摘　要　介紹了運用VFP、LISP語言開發(fā)的帶式輸送機計算機輔助設(shè)計系統(tǒng)。該系統(tǒng)的應(yīng)用 可以縮短帶式輸送機的設(shè)計周期，減輕設(shè)計人員的勞動強度，提高帶式輸送機設(shè)計計算的準(zhǔn) 確性和可靠性。
關(guān)鍵詞　帶式輸送機　設(shè)計計算　計算機輔助計算
     固定式帶式輸送機是通用型系列產(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計算機輔助設(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計算的各種參數(shù)及數(shù)據(jù)。輸送機設(shè) 計計算涉及到的數(shù)據(jù)多而雜，輸送機的設(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，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)動裝置中的電動機托輥 等部件的相關(guān)參數(shù)，通常要查閱機械設(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)動電機和拉緊電機起 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　電機功率的優(yōu)化計算
     在電機功率的計算過程中，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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