基于AutoLISP的AutoCAD二次开发研究

（常州机电职业技术学院，常州 213164）

0 引言

Autolisp是美国Autodesk公司开发的lisp语言，该语言因语法简单、函数强大、编写环境宽、直译等特点，而在AUTOCAD软件的二次开发方面得到广泛应用，特别是在机械行业，其影响及普及程度处于最重要地位。为了进一步扩充该软件的功能和应用行业，专业人士应用AutoLISP技术对AUTOCAD进行二次开发的研究一直没有停止过，也取得了较丰硕的成果。谢中梅等[1]用Auto LISP和Visual Basic开发的程序，完成了AUTOCAD软件图表的设计；张勇[2]研究了基于特定设计对象，AutoCAD的二次开发系统；张洪雷[3]应用AutoLISP技术，就如何制定产品结构和生产方案进行了研究；邱林[4]等用AutoLISP编程，对渐开线弧齿圆柱齿轮实现了参数化建模。本研究以销轴为例详细介绍AutoCAD软件AutoLISP二次开发的方法与步骤。

1 基于AutoLISP的AutoCAD二次开发技术简介

AutoLISP是AutoCAD内部解释型的API语言，它适用于交互式程序的二次开发，它不是面向对象的语言，而是一种人工智能语言。嵌入到AutoCAD里的AutoLISP语言是COMMON LISP语言的一个子集，它拥有强大的可进行图形处理的函数，以一般高级语言结构形式实现图形处理。其程序可被用来进行重复操作，以完成图形的重复性处理任务，软件可通过定制化的开发和程序编写，在AutoCAD 软件上生成相应的命令。

针对AutoCAD软件的二次开发，AutoLISP增加了许多功能，使AutoLISP程序与AutoCAD绘图命令融为一体；利用AutoLISP语言程序编写功能，可实时对数据库进行访问、修改，以达到交互式设计的目的。Visual LISP是AutoLISP的衍生产物，至Visual LISP引入到AutoCAD后，它扩展了AutoLISP语言功能，具备了Active X自动化API与对象交互技术，同时，扩展了AutoLISP反馈事件的能力。与AutoLISP相比，VisualLISP还提供了一个集成开发环境（IDE），通过利用Active X/COM自动化API等技术，使AutoLISP程序开发周期缩短，源程序泄密性得到有效拟制，同时，Visual LISP因避免了LISP程序繁锁的调试过程，因而其效率明显提高，编译后程序的运行效率比解释型AutoLISP程序快几倍[5,6]。

2 AutoLISP二次开发实例

图1为本次AutoLISP二次开发实例零件—销轴工程图。表1为该销轴尺寸表。从图表中可知，该零件为机械零件设计手册中的标准零件，其由一系列尺寸组成，在实际工程绘图中，若对每一尺寸进行绘制，则其工作效率很低，而采用AutoLISP编程驱动销轴尺寸值，则可及时完成零件工程图的绘制。其二次开发步骤按图2所示流程进行。

图1 销轴工程图

图2 二次开发流程

表1 销轴尺寸表

零件结构尺寸分析主要是研究零件的形状、尺寸和角度值，列出尺寸值或角度值的换算公式，为AutoLISP程序编写做好前期准备工作。建立dat文件是要建立零件尺寸数据库，如表1所示，即建立AutoLISP可以读取的数据库文件，dat文件的输入要与原始数据一一对应，列项名称可以变换，但一定要与AutoLISP程序中的名称相一致，从而避免CAD软件在读取数据时出现误读现象。AutoLISP程序的编写是在Visual LISP集成开发环境下完成的，在调用AutoLISP内置函数的基础上，编程人员定义自定义函数，以此完成程序的编写，该过程是二次开发中最重要的环节。AutoLISP程序调试主要是为了检验程序的对与错，修改或调整部分源程序，以便当程序导入到AutoCAD中时，AutoLISP程序能够顺利运行，以达到预期绘图之目的。图3为AutoLISP程序编写与调试流程，由图可知，在完成了零件尺寸分析的基础上，即进入程序编写阶段，当程序载入到AutoCAD系统中后，开始进行程序调试判断，若程序无误，则程序编写结束，若所撰写的程序存在错误，则重新进入程序编写与调试流程，最终获得正确的AutoLISP程序。

图3 AutoLISP程序编写与调试流程

图4 自定义CAD菜单步骤

自定义CAD菜单的目的是为了在CAD绘图界面中可以方便地调取程序，及时绘制出零件工程图。其具体操作步骤如图4所示，在CAD绘图界面中点击菜单“工具”，选择“自定义”—“界面”，出现图5(a)所示的“自定义用户界面”对话框，在“主CUI中的定义”界面中选择“custom.cui”，点击“菜单”项，按鼠标右键“新建”菜单，名称取为“机械零件”如图5(b)所示。在命令列表对话框中，选类别为“自定义命令”，点击“新建命令”，在信息对话框中将命令改成“销轴”。按住“销轴”并拖放到“机械零件”下，如图5(c)所示。在图5(d)所示“宏”中载入AutoLISP程序，其格式为“^C^C(load "销轴.lsp")销轴”。最后在CAD界面中出现如图6所示的菜单。

图5 自定义CAD菜单操作流程

图6 自定义命令菜单

3 销轴零件AutoLISP程序

AutoLISP语言将函数共分成两大类：一类是AutoLISP语言所具有的如数学功能运算、关系逻辑判断等内部函数，每个函数均有特定功能；另一类是defun自定义函数。内部函数与defun自定义函数间作某种调用与组织,就可编写出某一程序，此应用程序以纯文本文件方式保存,调用该程序即可完成指定功能操作，从而能在电脑中快速、方便地绘制出图形。

AutoLISP中的defun自定义函数编写格式是：

(defun C:＜函数名＞([实参变量名表[/局部变量名表]]＜表达式＞…)，自定义函数名为一字符串。

以下是用记事本编辑器编写的AutoLISP程序,存盘路径为 C: / cadprograms/ PIN.LSP/ ,调用自定义函数时，按以下格式执行：

(函数名 ＜实参1＞ ＜实参2＞ …)，该程序已在AutoCAD 2010 中调用过[7]。

在Visual LISP编辑器下编写的销轴部分程序代码是：

4 销轴零件的调用

由图6可知，当点击机械零件下拉菜单“销轴”时，在“命令”对话框下将出现如图7(a)所示的“输入销轴插入点＜退出＞：”命令，输入插入点后，命令对话框将要求输入销轴直径、长度和旋转角度,如图7(b)～图7(d)所示。将以上数值确定后，在AutoCAD绘图界面中将绘制出销轴二维视图，如图8所示。图9为某一尺寸用AutoCAD软件生成的销轴三维实体图[8]。

从图6所示的自定义命令菜单中可知，点击自定义命令菜单中的某零件后，即可调用所需要的零件对话框，在图7所示的命令菜单后输入相应尺寸，就可实现对某零件图形的调用。

从以上销轴二次开发的结果可知，AutoLISP程序相对较为简洁，初学者容易理解与掌握，软件开发后使用起来也很方便。修改与调用也非常容易，通过AutoLISP的二次开发，扩展了AutoCAD的功能，达到了软件使用效率高、准确性高的目的。

图7 销轴调用程序

图8 销轴工程图

图9 销轴三维实体图

5 结束语

本文以销轴零件的二次开发为例，详细介绍了应用Autolisp对AutoCAD进行二次开发的过程[9]。从结果看，采用该方法进行二次开发，可快速开发出各类零件的命令集，这将大大提高AutoCAD的绘图效率和准确性；可在一定程度上减轻工程技术人员查阅手册的繁锁工作，从而使得AutoCAD辅助设计效能得到进一步发挥。开发者可基于项目需要选择Autolisp开发工具，实现对AutoCAD的定向开发，制作出企业定制的AutoCAD系统。