11 - 2001

Параметрические возможности графического модуля APM Graph системы APM WinMachine

Сергей Розинский, Дмитрий Шанин, Сергей Григорьев

Встатье «Новые графические возможности CAD/CAE-системы APM WinMachine» («САПР и графика» № 9’2000) было объявлено о начале эксплуатации бета-версии модуля 2D-графики APM Graph. Прошел год. За этот период был расширен набор примитивов, команд и сервисных функций. Графический редактор претерпел существенные усовершенствования, что позволило сделать его конкурентоспособным на российском рынке САПР.

Чертежно-графический параметрический редактор APM Graph, разработанный российской фирмой НТЦ АПМ, входит в состав известной отечественной CAD/CAE-системы APM WinMachine и может использоваться как в составе системы в целом, так и самостоятельно. Его применение позволяет минимизировать затраты времени на выполнение проектно-конструкторской, технологической либо иной графической документации.

Известно, что создавать параметризованную модель целесообразно лишь в том случае, если предприятие разрабатывает и выпускает аналогичные детали и устройства, отличающиеся друг от друга массогабаритными параметрами. Классическим примером могут служить зубчатые колеса различной конфигурации. Данный режим работы APM Graph, как нам кажется, заинтересует наших пользователей, поэтому мы хотели бы рассказать о нем более подробно.

В режиме создания параметрической модели осуществляется отрисовка чертежа или какой-либо его части путем создания специальной параметрической модели. Под моделью здесь понимается формализованное представление чертежа, включающее задание параметров, характеризующих модель, соотношения связи между различными параметрами и собственно закон рисования графического объекта с использованием этих численных параметров и связей между ними. Параметры имеют численное выражение в единицах чертежа, и их набор будет определять размерные характеристики конкретной детали. Параметры задаются либо численно, либо через аналитические выражения. Закон рисования представляет собой последовательность чертежных команд и соответствующих им логических и аналитических выражений с указанными параметрами. Созданная таким образом параметрическая модель может быть вставлена в обычный чертеж как параметрический блок.

На рис. 1 изображено диалоговое окно задания переменных параметризованной модели редактора APM Graph. При задании переменных производится анализ входных данных, необходимых для построения модели. Данные принципиально делятся на исходные и производные. Для исходных данных задается только значение, а для производных — также и выражение, являющееся функцией исходных и уже объявленных производных данных. Данные могут быть как числовыми, так и строковыми. Тип переменной задается при ее создании. В случае если числовая переменная задана выражением (аналитическим или строковым), ее значение в дальнейшем будет пересчитываться автоматически. Порядок переменных может быть изменен, дополнен, а сами переменные отредактированы.

После задания списка переменных, характеризующих модель, производится отрисовка самой графической модели. На этом этапе задается последовательность команд, ведущая к построению нужной модели. В списке параметрических команд указываются, если это необходимо, параметры для команд. В списке параметрических команд (рис. 2) последовательно расположены все команды, посредством которых создавалась модель. Для каждой команды существует свой уникальный набор параметров.

Навигация по командам производится либо посредством списка команд, либо с помощью определенных клавиатурных комбинаций. При переходе к какой-либо команде на экране отображается состояние чертежа до исполнения этой команды. Если текущей командой является команда рисования, то на экране подсвечивается объект, который должен быть нарисован этой командой.

Работа с командами имеет несколько этапов:

  1. Создание параметрической модели на уровне команд. Этот этап заключается в привязке графических объектов к тем числовым данным или уравнениям связи, которые были заданы как переменные. При этом могут использоваться вспомогательные переменные как входные данные в параметрах последующих команд.

    В командах создания графических примитивов указываются тип создаваемого примитива и его индекс. Индексы используются в тех командах, для исполнения которых требуется указание одного или нескольких существующих в чертеже объектов (рисование линии, параллельной указанной, удаление объектов и т.д.).

    Список команд может быть отредактирован. Редактирование заключается в возможности удаления из списка какой-либо команды и замены ее другой. Соответственно, вид параметрической модели может измениться или могут появиться ошибки, связанные с тем, что вместе с удаленной командой были удалены какие-либо данные, необходимые в последующих командах. Создаваемые вместе с объектом контрольные точки также автоматически индексируются и могут использоваться в последующих командах для прямого обращения к уже созданным контрольным точкам создаваемой модели.

    При движении курсора мыши по полю чертежа подсвечиваются контрольные точки и отображаются их индексы (рис.3).

  2. Анализируется соответствие сформированной таким образом модели с требуемой, и при необходимости исправляются параметры команд или меняется способ построения всей модели или ее части. Одним из вариантов редактирования, например, может быть замена переменных в модели. Все компоненты отображаемого примитива могут быть изменены и отредактированы. Могут быть также изменены параметры создаваемого массива, типы линий, стили текста, слои и т.д.
  3. Производится анализ правильности построенной модели при различных значениях исходных данных, проверяется правильность отрисовки модели при различных заложенных в нее логических условиях и математических выражениях.
  4. Задается базовая точка модели. Координаты базовой точки можно задать или параметрически, или выбрав индекс какой-либо из существующих точек.

После завершения работы над блоком он сохраняется в отдельном файле.

При вставке параметрического блока в чертеж пользователю предоставляется возможность визуального просмотра модели и редактирования ее исходных данных. Пользователь имеет возможность вставить параметрический блок в чертеж (рис. 4) с изменением любого из его параметров, в том числе изменять масштаб и угол поворота вставляемого блока.

Ознакомившись с порядком выполнения операций и имея небольшой опыт работы с APM Graph, легко убедиться в том, что создание параметрической модели не вызывает практических трудностей. Тем самым не составляет труда реализовать собственную библиотеку пользователя.

Аналогичным образом организована и графическая часть единой базы данных системы APM WinMachine. В ней хранятся не только числовые параметры стандартных деталей и элементов, но также их параметрические модели. При вставке графического объекта из базы данных пользователь имеет возможность не только вставить любой стандартный элемент в чертеж, но и изменить любой из его параметров. Диалоговое окно вставки объекта стандартного элемента из базы данных представлено на рис. 5.

Справедливо спросить, в чем же заключаются преимущества APM Graph по сравнению с аналогичными программными продуктами?

Прежде чем приступить к созданию редактора, разработчики тщательно проанализировали все CAD-системы, имеющиеся в настоящее время на российском рынке. Также были собраны многочисленные отзывы и пожелания пользователей этих систем. Это позволило выявить достоинства и недостатки существующих CAD-систем и выработать собственные требования к редактору.

В результате разработанный программный интерфейс пользователя весьма прост и интуитивно понятен в эксплуатации. Процесс создания параметрической модели максимально приближен к варианту обычного черчения деталей. Для того чтобы получить параметрическую модель, необходимо просто поставить в соответствие числовым параметрам математические формулы и/или логические выражения (если это требуется). Проследить правильность выполнения параметрических команд, используемых вашей моделью, можно визуально.

При неправильной отрисовке модели программа сама будет указывать вам порядковый номер и название некорректно выполненной команды. Открыв список параметрических команд, необходимо исправить ошибочные данные и заново проверить работу модели. Данный способ отладки очень удобен и хорошо зарекомендовал себя при построении сложных параметрических моделей.

Система APM Graph поставляется совместно с базой данных, которая может быть использована для отрисовки типовых деталей, узлов и графических фрагментов. Реализованная возможность создания параметрических моделей позволяет пользователю формировать собственные библиотеки деталей и узлов различной степени сложности. Единая база данных системы APM WinMachine — модуль WinData — была дополнена графической библиотекой в параметризованном виде. В состав библиотеки входят:

  • набор стандартных деталей, наиболее часто используемых при проектировании в машиностроении (крепежные изделия, уплотнительные элементы, подшипники и т.д.);
  • варианты исполнения элементов механических передач (зубчатых, червячных, ременных и цепных);
  • условные графические обозначения электрических, пневматических и гидравлических схем;
  • стандартные элементы оформления конструкторской документации (форматы, штампы и т.п.).

Содержание базы данных соответствует известному справочнику конструктора-машиностроителя В.И.Анурьева, а база знаний основана на учебнике профессора МГТУ им. Баумана В.В.Шелофаста «Основы проектирования машин». Подключенная база знаний содержит необходимую для проектировщика механического оборудования информацию теоретического и информационного характера (допуски, механические характеристики материалов и т.д.).

Говоря о преимуществах APM Graph, хотелось бы добавить, что на данный момент наш графический редактор является одним из самых дешевых продуктов на российском и мировом рынках САПР.

Таким образом, можно сказать, что современное состояние графического редактора APM Graph позволяет оперативно и качественно оформлять графическую часть конструкторской документации. При этом, что немаловажно, идет постоянная работа по дополнению и совершенствованию уже существующих функций и добавлению новых; а также пополняется графическая база данных редактора, что положительно сказывается на времени исполнения чертежей.

***

Если вы захотите подробно ознакомиться с возможностями CAD/CAE-системы APM WinMachine и ее графического модуля APM Graph, вы можете принять участие в ежемесячном презентационном семинаре, который организуется в НТЦ AПM. Там вам в полном объеме продемонстрируют возможности системы APM WinMachine и ответят на все ваши вопросы. Прислав нам гарантийное письмо, участники семинара могут получить систему APM WinMachine во временное пользование сроком на два месяца. Более подробная информация публикуется на сайте http://www.apm.ru/.

Дальнейшим шагом компании НТЦ AПM будет переход к трехмерной графике, естественным приложением которой станет трехмерная параметризация.

«САПР и графика» 11'2001