摘 要 介紹了運用VFP、LISP語言開發的帶式輸送機計算機輔助設計系統。該系統的應用 可以縮短帶式輸送機的設計周期，減輕設計人員的勞動強度，提高帶式輸送機設計計算的準 確性和可靠性。
關鍵詞 帶式輸送機 設計計算 計算機輔助計算
固定式帶式輸送機是通用型系列產品，以往均按部件系列進行設計。參數化設計計算是整個 產品生產的基礎，選型、制圖、工藝管理及設計制造都要依據計算書進行。傳統的設計計算 方法費時費力，開發一套實用的帶式輸送機計算機輔助設計系統，對于提高設 計計算的準確性，減輕技術人員的勞動強度，加快開發速度，縮短設計 周期，具有一定的現實意義。本文通過對DTⅡ型固定式帶式輸送機設計計算及選型的研究， 利用VFP、LISP語言在Windows98環境下進行了相應的系統開發工作。
1 系統的總體結構
系統采用模塊化結構，由六大功能模塊組成。
系統總體結構如下圖。
圖1 帶式輸送機輔助計算系統結構圖（略）
(1)原始數據輸入子系統。輸入由用戶及設計人員設定的輸送機原始數據及初定設計參數。
(2)知識庫輸入子系統。用于收集來自手冊的用于輸送機計算的各種參數及數據。輸送機設 計計算涉及到的數據多而雜，輸送機的設計計算是否準確，軟件系統的運行基礎在于知識庫 的可靠性。因此知識庫中數據的完整度、準確度直接關系到整個系統的成敗。在建立知識庫 的時候，應盡量將詳細的最新知識數據輸入，同時還要有出錯補救及刪除添加等功能。〖 JP4〗
(3)數據處理子系統。主要包括輸送能力計算、圓周驅動力及傳動功率計算、輸送帶張力計 算、托輥的校核等模塊。各模塊以原始數據及初始設定參數為依據，以知識庫為參考，計算 出滿足要求的輸送機各參數。〖JP〗
(4)結果分析及校驗子系統。對計算出的相關參數進行比較和平衡分析，優化選擇，直觀反 映出所選參數是否處于最佳點，并選出最佳方案。
(5)數據轉換子系統。將數據生成文本文件，便于瀏覽或動態修改；自動生成設計計算書， 進行存檔和查閱；產生的數據轉換為CAD數據文件，然后在AutoCAD平臺下實現參數化設計制 圖。
(6)數據庫維護子系統。對一定時期內數據庫所有數據進行動態清理、修改、歸檔及維護工 作。
2 系統的設計過程
2.1 利用VFP軟件建立知識庫及存儲數據
VFP語言具有豐富的數據管理及處理能力，計算能力較強，靈活方便且能滿足一般程序的數 據要求。設計計算及選型中涉及大量的設計及制造加工數據，包括驅動裝置中的電動機托輥 等部件的相關參數，通常要查閱機械設計手冊及有關國家標準等。本系統將這些資料利用VF P庫系統編制成豐富的知識庫，系統可以自動查詢數據，從而完成輸送機的設計計算及部件選型。
2.2 張緊力的優化設計計算
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 算方法認為膠帶膨脹力總和不變，并據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，膠帶會出現不同張力，其伸長長度不同，而且主驅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行了優化計算。
(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，還要考慮到驅動 裝置和拉緊裝置對膠帶所產生的動影響。
(2)輸送機起動加速度越大，起動時間越短，張緊力越大。當加速度增大時驅動力也將隨之 增加。
(3)拉緊速度和拉緊時間對張緊力影響很大。當實際的拉緊速度和時間比設計值小時，要防 止因拉緊力的降低而使輸送帶打滑。
2.3 電機功率的優化計算
在電機功率的計算過程中，涉及托輥、輸送帶的參數。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計算出托輥的負載，據此 從知識 庫中查出托輥的使用范圍，由公式計算出范圍內的所有托輥對應的電機功率，通過比較選擇 最佳數據，使托輥的影響降至最低，保證數據的準確性。
2.4 利用LISP語言完成CAD數據調用
在系統完成了各參數的設計計算及部件選型，相應數據保存于特定數據庫之后，必須解決如 何將這些信息傳輸于CAD中，完成相關部件的繪制。VFP語言本身作為數據庫管理系統語言， 無法實現此特殊功能，故采用LISP語言編程。首選解決數據的調用問題。利用VFP中相關命 令先將相關部件型譜數據庫轉換成CAD調用數據文件。在LISP語言中，用轉換的數據文件中 的數據控制集成的COMMAND命令及函數，產生相應的零件圖，并在CAD中繪出。
以托輥繪制程序為例，輸入適當的比例，便可生成標準的槽形托輥圖。流程圖如下 。
圖2 托輥繪制程序流程圖（略）
2.5 界面設計的特點
(1)人機交互控制。采用全漢字菜單式總體結構，每個菜單命令在界面上均有相應的漢字說 明。
(2)界面設計模塊化。不同的菜單命令均按不同的功能分組，歸類劃分。
(3)系統進行計算時，每一步選擇的參數及計算的數據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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