1 引言
Ａｎａｌｙｓｉｓ是ＣＡＤ提供的测量与分析工具,让用户掌握几何图形的各种信息,有效而准确地控制与确定图形。汽车上安装着燃油胶管、制动胶管、空调软管等多种用途胶管,管道连接需根据装配要求确定胶管的空间形状。为了易于布置、装配以及防止干涉,将管子设计成空间形状。胶管配套厂根据胶管的中心线、管径和弯曲半径制造模具。因此其中的关键是获得各管段的中心线端点的空间位置,如图1中的Ｃ1点至Ｃ6点。某胶管生产厂专门为国内轿车配套胶管,需按汽车制造厂提供的产品图纸和技术标准制造生产,主机厂常常通过电子图形文件与协作配套厂交流。日前,主机单位传过来一ＩＧＥＳ文件格式的胶管模型。我们知道,ＩＧＥＳ是中性的几何模型文件,几乎所有的ＣＡＤ软件都可输出或输入,但该格式只包含线和面的信息而没有体的信息我们在Ｐｒｏ/Ｅ打开该ＩＧＥＳ模型,模型中没有中心线特征,也不能直接获取胶管的中心线空间位置。因此我们应用Ｐｒｏ/Ｅ2000的Ａｎａｌｙｓｉｓ功能和ＡｕｔｏＣＡＤ2002中的查询命令ＩＤ确定了胶管中心线的空间位置。其过程如下:首先在Ｐｒｏ/Ｅ2000ｉ中,应用主菜单Ｆｉｌｅ->Ｉｍｐｏｒｔ->ｃｒｅ ａｔｎｅｗｍｏｄｅｌ打开 .ｉｇｓ文件。打开的胶管模型如图2,此胶管由5段直管和4段弯管组成。显示的Ｐｒｏ/ＥＮＧＩＮＥＥＲ模型树对话框只有两个特征项:基准坐标系和ＩｍｐｏｒｔＦｅａｔｕｒｅｉｄ4特征。通过尝试,不能通过拾取圆柱面建立中心线,也不能通过拾取端面圆建立中心基准点,因此采用以下求解过程:
(1)确定直管段端截面直径上两个端点。
(2)确定直管段直径的中心点,即中心线的端点。
(3)求弯管段中心线的交点。
2 计算分析过程
(1)创建直管段端截面直径的两个端点,参考图1。将模型用线框方式显示,通过菜单管理器创建基准点。创建基准点方法为:Ｐａｒｔ->Ｆｅａｔｕｒｅ->Ｃｒｅａｔ->Ｄａｔｕｍ->Ｐｏｉｎｔ->ＯｎＶｅｒ ｔｅｘ,拾取端面圆周上某一点。重复以上过程,连续将其它直径端点创建为基准点。
(2)测量基准点相对于坐标系的坐标。方法为:主菜单:Ａｎａｌｙｓｉｓ->Ｍｅａｓｕｒｅ,弹出Ｍｅａｓｕｒｅ窗口,如图3,其中Ｔｙｐｅ选项选择Ｄｉｓｔａｎｃｅ,Ｆｒｏｍ选项选择Ｐｏｉｎｔ,并拾取被测点,Ｔｏ选项选择Ｃｏｏｒ ｄｉｎａｔｅＳｙｓｔｅｍ,并选取模型树中的坐标系,ＰｒｏｊｅｃｔｉｏｎＲｅｆｅｒｅｎｃｅ选项选择Ｃｏｏｒ ｄｉｎａｔｅＳｙｓｔｅｍ,并选取模型树中的坐标系,最后按下Ｃｏｍｐｕｔｅｒ按钮,在Ｒｅｓｕｌｔｓ处看到计算结果,并按下Ｉｎｆｏ按钮将结果保存。重复上述步骤,测量所有的直径端点。
(3)ＡｕｔｏＣＡＤ环境下绘制胶管中心线:中心线分两步完成:
1)绘制直管段部分的中心线为了提高效率,我们将直径端点坐标值存入ＤＡＴＡ.ＴＥＸ文件中,再编制一个ｌｉｓｐ小程序一次性绘制出直管段端面的直径。(Ｄｅｆｕｎｃ:ｃｅｎ() (Ｓｅｔｑｆ(Ｏｐｅｎ″ＤＡＴＡ.ｔｘｔ″″ｒ″)) (ｓｅｔｑｃ1) (Ｗｈｉｌｅ(<=ｃ6) (Ｓｅｔｑｓｂ(Ｒｅａｄ(Ｓｔｒｃａｔ″(″(Ｒｅａｄ-ｌｉｎｅｆ)″)″))) (Ｓｅｔｑｘ1(Ｎｔｈ0ｓｂ)ｙ1(Ｎｔｈ1ｓｂ)ｚ1(Ｎｔｈ2ｓｂ)) (Ｓｅｔｑｓｂ(Ｒｅａｄ(Ｓｔｒｃａｔ″(″(Ｒｅａｄ-ｌｉｎｅｆ)″)″))) (Ｓｅｔｑｘ2(Ｎｔｈ0ｓｂ)ｙ2(Ｎｔｈ1ｓｂ)ｚ2(Ｎｔｈ2ｓｂ)) (Ｓｅｔｑｓｂ(Ｒｅａｄ(Ｓｔｒｃａｔ″(″(Ｒｅａｄ-ｌｉｎｅｆ)″)″))) (Ｓｅｔｑｘ3(Ｎｔｈ0ｓｂ)ｙ3(Ｎｔｈ1ｓｂ)ｚ3(Ｎｔｈ2ｓｂ)) (Ｓｅｔｑｓｂ(Ｒｅａｄ(Ｓｔｒｃａｔ″(″(Ｒｅａｄ-ｌｉｎｅｆ)″)″))) (Ｓｅｔｑｘ4(Ｎｔｈ0ｓｂ)ｙ4(Ｎｔｈ1ｓｂ)ｚ4(Ｎｔｈ2ｓｂ)) (ｃｏｍｍａｎｄ″ｃｏｌｏｒ″ｃ) (ｃｏｍｍａｎｄ″ｌｉｎｅ″(ｌｉｓｔｘ1ｙ1ｚ1)(ｌｉｓｔｘ2ｙ2ｚ2)″″) (ｃｏｍｍａｎｄ″ｌｉｎｅ″(ｌｉｓｔｘ3ｙ3ｚ3)(ｌｉｓｔｘ4ｙ4ｚ4)″″) (ｓｅｔｑｃ(+ｃ1)) ))然后在ＡｕｔｏＣＡＤ环境下交互式用ｌｉｎｅ命令并捕捉每条直线的中点绘制出直管段部分的中心线。
2)确定弯管段中心线的拐点弯管段中心线的拐点是相邻两段直管段中心线的交点,但是由于是空间线段,所以不能通过捕捉交点方法获得。因此将中心线延长,用Ｔｒｉｍ命令进行剪切,再用点坐标查询命令ＩＤ,并用ｅｎｄ方式捕捉端点,就获得了交点坐标值。
图1 胶管空间形状
图2 胶管模型
图3 Measure窗口
3 结束语
ＣＡＤ使用人员常常关心对象或模型的生成方法和技巧,而忽略了ＣＡＤ软件的分析功能。通过这个过程,我们体会到在设计中善于应用二维和三维ＣＡＤ软件的查询和分析工具,可以提高设计效率和准确性,达到事倍功半的作用。在Ｐｒｏ/Ｅ中Ａｎａｌｙｓｉｓ->Ｍｅａｓｕｒｅ功能还有ＣｕｒｖｅＬｅｎｇｈ用来测量线段的长度;Ａｎｇｅｌ可以测量两个对象的夹角;Ａｒｅａ用来计算曲面或实体的表面面积;Ｄｉａｍｅｔｅｒ测量曲面或实体表面上任意点的直径等等,另外Ｐｒｏ/ＥＮＧＩＮＥＥＲ的测量和分析工具还提供了ＭｏｄｅｌＡｎａｌｙｓｉｓ、ＣｕｒｖｅＡｎａｌｙｓｉｓ、ＳｕｒｆａｃｅＡｎａｌｙｓｉｓ等分析工具,获得模型的质量、重心、体积等信息;在ＡｕｔｏＣＡＤ中查询命令有:Ｌｉｓｔ列表显示选定对象的数据库信息、Ｄｉｓｔ测量两个点之间的距离和角度、Ａｒｅａ计算对象或定义区域的面积和周长等等
