電子圖板的圖庫技術(shù)在化工設(shè)備設(shè)計中的應用

蔡洪濤，易朋興

（1.武漢工程大學機電工程學院，湖北武漢430074；2.華中科技大學 機械科學與工程學院，湖北武漢430074）

CAXA電子圖板是一款由我國北航海爾軟件公司開發(fā)的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的CAD軟件系統(tǒng)，與AutoCAD相比，它的最大特點是易學易懂，操作簡便，實用性強。已有很多化工設(shè)備設(shè)計人員從AutoCAD轉(zhuǎn)向CAXA。然而，原貌的CAXA電子圖板并不是面向化工設(shè)備的，開發(fā)利用CAXA的強大功能，使其具有化工設(shè)備專業(yè)性特點，可實現(xiàn)化工設(shè)備零部件標準化、系列化設(shè)計，降低設(shè)計人員勞動強度，提高化工設(shè)備制圖速度。本文介紹了使用CAXA電子圖板的自定義圖庫功能來實現(xiàn)筒體、接管法蘭、容器法蘭等零部件的快速繪制方法。

1 建立圖庫

化工設(shè)備的總體結(jié)構(gòu)式相同的，都由筒體、封頭、支座、接管法蘭等零部件組成。對這些相同結(jié)構(gòu)的零部件，可以采用電子圖版的參數(shù)化圖庫技術(shù)實現(xiàn)快速繪制。把參數(shù)化圖符存入圖庫，以備日后調(diào)用的的操作，叫圖符的定義，由拾取圖符元素、定義圖符元素、參數(shù)控制、變量屬性定義及圖符入庫等五大部分完成。下面以筒體的定義為例加以說明。

1.1 繪制圖符

按比例繪制一個筒體，并標出公稱直徑、筒體長度及厚度。由于橢圓形封頭應用廣泛，故將封頭的直邊段也視為筒體段，并按標準橢圓封頭的直邊25 mm和40 mm將筒體分為兩小類，即DN2000以內(nèi)和DN2000以上。

圖1 筒節(jié)

圖2 參數(shù)化筒節(jié)

1.2 拾取圖符

在主菜單“繪圖”下拉菜單中，選擇“庫操作”，在彈出庫操作子菜單中單擊“定義圖符”按鈕，進入定義圖符狀態(tài)。根據(jù)提示輸入需要定義的圖符的視圖個數(shù)，因為筒體只有一個視圖，輸入1即可。接著系統(tǒng)提示“請選擇第一視圖”，用鼠標拾取上述圖形的所有元素，包括尺寸標注。系統(tǒng)提示“請指定視圖的基點”，這里選取筒體端部A點為基點。圖符中個圖素的特征點的坐標以基點為坐標原點而得到?；c指定后，系統(tǒng)提示“請為該視圖的每個尺寸指定一個變量名”，用鼠標分別拾取上述圖中的500 mm、1 000 mm、10 mm三個尺寸，并分別定義為DN、L、S（在彈出的輸入框中輸入），單擊鼠標右鍵結(jié)束變量命名（如圖2）。

1.3 定義圖符元素

定義圖符元素就是對圖符所有元素逐一進校參數(shù)化處理的操作過程。

“元素定義”對話框的左半部分是預覽框，框中圖符上呈亮紅色虛線的圖形元素，就是當前需要定義的元素；右半部分則列出了這個元素的特征點相對于基點的X、Y坐標值。圖符的參數(shù)化，就是要把這些坐標值逐個用以尺寸變量為自變量的函數(shù)表達式來表示。這里就要一一定義圖2中5條水平線段和4條垂直線段的端點坐標（基點A為原點）。圖2中部分線段端點坐標為：B(-25，- δ)，C(L+25- δ)，G(-25，DN+δ)，D(L+25，DN+ δ)，F(xiàn)(-25，DN)，E(L+25，DN)

1.4 變量屬性定義與變量數(shù)據(jù)錄入

單擊“元素定義”對話框中的“下一步”按鈕，彈出“變量屬性定義”對話框，其中的“序號”和“變量名”一一對應，序號從0開始，決定了輸入標準數(shù)據(jù)和選擇尺寸規(guī)格時，各個變量的排列順序?！跋盗凶兞俊本褪菍谝唤M尺寸規(guī)格，可以有多個取值的尺寸變量，如同一公稱直徑的螺栓其全螺紋的長度?！皠討B(tài)變量”就是該尺寸的取值不受標準數(shù)據(jù)的限制。如果變量屬性全為“否”，稱之為普通變量。單擊下一步按鈕，進入“圖符入庫”對話框。本例的3個變量全定義為動態(tài)變量。

在對圖符的大類、小類和名稱定義后，點擊“數(shù)據(jù)錄入”按鈕，進入“標準數(shù)據(jù)錄入與編輯”對話框。本例可以定義圖符大類的名稱為“筒體”，圖符小類的名稱為“DN2000以下筒體”，圖符名稱也為“DN2000以下筒體”。在DN變量中輸入1000，500等，即可結(jié)束數(shù)據(jù)輸入。對于接管法蘭、容器法蘭等大量數(shù)據(jù)，采用外部數(shù)據(jù)文件的形式讀入。

數(shù)據(jù)文件可以用記事本編輯，應滿足的格式為：文件的第一行為輸入尺寸數(shù)據(jù)的組數(shù)，從第二行起，每行記錄一組數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)之間用空格分隔，應特別注意一行中的各個數(shù)據(jù)的排列順序，應與變量屬性定義時指定的順序相同。下面是HG/T20592-1997PN1.0 MPa板式平焊法蘭的數(shù)據(jù)文件。

第一列是接管的外徑，第二列是突面密封面臺階的外徑，第三列是螺栓孔中心圓直徑，第四列是法蘭外徑，第五列是接管長度，第六列是突面密封面的臺階高度，第七列是法蘭厚度。

單擊“讀入外部數(shù)據(jù)文件”按鈕，彈出“打開文件”對話框，找到上述文件，單擊“打開”按鈕，可以發(fā)現(xiàn)上述數(shù)據(jù)出現(xiàn)在“標準數(shù)據(jù)錄入與編輯”對話框中。

1.5 圖符入庫

數(shù)據(jù)錄入完后，單擊“確定”按鈕，回到“圖符入庫”對話框，再單擊“屬性定義”按鈕，彈出“屬性定義與編輯”對話框。在這個對話框中，可以輸入所定義圖符的一系列相關(guān)說明，如材料、重量、體積等。對圖符入庫對話框的每項內(nèi)容都確認后，單擊確定按鈕，激活圖符管理對話框，并進行圖符排序，確認后點取“確定”按鈕，圖符定義入庫的整個過程結(jié)束。

2 圖庫的應用

2.1 圖符的提取

在主菜單“繪圖”下拉菜單中，選擇“庫操作”，在彈出庫操作子菜單中選擇“提取圖符”，選擇相應的大類和小類及圖符名。這里選“筒體”大類，“DN2000以下筒體”小類和“DN2000以下筒體”圖符。彈出“圖符預處理對話框”，根據(jù)實際設(shè)計情況輸入筒體的公稱直徑、長度及厚度。輸入定位點及圖符旋轉(zhuǎn)角度后，圖符插入到指定位置，可以插入多個，直到點擊鼠標右鍵為止。

2.2 圖符的導出

為了在不同的計算機上利用上述定義的圖符，將圖符導出形成圖庫索引文件，將此文件復制到另一臺計算機電子圖版的安裝目錄下的lib目錄下，即可調(diào)用定義的圖符。方法是在主菜單“繪圖”下拉菜單中，選擇“庫操作”，在彈出庫操作子菜單中，選擇“圖符管理”，彈出“圖符管理”對話框，單擊“導出圖符”按鈕，彈出“導出圖符”對話框，選擇圖符大類“筒體”，圖符小類“DN2000以下筒體”，圖符名“DN2000以下筒體”，單擊“導出”按鈕，彈出“另存文件”對話框，輸入文件名“筒體”，得到兩個文件，分別為筒體.idx與筒體.lib。

2.3 并入圖符

在“圖庫管理”對話框中，單擊“并入圖符”按鈕，彈出“打開圖庫索引文件”對話框。找到剛才粘貼的筒體.idx文件，單擊“打開”按鈕，可彈出“并入圖符”對話框。在圖符列表框中列出了索引文件中的所有圖符，選擇需要并入的圖符，然后再選擇并入后圖符放入哪個類，也可輸入新類名，以創(chuàng)建新的類，最后單擊“并入”按鈕。對話框底部的進程條，將顯示并入的進度。并入完成后可返回“圖庫管理”對話框，單擊“確定”按鈕，結(jié)束圖庫管理操作。

3 結(jié)束語

上述繪制了筒體的圖符，在設(shè)計繪制筒體時，只需提取圖符，輸入3個參數(shù)即可完成筒體的繪制，十分省事。接管法蘭、容器法蘭，鞍式支座等較復雜的結(jié)構(gòu)，利用此技術(shù)繪制，更能體現(xiàn)此技術(shù)的優(yōu)越性，可見圖庫技術(shù)能大大提高繪圖效率和質(zhì)量，縮短設(shè)計周期。

[1]鄭晨升.實用CAXA繪圖及二次開發(fā)技術(shù)[M].北京：化學工業(yè)出版社，2005.

[2]龍宋軍，張文斌，魏中平.CAXA系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)[M].北京：國防工業(yè)出版社，2004.

[3]HG20592-1997，鋼制管法蘭、墊片、緊固件[S].

[4]郝振英.CAXA電子圖板在機械設(shè)計巾的應用[J].中國機電工業(yè)，2009，（1）：98-100.

[5]孫艷敏.CAXA電子圖板中的重量計算[J].機械傳動，2008，32(4)：99-102.