参数化在压力容器标准件绘图中的应用

孙恩凯 蒋 鑫 孙立莹 朱 军

（1.林德工程（大连）有限公司 2.大连中集重化装备有限公司)

参数化在压力容器标准件绘图中的应用

孙恩凯*1蒋 鑫2孙立莹1朱 军1

（1.林德工程（大连）有限公司 2.大连中集重化装备有限公司)

利用AutoCAD中的Visual LISP程序以及Excel表格中的函数和VBA进行参数化绘图，可大大提高设计效率和准确率。以标准弯头为例，阐述了压力容器设计中常用标准件的参数化绘图方案。

参数化绘图 压力容器标准件 标准弯头 Visual LISP VBA

0 前言

在压力容器的设计中，经常会用到标准零件，如封头、法兰、补强圈和垫片等，它们大多形状相同，仅尺寸变化。而设计者经常是已知标准件的型号，如公称尺寸、系列等，然后根据已知量去查询相应标准得到详细尺寸再进行绘图。如果每次绘制这些标准件都重复以上的工作，会耗用大量时间，而且容易出错。为此，本文提出了一个简便易行的参数化绘图解决方案。参数化绘图是指将图形中的定量信息变量化，使之成为可任意调整的参数。对变量化参数赋予不同数值，就可得到结构相似而尺寸不同的图形。将参数化应用到压力容器标准件的绘图上，对于提高设计人员的工作效率和工作准确率将起到非常重要的作用。

AutoCAD和Microsoft Excel是压力容器设计中常用的软件。利用AutoCAD提供的二次开发工具Visual LISP[1]以及Excel表格[2]中的函数和VBA完成参数化绘图的设计，即可一键在AutoCAD中出图。本文以绘制标准弯头为例，阐述参数化绘制标准零件的方法。

1 关键技术简介

1.1 Visual LISP

Visual LISP是 AutoCAD自带的一个集成的可视化Autolisp的开发环境。 Autolisp是为扩展和自定义AutoCAD功能而设计的一种编程语言。它基于起源于1950年代末的LISP语言。Visual LISP（VLISP）是为加速Autolisp程序而开发的设计软件工具，在VLISP中，可在单个环境中完成绝大多数必要的操作，其中包括文本编辑、程序调试以及与AutoCAD和其他应用程序的交互等。

1.2 VBA

Visual Basic for Applications（VBA）是 Visual Basic的一种自动化的宏语言，主要用来扩展Windows的应用程序功能，特别是Microsoft Office软件。1994年发行的Excel 5.0版本中，即具备了VBA的宏功能。利用VBA，可以实现以下功能：

（1）规范用户的操作，控制用户的操作行为；

（2）使操作界面人性化，方便用户的操作；

（3）通过执行VBA代码，迅速实现多个步骤的手工操作。

2 设计方法

2.1 总体思路

用参数化绘制封头、法兰、弯头、垫片等标准件的方法大体相同。本文以压力容器用90°弯头为例，对参数化绘图方法作一介绍。设计的总体思路如图1所示。

图1 设计流程

2.2 具体步骤

2.2.1 建立数据

查阅GB/T 12459—2005[3]，把90°弯头的几何尺寸输入到Excel表格中，如图2所示。

2.2.2 编辑输入条件

为方便使用，可把弯头的输入条件设置成可筛选的列表形式，操作方法如下。

首先按图3所示编辑Excel表格，然后分别对单元格K1、K2、K3进行如下操作：点击Excel表格 (本文以Microsoft Excel-2010英文版为例)中的 “Data” → “Data Validation” → “Allow” →“List”，再把筛选条件输入到 “Source”栏中，用逗号隔开，如图4所示。设置后效果如图5所示。可在表中选择弯头的型号。

图2 标准弯头尺寸

图3 弯头输入条件

图4 设置输入条件

2.2.3 尺寸生成

为直观起见，可绘出弯头示意图，并用Excel公式自动查找和标记出对应尺寸，见图6。

单元格中公式输入如下：

图5 弯头选型

图6 标准弯头尺寸

2.2.4 编写VLISP语言用于绘制弯头图

为方便随后的VLISP程序编写，可根据个人习惯，用Excel公式表示出各点的坐标。本文对该型号弯头各点坐标输入方案如图7所示。

各单元格输入如下:

图7 弯头坐标

单元格C30～C35为VLISP命令。利用AutoCAD绘制该弯头的VLISP语言代码如下：

其中，应把代码中的变量用Excel公式自动运算出来，转化后的公式如下：

然后把其输入到Excel任意单元格中，本文输入到单元格J5中。

2.2.5 编写VBA语言，自动绘图

接下来需要做的是把单元格J5中的VLISP语句复制到AutoCAD中的命令窗口中，这样弯头图形就会在AutoCAD中自动绘制出来。为了方便使用者，可通过编写VBA程序来自动化复制VILISP语句并打开CAD。具体方法如下：

打开 VBA编辑器:点击 “Developer” →“Visual Basic”，也可以用＜Alt+F11＞组合键打开。在编辑器中输入如下VBA语句：

其中 “C:Program FilesAutodeskACADM 2011acad. exe”为AutoCAD目录，如图8所示。

图8 VBA编辑器

然后把此程序指定给按钮。操作方法：点击“Developer”→ “Insert” → “Botton”→ “Assign Macro”→ “Macro1”，如图9所示。

图9 程序指定按钮

可根据个人习惯对按钮重命名。本文设计成图10所示的名称。

图10 按钮

2.2.6 设计完成

至此，标准弯头的参数化绘图便完成了。使用时， 只需在 “公称尺寸”、“形式”、“系列” 中选出需要的型号，然后点击图10所示的按钮便会自动打开AutoCAD。在CAD命令窗口中右键粘贴命令，如图11所示。这样所选型号的弯头图形便会在AutoCAD中自动生成，如图12所示。

图11 粘贴命令

图12 生成的CAD弯头图

3 结语

本文以90°弯头为例，详细阐述了参数化绘图的方法。通过此方法，可以提高设计效率，并减少手工输入错误。压力容器许多标准件都可参照此方法进行参数化绘图。

用这种方法进行参数化绘图较为简单，只需掌握Visual LISP和VBA基本的编程方法和Excel函数、公式即可，无须专业的编程技能。一般的压力容器设计人员经过简单的学习即能进行操作。这种参数化绘图方法还可以进一步改进，对于编程技能水平较高的技术人员，可以通过C语言、对话框控制语言等开发交互式界面，这样可以使使用者更直观地知道各参数含意，减少错误。

[1]方戈亮.Visual LISP程序设计 [M].第2版.北京：清华大学出版社，2010.

[2]Excel Home.Excel实战技巧精粹 [M].北京：人民邮电出版社，2007.

[3]GB/T 12459—2005.钢制对焊无缝管件 [S].

App lication of Parameterization in Draw ing of Pressure Vessel Standard Parts

Sun Enkai Jiang Xin Sun Liying Zhu Jun

Parameterized drawing with Visual LISP in AutoCAD,Excel functions and VBA can greatly improve design efficiency and accuracy.Taking a standard elbow as an example,expounds the parametric drawing program for common standard parts in pressure vessels design.

Parametric drawing;Pressure vessel standard parts;Standard elbow;Visual LISP;VBA

TQ 050.3

2013-02-05）

*孙恩凯，男，1985年生，助理工程师。大连市，116100。