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1、船体零件辅助检测程序的开发与应用 郭家友 ( 芜湖造船厂设计所) 摘要本丈给出的船体零件辅助检浏程序， 主要用于对船体我 学放样生成的禾都件进行形状和尺寸的检查; 文中 介绍了该程序的 基本功能和实现技术。 关扭词浏位工其模拟装配多岸操作C A D接口 1 引言 船体数学放样在许多船厂已很普及。 放样作为生产的首道工序， 其质盈的优劣直接影响 着后续的生产， 努力提高放样的工作质盈， 所带来的经济效益是非常可观的。 如何最大限度地减少放样造成的错误， 提高数控切割零件的产品质t， 是每个船厂都很 重视而又较难解决的问题。 目前， 我们厂致放使用的是从沪东造船厂引进的H D -C A M 船舶建
2、造系统。该系统运 行平稳可靠， 功能丰富， 几乎砚盖了船体放样的各个方面， 基本满足了生产的需要。 但是该系 统在零件的检查和校核方面， 没有提供更加简便易用的手段和方法。 虽然通过后处理能产生 一些零件的数据信息和图形信息， 但对于专职检查人员来说， 要想做到比较细致、 全面的检 查， 光靠这些信息， 还显得力不从心。首先， 读源程序， 不直观， 且缺乏连贯性， 由于编程人员 的水平和习惯不同， 直接从源程序中发现错误， 其效率之低显而易见; 其次， 看小样图， 既增 加出图的工作最， 又浪费纸张， 而且绘出的零件图形， 细节尺寸不易体现， 用比例尺读数， 误 差太大; 所以使得数放的检查工
3、作一直较难开展。无论是自检还是专检， 都急播一个较好的 辅助工具来支持检查工作。 : 我们正是着眼于检查工作的开展， 努力提高数翻零件的实物质f， 从检查工作和生产的 实际需要出 发， 设计开发了 这一零件辅助检侧工具程序。它基本满足了检查的需要， 能实现 快速、 简易、 准确的检查。在我们在制产品的数放检查工作中， 发挥了很大的作用。 2 程序的设计和实现 面向对象的程度设计， 是近年来非常流行的程序设计方法。 它为开发者提供了随著对某 个应用程序的认识逐步深人和具体化过程， 而逐步设计和实现该程序的可能性， 符合人们从 3 5 0 特殊到一般的归纳思维过程; 而且， 使用面向对象的软件技术
4、， 程序代码可重用性好， 功能易 于扩充和修改， 也比较容易调试和维护。 我们经过分析， 结合数据流图中数据的单向流动性， 抽取出数据对象和图形对象。 见下 图) 对象之间通过读取数据的消息来进行数据的传递。 XXX ( 一) 程序数据涟图 3 5 1 .， ，日 . 门 .口 .口 . 阳月 一一r ( 二) 对象棋型 21 用户界面 界面是应用程序与用户交互的手段， 它直接影响着一个应用程序的使用和推广。Wi n - d o or s 操作平台有非常强的图形处理能力， 它的图形用户界面由许多标准控件组成。零件检 侧程序的界面设计采用了类浏览器式的窗口， 吸收了Wi n d o w s窗口的
5、大多数标准界面元 素， 秉承了Wi n d o w s的易学易用特性。 下面即是程序的用户界面: 3 5 2 程序窗口 划分成零件名列表区和零件图 形操作区。 零件列表区分别由三个标签视图组成， 提供给用户多种交互操作的可能。 树形视图中零 件名按零件库文件名分层添加在T r e e V i e w中， 便于检索和选择， 点击零件名， 按其父结点 指定的路径进行数据读人; L i s t V i e w视图将每个零件的总体概况信息按序进行排列; 信息 标签用于动态显示当前零件的全部非几何信息。 由于零件数量的不确定性， 程序将零件对象的数组定义为动态数组， 由程序在运行时进 行分配， 避免了数
6、组一次定义太大， 增加对内存资源的需求。 图形区又分成大、 小两个视图窗口。小视窗用于在模配平台蹊踪显示零件图形; 大视窗 在单件平台显示单个零件的图形， 在模配平台显示多个零件的图形， 并响应程序的各种测值 操作。通过切换按钮， 可在不同的平台间来回切换。 图形的移动、 缩放、 旋转、 翻身， 都是利用了图形几何变换的数原理。 对于线框图形， 通常 以点的变换为基础， 通过引进不同的几何变换算子， 即可实现改变几何图形。 另外， 程序还配备了一些开放性的客户化选项， 以满足不同用户的需求。 所有的图形属性和方法都封装在图形对象中。 2 . 2 .件库的操作 H D -C A M系统生成的零件
7、信息全部存放在二进制的T R A P S 文件中， 由几何图形信 息和非几何信息组成。 由于H D -C A M 系统是在纯D O S环境下运行， 所以必须最大限度地 减少对原系统的依赖性， 使得检查人员不据从事过多的转换和准备工作。 为此必须定义出合适的自定义数据结构， 才能正确地读取出各种二进制数据信息。 非几何数据结构定义形如: P r i v a t e T y p e P A R T Na me Co u n t Th i c k n e s s M a t 0 d e Ar e a e n g t h W i d t h a s s t r ing a s i n t e g e
8、r a s s t r i n g a s s t r mg a s s t r ing a s s i n g l e a s s i n g l e a s s i n g l e 零件名 零件数f 零件厚度 零件材质 零件代码 零件面积 零件外形长度 零件外形宽度 E n d T y p e 所有的数据操作均封装在一个数据对象中， 通过公用接口为图形对象提供数据服务。 程序允许一次读入多个零件库进行操作， 适用于相同或相似的零件不在同一个零件库 中时， 达到交叉检查的目的。 23 多功能浏值 测值是检查的核心。 侧值的方式越多， 检查的手段也就越灵活。 检查时可能面对不同的 3 5 3
9、用户和不同的时刻， 检查的每一个意图， 都必须在使用中得到准确的检验信息。 程序主要提供了两类侧值方式， 一类是图形夹点式测值， 另一类是线段交点式测值。 船体数放零件都是平面矢盘图形， 图形的拓扑关系基本不变， 主要由点、 线、 弧三大要素 组成 ; 图形在夹点侧值状态时， 每一个固定点元上显示一个小方格， 以便于用鼠标进行点击选 取， 由于每一点元座标值的确定性， 所侧t的值均是零件形状的实际座标值。 图形夹点式测值， 可侧t零件生成过程中产生的各种点元座标值， 包括测单点座标值. 测两点间距离， 测圆弧段的圆心、 半径、 角度、 弧长等; 有些尺寸通过固定点元是无法测量的 ， 而线段交点
10、式测值可以产生任一个直线段与图 形的交点序列。 程序根据当前窗体中图形的实际位x和大小自动排除不可见的虚交点， 将实 际可见的交点序列按先后次序排列在列表窗口中。 线段交点式测值包括任愈线段侧值， 水平线段测值， 垂直线段侧值， 定距线段侧值。 2 . 4 摸拟装配 由于船体零件都是二维的平面图形 ， 大多数零件的位t都是彼此相互关联的， 正是利用 这一特点， 将多个零件图形按定义的座标位t组合显示在一起， 模拟手工装况的过程， 来检 查复核零件的余$m c t各贯穿构件的位2. 厚度、 大小等。 程序将图形区设计成两种图形环境， 即单件平台和模配平台; 单件平台用于单个零件的 检查; 模配平
11、台用于多个零件的检查， 主要用于相同位置或相邻位1零件的比较检查。 自动模配功能， 可以将某一肋号( 高度、 宽度) 的所有零件显示在平台上， 免去了检索和 拖动 的过程 。 2 . 5 C A D接 口 由于C A D的广泛应用， 工厂对数放出制的各种零件图表要求也越来越严格。 全面利用 计算机出图， 已是客观需要. 原系统的所有出图全在 D O S环境下进行， 为了扩大计算机绘图的范围， 减少手工出图 的工作t， 必须提供相应的C A D接口。 程序提供了与A u t o C A D 2 0 0 0 ( 或A u t o C A D R 1 4 ) 的接口功能， 很方便地能将零件图形 映射
12、到C A D环境中， 为出侧分段的拼板图、 划线图等一类后续工作提供了底层服务， 减少 了C A D图面标注时数据的计算量， 使得数放人员在后续工作中有机会， 有能力进行自 检; 而且为在C A D环境中进行其它服务提供了良好的接口。 3应 用 零件检测程序已在我们厂在制的多个产品中得到了广泛的应用。 通过使用该程序进行 数放零件的检查， 提前发现问题， 及时纠正解决， 使得数放的出错率明显降低， 杜绝了许多放 样错误直到实物装配时才被发现。 对千一条两万吨级的民船产品， 仅此一项就可节约钢材二 十多万元。 3 5 4 零件检测程序使得数放的自检和专栓工作容易开展。 零件检测程序为能在C A D环境中进行一些零件的操作提供了最直接的底层服务。 目前。 零件检测程序基本满足了检查的儒要， 能全面检测单个或多个零件的大部分信息 及其相关位置， 但是从检查的快速性和简易性考虑， 还有许多方面的功能有待于开发和提 高， 如干涉检查的智能化、 数据计算的模糊性和扩展模拟装配的功能等。 不管零件检测程序的功能如何扩展完善， 但就零件检侧程序对于促进数放检查工作的 开展而言， 其意义不言而喻。本文仅是笔者的一点实践， 愿与广大同行共磋。 3 5 5
