自动设计和调整工程图形系统及其建立方法及其使用方法

摘要

本发明公开了自动设计和调整工程图形系统及其建立方法及其使用方法。建立并储存二维的主控图，该主控图的某些生成要素设为可控变量参数和生成变量参数，并模仿知识规律设计方法建立参数之间的关系式；根据需要调用主控图并输入可控变量参数的新值，计算机自动通过关系式计算出生成参数的新值；计算机通过可控变量参数新值和生成参数新值自动生成生产用图。本发明的方法，输入图形和可控参数，直接采用知识的规律运算产生二维产品新图形并可生成生产用图，本系统建立及使用方便，各种专业人员可按自己的需要自行编制、修改，大大提高设计速度，一个普通技术人员1～2月可编制一套自动设计系统，系统建立完成后，同类型设计速度可提高10～100倍。

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种自动设计和调整工程图形系统及其建立方法及其使用方法。

背景技术

目前许多设计多采用：人按某种知识规律按计算器得到工程图形的结果值，再手工录入到电子图板上以获得产品设计生产用图。该种设计方法耗时长，且容易出现人为失误。

为缩短设计时间，并期望避免出现人为失误，减少生产环节人力物力的浪费，各公司、企业多尝试期望用三维软件来解决。采用先建立三维模型，再转换成二维生产用图纸，该种设计方法对设计者操控三维软件的能力要求极高，且建模时间成本高，修改不易。由于业务繁忙，设计任务多且设计方案变化多，三维模型修改不易，人员素质有限，因此多数公司、企业的三维软件使用多处于半停顿状态。由于三维软件具有许多bug，操控难度大；三维模型数据量也大，占的内存大；因此三维建模的速度慢，计算机运行慢。

发明内容

为了克服现有的工程图形设计所存在的不足，本发明提供一种建立自动设计和调整工程图形系统的方法及系统使用方法，该方法操作方便，各种专业人员可按自己的需要自行编制、修改，则大大提高设计速度。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：自动设计和调整工程图形系统，该计算机具有一图形设计模块，该模块拥有可以接受变量参数并能将变量参数及其值显示在图形中的功能，且参数能在各文件中传递，该系统采用的方法是：建立并储存二维的主控图，该主控图的某些生成要素设为可控变量参数和生成变量参数，并模仿知识规律设计方法建立参数之间的关系式；根据需要调用主控图并输入可控变量参数新值，计算机自动通过关系式计算出生成参数新值；计算机通过可控变量参数新值和生成参数新值自动生成新图形。

所述新图形即为生产用图。

所述系统还包括：生成三维模型，计算机通过参数新值自动生成三维模型，该三维模型用于校验二维的主控图。

该系统还包括：建立并储存二维的设计图，该设计图的某些生成要素设为可控变量参数和生成变量参数，该设计图为主控图的若干零部件的生产用图，该设计图均与主控图有关联且使得：设计图能传递显示主控图的所有参数，各图形之间相同的参数的值自动相同。

为了加快速度，调用主控图和一设计图进行运算，并输入可控变量参数新值，计算机自动通过关系式计算出生成参数新值；计算机通过可控变量参数新值和生成参数新值自动生成设计图的生产用图。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：建立自动设计和调整工程图形系统的方法，该计算机具有一图形设计模块，该模块拥有可以接受变量参数并能将变量参数及其值显示在图形中的功能，且参数能在各文件中传递，该方法包括：

a.第一建立步骤：调用图形设计模块，并输入二维生产用图图形；

b.第二建立步骤：将需标注图形尺寸的标注设定为参数，并录入参数的初值，各参数名及其初值能按需分别显示；

c.第三建立步骤：将需要变化可控的参数设为可控变量参数；

d.第四建立步骤：模仿知识规律设计方法建立参数之间的关系式，CPU通过关系式计算出生成参数，该关系式能按需显示，完成一张主控图；

e.第五建立步骤：储存上述的数据；

其中，调用本系统设计和调整工程图形时，其上显示出主控图，各参数名及其值能按需分别显示、关系式也能按需显示，设计者根据需要输入可控变量参数名新值，CPU通过关系式计算出生成参数，并可自动生成新图形。

所述第三建立步骤中：所有可控变量参数及关系式均设定于一张主控图上。

第五建立步骤之前还包括：

f.第六建立步骤：按照上述建立步骤建立设计图，该设计图均与主控图有关联且使得：设计图能传递显示主控图的所有参数，各图形之间相同的参数的值自动相同。

所述第五建立步骤中，该设计图为主控图的若干零部件的生产用图，设计图和主控图配合构成整套图形。

所述主控图和设计图均为二维图形。

所述第一建立步骤中：主控图上可表示出工程的各部件的布置位置；

所述第四建立步骤中：还包括在主控图上建立一个对应表，该对应表内显示一一对应的参数名及其值，并可在其上根据需要输入可控变量参数名的新值；所述生成参数及其值能按需显示于图形上。

图形设计模块还拥有三维图形生成功能，第五建立步骤之前还包括：

g.第七建立步骤：根据可控变量参数和生成参数生成立体模型。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：自动设计和调整工程图形系统的使用方法，该计算机具有一图形设计模块，该模块拥有可以接受变量参数并能将变量参数和其值显示在图形中的功能，且参数能在各文件中传递，该系统的建立包括：第一建立步骤：调用图形设计模块，并输入二维生产用图图形；第二建立步骤：将需标注图形尺寸的标注设定为参数，并录入参数的初值，各参数名及其初值能按需分别显示；第三建立步骤：将需要变化可控的参数设为可控变量参数；第四建立步骤：模仿知识规律设计方法建立参数之间的关系式，CPU通过关系式计算出生成参数，该关系式能按需显示，并完成一张主控图；

该使用方法包括：

a.第一使用步骤：调用图形设计模块建立一电子图板，并调用已建立的系统，电子图板显示屏上显示主控图图形、各参数名及其值、关系式；

b.第二使用步骤：设计者根据需要输入可控变量参数的新值，CPU通过关系式计算出生成参数的新值；

c.第三使用步骤：通过可控变量参数的新值、生成参数的新值自动生成新图形。

还包括：

d.第四使用步骤：打印新图形成生产用图纸。

所述图形设计模块还拥有三维图形生成功能，还包括：

e.第五使用步骤：根据新值生成立体模型，用于校验各参数的数据结果，如果立体模型显示不符合设计要求，则返回系统以修改录入参数或关系式，直到获得满意的立体模型，设计完成。

本发明的有益效果是：

其一，本发明的方法，输入图形和可控参数，直接采用知识的规律运算产生二维产品新图形并可生成生产用图，本系统建立及使用方便，各种专业人员可按自己的需要自行编制、修改，大大提高设计速度，一个普通技术人员1～2月可编制一套自动设计系统，系统建立完成后，同类型设计速度可提高10～100倍；

其二，本发明的方法，逆向思维，避开目前设计思维的误区，融合不同软件的优势，先直接建立二维的主控图，三维模型仅作为校验，回避了三维软件许多bug，极大降低三维软件使用难度，也极大提高了三维建模的速度；

其三，所有可控变量参数及关系式均设定于一个主控图纸上，则可获得最快的传递速度，计算机运行速度快，占用的内存少；

其四，每次只需调入主控图纸及一张生产用图纸，则占用内存少，计算机运行速度快；

其五，用运算结果参数控制三维模型的生成，提供给设计者校验，方便设计者校验、控制、修改；

其六，将需标注图形尺寸的标注设定为参数，将工程图形设计的要素也设定为参数，则修改或设计时，只需输入工程图形设计的要素值即可生成新图形。

具体实施方式

本实施例中的计算机的硬件配置为：计算机主板915以上，内存数据双通道；内存512两条；CPU：2.4G以上；显卡Geforce6200以上；硬盘8M以上缓存。该计算机具有的图形设计模块为PTC公司的Pro/ENGINEER三维软件，该软件拥有可以接受变量参数并能将变量参数及其值显示在图形中的功能，且该三维软件布局中的注释功能效果最佳。根据需要该计算机还具有另一图形设计模块，其为AUTOCAD，使用AutoCAD的理由是：鉴于Pro/ENGINEER三维软件的二维绘图功能较差耗时费力，二维绘图控制功能比较不理想，而相对兼容R14版AutoCAD的dxf文件，而AUTOCAD二维绘图功能强。下面以设计一台工业用配电变压器为例子具体描述本发明的操作方式。

自动设计和调整工程图形系统，该计算机具有一图形设计模块，该模块拥有可以接受变量参数并能将变量参数及其值显示在图形中的功能，且参数能在各文件中传递，该系统采用的方法是：建立并储存二维的主控图，该主控图的某些生成要素设为可控变量参数和生成变量参数，并模仿知识规律设计方法建立参数之间的关系式；根据需要调用主控图并输入可控变量参数新值，计算机自动通过关系式计算出生成参数新值；计算机通过可控变量参数新值和生成参数新值自动生成新生产用图；生成三维模型，计算机通过参数新值自动生成三维模型，该三维模型用于校验二维的主控图。

该系统还包括：建立并储存二维的设计图，该设计图的某些生成要素设为可控变量参数和生成变量参数，该设计图为主控图的若干零部件的生产用图，该设计图均与主控图有关联且使得：设计图能传递显示主控图的所有参数，各图形之间相同的参数的值自动相同。

为了加快速度，调用主控图和一设计图进行运算，并输入可控变量参数新值，计算机自动通过关系式计算出生成参数新值；计算机通过可控变量参数新值和生成参数新值自动生成设计图的生产用图。

建立自动设计和调整工程图形系统的方法，包括：

a.第一建立步骤：调用图形设计模块，并输入图形，该图形上可表示出工程的各部件的布置位置；具体操作如下：

在AutoCAD上完成全套带尺寸和各种说明的二维产品设计生产用图，包括布置图bzt.dwg(布置图的作用是画出变压器各部件的主要布置位置)；将全套图纸转换成R12版的DXF文件(炸开所有的块和尺寸)；再打开用R14版AutoCAD将全套R12版的DXF文件图纸转换成R14版的DXF文件；在Pro/E上新建一张无任何操作的空lay布局，打开R14版的bzt.DXF文件，建立一张bzt.lay布局；

b.第二建立步骤：将需标注图形尺寸的标注设定为参数，并录入参数的初值，同时显示各参数名及其初值；具体操作如下：

先录入初始值：为铁心直径建立变量名DTX，并录入其初值236mm；为窗宽建立变量名MO，并录入其初值505mm；为铁心最大片宽建立变量名PK1，并录入其初值230mm；为垫块高度建立变量名DK_H，并录入其初值70mm；显示各参数名及其初值；

c.第三建立步骤：将需要变化可控的参数设为可控变量参数，并使得所有可控变量参数均设定于图形的一个图上；具体操作如下：

将需要变化的文字、尺寸值改为注释变量，显示参数的变量名和值；为了获得最快的传递速度，所有的关系式均建立在一张主控图纸－布置图bzt.lay布局中，设定可控变量参数，所有需控制录入的参数统一在该主控图纸-布置图bzt.lay布局中录入；

d.第四建立步骤：模仿知识规律设计方法建立参数之间的关系式，CPU通过关系式计算出生成参数，并在图形上显示生成参数及其值、该关系式；具体操作如下：

为夹件高度建立生成参数变量名JJ_K，为夹件长度建立生成参数变量名JJ_L，建立关系式JJ_K＝(PK1/2+40-DK_H)*2和JJ_L＝3*MO+55；CPU计算得：JJ_K＝(230/2+40-70)*2＝170；JJ_L＝3*505+55＝1570；

e.第五建立步骤：按照上述建立步骤建立其他的生产用夹件图形(设计图)，并建立与主控图纸关联使得：各图形之间相同的参数的值自动相同；具体操作如下：

在Pro/E上无任何操作的空的一张lay布局，打开R14版的高压上夹件8-070-1.DXF文件，建立一张8-070-1.lay布局，在布局中声明参照布置图bzt.lay布局，将需要变化的文字、尺寸值改为注释变量，仅显示布置图bzt.lay布局的值&JJ_K和&JJ_L；同样的操作，建立低压上夹件8-070-2.lay布局，下夹件8-070-3.lay布局，显示布置图bzt.lay布局的值&JJ_K和&JJ_L；在其他布局声明参照该布置图bzt.lay布局，仅显示该布置图bzt.lay布局的值，该生成的图既为设计图；

其中，按注释变量显示键，可循环显示变量名和其值

f.第六建立步骤：分别储存上述的数据。

自动设计和调整工程图形系统的使用方法，包括：

a.第一使用步骤：调用图形设计模块建立一电子图板，并调用上述的已建立的系统，电子图板显示屏上显示图形、各参数名及其值、关系式；

b.第二使用步骤：设计者根据需要输入可控变量参数名的新值，CPU通过关系式计算出生成参数；

c.第三使用步骤：通过可控变量参数的新值、生成参数的新值自动生成新图形；

d.第四使用步骤：根据新值生成立体模型，用于校验各参数的数据结果，如果模型出错，则返回系统以修改录入参数或关系式；具体操作如下：

可以新建一张布置图bzt.prt零件布置图模型，声明参照布置图bzt.lay布局，采用布置图bzt.lay布局中运算后的结果参数控制模型生成；例如在关系式中，让代表夹件的模型其长度尺寸d166＝JJ_L，让代表夹件的模型其宽度尺寸d167＝JJ_K；这样模型的尺寸就会始终随着布置图bzt.lay布局图中运算后的结果参数变化；若模型显示不够理想，则返回布置图bzt.lay布局图修改录入参数或关系式，重生成后，查看bzt.prt零件布置图模型和bzt.drw工程图；

e.第五使用步骤：将新图形转换成生产用图纸；具体操作如下：

建一张布置图bzt.drw工程图；

f.第六使用步骤：为生产用图纸标注必要的尺寸；具体操作如下：

按需标注一些方便查看的尺寸；

系统使用过程中，实际运行时，为了减少占用电脑系统的资源，每次只需调入两张布局图运行：布置图(主控图)bzt.lay布局图和需出图(设计图)的布局图*.lay就可以了。

其中，使用时，只要布置图bzt.lay布局图有改动，每张图都要按再生键，重新再生一遍。

本系统建立及使用方便，各种专业人员可按自己的需要自行编制、修改，大大提高设计速度，一个普通技术人员1～2月可编制一套自动设计系统，系统建立完成后，同类型设计速度可提高10～100倍。目前市场上尚无比本方法更高效更简易的实用图文自动设计和调整的系统和方法，目前的设计方法完成一套自动设计系统需几个计算机高水平人用2～3年才能完成。

如上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能以此限定本发明实施的范围，即依本发明申请专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明专利涵盖的范围内。