Два объекта называются конструктивно подобными, если их соответствующие проекции представляются одними и теми же графами

Использование графов дает возможность, задавшись произвольными координатами i -й базовой точки, однозначно определить координаты всех остальных базовых точек при обходе графа по формулам:

(7.2)

Таким образом, имея граф, описывающий семейство однотипных объектов, конструктору достаточно задать размерные связи между его базовыми точками, а специализированная САПР выполнит обход графа, расчет координат и отображение полученной проекции. Для этого представим граф в виде функции отображения (топологической функции) вида

, где (7.3)

x,y - координаты начальной точки,

- вектор параметров графа.

Многие изделия представляются в виде вариантных чертежей, когда изделие состоит из постоянной части с варьируемыми размерами и вариантной части с уникальной геометрией. Например, для станочных тисок проектируются уникальные губки под каждую конкретную деталь, фиксируемую этими тисками, но корпус, ходовой винт, струбцина и прочие ДСЕ тисок остаются конструктивно неизменными. В данном случае определение конструктивно подобного изделия не выполняется. Поэтому необходимо ввести понятие варианта конструкции, для чего следует разбить граф проекции на константную часть C и переменную часть V. Тогда достаточно потребовать соответствия графов только константных частей для их автоматизированного параметрического проектирования, а вариантные части, являющиеся уникальными, проектируются с применением универсальных САПР с последующим объединением частей C и V.

Очень часто конструктору приходится выпускать документацию на ряд изделий, которые отличаются только своими размерами (линейными или угловыми), а форма их остается неизменной. Яркий пример таких изделий - технологическая оснастка: кондукторы, мерительный инструмент, пресс-формы и др. (рисунок 7.2).

Рисунок 7.2 - Конструктивно однородные изделия.

Сущность параметрического проектирования состоит в создании математической модели класса конструктивно однородных изделий, а затем в генерации изображений этих изделий по набору задаваемых размерных параметров.

При параметрическом проектировании конструктор запускает программу, рассчитанную на определенный класс изделий, и вводит требуемые размеры. Программа отрисовывает на экране чертеж детали. Конструктор оценивает его и при необходимости вводит размеры снова до достижения требуемого результата. Одновременно может рассчитываться масса детали, что позволяет контролировать ее "на ходу", прямо в процессе проектирования.

Проекция изделия как векторное изображение состоит из множества базовых геометрических элементов - отрезков и дуг. Положение этих элементов на плоскости определяется координатами их базовых точек (рисунок 7.3). Для отрезка базовыми точками являются его начало и конец, а для дуги - начало, конец и центр (дугу можно задать и через другие параметры: радиус, угол, направление и т.д. Автокад поддерживает 18 способов задания дуги).

Таким образом, программа-параметризатор рабоает по следующему алгоритму:

Ввод исходных данных;

Отрисовка текущего варианта

Запрос пользователю: повторить?

Если да, то переход на п. 1

Конец

Несомненно, здесь нужен большой цикл типа WHILE, который мы уже рассматривали в такой роли.

Рисунок 7.4 - Заданная геометрия детали.

Сначала нужно определиться с координатами базовых точек. Поскольку проекция симметрична, достаточно найти координаты только двух точек А и В. Нижняя половина проекции отрисуется автоматически при помощи команды Автокада ЗЕРКАЛО.

Определим размерные параметры детали. Очевидно, их два: длина цилиндра и его диаметр.

Для сложных деталей возможны различные наборы размеров. подходящий набор выбирается из технологических соображений.

Для расчета необходимо задаться точкой привязки - опорной точкой, определяющей положение проекции на листе чертежа. Условимся считать опорной точкой левый конец осевой линии. Также, заглянув в ЕСКД, условимся, что осевая линия выходит за контур на 5мм.

Итак, на входе нашей функции:

координата Х точки привязки;

координата Y точки привязки;

длина цилиндра L;

диаметр цилиндра D.

Нужно найти:

координату X точки A (обозначим A_X);

координату Y точки A (обозначим A_Y);

координату X точки B (обозначим B_X);

координату Y точки B (обозначим B_Y).

Очевидно, что:

(7.4)

Будем считать, что наша функция отображения (назовем ее show) вызывается из некоторой головной функции и ей передаются параметры x, y, l, d (координаты точки привязки, длина и диаметр цилиндра соответственно). Результаты расчета нужно записывать в локальные переменные функции show. Соображения экономии памяти, а также хорошего стиля программирования приводят к тому, что нам хватит всего двух локальных переменных: в переменную tmp мы будем заносить текущие результаты расчетов, а в переменную lst - список рассчитанных координат. Этот список будет состоять из двух элементов (точки A и B), каждый из которых, в свою очередь, тоже будет списком их двух координат: X и Y: .

Пишем программу (легко сказать...):

Листинг 7.1 - Функция расчета координат базовых точек.

Отрисовку будем выполнять в той же функции show.

Листинг 7.2 - Функция расчета координат базовых точек и отрисовки.

Размерные параметры конкретного изделия вводятся конструктором с клавиатуры. Следует помнить, что человеку свойственно ошибаться, а также развлекаться, вводя слово "Вася" в ответ на запрос "Введите диаметр". Поэтому в функции ввода исходных данных следует предусмотреть хотя бы минимальную защиту от ввода некорректных значений. Для этого используется функция INITGET.

Итак, функция ввода данных на входе не имеет параметров, а вот возвращать она должна несколько чисел. Единственный способ возвратить несколько значений - объединить их в список. Теперь мы можем написать функцию ввода данных для нашего примера (назовем ее getdim).

Листинг 7.3 - Функция ввода параметров.

Головная функция должна выполнять подготовительные операции (например, установку системных переменных Автокада для отрисовки размеров в соответствии с требованиями ЕСКД) и циклический вызов двух остальных функций: getdim и show. Для удобства перед именем головной функции можно добавить символы "C:". Тогда в Автокаде появится новая команда с именем вашей головной функции и можно будет не набирать скобки при ее вызове. В примере головная функция называется C:main, поэтому для ее вызова в командной строке Автокада достаточно набрать main.

Самостоятельно разберитесь с одним из возможных вариантов организации цикла, приведенном в примере.

Листинг 7.4 - Головная функция.