Разработка прикладного приложения для автоматизации проектирования в КОМПАС-3D: таблица контроля качества основного металла

Савельева Юлия Олеговна ORCID: 0009-0004-8971-4110 кандидат технических наук доцент; Филиал ФГБОУ ВО "СамгТУ" в г. Сызрани; Самарский государственный технический университет 446001, Россия, Самарская область, г. Сызрань, ул. Советская, 45, каб. 404 Savelieva Yulia Olegovna PhD in Technical Science Associate Professor; Branch of SamSTU in Syzran; Samara State Technical University 446001, Russia, Samara region, Syzran, Sovetskaya str., 45, office 404 Savelieva_yu_ol@mail.ru Ильин Артем Владимирович студент; Филиал ФГБОУ ВО "СамгТУ" в г. Сызрани; Самарский государственный технический университет 446001, Россия, Самарская область, г. Сызрань, ул. Советская, 45 Il'in Artem Vladimirovich Student; Branch of SamSTU in Syzran; Samara State Technical University 446001, Russia, Samara region, Syzran, Sovetskaya str., 45 Savelieva_yu_ol@mail.ru Лукьянов Александр Александрович студент; Филиал ФГБОУ ВО "СамгТУ" в г. Сызрани; Самарский государственный технический университет 446001, Россия, Самарская область, г. Сызрань, ул. Советская, 45 Luk'yanov Aleksandr Aleksandrovich Student; Branch of SamSTU in Syzran; Samara State Technical University 446001, Russia, Samara region, Syzran, Sovetskaya str., 45 Savelieva_yu_ol@mail.ru

Милихина Ксения Михайловна студент; Филиал ФГБОУ ВО "СамгТУ" в г. Сызрани; Самарский государственный технический университет 446001, Россия, Самарская область, г. Сызрань, ул. Советская, 45 Milihina Kseniya Mihailovna Student; Branch of SamSTU in Syzran; Samara State Technical University 446001, Russia, Samara region, Syzran, Sovetskaya str., 45 Savelieva_yu_ol@mail.ru

Введение. Эффективность программного пакета КОМПАС-3D для трехмерного моделирования, создания чертежей, спецификаций определяется использованием не только базовых инструментальных средств для реализации целевой функции, но и возможностью расширения функционала программного пакета с помощью прикладных пользовательских приложений, пользовательских программных библиотек ^[1-5]. В САПР КОМПАС-3D уже предусмотрено такое средство автоматизации, как встроенные прикладные библиотеки – подключаемые программные модули, число которых в разных версиях отличается, позволяющие сократить время проектирования за счет простоты и высокой скорости создания и использования стандартных элементов на основе базовых функций ^[6-8].

Несмотря на значительное количество библиотек (конструкторской библиотеки, содержащей более двухсот параметрических изображений типовых элементов: различных крепежных элементов, подшипников, профилей, элементов соединений трубопроводов и др.; библиотеки редукторов, электродвигателей, крепежей, канавок, пружин, деталей штампов, пресс-форм, материалов и сортаментов и прочих ^[6]), не всегда их достаточно для реализации целевой функции. Например, какой-то конкретной библиотеки нет в свободном доступе или на предприятиях разрабатываются изделия по собственным нормативным документам. Готовые модули для разработки приложений в КОМПАС содержат в себе описание интерфейсов в соответствии с синтаксисом определенного языка программирования.

На предприятиях при проектировании и изготовлении оборудования атомной энергетики составляются таблицы контроля качества основного металла (ТБ1), на базе которых разрабатываются программы качества. Таблицам контроля качества, устанавливающим необходимость выполнения конкретных контрольных операций, присваиваются определенные шифры: «ТБ1» - таблицы контроля качества основного металла; «ТБ2» - таблицы контроля качества сварных соединений и наплавок; «ТБЗ» - таблицы контроля качества производственных сварных соединений на производственных контрольных сварных соединениях ^[9].

Проекты с использованием ТБ1 проходят приёмку в уполномоченной организации по программам контроля качества ^[10-11]. Программа контроля качества изделий атомной энергетики, состоящая из текстовой части и таблиц контроля качества, определяет принципиальные положения и требования, предъявляемые к качеству проектируемых сборочных единиц, изделий, оборудования и трубопроводов, установок в процессе изготовления ^[9].

Составление ТБ1 – сложный процесс, т.к. конструктору-исполнителю при проектировании необходимо опираться на различные стандарты, например, на отраслевые стандарты (ОСТ), государственные стандарты, строительные нормы и правила (СНиП), технические условия и другие нормативные документы, действуя в соответствии с требованиями главного проектировщика – заказчика. Некорректно составленные документы, пререданные в уполномоченную организацию контроля качества, влекут за собой финансовые и временные потери для разработчиков, а также трудности при дальнейшей сдаче изделия.

Объект исследования: таблица контроля качества основного металла (ТБ1).

Предмет исследования: порядок разработки прикладного пользовательского приложения.

Постановка задачи. Необходимо разработать прикладное пользовательское приложение для Компас-3D позволяющее автоматически сформировать ТБ1.

Основные требования к функционалу пользовательского приложения:

1. Запуск происходит со сборки в КОМПАС-3D через панель команд или через кнопки «Приложения» - «ТБ1».

2. После запуска в окне программы отображается таблица с полученными со сборки деталями (также детали всех подсборок), их количеством, обозначением, материалом и соответствующим стандартом.

3. В программе должен быть функционал позволяющий конструктору менять все графы таблицы, выбирать те позиции, которые построятся в таблице на чертеже, добавлять новые позиции, удалять добавленные, зачеркивать текст и возможность разделить таблицу на несколько листов.

4. В приложении должен быть предусмотрен выбор контрольных операций для материалов сборки, операций с шифрами, также добавление новых операций, с последующим их сохранением в памяти программы.

5. Возможность выбора символов для операций по клику на соответствующую ячейку.

6. По нажатию на соответствующую кнопку автоматически должен создаваться документ чертежа, с построенной таблицей со всеми изменениями, внесенными конструктором в интерфейс программы.

7. Возможность добавить функционал считывания данных с чертежа для внесения изменений через интерфейс программы.

В данной работе построение ТБ1 осуществляется согласно ОСТ 108.004.10-86 ^[9] и внутреннним нормамам на их заполнение у заказчика. Программный код приложения написан на языке Delphi.

Порядок разработки прикладного пользовательского приложения. Создается «заготовка» для приложения (библиотеки) КОМПАС:

1) В Delphi выполняется команда File - New - Other, в появившемся окне New Items со всеми возможными шаблонами Windows-приложений и файлами Delphi (исполняемый exe-файл, консольное приложение, форма или компонент Delphi и пр.) на вкладке «Delphi Projects» выбираеся пункт Dynamic-Link Library.

2) Подключаются файлы, которые содержат в себе описание всех интерфейсов API, версии 7. Для этого выполняется команда Tools - Options – Library, в графе Library path указывается путь к каталогу include, который находится в папке КОМПАС.

3) Выполняется команда Projects - options - Application. В поле Target file extension вводится расширение.

4) В проект необходимо добавляется новый модуль и 64-битная платформа, выполняется сохранение проекта и компиляция.

5) Чтобы «заготовка» могла взаимодействовать с КОМПАС, в ней должны присутствовать функции: LibraryEntry (точка входа в библиотеку), LibraryId (возвращает идентификатор библиотеки), GetNewKompasAPI (получение доступа к новому API; не обязательна, но удобна тем, что не приходится каждый раз писать проверку на API). Эти функции обязательно должны быть экспортными, т.е. экспортируемыми, чтобы система КОМПАС могла их видеть и вызывать; по этой причине они выносятся в раздел exports.

Необходимо осуществить считывание данных со сборки. Все основные процедуры и функции взаимодействия приложения с КОМПАС-3D находятся в модуле UstatementMaterals.

Как и во всех библиотеках под КОМПАС-3D используется процедура LIBRARYENTRY, код показан на Рис. 1.

Рис. 1. Процедура LIBRARYENTRY

Процедура модуля CreateLineDimension, с помощью которого проверяется активный документ (если запущена сборка (Рис. 2), то данные считаются со сборки (в качестве примера тестовой сборки приводится термопистолет), если чертеж – с чертежа), приводится на Рис. 3. Вызываются функции, с помощью которых считываются данные со сборки и с чертежа, GetAsemblyComponents и GetDrawingComponents (Рис. 4), все полученные данные заносятся в СomponentsList (Рис. 5).

С помощью процедуры FormCreate создается форма и ее компоненты (Рис. 6 и Рис. 7), из ComponentsList данные заносятся в интерфейс приложения компонент TreeList (Рис. 8).

Рис. 2. Тестовая сборка

Рис.3. Процедура модуля CreateLineDimension

Рис.4. Реализация GetAsemblyComponents

Рис.5. Данные, считанные со сборки

Рис.6. Процедура FormCreate (начало кода)

Рис.7. Процедура FormCreate (конец кода)

Рис. 8. Данные, считанные со сборки в интерфейсе приложения

Интерфейс окна приложения (Рис. 8) сдержит панель со следующими кнопками:

1) «Сформировать таблицу» - вызов процедуры, отвечающей за формирование таблицы на чертеже. После нажатия на эту кнопку запускается процедура CreateDrawingDocument, которая создает документ чертежа и выполняет несколько проверок (Рис.9, Рис.10). Процедура создания нового листа, если данные не помещаются на одном листе, показана на Рис. 11

Рис. 9. Процедура CreateDrawingDocument (начало кода)

Рис.10. Процедура CreateDrawingDocument (конец кода)

Рис.11. Процедура создания нового листа

Процедура создания самой таблицы приведена на Рис. 12 - Рис. 14.

Рис.12. Процедура создания таблицы (начало кода)

Рис.13. Процедура создания таблицы (продолжение кода)

Рис.14. Процедура создания таблицы (конец кода)

2) «Добавить операции» - добавление операций и их шифров. При нажатии на данную кнопку появляется новая форма «Выбор операций» (Рис. 15), где пользователь выбирает необходимые операции или добавляет новые. При нажатии на «Добавить операцию» открывается окно с формой для заполнения, в которую пользователь вводит наименование операции и ее шифр. Отмена добавления операции осуществляется с помощью кнопки «Отмена» или закрытием активной формы. Нажатие кнопки «Ок» запускает процедуру добавления операции в форму, операция добавляется в конец списка и выводится в отсортированном виде по шифру.

Рис.15. Форма «Выбор операций»

Нажатие на кнопки «Применить» приводит к тому, что форма «Выбор операций» закрывается и операции добавляются в основную форму (Рис. 16).

Рис.16. Добавленные операции в интерфейсе приложения

Нажатие на ячейку под операцией, приводит к появлению выпадающего списка с символами для вставки в эту ячейку.

Все операции хранятся в текстовом файле, который находится в каталоге с приложением (Рис. 17). При запуске, приложение считывает все операции и заносит в форму, после закрытия операции сохраняются в файле OperationList.txt.

Рис.17. Файл с операциями

Процедуры, которые срабатывают после нажатия на кнопку «Применить», показаны на Рис. 18, Рис. 19.

Рис.18. Процедуры, срабатывающие при нажатии на кнопку «Применить» (начало кода)

Рис.19. Процедуры, срабатывающие при нажатии на кнопку «Применить» (конец кода)

3) «Сравнить со сборкой» - сравнение считанных данных с теми, которые на текущий момент находятся в сборке, отличающиеся данные выделяются голубым цветом.

4) «Добавить строку» - добавление новой строки выше выбранной. Эта кнопка имеет выпадающий список, где находятся дополнительные кнопки для редактирования данных («Добавить строку снизу» , «Начать с нового листа», «Удалить строку», «Выбрать все элементы», «Зачеркнуть текст в строке», «Зачеркнуть текст в ячейке»).

Результаты разработки. В результате последовательного выполнения шагов описываемого порядка разработки приложения, пользователь получит новый документ чертежа, со сформированной таблицей контроля качества основного металла ТБ1 (Рис. 20). Для примера, представленного на Рис.2, в таблице приводятся следующие сведения и данные: наименование детали или сборочной единицы, количество деталей, обозначение чертежа, материал (материал, группа испытаний; обозначение стандарта), наименование операции (входной контроль основных и сборочных материалов, полуфабрикатов и комплектующих изделий; проверка наличия и комплектности технологических документов; контроль метрологического обеспечения средств изменений; аттестация руководителей и специалистов; аттестация контролеров; контроль сборочно-сварочного оборудования, аппаратуры и приспособлений; испытание наплавленного металла на стойкость против образования горячих трещин).

Рис. 20. Пример таблицы контроля качества основного металла

Разработанное прикладное пользовательское приложение автоматически считывает данные с файла сборки открытого в КОМПАС-3D, создает новый документ чертежа, осуществляет построение ТБ1, с занесением данных, взятых со сборочного документа.

Научная новизна полученных результатов. Разработанная процедура построения таблицы ТБ1 в КОМПАС-3D (в условиях ограниченной информации об алгоритмах составления таблиц контроля качества в свободном доступе и затруднениях возникающих у специалистов проектов, составляющих конструкторскую документацию таблицы ТБ1 и, на их основании, программ качества), в отличие от известных, позволяет осуществлять построение автоматически.

Заключение. В работе приведен порядок разработки прикладного пользовательского приложения для КОМПАС-3D, позволяющего в автоматизированном режиме сформировать таблицу контроля качества основного металла (ТБ1). Для реализации используется программный код, написанный в программной среде Delphi. Данное приложение может быть использовано предприятиями (организациями), специализирующимися на проектировании и изготовлении оборудования для атомной энергетики, АЭС.

Разработанное пользовательское приложение отвечает критерию гибкости, а также быстроты, в условиях возможности внесения оперативных изменений. Процесс разработки осуществлялся итеративно, что позволяло расширять функционал. Например, в качестве расширения возможностей кода, может быть предусмотрено использование процедуры считывания данных с одного листа (активным листом считается лист, выбранный в дереве) – приложение переходит в режим «ТБ1 Активный лист», в котором кнопка «Построить таблицу» заменяется на кнопку «Обновить данные на активном листе». С помощью данного режима пользователь может легко изменить данные всего лишь на одном листе.

За счет универсальности программного кода, возможно его применение не только для КОМПАС-3D, но и для других CAD-систем.

Также в качестве перспектив дальнейшего использования для проектов по созданию прикладных библиотек для КОМПАС-3D могут быть взяты за основу принципы написания программного кода процедур разработки, что входит в область интересов как предприятий (например, для действующих конструкторов, специалистов, повышающих квалификацию в соответствующей области) и конструкторских бюро, так и учебных заведений.