CC BY
71
УДК 681.3.06+629.12.06 Е.В. Григорьева
ГРИГОРЬЕВА Елена Владимировна - кандидат технических наук, доцент кафедры общеинженерных дисциплин (Дальневосточный государственный технический рыбохозяйственный университет, Владивосток). E-mail: ev132010@mail.ru © Григорьева Е.В., 2012
Основные принципы параметрического проектирования судовых механизмов при использовании методов графического программирования
Рассматриваются основы параметрического проектирования в графической программе AutoCAD (Auto Lisp) и разработка программы автоматического построения чертежей деталей. Ключевые слова: AutoCAD, Auto Lisp, проектирование, программирование.
Main printsypy parametric design of ship arrangements for the use of graphics programming techniques.
Elena V. Grigorieva (Far Eastern State Technical Fisheries University, Vladivostok).
The article covers the basics of parametric design in the graphics program, AutoCAD (Auto Lisp) and the development of programs that automatically and drawing details. Key words: AutoCAD, Auto Lisp, design, programming.
Параметрическое проектирование судовых механизмов - процесс изображения и определения размеров конструктивных элементов, удовлетворяющих требованиям нормативных документов. Методологические основы параметрического проектирования деталей механизма включают: постановку задачи с созданием различных функций на языке программирования, выявление основных особенностей механизма и разработки комплекса функций [1, 2].
Для процесса проектирования, например нового изделия, характерен дефицит исходной информации на начальных этапах. Недостаточность начальной информации - объективный фактор, влияющий на особенности автоматизированного параметрического проектирования судовых механизмов. Для преодоления сложностей, определяемых этим фактором, процесс написания программы на Автолисп должен включать следующее:
1) четкую постановку задачи;
2) выявления основных особенностей, взаимосвязей и количественных закономерностей;
3) формирование графического изображения объекта;
4) разработки функций на Автолисп;
5) реализацию программы.
В языке функционального программирования Автолисп любое действие, любая операция описываются некоторой функцией или комбинацией функций, встроенных или построенных в процессе программирования. У каждой функции есть свое оригинальное имя, она может иметь один или несколько аргументов либо не иметь их совсем.
Очень важна подготовка базы проектирования, которая является обязательным условием этого многовариантного творческого процесса. Его целесообразно вести на базе комплексной - обобщенной, реально не существующей детали, имеющей геометрическую форму, присущую их ряду из одной условной группы и включающую все возможные виды элементов деталей этой группы.
Целью работы является разработка программы автоматического построения чертежа детали - вала. Чертеж включает главный вид (шпоночный паз), технические требования, рамку с основной надписью. Программа предназначена для включения в систему автоматизированного выпуска чертежей судовых механизмов. На основе чертежа (см. рисунок) можно получить чертежи конкретных деталей (колонны, ракеты, валы и т.д.).
Чертеж включает постоянные составляющие, обязательные для всех чертежей: рамку с основной надписью, технические требования. Постоянные части не программируются, а вставляются в чертеж. Программа запрашивает о необходимости такой вставки, при положительном ответе - точку вставки и дополнительные данные
для заполнения таблиц и надписей. При введении пробела на соответствующий запрос в таблице или надписи останется пустая графа.
Программа построения чертежа вала написана на Автолиспе. При вызове этой команды программа запрашивает исходную информацию в диалоговом режиме с выведением на экран соответствующих подсказок: о заданном числе ступеней N и размерах каждой ступени: ее ширине (диаметре) D; длине L.
Сначала готовим эскиз простейшего трехступенчатого объекта (см. рисунок) и выявляем особенности создания его изображения.
Рисуем общий контур объекта, а затем четко выделяем ступени. Можно начать рисование справа, слева, снизу, сверху и т.д.
Логичнее начинать прорисовку слева направо относительно некоторой базовой точки ВТ, например лежащей на левом торце объекта - его осевой линии.
Из анализируемого чертежа объекта видно, что первую его ступень можно изобразить ломаной линией, проходящей через четыре точки, которые принадлежат первой ступени (Tp T2, T3, T4). Координаты этих точек легко определить, если известны координаты базовой точки - ВТ, ширина (диаметр) объекта - Dj и длина первой ступени - Lr
Для создания изображения любой ступени объекта достаточно знать ее базовую точку и размеры и уметь находить координаты точек каждой ступени. Координаты следующей базовой точки можно определить путем перемещения от базовой точки предыдущей ступени на величину L, равную длине ступени, и т.д.
Чтобы найти координаты точек ступени, надо переместиться от базовой точки ступени объекта вверх и вниз на расстояние, равное половине ширины (диаметра) ступени. В результате получим координаты точек Tj и T4. Если из этих точек мы переместимся вдоль объекта на расстояние, равное длине ступени, то попадем в точки T2 и T3. Затем строят изображение ступени, используя соответствующую функцию и команды графического редактора AutoCAD PLINE.
Использование цикла позволяет последовательно изобразить все имеющиеся ступени.
Программа состоит из нескольких подпрограмм, осуществляющих построение вала, определение размеров шпоночного паза и построение сечения вала со шпоночным пазом, штриховку, простановку размеров и т.д. Все эти элементы программы выполняются автоматически и почти не требуют вмешательства оператора.
Программа апробирована автором и рекомендуется к использованию при проектировании деталей механизмов.
Правильно составленный комплект чертежей и программ их построения позволит намного повысить эффективность графической части САПР, где значительное место должны занимать параметризированные чертежи деталей механизмов (в основном это типовые детали и параметризированные фрагменты чертежей, а также шаблоны оформления конструкторской документации).
Все это создает условия для выбора оптимального варианта при реализации отдельных модификаций деталей механизмов.
Отметим, что рассмотренный процесс проектирования может применяться достаточно широко вследствие хорошо разработанной теоретической основы.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Гарин Э.Н. Поисковые методы в проектировании судовых конструкций, устройств и систем: уч. пособие. СПб.: МТУ, 2006. 118 с.
2. Григорьева Е.В. Проектирование многоступенчатого объекта в среде AutoLISP // Естественные и технические науки. 2009. № 1. С. 214-215.
Эскиз трехступенчатого объекта
