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工具化和参数化思想在工业锅炉CAD中的综合运用
作者:李九如
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在工业锅炉设计绘图的过程中,需要完成炉墙、钢架、炉排和省煤器等零部件的绘制,这些零部件在图纸上分布的比较零乱,在每张图纸上的绘制也有变化,且较复杂,它们的绘制非常需要得到绘图软件的帮助.本文开发的工业锅炉CAD系统(Industrial Boiler CAD System,IBCS)根据每个零部件不同的特点,综合运用了工具化和参数化技术,结合实际设计需要进行了开发,建立了工具图形库,把在绘图中常用的零部件纳入工具库中,使设计人员可以随时提取,达到实用的目的,实现了"工具随手可得并动态可用"的开发理念.

1 开发思想概述

工具化的开发思想是为绘图提供工具集,实现"工具随手可得",就是建立大量的"静态图块",方便用户调用.但是图块内部的相对尺寸不可改变,在一定程度上限制了软件功能的发挥.

参数化的开发思想相当于建立"动态图块",实现图形模块"动态可用"就是将图形的尺寸与一定的设计条件相关联,即将图形的尺寸看成是"设计条件"的函数,当设计条件变化时,图形尺寸便会随之得到相应的更新.这样,当设计人员改变图形中的某些结构尺寸时,相应的图形模块就会自动、快速地生成,实现了图形的全尺寸驱动功能.利用AutoLISP语言编程可以实现智能的参数化程序设计,参数化思想可解决"静态图块"中内部相对尺寸不可改变的问题,可使设计速度加快、准确而直观,能提高设计人员的工作效率,达到事半功倍的效果.

2 炉墙的绘制

工业锅炉的炉墙是附着在水管系统之上的起密封、保温和形成烟气通道作用的部件,因此它的形状也就受到水管系统的制约,以致于千差万别;它通常分别由红砖、耐火砖及绝热材料等构成,在图纸上表达为不同的剖面线形式.通常进行绘图时是根据定性、定位尺寸先画出炉墙的外框,然后再在里面打上剖面线,并且还要考虑线条粗细的要求,比较繁琐,效率很低. IBCS针对工业锅炉炉墙的特点,分析了每一类炉墙的共性,突破了传统的绘图方式,利用参数化思想对其进行了开发,给出了常用炉墙的多种参数化形式,这使IBCS中炉墙的绘制独具特色,提高了智能化水平.

在进行炉墙绘制时,通过菜单调用,出现如图1所示对话框.

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图1 炉墙选型对话框

在该对话框中,每种炉墙都是以图像按钮的形式出现的,上面给出了相应的幻灯片,设计人员使用起来形象、直观.该对话框给出了常见的多种炉墙形式,每一种炉墙形式都对应着一个参数化程序,用户可根据绘图的需要,选择相应炉墙形式并给出结构尺寸,然后把各种形式的炉墙进行组合就可以完成妒墙的"搭积木式"绘制,该部分采用开放结构,后续开发人员可非常方便地添加其它的炉墙形式,增强IBCS的功能.

例如当选取图l中的最后一图后,就会出现相应的对话框,在这个对话框中用户可给出这种形式炉墙具体的结构尺寸和材料,以供参数化绘图程序调用.点取OK按钮后,就会自动生成您所需要的炉墙,并自动填充相应的剖面线图案,设计人员使用起来比较直观、方便.

3 钢架的绘制

在工业锅炉中常用的型钢有槽钢、角钢和工字钢,它们在图纸上的表达不外乎就包括它们的三个视圈,只要能方便地调用不同种类、不同型号型钢的三个视圈,就能极大地方便用户, IBCS就是基于这种思想来开发的[ I J在进行钢架的绘制时,通过在下拉菜单上选取相应种类(例如槽钢)并在其子菜单上选取相应型号(例如12号)的型钢,就会出现相应的对话框。

在对话框中选取相应的视图后,只需给出插入点和长度(主视图只需给出插入点),就可完成型钢的添加,设计人员使用起来很灵活.

4 炉排的绘制

往复炉排炉中炉排的绘制也是一个使设计人员头疼的问题,重复工作量较大,而且很容易出错.IBCS对解决这一问题有突破,从而使设计方案的优选对比、选择灵活,并且操作简单,实用性强.在绘制炉排时,通过菜单调用。

IBCS在程序中考虑了六吨以上和六吨以下炉排片尺寸的不同和炉排片间距的不同,从而减少了相关数据的输入,使设计人员只要给出炉排倾角和片数以及起点,就可在指定位置生成炉排,极大地方便了用户.

炉排绘制程序的设计思路是:根据用户选择炉排种类,利用AutoLISP程序调用相应的图块,在用户给出的插入点处插入该图块,并依据编辑框中输入的炉排片数和规范中给定的炉排片间距进行水平阵列,上面的操作设定在一新的图层上进行,以免对其它工作造成干扰;接着选中这一图层上所有的物体(实际上只有炉排)依据编辑框中给出的水冷梁倾角进行旋转,从而形成所需炉排。

5 省煤器的绘制

省煤器是工业锅炉的重要组成部分,通常它的绘制比较复杂,重复工作量较大. IBCS 对常见的铸铁省煤器和钢管省煤器的绘制均进行了开发,大大提高了制圆的速度,有利于方案的优选对比和修改.省煤器绘制程序的设计思路是:利用AutoLISP语言调用AutoCAD绘图命令绘制出一个子单元,然后调用阵列ARRAY命令根据编辑框中输入的横向节距、纵向节距、横向排数和纵向排数自动进行阵列绘制,完成全图设计过程,具有一定的智能化程度,能提高设计人员的设计兴趣.

在下拉菜单中分别点取"铸铁省煤器"和"钢管省煤器"项,就会相应出现相应的对话框.根据对话框中的提示修改数据并给出插入点后,即可完成操作.

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铸铁省煤器的绘制对话框

6 结语

本文将工具化和参数化思想综合运用于工业锅炉CAD的开发过程中,介绍了它们的实现模式,实现了"工具随手可得并动态可用"的开发理念,提高了工业锅炉CAD的智能化和自动化水平.IBCS 的使用能把设计人员的主要精力转移到方案的优选和. 设计创新上来,从而提高设计效率,缩短设计周期.为实现工业锅炉技术与计算机智能绘图技术的结合发挥了积极的作用,具有重要的工程实用意义.
文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者,请点击此处) (7/15/2008)
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