摘要:CAD的分析和查詢工具可以提高設(shè)計(jì)的效率、準(zhǔn)確性和科學(xué)性。文中以實(shí)例詳細(xì)介紹了應(yīng)用Pro/E和AutoCAD的分析和查詢功能求解汽車膠管空間形狀的過程。
關(guān)鍵詞:Pro/E; AutoCAD; Analysis
1 引言
Analysis 是CAD提供的測(cè)量與分析工具,讓用戶掌握幾何圖形的各種信息,有效而準(zhǔn)確地控制與確定圖形。汽車上安裝著燃油膠管、制動(dòng)膠管、空調(diào)軟管等多種用途膠管,管道連接需根據(jù)裝配要求確定膠管的空間形狀。為了易于布置、裝配以及防止干涉,將管子設(shè)計(jì)成空間形狀。膠管配套廠根據(jù)膠管的中心線、管徑和彎曲半徑制造模具。因此其中的關(guān)鍵是獲得各管段的中心線端點(diǎn)的空間位置,如圖1中的C1點(diǎn)至C6點(diǎn)。某膠管生產(chǎn)廠專門為國(guó)內(nèi)轎車配套膠管,需按汽車制造廠提供的產(chǎn)品圖紙和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制造生產(chǎn),主機(jī)廠常常通過電子圖形文件與協(xié)作配套廠交流。
日前,主機(jī)單位傳過來一IGES文件格式的膠管模型。我們知道, IGES是中性的幾何模型文件,幾乎所有的CAD軟件都可輸出或輸入,但該格式只包含線和面的信息,而沒有體的信息。我們?cè)赑ro/E打開該IGES模型,模型中沒有中心線特征,也不能直接獲取膠管的中心線空間位置。因此我們應(yīng)用Pro/E 2000i的Analysis 功能和AutoCAD 2002中的查詢命令I(lǐng)D確定了膠管中心線的空間位置。其過程如下:首先在Pro/E 2000i中,應(yīng)用主菜單File->Import->creatnewmodel打開.igs文件。打開的膠管模型如圖2,此膠管由5段直管和4段彎管組成。顯示的Pro/Engineer模型樹對(duì)話框只有兩個(gè)特征項(xiàng):基準(zhǔn)坐標(biāo)系和ImportFeatureid4特征。
通過嘗試,不能通過拾取圓柱面建立中心線,也不能通過拾取端面圓建立中心基準(zhǔn)點(diǎn),因此采用以下求解過程:
(1)確定直管段端截面直徑上兩個(gè)端點(diǎn)。
(2)確定直管段直徑的中心點(diǎn),即中心線的端點(diǎn)。
(3)求彎管段中心線的交點(diǎn)。
2 計(jì)算分析過程
(1)創(chuàng)建直管段端截面直徑的兩個(gè)端點(diǎn),參考圖1。
將模型用線框方式顯示,通過菜單管理器創(chuàng)建基準(zhǔn)點(diǎn)。創(chuàng)建基準(zhǔn)點(diǎn)方法為:
Part->Feature->Creat->Datum->Point->OnVertex,拾取端面圓周上某一點(diǎn)。
重復(fù)以上過程,連續(xù)將其它直徑端點(diǎn)創(chuàng)建為基準(zhǔn)點(diǎn)。
(2)測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)相對(duì)于坐標(biāo)系的坐標(biāo)。方法為:
主菜單:Analysis->Measure,彈出Measure窗口,如圖3,其中Type選項(xiàng)選擇Distance,From選項(xiàng)選擇Point,并拾取被測(cè)點(diǎn),To選項(xiàng)選擇Coordinate System,并選取模型樹中的坐標(biāo)系,Projection Reference選項(xiàng)選擇Coordinate System,并選取模型樹中的坐標(biāo)系,最后按下Computer按鈕,在Results處看到計(jì)算結(jié)果,并按下Info按鈕將結(jié)果保存。重復(fù)上述步驟,測(cè)量所有的直徑端點(diǎn)。
(3)AutoCAD環(huán)境下繪制膠管中心線:
中心線分兩步完成:
1)繪制直管段部分的中心線
為了提高效率,我們將直徑端點(diǎn)坐標(biāo)值存入文件中,再編制一個(gè)Lisp小程序一次性繪制出直管段端面的直徑。
(Defunc:cen()
(Setqf(Open"""r"))
(Setqc1)
(While (<=c6)
(Setqsb(Read(Strcat"("(Read-linef)")")))
(Setqx1(Nth0sb)y1(Nh1sb)z1(Nth2sb))
(Setqsb(Read(Strcat"("(Read-linef)")")))
(Setqx2(Nth0sb)y1(Nh1sb)z1(Nth2sb))
(Setqsb(Read(Strcat"("(Read-linef)")")))
(Setqx3(Nth0sb)y1(Nh1sb)z1(Nth2sb))
(Setqsb(Read(Strcat"("(Read-linef)")")))
(Setqx4(Nth0sb)y1(Nh1sb)z1(Nth2sb)) (command"color"c)
(command "line"(list x1y1z1)(list x2y2z2)"")
(command "line"(list x3y3z3)(list x4y4z4)"")
(setqc(+c1))
)
)
然后在AutoCAD環(huán)境下交互式用line命令并捕捉每條直線的中點(diǎn)繪制出直管段部分的中心線。
2)確定彎管段中心線的拐點(diǎn)
彎管段中心線的拐點(diǎn)是相鄰兩段直管段中心線的交點(diǎn),但是由于是空間線段,所以不能通過捕捉交點(diǎn)方法獲得。
因此將中心線延長(zhǎng),用Trim命令進(jìn)行剪切,再用點(diǎn)坐標(biāo)查詢命令I(lǐng)D,并用end方式捕捉端點(diǎn),就獲得了交點(diǎn)坐標(biāo)值。
3 結(jié)束語
CAD使用人員常常關(guān)心對(duì)象或模型的生成方法和技巧,而忽略了CAD軟件的分析功能。通過這個(gè)過程,我們體會(huì)到在設(shè)計(jì)中善于應(yīng)用二維和三維CAD軟件的查詢和分析工具,可以提高設(shè)計(jì)效率和準(zhǔn)確性,達(dá)到事倍功半的作用。
在Pro/E中Analysis->Measure功能還有CurveLengh用來測(cè)量線段的長(zhǎng)度;Angel可以測(cè)量?jī)蓚€(gè)對(duì)象的夾角;Area用來計(jì)算曲面或?qū)嶓w的表面面積;Diameter測(cè)量曲面或?qū)嶓w表面上任意點(diǎn)的直徑等等,另外Pro/ENGINEER的測(cè)量和分析工具還提供了Model Analysis、Curve Analysis、Surface Analysis等分析工具,獲得模型的質(zhì)量、重心、體積等信息;在AutoCAD中查詢命令有:List列表顯示選定對(duì)象的數(shù)據(jù)庫信息、Dist測(cè)量?jī)蓚€(gè)點(diǎn)之間的距離和角度、Area計(jì)算對(duì)象或定義區(qū)域的面積和周長(zhǎng)等等。
（轉(zhuǎn)載）
