摘　要　介紹了運用VFP、LISP語言開發(fā)的帶式輸送機(jī)計算機(jī)輔助設(shè)計系統(tǒng)。該系統(tǒng)的應(yīng)用 可以縮短帶式輸送機(jī)的設(shè)計周期，減輕設(shè)計人員的勞動強(qiáng)度，提高帶式輸送機(jī)設(shè)計計算的準(zhǔn) 確性和可靠性。
關(guān)鍵詞　帶式輸送機(jī)　設(shè)計計算　計算機(jī)輔助計算
     固定式帶式輸送機(jī)是通用型系列產(chǎn)品，以往均按部件系列進(jìn)行設(shè)計。參數(shù)化設(shè)計計算是整個 產(chǎn)品生產(chǎn)的基礎(chǔ)，選型、制圖、工藝管理及設(shè)計制造都要依據(jù)計算書進(jìn)行。傳統(tǒng)的設(shè)計計算 方法費時費力，開發(fā)一套實用的帶式輸送機(jī)計算機(jī)輔助設(shè)計系統(tǒng)，對于提高設(shè) 計計算的準(zhǔn)確性，減輕技術(shù)人員的勞動強(qiáng)度，加快開發(fā)速度，縮短設(shè)計 周期，具有一定的現(xiàn)實意義。本文通過對DTⅡ型固定式帶式輸送機(jī)設(shè)計計算及選型的研究， 利用VFP、LISP語言在Windows98環(huán)境下進(jìn)行了相應(yīng)的系統(tǒng)開發(fā)工作。
1　系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)
系統(tǒng)采用模塊化結(jié)構(gòu)，由六大功能模塊組成。
系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如下圖。
圖1　帶式輸送機(jī)輔助計算系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖（略）
(1)原始數(shù)據(jù)輸入子系統(tǒng)。輸入由用戶及設(shè)計人員設(shè)定的輸送機(jī)原始數(shù)據(jù)及初定設(shè)計參數(shù)。 
(2)知識庫輸入子系統(tǒng)。用于收集來自手冊的用于輸送機(jī)計算的各種參數(shù)及數(shù)據(jù)。輸送機(jī)設(shè) 計計算涉及到的數(shù)據(jù)多而雜，輸送機(jī)的設(shè)計計算是否準(zhǔn)確，軟件系統(tǒng)的運行基礎(chǔ)在于知識庫 的可靠性。因此知識庫中數(shù)據(jù)的完整度、準(zhǔn)確度直接關(guān)系到整個系統(tǒng)的成敗。在建立知識庫 的時候，應(yīng)盡量將詳細(xì)的最新知識數(shù)據(jù)輸入，同時還要有出錯補(bǔ)救及刪除添加等功能。〖 JP4〗
(3)數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)。主要包括輸送能力計算、圓周驅(qū)動力及傳動功率計算、輸送帶張力計 算、托輥的校核等模塊。各模塊以原始數(shù)據(jù)及初始設(shè)定參數(shù)為依據(jù)，以知識庫為參考，計算 出滿足要求的輸送機(jī)各參數(shù)。〖JP〗
(4)結(jié)果分析及校驗子系統(tǒng)。對計算出的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行比較和平衡分析，優(yōu)化選擇，直觀反 映出所選參數(shù)是否處于最佳點，并選出最佳方案。
(5)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換子系統(tǒng)。將數(shù)據(jù)生成文本文件，便于瀏覽或動態(tài)修改；自動生成設(shè)計計算書， 進(jìn)行存檔和查閱；產(chǎn)生的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為CAD數(shù)據(jù)文件，然后在AutoCAD平臺下實現(xiàn)參數(shù)化設(shè)計制 圖。
(6)數(shù)據(jù)庫維護(hù)子系統(tǒng)。對一定時期內(nèi)數(shù)據(jù)庫所有數(shù)據(jù)進(jìn)行動態(tài)清理、修改、歸檔及維護(hù)工 作。
2　系統(tǒng)的設(shè)計過程
2.1　利用VFP軟件建立知識庫及存儲數(shù)據(jù)
     VFP語言具有豐富的數(shù)據(jù)管理及處理能力，計算能力較強(qiáng)，靈活方便且能滿足一般程序的數(shù) 據(jù)要求。設(shè)計計算及選型中涉及大量的設(shè)計及制造加工數(shù)據(jù)，包括驅(qū)動裝置中的電動機(jī)托輥 等部件的相關(guān)參數(shù)，通常要查閱機(jī)械設(shè)計手冊及有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)等。本系統(tǒng)將這些資料利用VF P庫系統(tǒng)編制成豐富的知識庫，系統(tǒng)可以自動查詢數(shù)據(jù)，從而完成輸送機(jī)的設(shè)計計算及部件選型。
2.2　張緊力的優(yōu)化設(shè)計計算
     DTⅡ型固定式帶式輸送機(jī)拉緊裝置的特點是在各種情況下拉緊滾筒的位置不變，故以前的計 算方法認(rèn)為膠帶膨脹力總和不變，并據(jù)此來分析和計算膠帶在各工況下的張力。其計算方法 的特點是假設(shè)膠帶總伸長是不變的，而實際上拉緊滾筒位置不動，并不意味膠帶的總伸長不 變。在不同工況下，膠帶會出現(xiàn)不同張力，其伸長長度不同，而且主驅(qū)動電機(jī)和拉緊電機(jī)起 動時間的長短、速度的大小都對張緊力有很大的影響。這些方面在以前的計算理論中都沒有 反映出來。為了綜合反映這些情況，從以下幾個方面對張緊力進(jìn)行了優(yōu)化計算。
(1)在計算帶式輸送機(jī)張緊力時，不僅要考慮到膠帶的運行阻力的靜影響，還要考慮到驅(qū)動 裝置和拉緊裝置對膠帶所產(chǎn)生的動影響。
(2)輸送機(jī)起動加速度越大，起動時間越短，張緊力越大。當(dāng)加速度增大時驅(qū)動力也將隨之 增加。
(3)拉緊速度和拉緊時間對張緊力影響很大。當(dāng)實際的拉緊速度和時間比設(shè)計值小時，要防 止因拉緊力的降低而使輸送帶打滑。
2.3　電機(jī)功率的優(yōu)化計算
     在電機(jī)功率的計算過程中，涉及托輥、輸送帶的參數(shù)。托輥的選擇直接影響輸送能力和輸送 帶的造價。以往托輥按經(jīng)驗值選取計算，計算出的圓周力偏大，使電機(jī)功率偏高，輸送帶張 緊力偏大，增大了輸送成本。這里，由帶寬、運輸長度等原始參數(shù)計算出托輥的負(fù)載，據(jù)此 從知識 庫中查出托輥的使用范圍，由公式計算出范圍內(nèi)的所有托輥對應(yīng)的電機(jī)功率，通過比較選擇 最佳數(shù)據(jù)，使托輥的影響降至最低，保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
2.4　利用LISP語言完成CAD數(shù)據(jù)調(diào)用
     在系統(tǒng)完成了各參數(shù)的設(shè)計計算及部件選型，相應(yīng)數(shù)據(jù)保存于特定數(shù)據(jù)庫之后，必須解決如 何將這些信息傳輸于CAD中，完成相關(guān)部件的繪制。VFP語言本身作為數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)語言， 無法實現(xiàn)此特殊功能，故采用LISP語言編程。首選解決數(shù)據(jù)的調(diào)用問題。利用VFP中相關(guān)命 令先將相關(guān)部件型譜數(shù)據(jù)庫轉(zhuǎn)換成CAD調(diào)用數(shù)據(jù)文件。在LISP語言中，用轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)文件中 的數(shù)據(jù)控制集成的COMMAND命令及函數(shù)，產(chǎn)生相應(yīng)的零件圖，并在CAD中繪出。
以托輥繪制程序為例，輸入適當(dāng)?shù)谋壤憧缮蓸?biāo)準(zhǔn)的槽形托輥圖。流程圖如下 。
圖2　托輥繪制程序流程圖（略）
　2.5　界面設(shè)計的特點
(1)人機(jī)交互控制。采用全漢字菜單式總體結(jié)構(gòu)，每個菜單命令在界面上均有相應(yīng)的漢字說 明。
(2)界面設(shè)計模塊化。不同的菜單命令均按不同的功能分組，歸類劃分。
(3)系統(tǒng)進(jìn)行計算時，每一步選擇的參數(shù)及計算的數(shù)據(jù)盡可能地顯示在界面上，以提供直觀 的、盡可能多的信息，便于檢查和及時修正。
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