光学仪器结构设计的CAD系统

　　0引言

　　CAD(Computer-AidedDesign)技术是近几十年来逐渐发展、成熟并走向广泛应用的一种新兴技术.在国外，这一技术已经广泛地应用于汽车、飞机、船舶等行业，并取得了辉煌的成果.在国内，虽然这一技术的研究起步较晚，但在上述领域也已经取得了相当的成功，在个别领域已经达到世界先进水平，但总的来说，我国大多数中小型企业、科研机构、大专院校的CAD技术的研究和应用仍然非常薄弱，在精密仪器结构设计中，这一问题更为突出.传统的精密仪器结构设计在误差分析，精度提高等方面作了相当大的工作，并取得了很大的成功，但在机械结构的设计上，从某种程度上看，不自觉地同普通机械结构设计产生了区别，如:机械零件与精密机械零件的区别.实际上，随着现代科学技术的发展，各个学科都在互相渗透，互相融合，精密机械结构的设计也越来越多的遇到了如:强度、刚度、振动、体积、重量、外形等因素的综合要求的问题.所以，要提高精密仪器结构设计的水平，相比之下，更需要尽快深化CAD技术的应用.充分发挥微型计算机价格便宜、功能已经赶上或超过工作站的优势，以图形学、有限元、优化等知识为基础，尽早开发适合我国国情、实用的集结构设计、精度分析、应力计算为一体的CAD系统，以推动我国仪器行业向国际先进水平靠近.

　　1系统平台的选择

　　AutoCAD具有以下优良的开发环境:

　　1)通过各种标准库文件的改造来建立自己的作图环境及库支持

　　①定制修改屏幕、下拉、图标、数字化仪、按钮等选单和对话框，这些操作通过选单文件(·MNU或·MUS)完成.

　　②定制修改字体(·SHP)，线型(·LIN)，图案(·PAT).

　　③建立修改求助信息(ACAD·HLP和ACAD·IDX).

　　④建立命令组文件(·SCR).

　　⑤运行外部程序(AcAD·PGP，·BAT，.EXE，·COM).

　　2)与其它软件之间数据交换

　　①使用DXF文件进行数据交换.

　　②光栅文件输出与引用(包括PCX，GIF，BMP，TAG等格式).

　　3)使用AutoLISP，ADS，ARX进行编程相比之下，AutoLISP具有其独特的优势.下面介绍AutoLISP程序设计语言.

　　AutoLISP是嵌入AutoCAD内部的通用LISP程序设计语言的子集，它大大地扩充了AutoCAD的图形处理功能.它是一种表处理语言，通过定义函数来实现各种功能，除可以完成通常的科学计算和数据分析外，还能直接调用AutoCAD的各项命令，并可直接访问图形数据库，通过修改图形数据库对图形进行操作.

　　AutoLISP是解释性语言，语法灵活简洁，表达能力强，非常容易掌握.国内二次开发人员大多是通过AutoLISP进入开发行列的.不了解AutoLISP的人往往有一些误会，认为AutoLISP语言精度不够，不能编大系统，不能处理大容量的数据，运行速度慢，容易出错等.事实并非如此，AutoCAD提供的整型数为32位带符号数，实型数为双精度型浮点数，有效位至少14位，具有足够的精度.由于Aut0LISP使用表结构，因此，一个表中可以包含不同的数据类型，可以嵌套表，在一个表中，可以将一个对象(如:梁柱)所需的数据全部包括在表中，既便于管理，也加快了处理速度，完全具有处理大容量数据的能力.