(強生遊艇公司遊艇管路設計可行性分析實驗專案)
※此案例寫於 2004.11.15,於2022.05.20轉移到新站,內容為當時的資料。
引言
在 2004 年9月的某日,應高碓隆泰公司戴先生的邀約共同到強生遊艇公司去展示 AutoWork ,經過深入瞭解他們想要解決的問題如下:
- 室內設計方面:
要提供客戶設計完成後的3D彩現圖,供客戶作為參考,這部份本來就是 AutoWork 的專長,自然沒有問題。 - 配管 3D 設計方面:
要提供客戶長期維修使用,讓客戶能一目了然,所有管路元件在船的所在位置,便於維修,此功能目前在 3DDE 上是沒有的,所以我要求給兩星期的時間用於嘗試解決此問題。
事實上,目前市面上也有許多管路的 CAD 軟體,不能因為此種原因,就可以逃避研發的可能性,於是下定決心打算在 3DDE 的核心中加入 管路製作模組,歷經 三個星期的努力,初步己經完成,以下就是研發的成果,從此以後,如果您能夠寫 3DDE 程式,您就可以掌控管路設計。
初步構想:以管路元件為中心的接管模式
所有的管路兩端接頭必然有元件,例如幫浦、閥門、分叉頭…..等,此種元件在 CAD 上必然被建為 Block圖群,此元件必然有一個以上的接管出入口位置,此孔位可以建立一絛綠作為”導引線” ,當設計者要在兩個元件中建立一條管路,只要點取此”導引線”管路即可自動連結完成。
初步想完成的程式的內容
必需能讀取導引線的能力讀取後,讀入兩端導引綠的位置與方向,再用參數呼叫方式將其連接起來,於是經過了兩個星期的努力,完成了
- 選取 導引線 圖元 對話框輸入界面 — GetLeaderLine
- 取延伸點運算函數 – Aw_Lpoint
- 彎曲管路參數製作指令 – _PIP
- 管路干涉檢查
為了求証以上三個新增 3DDE 指令,是否能夠直正順利運作,於是用 3DDE 寫了兩個參數程式一個典型的實例來實驗其運作狀況。程式完成後也加入了算料模組,把所有的 Block 元件與管路統計輸出,而管路分解成管單件,可預先製造,再搬到現場組裝。現在就用此實例來說明整個設計及估算的流程。
在圖面上放置相關元件
相關元件的放置參數畫面如下圖:
完成放置後如下圖:在此我們只是要測式其接管的能力,目前 Block 元件只建了一個儲存槽與三通的接頭,便可作各種測試。
二次彎管之設計: 點取導引線接管
前置說明:本程式為智慧型自動判定的程式,它會判定以下三種狀況,分別用三種不同模式來完成接管:
- 當程式發現導引線在空間上的不同平面時,會採用 兩個折彎位置來完成接管任務。
- 在同一平面上但不在一直線上時,會採用 一個折彎位置來完成接管任務。
- 在同一平面上同時在一直線上時,會採用 直管來完成接管任務。
點取導引線的方式:如下圖
點取後出現參數設定的對話框,說明如下:
管路自動形成:如下圖:
二次彎管 管路之參數修改:接頭位置的改變
利用 3dde “造型參數編輯” 指令,點取不同的起點或終點即可修改管路與元件的接管位置,此功能對相關元件位移非常有用:如下圖
二次彎管 管路之參數修改:管徑大小參數的改變
利用 3dde “造型參數編輯” 指令,可改變管徑與管壁厚度:如下圖
二次彎管 管路之參數修改:彎管位置與彎度半徑的改變 參數的改變
利用 3dde “造型參數編輯” 指令,可改變彎管位置,由於空間中的管路為了要閃避障礙物或其他管路,彎管位置的改變是很重要的:如下圖
二次彎管 管路之參數修改:管路系統圖層參數的改變
利用 3dde “造型參數編輯” 指令,可改變管路系統圖層,例如它是何種管路可被分層管理,這樣設計起來會更加方便:如下圖
二次彎管 管路之參數修改:流向符號 參數的改變
利用 3dde “造型參數編輯” 指令,可改變流向符號,此符號用於表現管路內液體的流向,如果您認為流向符號不合乎需求,您也可以自行製作,它也是 Block :如下圖
一次管 管路設計
在同一平面上但不在一直線上時,會採用 一個折彎位置來完成接管任務。
如圖
直管 管路設計
在同一平面上同時在一直線上時,會採用 直管來完成接管任務。
如圖
干涉檢查
一般來說在 3D 的設計上,物件與物伴之間通常會經由 “干涉檢查”來檢查是否有碰撞的情況發生,對管路設計尤其重要,本”干涉檢查”為一個單一指令,只要框取要檢查的圖元 (不只是管路),將有碰撞部份同紅色顯示,您可以透過”參數修改”便可閃過碰撞。
如圖
模擬設計完成圖
元件材料與管單件資料輸出
結語
我們是一群對 3D CAD 抱著高度熱忱的工程人員,管路也許不是我們原來的專業,憑著我們對工程業的實作與瞭解,也能很快速的進入狀況,這只是一個開始,如果此專案要繼續下去,或您願意給我們機會,我們將為您訂作一個專屬的 CAD 系統,也為 AutoWork 軟體家族加入一個新的模組 — 管路設計。
從設計到製造工程同步作業,一直是我們所堅持的目標,雖然困難重重,我們已經走了十幾年,此理想從未動搖,我們堅信這才是未來的世界。