close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

248

код для вставкиСкачать
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Известия высших учебных заведений. Поволжский регион
УДК 004.925
А. В. Николаев, Л. В. Кузнецова, О. И. Максимова
ПАРАЛЛЕЛЬНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ СБОРОЧНЫХ ЕДИНИЦ
С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ БИБЛИОТЕК
СТАНДАРТНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
Описывается разработанная авторами методика создания интеллектуальных библиотек стандартных элементов в CAD-системе CATIA v.5. Элементы интеллектуальных библиотек способны анализировать имеющуюся в проекте изделия геометрию, что позволяет им адаптивно встраиваться в нее. Описанная методика использует только встроенные в CAD-систему CATIA функции и основана на применении макросов. Применение интеллектуальных библиотек в конструкторской практике значительно ускоряет работу и повышает
эффективность конструкторских подразделений.
При разработке изделий с помощью современных систем компьютерного
проектирования используются два метода работы: проектирование «сверху
вниз» и «снизу вверх». В случае проектирования «снизу вверх» сначала разрабатываются отдельные модели деталей, а потом из них собирается модель
сборки. Такой метод используется при разработке компьютерных моделей по
эскизам или чертежам деталей, т.е. для перевода изделий в электронный вид.
Однако при проектировании изделий с нуля гораздо удобнее использовать метод проектирования «сверху вниз». В этом случае сначала создается общий набросок всей сборки в виде вспомогательных плоскостей, линий, точек, а затем
по этому набору в среде сборки строятся отдельные детали.
В то же время, существует ряд изделий, для которых оба этих метода
неудобны. Это изделия, в состав которых входит большое количество стандартных элементов и ряд подсборок. В качестве примера можно привести
лицевые панели самолетных щитков управления, которые содержат большое
количество стандартных элементов, таких как кнопки, ручки, табло и т.п. и
подсборки, которые необходимы для изготовления элементов этих изделий в
различных цехах:
 изготовление лицевых панелей (литье, нанесение трафаретов, надписей);
 изготовление печатных плат;
 изготовление механического каркаса и пр.
При проектировании таких изделий основной задачей конструктора является увязка большого количества стандартных элементов: кнопок, табло,
ручек и т.п., которые, как правило, оказывают влияние на все входящие в изделие подсборки (в них выполняются отверстия, устанавливаются крепежные
элементы и пр.). Поэтому, несмотря на относительную простоту данных изделий, работа по их проектированию является достаточно трудоемкой. Расчеты трудоемкости и практический опыт показывают, что на проектирование
лицевой панели самолетного щитка управления может потребоваться до
2,5 месяцев работы конструктора. Внедрение в процесс проектирования систем компьютерного проектирования с использованием традиционных подходов срок проектирования сокращает незначительно, т.к. при этом не решается
основная проблема – одновременное внесение данных во множество подсборок при вставке стандартных элементов. Возникает проблема сокращения
времени проектирования, которая может быть решена за счет разработки ме-
160
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
№ 3, 2008
Технические науки. Машиностроение и машиноведение
тодики параллельного проектирования изделий в CAD/CAM/CAE-системах с
использованием интеллектуальных библиотек стандартных элементов. Данные библиотеки можно построить с помощью существующих элементов современных CAD/CAM/CAE-систем, что показано на примере CATIA V5.
1 Библиотеки стандартных элементов
Для сокращения времени проектирования изделий с множеством стандартных элементов к большинству компьютерных систем автоматизированного
проектирования подключаются библиотеки стандартных элементов. Известны
библиотеки, содержащие каталоги стандартных изделий: винты, болты, валы,
подшипники и пр., которые можно добавлять в сборку. Кроме того, сейчас производители CAD-систем стараются создавать параметрические библиотеки, позволяющие использовать одну модель в качестве семейства деталей.
В CATIA существует разновидность библиотечного стандартного элемента, называемая Document Template. Document Template представляет собой деталь с параметрически заданными размерами, которые можно задавать
до вставки. Для нашего случая важно, что Document Template может хранить
базы привязки в сборке и, таким образом, вставляться в нужное место сборки
автоматически. Наборы Document Template также могут храниться в виде
библиотеки стандартных элементов.
К недостаткам автоматизации конструкторских работ на базе библиотек стандартных элементов необходимо отнести то, что при вставке стандартных элементов в имеющиеся модели зачастую необходимо вносить изменения и в сами модели. Например, при вставке винта необходимо в модели
оформить отверстие с резьбой, при вставке кнопки конструктору необходимо
выполнить отверстия на лицевой панели, на печатной плате и т.п. К сожалению, известные стандартные компьютерные библиотеки не позволяют автоматизировать этот процесс, что увеличивает время проектирования.
2 Стандартные конструктивные элементы, определяемые пользователем
Для внесения часто повторяющихся форм в компьютерные модели в
большинстве современных систем компьютерного проектирования можно
формировать стандартные конструктивные элементы. Например, CATIA V5
позволяет создавать, хранить и использовать при моделировании конструктивные элементы, определяемые пользователем. Возможно несколько
вариантов создания таких элементов. Это Power Copy и UDF (User Defined
Features – элемент, определяемый пользователем). Разница между Power
Copy и UDF заключается в том, что UDF представляет собой элемент с закрытой внутренней структурой, а Power Copy копирует свои внутренние
элементы в дерево построения, что позволяет пользователю менять их параметры. Элементы, прописанные в стандартах предприятия, которые
пользователь не должен менять, удобнее хранить в UDF (User Defined
Features – элемент, определяемый пользователем), а остальные в виде
Power Copy.
Элементы UDF и Power Copy могут быть сохранены в каталогах с возможностью последующего использования, они позволяют организовать библиотеку конструктивных элементов.
161
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Известия высших учебных заведений. Поволжский регион
В то же время, элементы (UDF и Power Copy) в современных системах
компьютерного проектирования никак не связаны с деталями, находящимися
в библиотеках стандартных элементов. Поэтому при добавлении кнопки конструктору придется вручную последовательно добавлять соответствующие
UDF формирующие, например отверстия на лицевой панели, печатной плате
и т.д., а затем связывать их положение с помощью выражений, для того чтобы UDF меняли свое положение вместе с кнопкой.
3 Макросы
Для решения проблем автоматизации часто повторяющихся действий в
современных системах компьютерного проектирования существуют встроенные средства программирования – макросы.
Для записи макроса в системе компьютерного проектирования CATIA V5
необходимо в меню Tools выбрать Macro  Start Recording, начнется запись
макроса (рис. 1).
Рис. 1 Окно создания макроса CATIA
Затем с помощью стандартных интерактивных методов CATIA можно
построить трехмерную модель детали.
Макрос записывает все действия пользователя и при запуске автоматически воспроизводит эти действия. Кроме того, т.к. макросы обычно пишутся
на языке высокого уровня (в CATIA – Visual Basic), автоматически записанный текст макроса можно редактировать вручную в текстовом редакторе и,
таким образом, корректировать автоматически записанную последовательность действий. Более того, макрос можно написать вручную, без предварительной записи в CATIA, но это потребует более глубокого знания языка
программирования.
Для запуска записанного макроса необходимо на вкладке Tools 
Macro выбрать Macros. Появится диалоговое окно с перечнем списка созданных макросов. Необходимо выбрать нужный макрос и нажать кнопку Run в
правой стороне окна (рис. 2).
162
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
№ 3, 2008
Технические науки. Машиностроение и машиноведение
Рис. 2 Запуск макроса
Недостаток такого способа запуска макроса заключается в том, что требуется действие пользователя, что замедляет работу и крайне неудобно, если
последовательно выполняются несколько макросов.
4 Автоматическое реагирование на события
Система CATIA V5, как и некоторые другие системы компьютерного
проектирования, обладает инструментом реагирования на события, происходящие в системе Reactions.
Reaction – это функция, которая реагирует на события, происходящие с
объектом и называемые первоисточником (source), которые запускают некоторое действие (например, макрос) (рис. 3). Окно Reaction можно вызвать,
используя иконку
.
Рис. 3 Вид окна Reactions
163
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Известия высших учебных заведений. Поволжский регион
Возможные события, на которые будет реагировать Reaction:
– AttributeModification – запускается из-за изменения атрибута;
– BeforeUpdate – запускается перед тем, как деталь обновится;
– DragAndDrop – запускается после перетаскивания детали;
– Insert – запускается, когда деталь вставляется;
– Inserted – запускается после того, как деталь вставлена;
– Instantiation – запускается, когда вставлен UDF;
– Remove – запускается, когда деталь удаляется;
– Update – запускается сразу после того, как деталь обновлена;
– ValueChange – reaction запускается из-за изменения значения параметра;
– FileContentModification – запускается каждый раз, когда файл, связанный с design table, изменяется.
Поле Action позволяет пользователю выбрать язык, на котором он хочет написать действие (Visual Basic или the Knowledge Advisor language), отредактировать действие и вставить собственный код, написанный на языке
Visual Basic (рис. 4).
Рис. 4 Собственный код, написанный на языке Visual Basic в поле Action
164
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
№ 3, 2008
Технические науки. Машиностроение и машиноведение
Таким образом, можно автоматически запустить макрос, который
вставляет, например, UDF.
5 Методика параллельного проектирования
с использованием интеллектуальных библиотек
Для решения задачи ускорения разработки изделий, в состав которых
входит большое количество стандартных элементов и ряд подсборок, предлагается методика создания и использования интеллектуальной библиотеки
стандартных элементов, объединяющая в себе возможности параметрических
библиотек стандартных элементов и библиотек UDF, объектноориентированных языков программирования и способности отклика на реакцию. Название «интеллектуальные» соответствует применяемому в литературе английскому термину «knowledgeware». Суть методики состоит в выполнении следующей последовательности шагов:
1. Открытие модели базовой сборки (лицевая панель) (рис. 5).
2. Вставка стандартного элемента (например, кнопки) вида Document
Template из библиотеки стандартных элементов и автоматическая привязка
Document Template к базам модели (рис. 6).
3. Активизация Reaction по событию вставки стандартного элемента и
запуск макроса. Ряд дальнейших действий выполняется макросом автоматически.
4. Поиск макросом баз модели (например, по названию плоскостей).
5. Поиск макросом координат x и y вставляемого стандартного элемента (кнопки).
6. Нахождение посредством макроса модели детали, куда будет вставляться UDF (в виде пазов, отверстий, просечек и т.д.).
7. Запуск через макрос вставки UDF в модель.
8. Нахождение макросом координат x и y для UDF (паза).
9. Совмещение через макрос значений координат (паза и кнопки).
10. Обновление сборки.
Рис. 5 Модель базовой сборки панели щитка
165
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Известия высших учебных заведений. Поволжский регион
Рис. 6 Окно вставки стандартного элемента из библиотеки
Таким образом, при реализации пользователем только одного действия –
вставки стандартного элемента (кнопки) из библиотеки стандартных элементов, автоматически реализуется вставка всех сопутствующих ему конструктивных элементов (пазов, отверстий), а также дополнительных крепежных
деталей (винтов, саморезов и т.п.) в нужные подсборки и с параметрической
привязкой к текущей позиции основного элемента (кнопки) (рис. 7, 8).
Рис. 7 Результат вставки из интеллектуальной библиотеки
166
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
№ 3, 2008
Технические науки. Машиностроение и машиноведение
Рис. 8 Результат вставки отверстий под кнопку из интеллектуальной библиотеки
(кнопка скрыта)
Удобство использования подобной интеллектуальной библиотекой состоит не только в том, что одновременно выполняется вся работа, которая
раньше выполнялась вручную, но и в удобстве модификации конструкции.
Например, конструктор может перемещать кнопку по поверхности панели,
при этом будут перемещаться и отверстия под кнопку и крепежные элементы
(рис. 9–11).
Рис. 9 Задание перемещения кнопки
167
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Известия высших учебных заведений. Поволжский регион
Рис. 10 Результат перемещения кнопки
Рис. 11. Автоматическое перемещение отверстия (кнопка скрыта)
Выводы
1. Для ускорения проектирования изделий, содержащих большое число
стандартных элементов и подсборок, разработана методика параллельного проектирования изделий в CAD/CAM/CAE-системах (реализована в CATIA V5).
168
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
№ 3, 2008
Технические науки. Машиностроение и машиноведение
2. Для реализации методики параллельного проектирования на базе
параметрических библиотек стандартных элементов и библиотек UDF, языка
программирования Visual Basic (Macros) и встроенной в систему способности
отклика на реакцию (Reaction) разработана методология создания интеллектуальных библиотек стандартных элементов.
3. Разработанная методология апробирована при конструировании лицевых панелей самолетных щитков управления.
4. Время проектирования при использовании самолетных щитков
управления сократилось в 2 раза.
169
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
7
Размер файла
1 295 Кб
Теги
248
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа