOR,WITHVISUALLISPLANGUAGEANDDCLDIALOGDESIGNLANGUAGETOCOMPLETETHEPARAMETRICDESIGNOFTHECYCLONESEPARATORTHEDESIGNHASCOMPLETEDPARAMETRICDESIGNOFPLANEFORCYCLONESEPARATORWHICHCONTROLDRAWINGWITHPARAMETERSTHEUSERINPUTPARAMETERS,AUTOMATICALLYCYCLONEMAINVIEWANDTOPVIEWDRAWING,REDUCINGTHEWORKLOADOFTHEDRAWINGPROCESSTHEEFFICIENCYISSUPERIORTOORDINARYOFCADDRAWINGINTHEDESIGN,APARTOFTHESTATEMENTSAREEXPLAINEDTOHELPTHEUSERORABEGINNERTOLEARNMOREABOUTTHEPROGRAM,ANDTHROUGHTHISTOLEARNVISUALLISPANDDCLKEYWORDSCYCLONEPARAMETRICDESIGNCADSECONDARYDEVELOPMENTVLISPDCL本科毕业论文第III页目录摘要IABSTRACTIII第一章前言1第二章文献综述221旋风分离器简介2211旋风分离器分离原理2212旋风分离器的应用2213旋风分离器结构2214旋风分离器参数化设计的意义322AUTOCAD二次开发简介3221CAD的普及3222CAD的功能、优点和局限性3223CAD二次开发的发展方向4224CAD二次开发工具的选择5225VISUALLISP概述5226VISUALLISP与AUTOLISP的比较6227对话框设计723参数化设计介绍8231参数化设计概述8232参数化设计的过程8第三章旋风分离器俯视图的参数化设计1031引言1032数据分析11本科毕业论文第IV页33编辑对话框1234编辑程序13第四章旋风分离器主视图的参数化设计1741前言1742设计数据分析1743对话框生成1844程序编制20第五章结论与展望2351结论2352展望23参考文献24致谢26附录程序代码27第一章前言第1页第一章前言自第一次工业革命以来，机械设计领域飞速发展，传统的手工绘图由于其速度慢、精度低、自动化程度低，已经无法满足现在用户的要求。1982年AUTODESK公司推出了AUTOCAD软件，给机械设计领域带来了一场革命。借助AUTOCAD的帮助，机械设计人员可以通过计算机实现自己的构想，是设计者更轻松地完成计算、绘图、修改等工作，在绘图速度，精度和自动化程度方面完成了一次质的飞跃。二十一世纪，仅通过计算机辅助绘图也不能完全满足设计者的要求。在工业中，有许多绘图工作设计标准件和常用设备，这些零部件数量大，绘图非常复杂，所以需要一种直观方便的、快速准确地描绘它们的方法。目前，参数化设计是CAD领域的一个研究热点14。旋风分离器在工业生产中的应用已有一百多年的历史，因为其能耗相对较小，结构简单可靠，所以广泛的应用于石油、化工、建筑、机械、冶金、电力、食品等工业部门5。而在旋风分离器的设计过程中，花费在利用AUTOCAD绘图的时间较多，而旋风分离器的施工图设计已相对成熟、定型，可利用AUTOCAD二次开发对其进行参数化设计，国外已经开发出利用EXCEL和VB的设计方法，而国内在此方面起步较晚。本设计主要涉及旋风分离器的平面图的参数化设计，运用DCL和VISUALLISP语言设计对话框和绘图驱动程序。用户只需要加载程序，并在对话框中输入对应的参数即可完成绘图工作。第二章文献综述第2页第二章文献综述本章主要对旋风分离器，AUTOCAD二次开发和参数化进行介绍。21旋风分离器简介本文主要是完成旋风分离器的参数化设计，就要对旋风分离器有所了解。本节主要介绍旋风分离器的原理、应用和主要结构。211旋风分离器分离原理传统旋风分离器由进气管、下料管、圆锥形的筒体及排气管共同组成。进气管与筒体之间相切，含尘的气流以一定的速度从进气管进入筒体，然后再筒体内做高速螺旋运动，气流中的粉尘颗粒受到离心力的作用，在离心力作用下气流中的粉尘颗粒飞向筒体的内壁，碰触内壁后沿内壁滑落，最后从下料管排出。这样就使粉尘从气相的物料之中分离出来，达到了气固相分离的目的。可以这样认为，旋风分离器是一种由气流来驱动的离心分离设备。212旋风分离器的应用旋风分离器是一种容易制造、安装、结构简单并且应用十分广泛化工设备。在化学工业中，它被广泛的应用于分离气固相。在石油加工领域里，流体催化裂化装置、流体焦化装置和流化床焚烧装置中都需要用到旋风分离器。在食品、医药、日用化工以及冶金等行业内，旋风分离器常被用来除去熔炼炉和干燥器的尾气中的粉尘颗粒尘，用于除去含尘气相物料中的粉尘颗粒6。213旋风分离器结构（1）分离器图中灰斗以上部分。它下部是一个锥体，上部为圆柱体。它是含尘气流的主要运动场所，也是气固分离的主要场所。（2）升气管第二章文献综述第3页升气管在分离器内部，图中难以显示。它是一个中空圆柱，它的作用是挡住入口气流，使气流在分离器中做螺旋运动，并在最后将气流导出。（3）灰斗如图所示的底部。灰斗的作用主要是接收旋风分离器中捕集的粉尘颗粒。他的结构为上下各一个锥体，中间一个圆柱体（中空）。214旋风分离器参数化设计的意义在工业生产中，很多设备会使用到旋风分离器，由于旋风分离器的结构形式繁琐多样，使用数量大，绘图工作十分繁琐。因此，很需要一种直观方便又快速准确的绘制旋风分离器的方法，使用户能够灵活便捷的绘制自己所需的旋风分离器图纸。因此，采取参数化的方法发挥CAD软件的作用而进行的一项重要的二次开发工作。一方面能够提高设计者的绘图效率；另一方面能减小错误发生率7。22AUTOCAD二次开发简介CAD的二次开发是针对CAD没有提供针对行业设计所必需的模块程序库，为了更方便用户能够在更短的时间内开发出应用产品，需要将一些小的模块设计成通用的模块程序库。本节将概括的阐述CAD二次开发的方向和工具的选择8。221CAD的普及CAD技术经过30多年的普及与发展，如今已经发展成为机械设计领域中不可替代的组成部分。它的出现使传统手工设计绘图的方式发生了天翻地覆的变化，对提高设计精度、缩短产品的开发时间、降低成本和增强市场竞争力起了巨大的作用。222CAD的功能、优点和局限性CAD作为图形系统有其自身的功能、有点和局限性，概况它的有点和局限性做到扬长避短就能让它更好的发挥作用。第二章文献综述第4页CAD功能图形的体的生成和编辑；图标显示管理与系统控制；文件的管理。AUTOCAD功能主要应用于处理各种图形，是面向图形处理设计，并以几何图形造型系统为中心的通用的图形设计处理软件。CAD的优点对硬件的环境要求低，可用于16位微型计算机，户投资较少，比较容易普及；有很强大的图形处理和作图功能，能够满足绝大多数工程师的绘图要求；操作简单，便于用户使用。CAD局限性它是封闭式的软件包，只能够在软件自身的运行环境下，通过人机对话的方式工作，缺乏与外界其他软件的直接交换的能力，比如，用户很难对其系统数据库直接进行访问；计算能力差，用户只能将计算好的任意图形输入计算机，但是无法根据某一函数制作出一条曲线；也不能计算分析设计的结构图形，例如优化设计、有限元分析等。223CAD二次开发的发展方向为了有效的利用图形系统软件图形的功能完善的特点，并弥补它的缺点，有效地提高CAD的工作效率，所以要对AUTOCAD进行二次开发。目前二次开发有三个主要的方向1通过数据文件共享的方式进行开发这种方式能够加入原图形系统不具备的计算和分析等功能，较适用于进行大规模应用软件研制的机构，是开发将图形系统作为基础的系统化的应用软件形成的主要途径。也能够利用这种开发方式来提高原有的系统的图形生成效率，最终实现参数化绘图。2通过将图形系统用户化的方式进行开发这种开发方式是利用AUTOCAD原来所提供的用户接口进行的。它能够明显改善CAD的操作性，扩充用户的专有图形数据库，使原有系统更加符合用户的特殊要求，进而做到提高CAD使用效率，更加快捷方便地绘图的目的，它是对CAD功能的转换式直接扩充。3通过为图形系统提供嵌入式语言的方式进行开发，如利用AUTOLISP语言进行二次开发。CAD从26版本就开始为用户提供了比较完善的AUTOLISP语言，它是一种直接嵌入到CAD内部的LISP语言。LISP语言是一种表处理语第二章文献综述第5页言，其具有比较强大的表处理能力，主要用于非数值的计算。LISP提供了丰富的专用函数与系统函数，利用这些函数可以访问CAD程序的几乎所有命令、图形和输入设备，用户可以很方便的定义自己的函数。LISP是对CAD二次开发的有力工具。224CAD二次开发工具的选择目前国内外对CAD二次开发主要应用的技术有EXCEL和VB9、10、ADS技术、ARXC技术、VLISP技术11VLISP是AUTOLISP的升级产品。它与AUTOLISP完全兼容，并能提供AUTOCAD具有的所有的功能，是新一代AUTOCAD中嵌入的LISP语言，并且VLISP对原有的语言进行了扩展，使其可以通过MICROSOFTACTIVEXAUTOMATION接口与对象交互。同时，通过实现反应器函数的方法，还扩展了AUTOLISP影响事件的能力。作为一种开发工具，VLISP提供了一个完整的集成开发环境，其中包括编译器、调试器和其他工具等，可以明显提高二次开发的效率。另外，VLISP还提供了用于发布独立的应用程序的工具。在程序的稳定性上，如果采用VISUALLISP开发的应用程序一旦失败，并不会危害到AUTOCAD自身的进程；而由于OBJECTARX应用程序会共享AUTOCAD的地址空间，一旦失败，AUTOCAD进程也随之一起崩溃。在编程的技术难度上，VISUALLISP和VISUALBASIC都是解释型语言，方便易学，而且开发周期短，许多程序员都在使用它们。相比之下OBJECTARX过于依赖于C语言，它必须经过严格控制的编译和链接以后才能生成所需的程序，开发人员必须有丰富的编程经验才能妥善处理开发过程中遇到的各种各样的问题。可是，在要求开发速度和性能都很高的应用程序或者大型CAD应用软件时，应采用OBJECTARX。鉴于上述情况，所以选择VISUALLISP作为二次开发工具12。225VISUALLISP概述LISP语言是在人工智能领域中广泛应用的一种程序语言，是一种计算机表处理语言，又称之为符号语言。在LISP语言中，最基本的数据类第二章文献综述第6页型是符号表达式，处理符号是LISP语言的主要特性。LISP语言的程序和数据都是以符号表达式形式来表示的，这样，一个LISP程序可以把另外一个LISP程序作为它的数据处理。AUTOLISP语言是一种嵌入到AUTOCAD内部的LISP编辑语言，是由AUTODESK公司在1985年6月推出的AUTOCADR217程序中首次嵌入的，是LISP编辑语言和AUTOCAD相结合的产物。AUTOLISP采用了和LIS语言一样的语法和习惯约定，具有LISP的性质，而且它又针对AUTOCAD又增加了许多实用的功能。例如AUTOCAD可以方便地调用AUTOCAD中的绘图指令，使设计和绘图工作融合为一体；还可以实现对AUTOCAD当前图形数据库的访问和修改，为实现对屏幕图形的交互设计、参数化设计、实时修改还有在绘图领域中使用人工智能提供了便利。总体说来，AUTOLISP是综合了人工智能语言LISP的性质和AUTOCAD强大的图形编辑功能的特点，是一种人工智能的绘图语言。随着AUTOCAD版本的不断更新，AUTOLISP的功能也得到了不断的完善，但是它始终存在一些比较明显的缺点，例如，采用解释执行的方式运作，程序的运行速度慢；缺乏集成的开发环境，没有能够面向对象的编辑能力；无法编译，程序的安全性差等。为此，AUTODESK公司在1998年3月又推出一款新的可视化的LISP语言VISUALLISPFORAUTOCADR14,并于1999年3月发行的AUTOCAD2000中内嵌了新的版本VLISPVISUALLISPFORAUTOCAD2000。226VISUALLISP与AUTOLISP的比较与AUTOLISP相比较，VISUALLISP具有以下几个显著的特点131与AUTOLISP完全兼容为了充分地利用AUTOLISP语言的优势和资源，VISUALLISP使用了与AUTOLISP相兼容的模式，这样使原有的AUTOLISP程序稍加修改就可以在VISUALLISP的环境下继续运行。2拥有面向对象编程的技术VISUALLISP同MICROSOFTACTIVEX、VC、VB和OBJECTARX等语言一样都是采用面向对象编程的方式运行。通过VISUALLISPACTIVEX接口，第二章文献综述第7页用户所开发的应用程序不仅能够兼容AUTOCAD软件，还可以同其他ACTIVECOMPLIANT应用程序一样，通过联合库就能方便地引用。3拥有功能强大的集成开发环境VISUALLISP集成了程序开发期间所需要的主要工具，具体体现在它的文本编辑采用了彩色编码数据检查表和LISP语法支持的技术，能够极大地方便程序源代码的编辑，同时也能够改善程序的可读性；应用了多种语法检查器来检测程序的结构错误和函数的变元错误，而且提供了对数据结构中的变量和表达式值的浏览和编辑的功能；提供了程序动态调试的功能，例如断点设置、动态跟踪和单步执行等不同的调试手段；提供了对话框设计预览的功能；提供了文件编辑器功能，可以将程序编译成二进制格式的文件。227对话框设计对话框如果新型直观，可以在一定程度上使用户对软件的操作简化，能够极大地提高软件的使用效率。AUTOCAD提供了可编程对话框语言PDB功能，用户可利用PDB功能创建新的对话框，同样也可以修改已存在的对话框。对话框是利用对话框语言DCL编写的ASC文件，DCL语言只对对话框所包含的内容和对话框中各控件的行为方式进行了定义，例如文本、按钮和列表等。按钮仅意味按压，文本只能用来说明和提示对话框中所显示相关的内容，以便用户来做出选择等。对话框的操作动作实际都是由它的应用程序来完成，例如VISUALLISP语言。AUTOCAD的PDB中设置了许多的预定义的控件，比如下拉列表、图像、按钮、复选框等。对话框中的控件设计由DCL来编写完成，执行动作需要由对话框的应用程序来驱动。所以设计一个对话框不光需要对控件进行选择，还要编写它的驱动程序，才能最终实现相关的功能。对话框是由位于其中的编辑框、按钮、列表框、切换开关等来控件组成，其基本控件都通过PDB预先点定义的，这些空间的功能可分为3类装饰和信息控件、预定义的操作空间和组合控件。第二章文献综述第8页23参数化设计介绍参数化设计是本次设计中要完成的主要内容，所以需要对其进行系统的阐述。231参数化设计概述首先要了解什么是参数化设计。参数化与参数有密切的关系，它是通过建立某种特定的关系，当这种关系中的元素发生变化的时候，其它元素也会随之一起变化，进而保证最初的定义关系不变14。通过参数化的方式对需要绘制的图形进行描述，来完成一类相似图形的绘制，从而达到减少工作量的目的的设计称之为参数化设计。232参数化设计的过程（1）整理出详细的用户使用要求15使用内容应该包括已有的资料、输出要求、样板数据、样板结果等。收集和整理相关的技术资料，比如表格，经验公式，手册，类似的程序等。估计用户要求的能否实现，整理所有可能需要用到的系统工具软件，简略地构思系统的结构。（2）整理设计中有关要求的实现方法需要对参数选择原则和计算方法进行整理，要整理出最简单且最必要的输入参数数据字典，总结要产生的图形的绘制要求。准备好两套以上的实际设计参数，以便在程序调试过程中作为参考对象。必要的情况下可以通过设计间断的模拟程序，来验证不太把握的方法。（3）生成点位图如果要求生成图形，需要先在AUTOCAD交互画图的模式下，生成点基本的位图如果要生成的图形是机械设计图，应该按典型的尺寸画点位图，并应标出绘图中控制点的名称。这样做的目的是为了找到最佳的图形生成过程并验证最终图形处理要求的可实现性。（4）总体设计按上述的条件整理出符合用户要求的“数据结构”、“数据流程”、“系统框图”和各函数当中符号的命名规则。这与机械设计中控件方案第二章文献综述第9页图和总体方案图生成和修改的过程相类似。接下来要做的就是有从上向下、由粗到精、分批次分功能地整理出每一个具体函数的“数据字典”“程序框图”和“于整个系统之间出入接口规则”。要做到每个模块都能够单独调试。（5）详细设计按照系统框图和点位图的要求，多个人分工编写AUTOLISP源程序。要求对所写的段落及时调试，并立刻解决所遇到的问题，最终达到段落中结果完全正确的目的。这种做法的目的是为了防止较隐蔽处出现某些错误，需要花费大量时间去寻找错误，或因错误无法找到而导致设计失败。最终程序应能够依据系统的要求来正确的运行、实现输出、输入的控制。（6）整体调试在所有功能模块调试完成以后，添加正确描述的变元表，运用主控程序进行调试调，直到成功。然后退出AUTOCAD，重新载入运行，如此反复，多次试验后结果依然正确，说明程序能够完成用户要求。（7）编译打包全部调试合格之后，将相关的程序编译成VLX程序包，整理好源程序和相关的技术资料。第三章旋风分离器俯视图的参数化设计第10页第三章旋风分离器俯视图的参数化设计31引言俯视图是从上向下的角度观察零件所绘出的视图，旋风分离器的俯视图起到为分离器上部件周向定位的作用，是旋风分离器视图中不可缺少的一部分。旋风分离器俯视图如下图31旋风分离器俯视图绘制俯视图的思路如下分离器俯视图较简单，图形由四个同心圆，两段同心的半圆弧，四条相互平行的直线，其中两条与半圆弧相切，底下两条平行线与圆相交，一条垂直于四条平行线的线段构成。图形主要用到CAD中的“CIRCLE”（圆）、“LINE”（直线）“ARC”（圆弧）三个命令，另外需要用到三角函数确定交点圆心之间的线段和水平线之间的角度，来确定交点位置。正是因为此图的绘制过程十分简单，可以把此部分的内容当作一个教程内容来阅读，通过此部分的学习，可以大致的了解到对话框定义的DCL语言以及VLISP语言的基本特征，以便阅读以后的程序。第三章旋风分离器俯视图的参数化设计第11页32数据分析对于图31所示的任务，分离器俯视图来说，需要用户输入的数据，即参数化设计所需的参数有如下几个（点位分析图32中绿字标注的部分）（1）出口直径D1（2）分离器筒体直径D2（3）分离器壁厚M1（4）入口长度A1（5）入口宽度A2（6）图形基点P1图32俯视图点位分析图图中点P2到P13为在参数的基础上通过数学表达式或其他方式计算出来的点，是绘图过程中不可缺少的点位。第三章旋风分离器俯视图的参数化设计第12页33编辑对话框根据数据分析过程整理出的数据项，来对对话框进行设计，这需要用户输入五个数据参数（即上述的D1D2M1A1A2）和一个基点（即上述定位点P1）基点可以让用户在CAD绘图界面中自由拾取（也可以通过其他方式定位，由用户拾取是为了方便用户在绘图过程中选择所需的插入点，可使操作更人性化）。参数化设计的对话框效果图如33所示图33旋风分离器俯视图对话框效果图可以看到，这个名为“选分分离器俯视图参数”的对话框左边加上了一个图像控件，它给出了该程序即将生成的图形的一个简单的效果图，并将各参数在图中做出了标注，使用户能更加直观的了解到程序的作用。图像控件的使用使得对话框变的更加美观和直观，增强了人机交互的友好性。右边是参数部分，它提示用户输入你的目标文件（即一个平面二维的俯视图DWG文件）的几何参数，即上述分析所得的数据，这些需要用户手动的在框表中输入。图中给定的是参考例图中所给出的数据，第三章旋风分离器俯视图的参数化设计第13页用户可根据自己的需要随意改变。基点需要用户在输入参数，对话框关闭后在CAD绘图界面中选择或者输入。就此对话框简单介绍一下DCL设计语言的一些内容。俯视DIALOG/定义表格LABEL“旋风分离器俯视图参数“/表格题目ROW/换行图像控件部分的各属性值IMAGE/图像控件KEY“俯视“/控件名称，以便在程序中调用驱动WIDTH30/宽度HEIGHT20/高度ASPECT_RATIO15/宽高比COLOR0/背景颜色，填充色，0为黑色参数输入部分（EDIT_BOX编辑框）的各属性值，以排气管直径D1编辑框为例EDIT_BOX/控件编辑框LABEL“排气管直径D1MM“/编辑框显示的标签KEY“D1“/控件名称，用以调用和驱动EDIT_WIDTH8/编辑框宽度VALUE512/编辑框中初始值为512此对话框共需5个此类的编辑框，并需要分别设置。控件按钮部分OK_CANCEL/确定和取消两个按钮完整的DCL程序可参看附录对话框部分。34编辑程序本程序的主要实现方式是控制对话框和绘图。为了达到控制的目的，并结合对话框的结构，本程序要实现以下几项功能对对话框中输入数第三章旋风分离器俯视图的参数化设计第14页据的调用；处理图像和绘图；定义动作表达式和回调；绘图部分。对对话框中输入数据的调用上一节所涉及的对话框不能通过CAD软件直接调用，需要由LISP程序进行调用和驱动。LISP程序中可用LOAD_DIALOG命令加载DCL程序，再用NEW_DIALOG命令初始化对话框；通过IFNOTNEW_DIALOG“俯视图“DCL_IDEXIT判断函数释放调用成功，若失败运行EXIT退出，若成功程序继续进行。调用成功后，再用START_DIALOG函数将对话框的控制传递给AUTOCAD以便演示给用户；调用UNLOAD_DIALOG函数，在用户响应后从内存中删除对话框（这一步视具体情况选择是否使用）。在前面分析过，绘制俯视图，只要绘制四个同心圆，两个圆弧，四条平行线和一条垂线就可以完成。处理图像和绘图图像按钮控件和图像控件也需要由VISUALLISP函数来进行调用的。执行START_IMAGE函数，开始对话框控件中一个图像的生成。使用DIMX_TILE和DIMY_TILE两个函数来按对话框单位返回一个控件的尺寸；使用SLIDE_IMAGE函数在现行激活对话框图像控件上显示一个AUTOCAD的幻灯片，幻灯片可以是一个SLD类型的幻灯文件（SLD文件可以使用MSLID命令来制作）；使用END_IMAGE（此函数与START_IMAGE相对应）来结束图像处理。动作表达式和回调要想定义在对话框中的某控件被选定是执行的动作，可以通过调用ACTION_TILE函数将VISUALLISP表达式与该控件相关联。此函数为某一控件指定一个动作表达式。当用户在对话框中选择了这个控件时，就会对这个动作表达式求值。ACTION_TILE“ACCEPT“GETDATADONE_DIALOG1“；给OK键设置动作，当按下确定键时，执行GETDATA函数（这是一个自定义的获取数据的函数）和DONE_DIALOG1函数ACTION_TILE“CANCEL“DONE_DIALOG0“；对CANCEL键设置动作，正常结束绘图部分，在对话框中按LISP编程的要求设置了确定键的返回值为DONE_DIALOG1，此时START_DIALOG的值也为1。（这是VLISP程序编辑中规定的）那么从判断START_DIALOG的值是否为1开始进入绘图IF1START_DIALOG/如果START_DIALOG1第三章旋风分离器俯视图的参数化设计第15页PRONG/那么SETQP1GETPOINT“输入起始点“/选择一个点，赋值给P1COMMAND“LAYER“M“0“ON“0“L“CONTINUOUS“0“/设置图层0VLCMDF“CIRCLE“P105D1“/以P1点为圆心，D1为直径做圆VLCMDF“CIRCLE“P105D2“/以P1点为圆心，D1为直径做圆SETQP2POLARP105PI025A2/设置点P2在P1水平向右逆时针90度角方向距离为A2/4SETQP3POLARP105PI05D2/设置点P3在P1水平向右顺时针90度角方向距离为D2/2COMMAND“ARC“C“P2P3“A“180“/圆弧命令，以P2为圆心，P3为端点，逆时针旋转180度SETQP4POLARP105PI05A2D2/设置点P4在P1水平向右顺时针90度角方向距离为（A2D2）/2SETQP5POLARP4PIA105D2/设置点P5在P4水平向右顺时针180度角方向距离为D2/2A1SETQP6POLARP505PIA2/设置点P6在P5水平向右顺时针90度角方向距离为DA2SETQRHD205HWD2A205AN3ATANHWSQRTRHRHHWHW/设置角度AN3为D2/2与（D2A2）/2构成的反余玄值SETQP7POLARP1PIAN305D2/设置点P7在P1水平向右逆时针180AN3度角方向距离为D2VLCMDF“LINE“P4P5P6P7“/依次连接P4P5P6P7COMMAND“LAYER“M“1“ON“1“C“YELLOW“1“L“DASHEDX2“1“/设置图层0第三章旋风分离器俯视图的参数化设计第16页VLCMDF“CIRCLE“P105D1M1“/以P1点为圆心，D1M1为直径做圆VLCMDF“CIRCLE“P105D2M1“/以P1点为圆心，D2M1为直径做圆SETQP8POLARP105PI05D2M1/设置点P8在P1水平向右顺时针90度角方向距离为D2M1COMMAND“ARC“C“P2P8“A“180“/圆弧命令，以P2为圆心，P8为端点，逆时针旋转180度SETQP9POLARP105PI05D2M1/设置点P9在P1水平向右逆时针90度角方向距离为D2M1SETQP10POLARP405PI05A1D2/设置点P10在P1水平向右逆时针90度角方向距离为D2A1SETQP11POLARP605PIM1/设置点P11在P6水平向右逆时针90度角方向距离为M1SETQRH/D220HW/D2A2M1220AN2ATANHWSQRTRHRHHWHW/设置角度AN3为D2/2与（D2（A2M1/2）/2之比的反余玄值SETQP12POLARP1PIAN205D2/设置点P11在P6水平向右逆时针180AN2度角方向距离为M1VLCMDF“LINE“P9P10“L/连接P9P10VLCMDF“LINE“P11P12“/连接P11P12完整的程序可参见本文附录部分。第四章旋风分离器平面图参数化设计第17页第四章旋风分离器主视图的参数化设计41前言通过将旋风分离器俯视图的进行参数化设计，已经对VISUALLISP语言和DCL有了更深入的认识，并掌握了参数化设计的一般方法和步骤。接下来将完成旋风分离器整体的参数化设计。整体设计的难度相对于俯视图的设计较复杂，并容易出现隐蔽细小的错误，所以要采用逐段编写调试的方法，来避免将时间花在寻找程序错误处的麻烦。42设计数据分析在进行设计之前需要整理用户要求，本次设计是以某丙烯腈装置流化床反应器一级旋风分离器装配图为模板进行设计的。首先，进行旋风分离器的点位分析。在旋风分离器主视图中选取绘图过程中需要用到的重要的点位，通过“LINE”（绘出直线），“ARC”（绘出圆弧）等命令将各点连接起来就可以构成用户所需的图形。在图中共找到76个重要点位，具体点位如图所示，由P1到P76。点位的寻找过程将举例说明，例如起始点P1设为短节左下角点，由用户选定，短节由P1P2P3P4四点构成，通过“LINE”连接构成短节。灰斗与旋风分离器锥体连接点P8P9通过灰斗上端两点与旋风分离器锥体求交点得到。分析结果通过点位分析，将会得到参数化设计所需的数据组，具体内容如下（1）短节直径B1；（2）短节长度A1；（3）灰斗下椎体长度C1；（4）灰斗直径B2；（5）灰斗长度A2；（6）分离器椎体高度C3；第四章旋风分离器平面图参数化设计第18页（7）分离器锥体下端直径B4；（8）分离器筒体直径B5；（9）分离器筒体长度A6；（10）入口长度B7；（11）入口高度A7；（12）入口宽度C7；（13）排气管直径A8；（14）排气管长度B8；（15）喇叭口长度A9；（16）喇叭口宽度B9；（17）分离器锥体进入灰斗中的长度C2；（18）灰斗与分离器锥体连接角度AN1；（19）分离器壁厚M1（20）几点P1（由用户选定）。以上为绘制旋风分离器所需的数据，由于一般旋风分离器尺寸较大，无法按照11的比例在图纸上绘制，按照作图的习惯，需将原图按一定比例缩放。具体可由用户自己选定一个合适的绘图比例。43对话框生成对话框的设计在第三章已经讲过，具体做法大同小异这里需要说明一下命令按钮，此对话框设计了四个按钮，分别是“检查”，“确定”，“取消”，“说明”。它们分别实现了四种最基本的功能。SPACERROWBUTTON/定义一个按钮LABEL“检查“/按钮标签为检查FIXED_WIDTHTRUE/按钮宽度填满整个可用空间KEY“JIANCHA“/按钮的KEY为JIANCHA，用以调用/第四章旋风分离器平面图参数化设计第19页OK_CANCEL/定义两个按钮，确定和取消BUTTON/定义一个按钮LABEL“说明/按钮标签为说明FIXED_WIDTHTRUE/按钮宽度填满整个可用空间KEY“SHUOMING“/按钮KEY值为SHUOMING，用以调用SPACER图41对话框定义效果图检查按钮它能在用户输入数据后简单的检查数据是否符合一定的要求，如果符合则提示用户可以绘图，如果不符合要求就提示用户检查并重新输入，例如，旋风分离器中的灰斗部件，在他的下面是一个倒立的椎体中间是筒体部分，显然，椎体的最小半径应该是要小于筒体半径的（即R1要满足小于R2），如果用户在对话框中输入的R1R2分别是2000和1000就需要提示用户出错了，需要重新输入。具体的判断函数“JIANCHA”会在下面的程序编制中提到。确定按钮关闭对话框，获取数据，进入绘图程序。第四章旋风分离器平面图参数化设计第20页取消按钮关闭对话框，而不引起其他任何变化。说明按钮显示作者对用户的一些提示和对一些对象的说明。这里需要提到对话框的嵌套的概念。在实际应用中，设计者常会遇到这样的情况，就是对话框1需要调用对话框2，对话框2又要调用对话框3等等。我们称对话框1为主对话框，对话框2,、3分别为一级子对话框和二级子对话框。完成了子对话框的操作而回到上一级对话框，我们称之为对话框的嵌套。实现对话框嵌套的原理是在父对话框某控件的回调函数中调用NEW_DIALOG和START_DIALOG函数，就可以在顶层显示子对话框。在子对话框某控件的回调函数中调用DONE_DIALOG函数，子对话框消失，即可返回父对话框。这里就设计了这样一个对话框“简要说明对话框”，如图42所示图42子对话框效果图所以，我们这个DCL对话框设计中实际上包含了两个对话框。QIANTAO1DIALOGSHUOMINGDIALOG44程序编制LISP程序中对话框的控制部分。结合对话框的具体结构，我们的这个LISP程序需要实现以下功能调用对话框和动作表达式和回调。调用对话框上面已经说过，此DCL文件中定义了两个对话框（分别是QIANTAO1和SHUOMING），那么对话框的调用也许区分主对话框和子对第四章旋风分离器平面图参数化设计第21页话框。显然在开始时需要调用的是主对话框。以下是调用代码SETQRETURN_VALUELOAD_DIALOG“QIANTAO1DCL“IFNULLNEW_DIALOG“QIANTAO1“RETURN_VALUEEXIT加载对话框文件QIANTAO1DCL初始化对话框如果不工作就退出子对话框的调用将在按钮表达式和回调中叙述。动作表达式和回调ACTION_TILE“CHECK“GET_VALCHECK“ACTION_TILE“ACCEPT“GET_VALDONE_DIALOG1“ACTION_TILE“CANCEL“DONE_DIALOG0“检查按钮，执行GETDATA（获取数据）函数执行BAOJING（报警）函数确定按钮，执行GETDATA（获取数据）函数和DONE_DIALOG1函数，开始绘图取消按钮，执行DONE_DIALOG1，退出说明按钮，执行SHUOM函数（此函数调用子对话框）LISP中绘图命令部分，需要实现旋风分离器平面图的绘制，包括短节部分，灰斗部分，分离器部分，上升管部分，入口部分等的绘制。由于旋风分离器平面图主体的对称性，绘图的主要思想就是将旋风分离器平面图中心线右边部分画出，再选择对象集用镜像命令绘图。中心线右边部分则是用数学分析的方法解析各点位置关系定义出各点，将相关点连接而成。第一步仍然是点的定位，仅举几例（在绘制短节部分）。SETQP2POLARP10R1P1为在P0位置上水平向右逆时针0度角方向距离为R1的位置SETQP2POLARP005PIH1P2为在P0位置上水平向右逆时针90度角（05弧度）方向距离为H1的位置SETQP3POLARP20R1P3为在P2位置上水平向右逆时针第四章旋风分离器平面图参数化设计第22页90度角（05弧度）方向距离为R1的位置SETQP4POLARP205PIH2P4为在P2位置上水平向右逆时针90度角（05弧度）方向距离为H2的位置SETQP5POLARP40R2S2P5为在P4位置上水平向右逆时针0度角方向距离为S2R2的位置第二步是点的连接，这其中又夹着图层的定义与使用。COMMAND“LAYER“M“0“ON“0“L“CONTINUOUS“0“定义零层，为CONTINUOUS线形，颜色默认，并置为当前。COMMAND“LINE“P0P1“将P0P1两点连接起来。点的定义和点的连接成线并没严格分开，而是定义了一部分点位，就绘制一部分图形，图形由小到大，参数的使用由少至多，命令行也由简变繁，这样便于程序的一步一步的调试，便于及时发现问题和解决问题。完整详细程序参见附录部分。图43运行效果图第五章结论与展望第23页第五章结论与展望51结论参数化设计，是CAD二次开发的一个重要内容。本文就此次旋风分离器的参数化设计介绍了以下内容介绍了旋风分离器的原理与结构；CAD二次开发和参数化设计的相关内容；参数化设计的简单过程；旋风分离器二维图参数化设计的具体步骤。在本次设计中完成了对旋风分离器主视图、俯视图、局部视图和图纸边框等的参数化设计，使用户可以完成旋风分离器的基本设计。52展望这个设计只是在指导老师的关心和帮助下对二次开发所做的浅尝辄止的尝试，所涉及的内容不多、所接触的层面也不高，更是由于本人知识的不足，使得本次设计工作不能做到面面俱到、编写的程序也是不尽如人意。但在此次设计中确实能够看到，通过参数化设计，用参数控制绘图这个过程快速的、精确地而且高效的。有理由相信，CAD二次开发确实在定型产品，成系列产品的设计中能起到非常好的效果。在目前已有的基础上可以添加标注、制造工艺等。中国石油大学（北京）本科毕业论文第24页参考文献1潘永亮,刘玉良化工机械设计基础M上海科学出版社，19991992012MCMAHONCA,LEHANEK,WILLWAMSJH,SIMSWEBBERGOBSERVATIONSONTHEAPPLICATIONANDDEVELOPMENTOFPARAMETRICPROGRAMMINGTECHNIQUES1992103李海峰用辅助线法实现参数化绘图J计算机复制设计与制造1997，0334364沈剑基于变分几何的参数化设计绘图方法J计算机辅助设计与图形学学报1996,0622265王清华旋风分离器结构改进的研究现状和发展趋势J锅炉技术，2007，38（2）596张百霖旋风分离器的设计技巧J石化技术2003,10217217崔永利,王培东化工图库系统的参数化设计J哈尔滨工业大学学报200384981018龚利红AUTOCAD二次开发及应用J重庆通信学院学报19999,18329349唐新军利用VB60和AUTOCAD处理工程图形J计算机应用200222（1）515310陈堂功利用VBA开发AUTOCAD2000应用程序J微型电脑应用200218（2）626511徐凯张裕中CAD二次开发技术J包装与食品机械2004,22（2）151712代莉吴晨耀聂荔VLISP支持下的CAD二次开发与应用J地理空间信息2010,8（5）14915113李俊源,王文奎,单继宏计算机辅助机械设计与绘图M成都电子科技大学出版社，200133533714刘廷川参数化设计方法、思维和工作组织模式J参数化理论3437中国石油大学（北京）本科毕业论文第25页15陈伯雄，冯伟VISUALLISPFORAUTOCAD2000程序设计M北京机械工业出版社,20015556中国石油大学（北京）本科毕业论文第26页致谢本论文是在教授的精心指导和亲切关怀下完成的。陈老师渊博的专业知识，严谨的治学态度、崇高的职业品德、无私的奉献精神和丰富的科研经验使我受益匪浅，我从陈老师的身上学到了做学问的态度、方法与知识，但更重要的是学到了做人的道理与做任何事情都应有的认真、严谨的态度。这将使我受用终身值此论文完成之际，特向尊敬的陈老师辛勤的指导致以崇高的敬意和深深的谢意此外，还要感谢学校给了我们这次独自学习，独自完成任务的机会，为我上了生动又意义重大的一课。相信这次毕业设计必将为我未来的人生道路打下坚实的基础。由于时间的仓促以及自身专业水平的不足，整篇论文肯定存在尚未发现的缺点和错误。恳请阅读此篇论文的老师、同学多予指正，不胜感激中国石油大学（北京）本科毕业论文第27页附录程序代码DCL对话框程序GEARDIALOGLABEL“旋风分离器结构参数“ROWIMAGEKEY“捕获“WIDTH50ASPECT_RATIO2COLOR0COLUMNLABEL“旋风分离器参数“EDIT_BOXLABEL“短节直径B1（MM）“KEY“B1“EDIT_WIDTH8VALUE300EDIT_BOXLABEL“短节长度A1（MM）“KEY“A1“EDIT_WIDTH8VALUE150EDIT_BOXLABEL“灰斗下椎体长度C1（MM）“KEY“C1“EDIT_WIDTH8VALUE650EDIT_BOXLABEL“灰斗直径B2（MM）“KEY“B2“EDIT_WIDTH8VALUE710EDIT_BOXLABEL“灰斗长度A2（MM）“中国石油大学（北京）本科毕业论文第28页KEY“A2“EDIT_WIDTH8VALUE950EDIT_BOXLABEL“分离器锥体高度C3MM“KEY“C3“EDIT_WIDTH8VALUE2120EDIT_BOXLABEL“分离器锥体下端直径B4MM“KEY“B4“EDI