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：
齿轮、弹簧等。
四、结论：
Autolisp是一种内嵌式表处理语言，可以广泛应用在AutoCAD各个版本中，AutoCAD2000还专门设计了Visual Lisp编辑器，更方便于开发人员的编程调试。以上三个例子是Autolisp的一点应用，其实，通过Autolisp开发，还可实现更多图形的参数化绘图，提高CAD绘图的速度和准确性。
李松
2002-4-28 作者简介：
李松，江苏省江阴职业高级中学一级教师，多年从事AUTOCAD的教学工作。
电话：0510-******* 6113310
地址：江苏省江阴职业高级中学邮编：214400