1．引言

法蘭連接結(jié)構(gòu)由法蘭盤、密封墊、螺栓等組成，是管路系統(tǒng)重要的連接形式，在閥門及管道設(shè)計(jì)時(shí)，法蘭的標(biāo)準(zhǔn)、結(jié)構(gòu)選擇以及圖樣生成是一項(xiàng)重要且煩瑣的工作。法蘭依管路的不同，涉及的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范繁多，結(jié)構(gòu)多樣，如何設(shè)計(jì)一種快捷便利的，含有標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的通用法蘭生成程序，成為閥門等專業(yè)CAD系統(tǒng)設(shè)計(jì)中一項(xiàng)較有意義的工作。

2．法蘭連接概述

目前，我國管路系統(tǒng)常用的法蘭標(biāo)準(zhǔn)有：中國國家標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 9112～9124；GB/Tl 7241.1～17241.7；GB/T15530.1～15530.8；中國機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：JB/T74～86；中國化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：HG20592～20626；中國石化行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：SH 3406；美國標(biāo)準(zhǔn)：ASMEBl6.1；ASMEBl6.5；ASMEBl6.47；日本標(biāo)準(zhǔn)：JIS B2220；國際標(biāo)準(zhǔn)：ISO 7005-l；歐盟標(biāo)準(zhǔn)：ENl092-l～1092-4；此外德國標(biāo)準(zhǔn)、英國標(biāo)準(zhǔn)、前蘇聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)等也有一定程度的應(yīng)用。

由于歷史的原因，目前法蘭標(biāo)準(zhǔn)中的公稱壓力和公稱通徑形成了歐、美兩大體系，尺寸參數(shù)互有借鑒但存在較大的不同，很難通用。程序設(shè)計(jì)時(shí)必須分開羅列，分別組織，數(shù)據(jù)量十分龐大。

法蘭依類型可分為：整體法蘭、對焊法蘭、承插焊法蘭、螺紋法蘭、平焊法蘭等，根據(jù)密封面形式又可分為：平面法蘭、突面法蘭、凹凸面法蘭、榫槽面法蘭、環(huán)連接面法蘭等，在數(shù)據(jù)組織，圖形生成和界面設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮到相互的組合多樣。實(shí)際上，法蘭的結(jié)構(gòu)形式并不僅限于這些，如閥門的中法蘭結(jié)構(gòu)就是一種非標(biāo)準(zhǔn)的法蘭連接，軟件設(shè)計(jì)中也應(yīng)考慮這類工程應(yīng)用。

作為一種標(biāo)準(zhǔn)管道附件的輔助設(shè)計(jì)工具，軟件系統(tǒng)還應(yīng)體現(xiàn)：數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，操作簡潔，表達(dá)合理、靈活，編輯方便，具有可擴(kuò)展性等特點(diǎn)。

3．?dāng)?shù)據(jù)組織

從CAD開發(fā)的角度來看，法蘭具有結(jié)構(gòu)簡單，圖形表達(dá)方便，標(biāo)準(zhǔn)化、系列化程度高的特點(diǎn)。但法蘭涉及的標(biāo)準(zhǔn)繁多，數(shù)據(jù)量龐大，數(shù)據(jù)的有效組織，快速檢索、調(diào)用，二次編輯，以及用戶自定義等，成為法蘭CAD系統(tǒng)開發(fā)的難點(diǎn)之一。最有效的辦法就是引入數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)來管理法蘭數(shù)據(jù)，由于CAD系統(tǒng)通常都不具備功能強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫功能，只有尋求外部數(shù)據(jù)庫鏈接，數(shù)據(jù)庫鏈接是CAD中連接圖形對象和數(shù)據(jù)的有效方式，它比AutoCAD環(huán)境中的其他的數(shù)據(jù)引用方式更加靈活。目前，可供選擇的關(guān)系數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品有很多種，如：VF、SQL、Oracle、Ac-cess等，其中Access是Microsoft Ofrice的組件，接口豐富，適應(yīng)性強(qiáng)，應(yīng)用更加廣泛。法蘭數(shù)據(jù)雖然繁多，但數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，使用Access作為數(shù)據(jù)管理工具完全能夠滿足系統(tǒng)要求。

4．程序結(jié)構(gòu)

4．1 程序流程

本系統(tǒng)集成于AutoCAD環(huán)境，主程序及圖形生成程序采用Visual Lisp完成，人機(jī)界面采用Delphi編寫，Access負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫操作，流程如圖所示。

首先在AutoCAD環(huán)境下由菜單運(yùn)行Lisp主程序，系統(tǒng)自動調(diào)用由Delphi控制程序生成的人機(jī)界面，人機(jī)界面接受用戶的交互式操作，根據(jù)用戶選擇由數(shù)據(jù)庫訪問程序訪問Access數(shù)據(jù)庫，提取所需數(shù)據(jù)，最后由繪圖參數(shù)接口程序?qū)⒗L圖所需參數(shù)傳遞給參數(shù)化圖形生成程序，生成圖形。

4．2 主要技術(shù)特征

程序設(shè)計(jì)了標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)檢索和自定義參數(shù)管理系統(tǒng)，標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)不可更改，自定義參數(shù)管理系統(tǒng)對用戶開放，具有無限量數(shù)據(jù)擴(kuò)充功能，適應(yīng)多種工程應(yīng)用。所有操作欄目具備記憶功能，建立“名詞術(shù)語庫”以方便操作和規(guī)范輸入。

程序中引用了“成組技術(shù)”，對法蘭亞元進(jìn)行編碼，以便于數(shù)據(jù)的歸類組織。

4．3 Delphi程序的調(diào)用

法蘭CAD的開發(fā)涉及大數(shù)據(jù)量操作和多級復(fù)雜界面的設(shè)計(jì)，一般圖形開發(fā)工具難以完全滿足要求，我們嘗試了選擇Delphi7語言設(shè)計(jì)界面和數(shù)據(jù)庫操作程序。Delphi是：Boland公司推出的可視化編程環(huán)境，它提供了方便、快捷、高效的windows應(yīng)用程序開發(fā)手段，將面向?qū)ο蟮恼Z言功能和方便的可視化開發(fā)環(huán)境緊密結(jié)合在一起，并且具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫處理功能，Delphi程序的調(diào)用并不困難，只要Lisp主程序通過startapp函數(shù)來激活即可，如(startapp”delphi控制程序．exe”)。

但Lisp程序一旦啟動了外部應(yīng)用程序，就不能對它進(jìn)行控制，造成Delphi控制程序運(yùn)行中會出現(xiàn)拾取設(shè)備的點(diǎn)擊錯誤，因此，在Delphi控制程序中對目標(biāo)范圍要作強(qiáng)制限定，語句實(shí)例：

……

var pos:trect;

begin

post:=人機(jī)界面控件.BoundsRect;

mapwindowpoints(handle，O，pos，2)；

clipcursor(@pos)；

end；

……

4．4 參數(shù)傳遞

參數(shù)在系統(tǒng)中是由數(shù)據(jù)庫傳遞給Delphi，再由Delphi傳遞給Lisp。

數(shù)據(jù)庫與Delphi之間的參數(shù)傳遞是由Delphi單方面控制實(shí)現(xiàn)的，Delphi通過自身的ADO組件可以輕松解決這一問題。

Delphi與Lisp之間的參數(shù)傳遞必須通過中間媒介實(shí)現(xiàn)，這個(gè)中間媒介就是數(shù)據(jù)文件。首先Delphi將經(jīng)過處理的編碼信息和由數(shù)據(jù)庫傳遞過來的法蘭尺寸參數(shù)保存到數(shù)據(jù)文件中，然后Lisp通過讀取數(shù)據(jù)文件中的編碼信息和法蘭尺寸參數(shù)，破解編碼信息，調(diào)用繪圖子程序，依照法蘭尺寸參數(shù)生成圖形。

Delphi參數(shù)存儲語句段：

……

var myf：textfile；

if fileexists(數(shù)據(jù)文件)then

deletefile(數(shù)據(jù)文件)；

assignfile(myf，數(shù)據(jù)文件)；

rewrite(myf)；

writeln(myf，edit．text)；

……

Lisp讀取參數(shù)語句段：

……

(defun getfile(filename/s s_Line SS_line)

(setq s(open filename”r”))

(while(setq s—line(read—line s))

(setq s_line(list s_line))

(setq ss—line(append ss—line s—line)

)

……

5．界面設(shè)計(jì)

人機(jī)操作界面采用多級彈出式對話框界面，在AutoCAD中，對話框設(shè)計(jì)一般采用DCl，語言，但由于DCL語言不是可視化編程語言，在形成復(fù)雜界面和使用數(shù)據(jù)庫關(guān)聯(lián)組件的時(shí)候顯得力不從心。而Delphi豐富的可視化編程工具和強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫關(guān)聯(lián)組件，使這部分工作變得輕松和有效。

操作界面主要分為法蘭結(jié)構(gòu)生成界面和法蘭參數(shù)維護(hù)界面。

在法蘭結(jié)構(gòu)生成界面中，用戶確定“材料大類”、“標(biāo)準(zhǔn)類型”、“法蘭類型”、“密封面”、“壓力等級”，系統(tǒng)將自動顯示法蘭亞元圖，并與數(shù)據(jù)庫實(shí)時(shí)通訊，在參數(shù)列表中實(shí)時(shí)反映符合要求的法蘭結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)交互式對話操作，根據(jù)所編輯參數(shù)，可以直接參數(shù)化生成所需法蘭結(jié)構(gòu)圖形。

法蘭參數(shù)維護(hù)界面，如圖2所示，主要用于參數(shù)維護(hù)，特別是非標(biāo)結(jié)構(gòu)的自定義操作和未納入的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)擴(kuò)充，普通用戶借此可以建立自己的法蘭結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫，系統(tǒng)將自動將其接入法蘭結(jié)構(gòu)生成界面，在操作上具有完全相同的形式。但在數(shù)據(jù)納入前，要合理歸類，以方便設(shè)計(jì)時(shí)的數(shù)據(jù)檢索。

界面設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮系統(tǒng)的友好與容錯，要有一定的提示與警告設(shè)置，并注意界面美觀合理。

6．結(jié)束語

采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方法來解決繁雜的法蘭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題是一次有益的嘗試，開發(fā)過程中要注意開發(fā)環(huán)境、開發(fā)工具的合理選擇，數(shù)據(jù)的組織，程序結(jié)構(gòu)和界面設(shè)計(jì)是其中的關(guān)鍵，集成的工作環(huán)境，穩(wěn)定的性能和開放的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以大大提高系統(tǒng)在工程應(yīng)用中的實(shí)用性和適應(yīng)性。

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