ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВАРИАЦИОННОГО ТИПА ПАРАМЕТРИЗАЦИИ ПРИ СОЗДАНИИ БИБЛИОТЕК ДЕТАЛЕЙ УНИВЕРСАЛЬНО-СБОРНЫХ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ

APPLYING OF VARIATIONAL TYPE OF PARAMETRIZATION AT CREATION OF LIBRARIES OF PARTS OF MODULAR DEVICES

Alexey Presman

cad-designer STD Radiks Ltd,

Russia, Kazan

Igor Zverev

candidate  of  Technical  Sciences,  Associate  Professor of Kazan National Research Technical University named after A.N. Tupolev,

Russia,  Kazan

АННОТАЦИЯ

При решении задач, связанных с уменьшением трудоемкости работы конструктора приспособлений и сокращением времени, затраченного на их проектирование, имеет значение наличие библиотеки моделей стандартных деталей универсально-сборных приспособлений (УСП). Такие библиотеки, как правило, создаются посредством параметрического моделирования, с использованием табличного типа параметризации. В результате чего возникает необходимость работы с табличными редакторами. Возможности вариационной параметризации позволяют присваивать табличные данные параметрам модели без использования табличных редакторов, что упрощает работу конструктора приспособлений и сокращает время проектирования.

ABSTRACT

The existence of the library of the models of standard parts of modular devices is very important when solving problems related to reducing the labor intensity of the designer's work and reducing the time spent on designing them. Such libraries, as a rule, are created through parametric modeling, using the tabular type of parameterization As a result, it becomes necessary to work with table editors. Variational parameterization capabilities allow to assign table data to model parameters without using table editors, which simplifies the work of the device designer and shortens the design time.

Ключевые слова: универсально-сборные приспособления;  проектирование; параметрическая модель; библиотека трехмерных моделей.

Keywords: modular devices; designing; parametric modeling; the library of the three-dimensional models.

Целью данной работы является разработка метода присвоения табличных данных при создании библиотек типовых деталей УСП посредствам вариационной параметризации.

В настоящее время различают четыре типа параметризации:

•  табличная параметризация, при которой создается таблица параметров типовых деталей, а модель детали перестраивается в зависимости от выбранной группы параметров согласно таблице;
•  иерархическая параметризация используется, когда при построении модели создается «дерево построения», определяющее последовательность создания модели, порядок её построения и иерархия элементов;
•  вариационная параметризация применяется во время построения эскизов, а так же выполнения операций, необходимых для построения моделей, когда на элементы эскиза и параметры операций накладываются ограничения. В ряде случаев имеет смысл наложить связи между ними в виде системы уравнений, что позволит перестраивать модель в зависимости от значений переменных, а так же величины размеров и параметров, определяющих построение модели;
•  геометрическая параметризация применима, когда ограничения, накладываемые на элементы эскиза и параметры операций необходимых для построения модели, определяются из условий геометрии самой модели.

Табличная параметризация применяется в случаях, когда при проектировании имеет смысл быстро перестраивать детали в зависимости от типоразмеров [1]. Иерархический, вариационный и геометрический типы параметризации используются в остальных случаях создания моделей при помощи САПР.

В данной работе рассматривается возможность создания  библиотеки  деталей   УСП  в  САПР   Компас 3D,  табличные  данные   которой   присвоены 

моделям не прибегая к табличному типу параметризации.

Для этого необходимо определить переменные, от которых будет зависеть выбор группы параметров, определяющих размеры модели. Это может быть порядковый номер детали, номер детали согласно каталогу, основной размер детали, от которого зависят её второстепенные размеры и т.д. Например, в случае с гайкой, основным размером будет диаметр её резьбы, от которого зависит её размер под ключ и высота.

При присвоении табличных данных деталям УСП имеет смысл разделить такие детали на типы и подтипы. Размеры детали, в таком случае, будут определяться значением двух переменных – порядковыми номерами типа и подтипа. Этим переменным были присвоены имена Type и Subtype.

Из каталога деталей и сборочных единиц универсально-сборочных приспособлений с пазами 8 мм (УСП-8) [2] были выбраны два типа деталей. Чтобы убедиться, что выбранные значения управляющих переменных не влияют на перестроение модели, были выбраны типы первый и пятый  по счету в графе «Наименование», согласно каталогу.

Первый тип - с наименованием согласно каталогу - «Плиты квадратные». Этот тип включает в себя четыре подтипа с обозначениями: 7081-0301; 7081-0302; 7081-0303; 7081-0304.

Пятый тип – с наименованием согласно каталогу – «Плиты прямоугольные шириной 120 мм». Этот тип включает в себя четыре подтипа с обозначениями: 7081-0341; 7081-0342; 7081-0343; 7081-0344.

При перестроении модели переменная с именем «Type», будет принимать значения 1 и 5 соответственно, а переменная с именем «Subtype» от 1 до 4.

Например, если переменным присвоить значение «Type=1», «Subtype=2», то в результате перестроения модели должна получиться деталь с обозначением 7081-0302. При «Type=2», «Subtype=4» мы получим деталь с обозначением 7081-0344 и т.д.

Таким образом, было определено, какие переменные будут влиять на перестроение модели, и их возможные значения.

Присвоение табличных данных при помощи вариационного типа параметризации осуществляются следующим образом.

Табличные данные будут присвоены модели с использованием логического оператора «?:», который представляет собой логическое выражение вида a ? b : c (если a — истина (не равно 0), то b, иначе c, где a, b и c могут быть выражениями).

В случае использование таблицы значения каждого типоразмера будет приведено в соответствующем столбце. Для присвоения этих значений при помощи логических взаимосвязей необходимо для каждого типоразмера создать главную переменную. Например, для размера B можно создать переменную с именем Bmain, на которую будет ссылаться размер модели. После этого, создаются переменные для каждого значения этого типоразмера. Например, согласно каталогу для детали 7081-0301 B=120 мм, а для детали 7081-0302 B=150 мм. Для этих значений размера B были созданы переменные с именами «B7081_0301» и «B7081_0302» соответственно.

Для того, чтобы обеспечить правильное перестроение модели, переменная Bmain должна ссылаться на переменные «B7081_0301» или  «B7081_0302», либо на другую переменную в соответствующем столбце, в зависимости от комбинации значений переменных Type и Subtype. Их взаимосвязи выстроены следующим образом.

Главная переменная «Bmain» должна соответствовать переменной, которая является первой в столбце, а именно «B7081_0301». В случае, если значения «Type» и «Subtype» соответствуют «B7081_0301», на которую ссылается «Bmain», она должна принять значение 120. Иначе она должна принять значение следующей переменной в столбце. Эта операция повторяется до тех пор, пока значение переменной «Bmain» не будет соответствовать выбранному типу и подтипу.

Таким образом «Bmain=B7081_0301». Для того чтобы система определила, соответствует ли  переменная «B7081_0301» выбранному типу и подтипу, ей было присвоено выражение: «Subtype==1&&Type==1?120:B7081_0302», где оператор «==» означает «тождественно»; оператор && -  «логическое И».

Само выражение составлено с использованием оператора «?:». Данное выражение означает следующее. Если переменная Subtype тождественно равна единице, при этом переменная Type так же тождественно равна единице, тогда «B7081_0301=120». Иначе «B7081_0301» будет ссылаться на переменную «B7081_0302», которой присвоено аналогичное выражение с оответствующими значениями переменных «Type» и «Subtype», а  случае если выбранный тип и подтип не соответствует этим значениям, она, в свою очередь, так же будет ссылаться на следующую переменную.

Эта операция повторяется до тех пор, пока переменная «Bmain» не примет значение, соответствующее комбинации переменных «Type» и «Subtype». Переменная, соответствующая последнему значению типоразмера B в таблице, вместо логического выражения может содержать численное значение этого размера.

Аналогично были созданы комбинации логических выражений для всех типоразмеров деталей УСП для «Плит квадратных» и «Плит прямоугольных шириной 120 мм» согласно каталогу.

Полученная таким образом комбинация логических выражений, позволила получить модель деталей УСП, которая безошибочно перестраивается в зависимости от выбранных значений переменных «Type» и «Subtype» без использования таблиц и табличных редакторов, и хранить информацию о табличных данных типоразмеров в файле модели (рисунок 1).

Коме того, на модель была наложена выносная линия  с описанием подтипов деталей, содержание которой так же изменялось в зависимости от выбранных значений переменных «Type» и «Subtype», а также информационные размеры (рисунок 2), что облегчает работу конструктора приспособлений.

Рисунок 1. Комбинация логических операторов для перестроения модели деталей УСП

В результате данной работы были созданы комбинации операторов, функций и констант, позволяющие присваивать табличные данные в виде соотношений между параметрами модели. Это дало возможность создать библиотеки УСП без использования дополнительных файлов таблиц Microsoft Excel.

Рисунок 2. Модель УСП, перестроенная при помощи логических взаимосвязей без использования табличной параметризации

Список литературы:

1. Капранов, А.Е. Разработка библиотеки трехмерных параметрических моделей деталей УСП / А.Е. Капранов, Н.М. Прис // Технические науки от теории к практике: сб.ст. по материалам междун. XLV  науч.- практич. конф. №4(41)- Новосибирск: Изд. СибАК, 2015.- С. 45-50.
2. Каталог деталей и сборочных единиц универсально-сборных приспособлений (УСП) с пазами 8 мм [Электронный ресурс] / Научно-исследовательский институт информации по машиностроению.- 1975.  – Режим доступа: http://uspkomplekt.ru. - Заглавие с экрана.- (Дата обращения 02.06.2017).