ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ПОДСИСТЕМЫ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОЙ САПР ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ AUTOLISP SOI RCE TOOLS
,
Красноярский государственный технический университет
eresko'a fivt. *****, neznamov mч/ *****
Eresko S., Neznamov M. PRINCIPLES OF SUBSYSTEM BUILDING MACHINE-B UILDING CAD WHEN USING A UTOLISP SOURCE TOOLS
Considered subsystem structure machine-building CAD for the design engineer, allowing three ways of designing: manual, semiautomatic and automatic. Making this complex is realized with use earlier developped AutoLisp Source Tools, which main idea is a partitionning a program realizing drawing, on the sequence of standard fragments - functions.
Рассмотрена структура подсистемы машиностроительной САПР для инженера-конструктора, допускающего три способа проектирования: ручное, полуавтоматическое и автоматическое. Создание этого комплекса осуществлено с использованием ранее разработанного AutoLisp Source Tools, основной идеей которого является разбиение программы реализующей чертеж:, на последовательность типовых фрагментов - функций.
Подсистема выполнена в качестве надстройки над AutoCAD и становится доступной после загрузки AutoCAD в виде системы падающих меню. Выбор любого пункта меню позволяет загрузить в режиме интерпретации Lisp программу, обеспечивающую либо черчение определенного конструкторского элемента, либо выполнения сервисных функций, причем часть функций становятся резидентными и доступны во время всего режима работы.
Полуавтоматическое черчение - отрисовка деталей из библиотеки параметрических образов и выполнение сервисных операций над чертежом.
Каждый элемент библиотеки параметрических образов включает:
- Параметрическую lisp-программу черчения детали (LSP файл).
- Реляционную базу данных параметров для lisp-программы (DBF - файл).
- Иллюстративный слайд к программе - находящийся в библиотеке слайдов (SLB - файл).
-Поясняющую текстовую информацию - описание полей DBF, особенностей исполнения детали и работы lisp-программы (NDE-файл).
Оперативная, т. е. доступная из редактора AutoCAD, система навигации по библиотеке параметрических образов написана на языке С. Она организует доступ к элементам и составным частям в интерактивном режиме. Все операции выполняются прозрачно для пользователя AutoCAD. Блок-схема поддержки библиотеки параметрических образов изображена на рисунке 1.
Входной интерфейс каждой Lisp-программы из библиотеки оформлен по правилам, дающим возможность их применить в трех случаях:
- Параметры передаются из базы данных, точки привязки к чертежу вводятся в диалоге, а полученные из базы данных параметры можно частично изменить, и после отрисовки детали запомнить новый модифицированный список параметров в базе данных.
- Все параметры вводятся в диалоге.
- Все параметры, включая точки привязки, передаются из вызывающей программы, реализующей геометрию сборочного узла.
Таким образом, каждая параметрическая программа из библиотеки может быть применена для параметризации сборки, которая в этом случае является последовательностью вызовов параметрических программ черчения деталей, перемежающаяся с оригинальным AutoLisp-кодом, вычислениями входных параметров этих программ и с вызовами служебных модулей отсечения и вырезки невидимых частей.
Рис. 2. Пример интерфейса выбора параметров сечения уплотнительной манжеты из базы данных в T-Flex.
Это позволило реализовать возможность отрисовки сразу всего уплотнения в целом с использованием параметризации изделия в T-Flex. Также для такой сборки эффективна возможность динамической загрузки Lisp программ, введенная в AutoCAD начиная с версии 10.
Для некоторых деталей сборки размерные параметры связаны с определяющим параметром табличным соответствием (согласно нормативному справочнику). То есть они не могут быть вычислены AutoLisp и требуется динамический доступ к базе нормалей.
Считывая такую ситуацию, в Си-программу описанной выше СУБД были добавлены команды динамического доступа к. DBF-файлам из Lisp - программ библиотеки параметрических образов.
Рис. 3. Передача параметров для отрисовки детали в диалоге в AutoCAD.
К сервисным операциям полуавтоматического черчения относятся:
- выбор в меню и черчение форматов ЕСКД А1, А2, A3, А4 с низким и высоким штампом, бланков спецификации и извещения, а также производных форматов;
- заполнение штампа, редактирование экранной формы штампа, изменение фирменного знака, хранение прототипов штампа в текстовом файле;
- проставление зон;
- черчение обозначений сечения;
- черчение позиционных обозначений с одной и многими полками;
- проставление обозначений: шероховатости всех видов (в т. ч. неуказанных), обработки, покрытия, швов сварных соединений, паянных и клеевых соединений, стандартных клепаных соединений, маркировки, клеймения;
- простановка обозначений допусков: прямолинейности, плоскостности, некруглости, цилиндричности, профиля продольного сечения, параллельности, перпендикулярности, наклона, соосности, симметричности, позиционного, пересечения осей, радиального биения, торцевого биения, биения в заданном направлении, полного торцевого биения, формы профиля, формы поверхности.
- отрисовка изображений допусков формы и взаимного расположения поверхностей (хранится таблица классов точности, цифровые значения допусков подставляются автоматически).
- проставление пределов допуска в зависимости от квалитета (от 6-го до 16-го квалитета включительно).
- подстановка значений полей допусков и значений - пределов и допусков в зависимости от размерного числа и классов точности.
- проставление размеров в соответствии с ЕСКД: горизонтальных линейных размеров, вертикальных линейных, радиусов всех предусмотренных ГОСТ-ами видов, диаметров (с выноской и без), угловых и наклонных размеров, размерных цепей.
- образмеривание углов в соответствии с ЕСКД ( с выноской и без ).
- отрисовка обозначения сварки при монтаже, сварки со снятием усиления шва, знаки обработки наплывов и неровностей сварки, шов по незамкнутой линии и т. д.
- Обозначение центровых отверстий.
- отрисовка обозначений баз и конусных размеров по ЕСКД.
- черчение обозначений соединения сшиванием и металлической скобой.
- При помощи Alt - последовательностей можно вводить все символы ЕСКД (включая: градус, знаки допусков, плюс-минус, диаметр, угол и т. д. ) в текстовые строки Автокада.
- размещение на чертеже технических требований.
Автоматическое черчение - комплексное проектирование деталей, включенных в библиотеку подсистем САПР, и их интеграции между собой.
Подсистема САПР это комплекс программ, который рассчитывает и строит чертеж детали, нескольких деталей или несложной сборки.
При этом в основу архитектуры были положены следующие принципы:
- открытость,
- единые принципы построения всех частных САПР,
- настраиваемость, доступная конечному пользователю с минимальным
уровнем компьютерной подготовки,
- строгая локализация частей программы - диалоговой, расчетной,
построительной и оформительской. Это необходимо для возможного применения модулей подсистем САПР целиком (как под программ) в возможных будущих САПР узлов.
Рассмотрим пример элементов архитектуры частных САПР:
Все программы относящиеся к частной САПР располагаются в отдельном директории вместе с:
- format. Isp - вызываемая из Автолиспа не диалоговая программа отрисовки
чертежных форматов и заполнения основной надписи;
- dimlib. lsp - пакет не диалоговых (вызываемых из Автолиспа в программном режиме)
модулей проставления линейных и угловых размеров, радиусов, диаметров, шерохованости, допусков формы и взаимного расположения поверхностей, неуказанных шероховатостей, программа размещения на чертеже технических требований;
- cadlsp - главная программа частной САПР. Она создает слои, затем вызывает
модули ввода данных и расчета, поддерживает диалог с пользователем и обращается к
модулям отрисовки изображения для чертежа;
- indata. lsp - программа ввода параметров детали;
- evalmod. lsp - программа расчета параметров детали;
- ass. Isp - программа построения изображения уплотнения (или пресс-формы
например ) в необразмеренном виде с произвольной ориентацией на плоскости и с
заданным масштабом - для вида на сборочном чертеже. В качестве входных данных для
данной программы выступает. det - файл;
- det. Isp - программа отрисовки полностью оформленного, образмеренного. с
заполненной основной надписью, таблицами и тех. требованиями конструкторского чертежа.
Эта программа и вызывает модули из format. lsp и dimlib. lsp. В качестве входных данных для данной программы выступает. det - файл (созданный indata. lsp);
Программы evalmod. lsp и indata. lsp работая совместно создают файл с расширением. det, который содержит значения всех величин, необходимых для построения чертежа или его части - как тех, что были введены пользователем так и результатов расчета.
Кроме того, в случае, если алгоритм проектирования изделия предусматривает не только расчетные операции, но и выбор из размерных рядов и принятие решений экспертом (конструктором проектирующим деталь, сборку). Для выбора соответствующего класса, группы и типа изделия в библиотеке подсистемы САПР предусмотрено применение интерфейсных модулей AutoMenu для построения слайдовых интерфейсов, DATABASE для обеспечения удобного диалогового доступа к базам данных при работе с AutoCAD, и OBSERVER для обеспечения динамического доступа к этим же базам из программ на AutoLisp.
Все подсистемы САПР имеют один и тот же набор настроечных файлов: .sh - Файл прототипа заполнения штампа частной САПР, который содержит:
а) значения атрибутов помещаемые в штамп при отрисовке деталировочного чертежа.
б) координаты взаимного расположения:
- вида сбоку в сечении, - заполняемой таблицы, - вида сверху, - технических требований; относительно чертежного формата для а4 - аО вариантов.
.tt - файл прототипов технических требований.
Практика показала что для задач промышленной параметризации машиностроительных чертежей, средства претендующие на всеобъемлющий охват этой проблемы (например генераторы программ Glisp и Loops, система параметризации pDesign) малоэффективны для промышленного применения.
Так в лучшем случае применения GLISP отладка программы заменяется отладкой чертежа. Кроме того сопровождать программы сгенерированные автоматически практически невозможно. Даже если применение GLISP осуществляется разработчиками одного предприятие, все равно судьба сгенерированных GLISP и переданных на завод программ проблематична в долгосрочной перспективе из-за трудностей сопровождения.
Очевидно, что всегда приятнее иметь дело с программой обильно снабженной комментариями, тем более это касается производства с его неизбежной текучестью кадров. Поэтому используя такую технологию сборного проектирования, где базовой системой является AutoCAD, приходилось иметь дело с ручным программированием на AutoLisp. С 1985 по 1995 гг. , было выпущено значительное количество AutoCAD - подобных оболочек различной ориентации и наполнения.
Последнее десятилетие AutoCAD по-прежнему остается стандартом CAD software для индустрии. Определяющие факторы :
- значительное число официальных и неофициальных пользователей;
- постоянное наращивание возможностей продукта, выражающееся в разработке и выпуске новых версий, атак же приложений к ним;
- растущая библиотека приложений-надстроек во всех проблемных областях, где применяется AutoCAD.
Описанная выше технология создания САПР принесла на определенном этапе значительный эффект, но вследствие относительной простоты реализации и разобщенности разработчиков не выдерживает конкуренции с современными зарубежными проектами. Причиной тому является громоздкое ядро AutoCAD. Индивидуальная настройка параметров подсистем САПР затрудняет, а порой даже исключает переносимость системы с одного рабочего места на другое. В перспективных разработках планируется использовать специализированные инструментальные средства (например CASCADE), распределенные БД и технологию тонкого клиента-пользователя Intranet или Internet приложений.
В САПР предполагается также реализовать элементы системного анализа объектов проектирования, включающие подсистему оптимизации и выбора наилучших вариантов конструктивных решений.
Литература:
1. Арм-для инженеров машиностроителей. -"Компьютер-пресс", N11, 1990.
2. DWGVIEW.-" Компьютер-пресс " N 3, 1992. с.- 76.
