摘　要　介紹了運(yùn)用VFP、LISP語(yǔ)言開(kāi)發(fā)的帶式輸送機(jī)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)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(jì)周期，減輕設(shè)計(jì)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算的準(zhǔn) 確性和可靠性。
關(guān)鍵詞　帶式輸送機(jī)　設(shè)計(jì)計(jì)算　計(jì)算機(jī)輔助計(jì)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(jì)。參數(shù)化設(shè)計(jì)計(jì)算是整個(gè) 產(chǎn)品生產(chǎn)的基礎(chǔ)，選型、制圖、工藝管理及設(shè)計(jì)制造都要依據(jù)計(jì)算書(shū)進(jìn)行。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 方法費(fèi)時(shí)費(fèi)力，開(kāi)發(fā)一套實(shí)用的帶式輸送機(jī)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)，對(duì)于提高設(shè) 計(jì)計(jì)算的準(zhǔn)確性，減輕技術(shù)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，加快開(kāi)發(fā)速度，縮短設(shè)計(jì) 周期，具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。本文通過(guò)對(duì)DTⅡ型固定式帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算及選型的研究， 利用VFP、LISP語(yǔ)言在Windows98環(huán)境下進(jìn)行了相應(yīng)的系統(tǒng)開(kāi)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(jì)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(jì)人員設(shè)定的輸送機(jī)原始數(shù)據(jù)及初定設(shè)計(jì)參數(shù)。 
(2)知識(shí)庫(kù)輸入子系統(tǒng)。用于收集來(lái)自手冊(cè)的用于輸送機(jī)計(jì)算的各種參數(shù)及數(shù)據(jù)。輸送機(jī)設(shè) 計(jì)計(jì)算涉及到的數(shù)據(jù)多而雜，輸送機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算是否準(zhǔn)確，軟件系統(tǒng)的運(yùn)行基礎(chǔ)在于知識(shí)庫(kù) 的可靠性。因此知識(shí)庫(kù)中數(shù)據(jù)的完整度、準(zhǔn)確度直接關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)的成敗。在建立知識(shí)庫(kù) 的時(shí)候，應(yīng)盡量將詳細(xì)的最新知識(shí)數(shù)據(jù)輸入，同時(shí)還要有出錯(cuò)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(jì)算、圓周驅(qū)動(dòng)力及傳動(dòng)功率計(jì)算、輸送帶張力計(jì) 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(shí)庫(kù)為參考，計(jì)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(yàn)子系統(tǒng)。對(duì)計(jì)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(diǎn)，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(dòng)態(tài)修改；自動(dòng)生成設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)， 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(tái)下實(shí)現(xiàn)參數(shù)化設(shè)計(jì)制 圖。
(6)數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)子系統(tǒng)。對(duì)一定時(shí)期內(nèi)數(shù)據(jù)庫(kù)所有數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)清理、修改、歸檔及維護(hù)工 作。
2　系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程
2.1　利用VFP軟件建立知識(shí)庫(kù)及存儲(chǔ)數(shù)據(jù)
     VFP語(yǔ)言具有豐富的數(shù)據(jù)管理及處理能力，計(jì)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(jì)計(jì)算及選型中涉及大量的設(shè)計(jì)及制造加工數(shù)據(jù)，包括驅(qū)動(dòng)裝置中的電動(dòng)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(jì)手冊(cè)及有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)等。本系統(tǒng)將這些資料利用VF P庫(kù)系統(tǒng)編制成豐富的知識(shí)庫(kù)，系統(tǒng)可以自動(dòng)查詢數(shù)據(jù)，從而完成輸送機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算及部件選型。
2.2　張緊力的優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算
     DTⅡ型固定式帶式輸送機(jī)拉緊裝置的特點(diǎn)是在各種情況下拉緊滾筒的位置不變，故以前的計(jì) 算方法認(rèn)為膠帶膨脹力總和不變，并據(jù)此來(lái)分析和計(jì)算膠帶在各工況下的張力。其計(jì)算方法 的特點(diǎn)是假設(shè)膠帶總伸長(zhǎng)是不變的，而實(shí)際上拉緊滾筒位置不動(dòng)，并不意味膠帶的總伸長(zhǎng)不 變。在不同工況下，膠帶會(huì)出現(xiàn)不同張力，其伸長(zhǎng)長(zhǎng)度不同，而且主驅(qū)動(dòng)電機(jī)和拉緊電機(jī)起 動(dòng)時(shí)間的長(zhǎng)短、速度的大小都對(duì)張緊力有很大的影響。這些方面在以前的計(jì)算理論中都沒(méi)有 反映出來(lái)。為了綜合反映這些情況，從以下幾個(gè)方面對(duì)張緊力進(jìn)行了優(yōu)化計(jì)算。
(1)在計(jì)算帶式輸送機(jī)張緊力時(shí)，不僅要考慮到膠帶的運(yùn)行阻力的靜影響，還要考慮到驅(qū)動(dòng) 裝置和拉緊裝置對(duì)膠帶所產(chǎn)生的動(dòng)影響。
(2)輸送機(jī)起動(dòng)加速度越大，起動(dòng)時(shí)間越短，張緊力越大。當(dāng)加速度增大時(shí)驅(qū)動(dòng)力也將隨之 增加。
(3)拉緊速度和拉緊時(shí)間對(duì)張緊力影響很大。當(dāng)實(shí)際的拉緊速度和時(shí)間比設(shè)計(jì)值小時(shí)，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(jì)算
     在電機(jī)功率的計(jì)算過(guò)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(jià)。以往托輥按經(jīng)驗(yàn)值選取計(jì)算，計(jì)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(yùn)輸長(zhǎng)度等原始參數(shù)計(jì)算出托輥的負(fù)載，據(jù)此 從知識(shí) 庫(kù)中查出托輥的使用范圍，由公式計(jì)算出范圍內(nèi)的所有托輥對(duì)應(yīng)的電機(jī)功率，通過(guò)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(yǔ)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(jì)計(jì)算及部件選型，相應(yīng)數(shù)據(jù)保存于特定數(shù)據(jù)庫(kù)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(yǔ)言本身作為數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)語(yǔ)言， 無(wú)法實(shí)現(xiàn)此特殊功能，故采用LISP語(yǔ)言編程。首選解決數(shù)據(jù)的調(diào)用問(wèn)題。利用VFP中相關(guān)命 令先將相關(guān)部件型譜數(shù)據(jù)庫(kù)轉(zhuǎn)換成CAD調(diào)用數(shù)據(jù)文件。在LISP語(yǔ)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?yàn)槔?，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(jì)的特點(diǎn)
(1)人機(jī)交互控制。采用全漢字菜單式總體結(jié)構(gòu)，每個(gè)菜單命令在界面上均有相應(yīng)的漢字說(shuō) 明。
(2)界面設(shè)計(jì)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(jì)算時(shí)，每一步選擇的參數(shù)及計(jì)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(shí)修正。
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