摘要：從中小企業(yè)開(kāi)發(fā)機(jī)械cad系統(tǒng)的必要性及局限出發(fā)，探討了在現(xiàn)有條件下開(kāi)發(fā)的方法，包括開(kāi)發(fā)環(huán)境和開(kāi)發(fā)工具的選擇，開(kāi)發(fā)中應(yīng)遵循的原則和一些關(guān)鍵技術(shù)的處理，并給出了齒輪設(shè)計(jì)繪圖的一個(gè)實(shí)例。
就大多數(shù)中小企業(yè)而言，如果具有完備的cad系統(tǒng)軟件，在進(jìn)行產(chǎn)品的改良或開(kāi)發(fā)時(shí)，從時(shí)間、效率以及資源方面都會(huì)起到事半功倍的效果，可極大地增強(qiáng)其競(jìng)爭(zhēng)力。而大多數(shù)中小企業(yè)由于資金及人才的限制往往不具備這一點(diǎn)。那么，對(duì)于機(jī)械類的中小企業(yè)如何在現(xiàn)有條件下快捷的開(kāi)發(fā)出這種機(jī)械cad軟件呢?
1軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境及開(kāi)發(fā)工具的選擇方法
開(kāi)發(fā)環(huán)境的選擇
硬件環(huán)境選擇
系統(tǒng)的硬件環(huán)境有工作站系統(tǒng)和微機(jī)系統(tǒng)兩類。前者在計(jì)算量及速度、圖形處理能力等諸多方面的性能都優(yōu)于后者。但是工作站需要的投入大，僅適合于實(shí)力雄厚的大企業(yè)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在的微機(jī)系統(tǒng)在性能上有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，它在有些方面的性能已經(jīng)趕上甚至超過(guò)了工作站系統(tǒng)，足以滿足中小企業(yè)的一般需要，且價(jià)格低廉，故中小企業(yè)應(yīng)選擇微機(jī)為硬件平臺(tái)。
軟件環(huán)境選擇
以autocadr14或autocad2000為開(kāi)發(fā)平臺(tái)。autocad是一個(gè)功能強(qiáng)大的通用繪圖軟件。版本為autocadr14和autocad2000，二者功能相近，都是目前比較流行的開(kāi)發(fā)平臺(tái)。其局限在于三維實(shí)體造型功能都不強(qiáng)，僅能通過(guò)一些簡(jiǎn)單基本體素的交、并、差操作來(lái)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的三維實(shí)體造型，對(duì)于許多形狀復(fù)雜的零部件無(wú)能為力，不能對(duì)零件裝配進(jìn)行干涉檢查。優(yōu)勢(shì)是：經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，其技術(shù)已相當(dāng)成熟，非正版軟件的功能與正版軟件相比差別不大，足以滿足中小企業(yè)的開(kāi)發(fā)需要。因此中小企業(yè)以它們?yōu)殚_(kāi)發(fā)平臺(tái)更經(jīng)濟(jì)實(shí)用。
以mdt為開(kāi)發(fā)平臺(tái)。mdt（mechanicaldesktop）是美國(guó)autodesk公司1996年推出的，是在autocad基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。它彌補(bǔ)了autocad在三維實(shí)體造型、零部件裝配的干涉檢查等方面的不足，是一個(gè)基于參數(shù)化特征的三維實(shí)體造型和曲面造型軟件?？蓪?duì)零部件裝配進(jìn)行干涉檢查：并能實(shí)現(xiàn)三維實(shí)體與二維平面圖形的關(guān)聯(lián)性繪圖。它是一種比較*的二次開(kāi)發(fā)平臺(tái)，代表著cad的未來(lái)。但是，由于該軟件在保密性上較autocad有了較大的提高，正版軟件較貴，在我國(guó)尚不很普及。一般中小企業(yè)尚無(wú)實(shí)力暫時(shí)也沒(méi)必要采用它作為開(kāi)發(fā)平臺(tái)。
開(kāi)發(fā)工具的選擇
常用的開(kāi)發(fā)工具有：
autolisp語(yǔ)言。它是內(nèi)嵌于autocad內(nèi)部的lisp編程語(yǔ)言，是對(duì)autocad進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)的主要語(yǔ)言之一。其在圖形處理方面功能較強(qiáng)：可實(shí)現(xiàn)參數(shù)化繪圖程序設(shè)計(jì)，以之建立標(biāo)準(zhǔn)件、非標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)以及各種cad系統(tǒng)等。但其在計(jì)算、判斷、轉(zhuǎn)移、循環(huán)功能方面不夠完善：運(yùn)行速度慢：所編程序容量有限且保密性差，難以編寫大程序。但是，它對(duì)用戶的計(jì)算機(jī)編程技術(shù)要求不高，易學(xué)易用，所以是目前較為實(shí)用的二次開(kāi)發(fā)工具。中小企業(yè)選用它作為開(kāi)發(fā)工具更切合自身實(shí)際。
ads。ads（autocaddevelopmentsystem）是用于開(kāi)發(fā)autocad應(yīng)用程序的c語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)環(huán)境。與autolisp語(yǔ)言相比它運(yùn)行速度快、用戶程序的保密性好、可編寫較大程序、在文件的操作及外設(shè)訪問(wèn)功能方面較強(qiáng)。ads作為一組外部函數(shù)可被autolisp調(diào)用和加載，可與autolisp語(yǔ)言聯(lián)手使用。中小企業(yè)的研制人員若具有一定的c或c++語(yǔ)言編程基礎(chǔ)的可采用這種方法。
autocadactivex和objectarx。二者是目前較為*的二次開(kāi)發(fā)工具，其功能與前述方法相比要強(qiáng)大的多，但對(duì)設(shè)計(jì)者的能力要求更高，一般適合于大企業(yè)中水平較高的開(kāi)發(fā)人員開(kāi)發(fā)大型cad系統(tǒng)。
2軟件開(kāi)發(fā)中需遵循的幾點(diǎn)原則
以實(shí)用性為前提兼顧開(kāi)放性的原則
中小企業(yè)的產(chǎn)品一般種類較少，用到的零件類型有限，從實(shí)用性考慮，cad只需包括產(chǎn)品所用到的零件，不求大而全。當(dāng)企業(yè)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行改良或開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品時(shí)，有時(shí)要用到新零件，因此軟件還應(yīng)具備良好的開(kāi)放性。只要在原cad系統(tǒng)內(nèi)加入新零件的設(shè)計(jì)模塊即可，不需另起爐灶重新研制，從而節(jié)省時(shí)間和資源。
系統(tǒng)應(yīng)采用模塊化布局
企業(yè)cad系統(tǒng)包括對(duì)話框功能模塊、對(duì)話框驅(qū)動(dòng)程序模塊和設(shè)計(jì)繪圖功能模塊三大主模塊。在設(shè)計(jì)繪圖功能的主模塊下又包括設(shè)計(jì)計(jì)算模塊、自動(dòng)繪圖模塊以及所需的零件庫(kù)模塊等三個(gè)1級(jí)子模塊，零件庫(kù)1級(jí)子模塊中的不同零件又分別作為一個(gè).級(jí)子模塊進(jìn)行單獨(dú)設(shè)計(jì)，當(dāng)需要加入新的零件時(shí)，只需將其單獨(dú)做成一個(gè).級(jí)子模塊，而后掛到零件庫(kù)模塊中即可，以利于該系統(tǒng)的二次開(kāi)發(fā)。
計(jì)算繪圖采用參數(shù)化程序設(shè)計(jì)
零件的設(shè)計(jì)計(jì)算以及繪圖均通過(guò)用語(yǔ)言編程并實(shí)現(xiàn)參數(shù)化控制。利用程序的循環(huán)性能完成一系列的類似操作，用戶只需輸入一些必要的參數(shù)即可獲得結(jié)構(gòu)相同而尺寸規(guī)格不同的系列零件圖供用戶選用。
設(shè)計(jì)繪圖采用一體化編程
設(shè)計(jì)與繪圖模塊要一改傳統(tǒng)的相互獨(dú)立設(shè)計(jì)的弊端，采用一體化編程，使它們有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)繪圖一體化。
用戶界面盡可能傻瓜化
用戶界面設(shè)計(jì)宗旨應(yīng)盡可能傻瓜化，使用戶不必另外進(jìn)行操作培訓(xùn)僅根據(jù)一些必要的提示就能快速掌握軟件的操作技能，以方便企業(yè)內(nèi)一些專業(yè)技術(shù)較好而計(jì)算機(jī)水平較低的技術(shù)人員使用。
3相關(guān)技術(shù)處理
界面設(shè)計(jì)技術(shù)
界面設(shè)計(jì)采用對(duì)話框技術(shù)，正文、圖形及命令窗口并存在同一界面中，使各種操作直觀、簡(jiǎn)明。對(duì)話框包括菜單、工具條、對(duì)話框等多種形式。設(shè)計(jì)方法是：先用對(duì)話框控制語(yǔ)言dcl（dialogcontrollanguage）定義對(duì)話框界面，完成對(duì)話框組成構(gòu)件、布局形式等的設(shè)計(jì)，再用語(yǔ)言如autolisp或ads編寫一個(gè)驅(qū)動(dòng)程序驅(qū)動(dòng)該對(duì)話框，使對(duì)話框真正有意義。
設(shè)計(jì)與繪圖一體化編程技術(shù)
設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)使設(shè)計(jì)計(jì)算模塊與繪圖模塊連接起來(lái)，使二者之間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的直接傳輸。常用方法有：當(dāng)兩模塊之間所傳遞的數(shù)據(jù)較少時(shí)，采用全程變量：傳遞數(shù)據(jù)信息較多時(shí)采用數(shù)據(jù)文件：需要傳遞的數(shù)據(jù)信息非常多時(shí)應(yīng)采用數(shù)據(jù)庫(kù)方法。當(dāng)設(shè)計(jì)結(jié)果用戶滿意后，不需要用戶另外輸入信息，即可實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)自動(dòng)繪圖。
4實(shí)例簡(jiǎn)介
筆者用ads、autolisp及dcl在autocad下制作了一個(gè)簡(jiǎn)單的機(jī)械零件cad系統(tǒng)。利用該系統(tǒng)可設(shè)計(jì)并繪制一些零件圖及裝配圖，如設(shè)計(jì)繪制一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)直齒輪，從菜單啟動(dòng)齒輪設(shè)計(jì)繪圖模塊后，會(huì)依次出現(xiàn)各種相關(guān)對(duì)話框，用戶根據(jù)提示輸入各種參數(shù)，直至出現(xiàn)結(jié)果對(duì)話框，鍵入要存入的文件名后，可將結(jié)果保存到的文件，并可繪制出與設(shè)計(jì)結(jié)果對(duì)應(yīng)的零件圖。
5結(jié)束語(yǔ)
隨著cad技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法越來(lái)越顯示出其局限性，各種企業(yè)都在競(jìng)相采用*的設(shè)計(jì)手段cad，以使自身立于不敗之地。一般的中小企業(yè)雖然由于資金、人才的限制無(wú)法有長(zhǎng)足的革新，但也并不是一無(wú)所為，只要選擇的方法恰當(dāng)，仍然能夠自行開(kāi)發(fā)出適合自身的cad系統(tǒng)。