用Autolisp 在AutoCAD中实现多种曲线的绘制

一、引言：

AutoCAD自1982年由Autodesk公司推出以来，经历了20年的发展更新，目前，已深入到包括机械、建筑、服装、航天航空、地质气象等等的众多领域中。AutoCAD已成为众多工程设计人员的首选设计软件，其格式也逐渐成为各CAD系统间的交换标准。

AutoCAD之所以有如此广泛的应用，除了其功能强大、易学易用外，还在于它是一个开放的交互软件，自85年推出的2.17版中，AutoCAD就内嵌了Autolisp语言，方便用户对其进行二次开发。自此，便有无数的工程技术人员成为Autodesk公司的编外程序员。随着AutoCAD版本的不断升级，它所支持的开发环境也不断增加，如：ADS、ARX、Diesel、DCL、

VBA等等。但由于方便和易学易用，Autolisp始终是技术人员在开发AutoCAD时运用最多的编程语言。同时也有更多的工程技术人员投入到Autolisp的学习之中来。但是，毕竟Autolisp也是一种编程语言，学习起来远不如学习AutoCAD的操作来得简单。故也有部分技术人员在学习过程中有危难情绪，针对这一情况，本人在此通过一种方法、三个例子来阐述Autolisp编程的一般过程，希望能对Autolisp初学者有所帮助。

二、Autolisp的二次开发：

(一)

问题提出：

尽管AutoCAD在各个领域中有着广泛的应用，但总不会面面俱到，在机械行业中，经常要画一些复杂曲线，如：三角函数曲线、渐开线、螺旋线等等。这些曲线在AutoCAD中没有专门的命令，难以用一般的方法绘制，尽管机械制图国家标准中有用圆弧近似替代渐开线和螺旋线的画法，但它们一不准确，不能通过装配干涉，二不方便，需要取很多位置点才能画出。而用Autolisp编程绘制，却能快速准确的得到所需图形。

(二)

曲线绘制：

1、

获取曲线的数学模型：

正弦曲线：x = a

y = sin a

渐开线：x = br * (cos a + a sin a)

y = br * (sin a + a cos a)

圆柱螺旋线：

x = r cos a

y = r sin a

z = s * a /

(2π)

(s取正值为右旋、取负值为左旋)

2、

设计程序框图：

3、

程序代码如下：

;画正弦曲：x=a , y=sin a ;

(defun

c:zxqx(/ da bp Ai lpt bp1 bp2)

(initget 1)

(setq bp (getpoint

"\n 起始点?:"))

(initget 7)

(setq da (getangle

"\n 角度增量?:"))

(setq Ai 0 Ae (* pi 2.0)

bp1 (car bp) bp2 (car (cdr bp)))

(while (< Ai

Ae)

(setq lpt (append lpt (list (list (+ bp1 Ai) (+ bp2 (sin

Ai))))))

(setq Ai (+ Ai da))

)

(setq lpt (append lpt (list

(list (+ bp1 Ae) (+ bp2 (sin Ae))))))

(setvar "cmdecho"

0)

(command

"pline")

(foreach pt lpt (command

pt))

(command ^c)

(command "pedit" "l"

"f")

(command ^c)

(setvar "cmdecho"

1)

)

;渐开线画法x=br*(cos(a)+a*sin(a))

y=br*(sin(a)-a*cos(a));

(defun

c:jkx(/ ti lpt ae pt bp1 bp2)

(initget 1)

(setq bp (getpoint

"\n 起始点?:"))

(initget 7)

(setq br (getreal

"\n 基圆半径?:"))

(initget 5)

(setq ai (getangle

"\n 起始角度?:"))

(initget 7)

(setq ae (getangle

"\n 终止角度?:"))

(initget 7)

(setq da (getangle

"\n 角度增量?:"))

(setq bp1 (car bp) bp2 (car

(cdr bp)))

(while (< ai

ae)

(setq lpt (append lpt (list (list (+ bp1 (* br (+ (cos ai) (* ai

(sin ai))))) (+ bp2 (* br (- (sin ai) (* ai (cos

ai)))))))))

(setq ai (+ ai da))

)

(setq lpt (append lpt (list

(list (+ bp1 (* br (+ (cos ae) (* ae (sin ae))))) (+ bp2 (* br (-

(sin ae) (* ae (cos ae)))))))))

(setvar "cmdecho"

0)

(command

"pline")

(foreach pt lpt (command

pt))

(command ^c)

(command "pedit" "l"

"f")

(command ^c)

(setvar "cmdecho"

1)

)

;螺旋线画法：x=r*cos(2pi/k) , y=r*sin(2pi/k) , z=(+/-)s/k

.

;

s:导程(+=右旋，-=左旋)，k：每圈等分数。

(defun

c:yzlxx(/ bp r a s k n bp1 bp2 bp3 dmax di da pt lpt)

(initget 17)

(setq bp (getpoint

"\n 螺旋线中心："))

(initget 7)

(setq r (getdist bp

"\n 螺旋线半径："))

(initget 3)

(setq s (getreal "\n

导程：(+/右旋,-/左旋)"))

(initget 7)

(setq n (getreal "\n

圈数："))

(initget 6)

(setq k (getint "\n

每圈等分数<36>：(宜取36的整倍数)"))

(if (not k) (setq k

36))

(setq bp1 (car bp) bp2

(cadr bp) bp3 (caddr bp))

(setq dmax (fix(* k

n)))

(setq da (/(* 2 pi)

k))

(setq a 0)

(setq di 0)

(while (<=

di dmax)

(setq lpt (append lpt (list (list (+ bp1 (* r (cos a))) (+ bp2 (* r

(sin a))) (+ bp3 (* (/ s k) di))))))

(setq di (+ di 1))

(setq a (+ da a))

)

(setvar "cmdecho"

0)

(command

"3dpoly")

(foreach pt lpt (command

pt))

(command ^c)

(setvar "cmdecho"

1)

)

4、几点说明：

(1)、以上三个程序编程思路是一样的，若需要绘制其它曲线，只要将其数学模型适当变换后代入程序中，即可实现所需功能。

(2)、该渐开线只能绘基圆上正东方向象限点上的渐开线，如要获取其他方向上的渐开线，可以在AutoCAD中修改获得。

(3)、绘制螺旋线的程序较2001年第6期上郭克希副教授的程序有所改进，原程序因为圈数n作为循环记数，只能是整数，使螺旋线圈数只能为整数，而该程序中圈数n可以为实数。

(4)、建议将lpt等参数设为局部变量，以减少内存占用率。

(5)、最后一个程序绘制螺旋线后未用f拟合曲线，是因为3dpoly绘制的曲线拟合后就不能作为实体的拉伸路径了。

5、

编入菜单：

(1)、编入下拉菜单：在acad.mnu文件中的

***POP7

**DRAW后的

ID_Pline

[&Polyline]^C^C_pline 下面加入以下语句即可

ID_jkx

[&Jkx]^C^C_jkx

ID_yzlxx

[y&Zlxx]^C^C_yzlxx

ID_3dpoly

[&3D

Polyline]^C^C_3dpoly

(2)、编入工具条：可直接在工具条上右键进行定制，在此不做赘述。

三、应用：