Автоматизация проектирования тактовых циклограмм работы производственных машин в среде T-FLEX CAD
Владимир Поплавский, Светлана Пекарчик 
Фрагменты как структурные единицы тактовых циклограмм
Специальное конструкторское бюро Минского завода автоматических линий (СКБ МЗАЛ) занимается проектированием сложных агрегатных и специальных станков, станков с ЧПУ и автоматических линий. Это предопределяет большое разнообразие выходной документации и, следовательно, требует автоматизации основных этапов ее проектирования. В данной статье будет рассмотрена выполненная специально для СКБ АЛ программа проектирования одного из документов пакета электрооборудования станка — тактовых циклограмм. Фрагмент тактовой циклограммы, описывающий цикл поворота револьверной головки, показан на рис. 1.
В СКБ АЛ была сформулирована постановка задачи на создание САПР тактовых последовательностей работы производственных машин. В качестве графической системы для САПР также была выбрана среда параметрического проектирования T-FLEX CAD компании «Топ Системы» (http://www.topsystems.ru/). Такой выбор был обоснован несколькими причинами.
Во-первых, эта CAD-система активно использовалась в СКБ АЛ на протяжении нескольких лет и успела хорошо зарекомендовать себя в среде конструкторов.
Во-вторых, среда T-FLEX CAD обеспечивает создание параметрических чертежей исключительно средствами системы, без написания дополнительных программ. Эта возможность была изначально заложена разработчиками T-FLEX CAD.
В-третьих, T-FLEX CAD позволяет подключать пользовательские программы, а также имеет библиотеку ActiveX-функций, что дает возможность управлять объектами T-FLEX CAD из других приложений, в том числе из пользовательских программ. Эта возможность позволила решить вопрос о взаимодействии программы проектирования циклограмм с T-FLEX CAD. Вариант, при котором прикладная программа для проектирования циклограмм подключается к T-FLEX CAD в качестве одного из пунктов меню, постановщиков задачи не устраивал. Программа должна была представлять собой отдельно взятую задачу и использовать основные принципы создания параметрических чертежей в T-FLEX CAD. Таким образом, библиотека функций ActiveX, поставляемая с T-FLEX CAD, оказалась незаменимым средством для разработки программы проектирования тактовых циклограмм работы. С ее помощью возможен доступ к элементам T-FLEX CAD из прикладной программы, а самое главное — получение полноценных файлов в формате GRB. Таким образом была решена проблема взаимодействия программы проектирования циклограмм с T-FLEX CAD.
При выборе языка для написания приложения по проектированию тактовых циклограмм предпочтение было отдано объектно-ориентированному Delphi 6.0. Средства Delphi позволили создать сервисную программу, которая использует библиотеку ActiveX функций T-FLEX CAD. Во всех процедурах проектирования применяются либо сервисные команды самого T-FLEX CAD (до 80%), либо программные процедуры, написанные специально для САПР циклограмм.
Фрагменты как структурные единицы тактовых циклограмм
Проектирование циклограммы можно сравнить с процессом собирания из элементов конструктора. Циклограмма как бы собирается из отдельных кусочков — фрагментов. Под фрагментом циклограммы, как и в T-FLEX CAD, следует понимать параметрический чертеж, включаемый в сборочный. В качестве последнего выступает тактовая циклограмма.
Все фрагменты поделены на классы согласно их функциональному назначению на циклограмме. В качестве критериев объединения выступали смысловое обозначение и внешний вид (рис. 2).
На основании этих признаков были выделены следующие классы фрагментов:
— стрелки движений;
— стрелки команд;
— блоки аппаратов;
— элементы и/или;
— выноски;
— вспомогательные элементы;
— форматки.
В T-FLEX CAD фрагмент может быть вставлен в чертеж при помощи точек привязки или вектора привязки. При проектировании циклограмм используется первый способ.
Число точек привязки тщательно продумывалось при создании файлов фрагментов, поскольку оно должно быть оптимальным. Большое количество точек привязки усложнит работу с фрагментом, поэтому максимальное их число — три. К примеру, у стрелки электрического движения две точки привязки — в начале и в конце (рис. 3). У блока аппаратов — одна точка привязки (рис. 4).
Каждый последующий фрагмент привязывается к именованному узлу, созданному с предыдущего фрагмента. Таким образом, каждый предыдущий фрагмент является как бы предком для последующего. При удалении родительского фрагмента удаляется и вся последующая цепочка созданных от него элементов. Этот принцип был заложен в T-FLEX CAD и используется при проектировании циклограмм.
Для облегчения процесса вычерчивания в программе проектирования тактовых циклограмм процесс вставки и «склейки» фрагментов между собой происходит автоматически. Пользователь выбирает в окне фрагментов нужный, а затем этот фрагмент привязывается к последнему созданному на чертеже узлу. Таким образом, если на чертеже был изображен блок аппаратов, то следующая за ним стрелка гидравлического движения привяжется к именованному узлу uzel1, созданному с фрагмента BLOCK_APP (рис. 5).
Именованные узлы создаются с фрагмента автоматически при вставке его в циклограмму. В автоматическом режиме размеры вставляемых элементов изменяются и форматируются благодаря широким возможностям параметризации, заложенным разработчиками T-FLEX CAD. Приведем несколько примеров, в которых, хотя и в меньшей степени, но раскрываются возможности параметризации T-FLEX CAD.
Длина стрелки движения определяется по длине максимальной строки надписей плюс 2 мм по краям (рис. 6).
Lстрелки = 2 мм + Lтекста + 2 мм.
Однако при всех достоинствах этого метода следует отметить и некоторые его неудобства. На тактовых циклограммах присутствуют не только последовательные участки, встречаются и параллельные, когда несколько устройств станка выполняют действия одновременно. Для таких случаев, а также для случаев, когда циклограмма получается слишком длинной и требуется переход на следующую строку, предусмотрен режим ручного задания точек привязки, как это происходит в T-FLEX CAD. Положение точек привязки задается пользователем.
Необходимо отметить ключевую роль, которую сыграли при разработке нашей прикладной системы параметрические возможности T-FLEX CAD. Возможность задавать параметры для размера шрифта надписей, уровней, расстояний между элементами чертежа очень пригодилась при создании фрагментов и позволила реализовать достаточно сложный механизм отрисовки.
 |
|
Возможности САПР циклограмм
Помимо возможностей, присущих T-FLEX CAD (копирование, удаление, редактирование фрагментов), нужно отметить особенности, характерные для САПР тактовых циклограмм. Кроме автоматической привязки фрагментов в программе есть возможность вставки фрагмента в середину последовательности тактов и удаления из цепочки.
При вставке фрагмента в середину цепочки указывается фрагмент, после которого будет вставлен новый (рис. 7). Затем последовательность разрывается, и в середину вставляется новый фрагмент, а остальная цепочка привязывается к нему (рис. 8).
Удаление из середины последовательности тактов происходит путем выбора фрагмента, который необходимо удалить. Затем цепочка сдвигается.
При удалении из последовательности тактов фрагмент не просто удаляется, как это реализовано в T-FLEX CAD. Следующая за ним цепочка тактов привязывается к предшествующему фрагменту. Таким образом, на чертеже не образуется пустых мест и соответственно нет необходимости в ручной правке.
Команда удаления фрагмента без сдвига последующих тактов тоже пригодилась, правда, ее пришлось заново реализовать при помощи библиотеки ActiveX-функций T-FLEX CAD.
Благодаря вышеописанным методам выходной документ, получаемый в результате проектирования, представляет собой тактовую циклограмму работы станочного оборудования (рис. 9).
В заключение еще раз отметим, что программа проектирования тактовых циклограмм написана с использованием ActiveX-функций T-FLEX CAD. Значит, для ее работы на компьютере обязательно должна быть инсталлирована среда параметрического проектирования T-FLEX CAD.
«САПР и графика» 12'2002
