Разработка программных средств, повышающих эффективность решения задачи параметризации в САПР AUTOCAD

Аннотация

Роговец Е.А., Григорьев А.В. Разработка программных средств, повышающих эффективность решения задачи параметризации в САПР AUTOCAD. Эта основана на методе параметризации и использовании математической модели. В работе предлагается решение задачи параметризации, использован вариативный метод создания параметрической модели.

Общая постановка проблемы. Параметрические операции — это ключевые методы построения геометрических фигур в процессе их моделирования. Основным элементом для большинства операций есть 3Dпрофиль, при движении которого осуществляется формообразование.

Изменение исходного профиля и создания связи между элементами модели является одним из главных способов создания параметрической модели. После создания операции пользователь может изменить форму и размеры первоначального контура, причем все эти изменения соответственно отразятся в модификации 3D-профиля и 3D-операции.

Такой подход реализован фактически во всех параметрических системах трехмерного моделирования. В свою очередь возможности проектировщика в модифицировании исходной модели благодаря мощному механизму геометрической параметризации в 2D-черчении при использовании ассоциативных построений с наложением взаимосвязей и объектных привязок не имеют предела.

Параметрическое моделирование существенно отличается от обычного двухмерного черчения или трехмерного моделирования. Конструктор, в случае параметрического проектирования, создает математическую модель объектов с параметрами, при изменении которых происходят изменения конфигурации детали, взаимные перемещения деталей в сборке и т.п.

Исследования. Все связи, именуемые параметрическими, можно условно разделить на категории:

• геометрические (параллельность, перпендикулярность, взаимоотношения и т.д.);
• топологические;
• математические (связь параметров разных элементов, блоков и уравнений);
• размеры.

Предлагаемая вариационная параметризация базируется на построении макета или эскиза, а также накладывании ограничений, зависимостей параметров и связей на объекты.[1]

Алгоритм построения параметрической модели вариационного вида можно свести к нескольким шагам:

• Создание эскиза для нужного действия, впоследствии на который и накладывают параметрические связи;
• Далее уточняются параметры, размеры и значения. Определяются переменные и задаются зависимости;
• Производится выбранное действие, в котором значения параметров и операций уже имеет значение и влияние;
• В случае необходимости создания сборки взаимное положение компонентов сборки задаётся путём указания сопряжений между ними.[2]

Вариационная параметризация позволяет легко изменять форму эскиза или величину параметров операций, что позволяет удобно модифицировать трёхмерную модель.

Предлагаемая вычислительная модель M=(X=( X¹, Xⁱ, X⁰), R) состоит из ряда параметров:

Х – множество параметров, значения которых могут принимать различный вид:

X¹ – определяет одно точное значение;

Xⁱ – интервальное значение параметра;

X⁰ – обозначает не определенное значение;

R – множество отношений между параметрами.[3,4].

В среде AutoCAD параметризация осуществляется с помощью функции автоналожения зависимостей. Она автоматически накладывает зависимости на контур изделия. Помимо принудительной параметризации существует также подразумеваемая зависимость, позволяющая накладывать параметризацию автоматически в процессе рисования. Так же важной особенностью является возможность параметризации и накладывания ограничений и зависимостей внутри динамического блока.

Применить параметризацию возможно с помощью обычных, стандартных инструментов которые находятся во вкладке «Параметризация» (см. рис. 1).

В блоке доступен диспетчер блоков, в котором перечислены параметры зависимостей и пользовательские параметры. В диспетчере можно указать порядок параметров и их значения.

Выводы. Представленная идея вариационной параметрической модели позволит создавать проекты, которые будут иметь взаимосвязанные параметры. Возможность параметризировать трехмерную модель может значительно упростить создание объектов и оптимизировать работу над существующими проектами. Математическая модель будет изменять параметры автоматически подстраиваясь под внесенное редактирование уже готового объекта. Такой подход предлагается реализовать на языке LISP и интегрировать в среду САПР AUTOCAD.

Список литературы

1. Параметрическое моделирование [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/Параметрическое_моделирование.
2. Параметризация [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.sapr.ru/article.aspx?id=8064&iid=325.
3. Нариньяни А.С., Телерман В.В., Ушаков Д.М., Швецов И.Е. Программирование в ограничениях и недоопределенныемодели //Информационные технологии №7, 1998. М., Издательство “Машиностроение”. - C. 13-22.
4. Григорьев А.В. Методы построения функций в специализированной оболочке для создания интеллектуальных САПР // Искусственный интеллект. – Донецк, 2001 – №3 – C. 40–53.