Спец. Часть.
Постановка задачи
В настоящем дипломном проекте была поставлена задача разработать программный модуль построения эскиза оптического узла по его конструктивным параметрам. Эскиз оптического узла должен отображаться в рабочей области САПР AutoCAD. Модуль должен внедряться в программный комплекс, предназначенный для формирования конструкторской документации на изготовление оптического прибора.
Функциональные требования
Разрабатываемая программа должна выполнять следующие функции:
рисование эскиза линзы;
рисование эскиза оправы оптического элемента (линзы, призмы);
рисование эскиза оптической призмы;
рисование эскиза сборочных узлов (например линза в оправе, или склеенная линза).
Моделирование программы
Функциональная модель программного комплекса подробно представлена на рисунке в виде IDEF0 - диаграммы (П1.Рис.2).
Автоматическое построение чертежа оптического узла состоит из следующих этапов:
анализ входных данных – обработка информации, поступающей на вход;
расчет конструктивных параметров – расчет всех требуемых параметров оптического узла по входным геометрическим характеристикам;
расчет допусков на конструктивные параметры – расчет погрешностей для оптических элементов;
формирование технического описания узла – конструктивные параметры, список необходимых допусков, а также список оптических элементов, входящих в оптический узел, и их количество.
Запись в на жесткий диск - запись сформированных данных в структурированный файл.
Отображение технических требований – нанесение на эскиз оптического узла всех необходимый обозначений и размеров.
Формирование чертежа – совокупность технического описания оптического узла и эскиза с нанесенными техническими требованиями.
На четвертом этапе формируется файл со всеми необходимыми данными для построения узла. На выходе получается техническое описание, которое записывается в БД и используется как входные данные на этапе формирования чертежа. Формирование чертежа – это создание эскиза на основе полученных ранее данных. На выходе мы получаем конструкторскую документацию.
Исходя из поставленной задачи, в рамках настоящего дипломного проекта необходимо разработать модуль рисования эскиза оптического узла.
Математическая модель.
Эскиз детали условно состоит из отдельных элементов (графических примитивов). Таким образом, эскиз детали формируется путем рисования и последующего объединения простейших графических примитивов в изображение детали. При этом необходимо учитывать размеры этого узла. Под размерами узла понимаются геометрические и конструктивные характеристики этого узла. Пример оптического узла представлен на рисунке 4.1.
а. б.
Рис.4.1. Склеенная линза.
На рисунке 4.1.а представлена склеенная линза. На рисунке 4.1.б представлена линза, разделенная на следующие графические примитивы:
– дуга;
– штриховка;
– прямая линия.
Входные данные:
Конструктивные параметры оптического узла, поступающие от модуля расчета конструктивных параметров.
Выходные данные:
Эскиз оптического узла, представленный в рабочей области AutoCAD.
Технология решения задачи.
Для разработки модуля будет использована технология модульного программирования. Модульное программирование основано на понятии модуля – логически взаимосвязанной совокупности функциональных элементов, оформленных в виде отдельных программных модулей. В настоящем дипломном проекте будет разрабатываться модуль рисования эскиза оптического узла в виде графической библиотекой, которая будет хранить в себе функции построения графических примитивов. Каждая функция рисования того или иного оптического объекта будет вызываться из программного комплекса, при этом на вход этой функции будут подаваться соответствующие фактические параметры. Достоинством такого метода реализации задачи является его универсальность. Библиотеку возможно подключать к другим программам такого класса, а также отдельно в систему AutoCAD, и вызывать функции напрямую из командной строки САПР.
Выбор языка программирования.
Следуя поставленной задачи ясно, что программный модуль должен работать в среде AutoCAD. Для написания модулей в среде AutoCAD существует язык AutoLISP, для которого в САПР имеется своя среда разработки.
Возможности применения AutoLISP весьма широки и разнообразны. Наиболее характерны следующие классы применений:
1) Программирование чертежей с параметризацией. Создается программа, позволяющая при каждом обращении к ней формировать новый чертеж, отличающийся от предыдущих чертежей, построенных этой же программой, размерами, а также, возможно, и топологией: могут появиться новые элементы обогащения, сечения, измениться текстовая часть чертежа и т.д. Время получения чертежа с помощью такой программы может быть в десятки раз меньше времени, необходимого для его создания с помощью графического редактора AutoCAD, и, что не менее важно, получить чертеж сможет любой конструктор, не знакомый ни с командами AutoCAD, ни с AutoLISP.
2) Создание и использование графических баз данных. Если накоплено большое количество чертежных файлов, программ на AutoLISP, соответствующих чертежным фрагментам, деталям, узлам, то их можно считать графической базой данных. Программы на AutoLISP в сочетании с пользовательскими меню могут организовывать просмотр, поиск, подключение к объектам их частей и т.п. Тогда работа конструктора в системе AutoCAD будет сводиться к поиску нужных объектов (сборочных единиц, деталей) или частей чертежа, обращению к соответствующим LISP-программам и ответам на вопросы этих программ.
3) Анализ и (или) автоматическое преобразование изображений. Программа на Auto LISP может воспринимать чертеж на экране, построенный с помощью графического редактора и обсчитывать его. Программа также может быстро осуществить преобразование изображения, на которое при работе в графическом редакторе пришлось бы затратить значительное время, например: заменить все вставки одного типа на вставки другого типа из какого-либо чертежного файла; перенести все объекты с одного слоя на другой слой; повернуть все блоки на заданный угол - каждый относительно своей базовой точки и др.[ссылка на ВКР Зленко А.Н.]