طراحی مکانیکی کامپیوتری شی گرا

طراحی مکانیکی کامپیوتری شی گرا – ایران ترجمه – Irantarjomeh

مقالات ترجمه شده آماده گروه  مکانیک

مقالات ترجمه شده آماده کل گروه های دانشگاهی

مقالات

چگونگی سفارش مقاله

الف – پرداخت وجه بحساب وب سایت ایران ترجمه(شماره حساب)ب- اطلاع جزئیات به ایمیل irantarjomeh@gmail.comشامل: مبلغ پرداختی – شماره فیش / ارجاع و تاریخ پرداخت – مقاله مورد نظر --مقالات آماده سفارش داده شده پس از تایید به ایمیل شما ارسال خواهند شد.

طراحی ”ادوات مکانیکی بکمک کامپیوتر“

 (CAM) شی‌گرا از طریق اینترنت

ما نسبت به توسعه یک بسته‌ نرم‌افزاری طراحی ادوات مکانیکی بکمک کامپیوتر برورش محاوره‌ای و بر پایه وب تحت محیط زبان برنامه‌نویسی C^H اقدام نموده‌ایم. این بسته بصورت اولیه بعنوان یک ابزار تدریس و فراگیری برای کاربردهای آموزشی در یک دوره طراحی ادوات مکانیکی بکمک رایانه مورد بسط و توسعه قرار گرفت. از آنجائیکه این سیستم بر اساس وب طراحی گردیده و از طریق یک مدل کلاینت/ سرور با استفاده از مرورگر وب عمل می‌کند، استفاده و نگهداری از آن آسان می‌باشد. این سیستم همچنین می‌تواند به منظور مرتفع نمودن مشکلات عملی طراحی مهندسی ادوات مکانیکی بکمک کامپیوتر همراه با پیروهای صاف و یا غلتکی و با انواع حرکت انتقالی یا نوسانی بکار گرفته شود.این سیستم می‌تواند به منظور تولید پروفیل، زاویه انتقال، موقعیت، سرعت و شتاب پیروها بکار گرفته شود.  به هنگامی که سیستم طراحی اداوات مکانیکی به کمک رایانه طراحی شد، انیمیشن این سیستم می‌تواند  به اجرا درآید. در انتهای فرآیند طراحی، کد CNC طراحی شده برای ساخت ادوات مکانیکی بکمک کامپیوتر را می‌توان از طریق سیستم کامپیوتر وبی ما تولید نمود. این بسته نرم‌افزاری شامل تعدادی از ماژولها از قبیل صفحات وبی متعدد، رابط گیت‌وی‌ معمولی برنامه‌های (CGI)، یک برنامه C^H که بنام Cam.ch خوانده می‌شود و یک کلاس Ccam C^H ، که محاسبات لازم را برای طراحی ادوات مکانیکی بکمک کامپیوتر انجام می‌دهد، می‌باشد. نگارشهای گوناگون بسته نرم‌افزاری طراحی ادوات مکانیکی بکمک کامپیوتر مشخص و پیاده سازی شده است. فردی ممکن است برنامه طراحی ادوات مکانیکی بکمک کامپیوتر را بر روی ماشین یا رایانه کلاینت بعنوان یک رویه C^H  اجرا نماید، و شخص دیگری آن بر روی سرور وب از طریق CGI اجرا نماید. در این مقاله، جزئیات طراحی و اجرای این بسته نرم افزاری که بر اساس وب می‌باشد، تشریح خواهد گردید. همچنین دو برنامه کاربردی نمونه با انواع حرکتهای مختلف برای پیرو مورد نظر بکار گرفته شده تا بدینوسیله خصیصه طرحهای اجرایی رویه‌ای(اپلت) و CGI مشخص شود. ایده‌های طراحی نرم‌افزار وبی که در این مقاله ارائه گردیده است را می‌توان به دیگر موارد برنامه‌های کاربردی تعمیم داد.

کلمات کلیدی: ادوات مکانیکی بکمک کامپیوتر، طراحی بر اساس وبی یا طراحی وبی، CGI، اپلت، Ch

طراحی مکانیکی کامپیوتری شی گرا

۱- مقدمه

طراحی ادوات مکانیکی بکمک کامپیوتر یکی از مکانیزمهایی است که بصورت شایع در سیستمهای اتوماسیون و مونتاژ بکار گرفته می‌شود. بواسطه کاربرد گسترده و اصول زیربنایی این امر، طراحی ادوات مکانیکی بکمک کامپیوتر می‌تواند تجربه باارزشی را در این زمینه برای دانشجویان فراهم آورد. همچنین این موضوع بعنوان یکی از مفاد درسی دانشجویان دوره لیسانس مکانیک در اغلب دانشکده‌های مکانیک مطرح می‌باشد. طراحان، برای انجام عملیات مهندسی، ممکن است از بسته‌های نرم‌افزار تجاری نظیر  I-DEAS (شرکت تحقیقات دینامیک ساختاری، ۱۹۹۶) و مدل کاری (شرکت نالج‌رولوشن، ۱۹۸۹) استفاده کنند. کاربرد این نرم‌افزار‌ها در طراحی ادوات مکانیکی بکمک کامپیوتر نیاز به تخصص قابل ملاحظه و زمان کافی می‌باشد. برای مقاصد آموزشی نیز برخی از سیستمهای طراحی ادوات مکانیکی بکمک کامپیوتر (بوسیله اردمن و سندور، ۱۹۹۷؛ نورتون ۱۹۹۲) توسعه یافت. این بسته‌های نرم‌افزاری بصورت اساسی قادرند تا پروفیل طراحی ادوات مکانیکی بکمک کامپیوتر را بعلاوه خصیصه‌های حرکت پیرو نظیر موقعیت، سرعت و شتاب را نشان دهند. ونگ (۱۹۹۷) نرم‌افزاری را بر اساس مدل کاری جهت نشان دادن انیمیشن طراحی ادوات مکانیکی بکمک کامپیوتر و سیستمهای پیرو تولید نمود. ازیز (۱۹۹۶) نیز نسبت به تولید یک بسته نرم‌افزاری طراحی ادوات مکانیکی بکمک کامپیوتر در ویندوز اقدام کرد که در آن انیمیشن و تولید کد CNC برای ساخت ادوات مکانیکی بکمک کامپیوتر نشان داده شده بود.

طراحی مکانیکی کامپیوتری شی گرا

۲- رابط کاربر برای طراحی ادوات مکانیکی با استفاده از کامپیوتر همراه با پیروهای انتقالی یا نوسانی

رابط کاربر برای این بسته نرم‌افزاری بعنوان یکسری از صفحات وب در نظر گرفته شده است و برخی از این صفحات در پاسخ به داده وارده توسط کاربر بطور پویا ساخته می‌شوند. وب یک رابط کاربرپسند که قابلیت استفاده آسانی دارد را ارائه می‌نماید و جزئیات و پیچیدگیهای طراحی را مخفی می‌سازد. کاربران قادر خواهند بود تا نسبت به ساخت پروفیل ادوات مورد نظر برای هر یک از موارد انتقالی یا نوسانی پیروهای مسطح یا استوانه‌ای با خصیصه‌های حرکتی هماهنگ و قوسی اقدام نمایند. در این بخش، رابط وب و پارامترهای انتخاب پذیر کاربر در خصوص این طراحی مورد بررسی قرار گرفته می‌شود.

۱-۲٫ انتخاب نوع پیرو

همانگونه که در شکل ۱ نشان داده شده است، اولین صفحات وب به کاربران اجازه می‌هد تا نسبت به انتخاب پیروی طراحی ادوات بصورت انتقالی و یا بصورت نوسانی اقدام کنند. این دو نمونه بشکل گرافیکی ارائه شده است. پیروها با کلیک کردن بر روی تصویر مورد نظر انتخاب خواهند شد. در مرحله بعد همانگونه که در شکل ۲ نشان داده شده است، نوع پیرو می‌بایست بصورت خاص مشخصی گردد. این نوع یا بصورت مسطح خواهد یا بصورت استوانه‌ای. همچنین تعداد بخشهای طراحی نیز (تغییر در موقعیت پیرو یا یک وقفه) نیز انتخاب می‌شود. این داده‌ها به یک برنامه CGI تحویل می‌گردد و از این طریق صفحه وبی بعدی برای ورود پارامترهای طراحی بصورت دینامیکی یا پویا ساخته می‌شود.

۲-۲٫ طراحی ادوات مکانیکی با استفاده از کامپیوتر و پارامترهای تولیدی CNC

شکل ۳ و ۴ نشان دهنده صفحه بعد می‌باشد که در آن کاربران قادر می‌باشند پرامترهای طراحی را وارد نمایند. توجه داشته باشید که اشکال ۵-۳ صفحات وبی یکسان هستند. کلیه پارامترهای این طراحی می‌بایست به منظور کارکرد مناسب برنامه تنظیم گردد. با این وجود در صورتی که کاربری نخواسته باشد از این پارامترهایCNC برای تولید طرحهای خروجی استفاده کند، هیچگونه نیازی به اعمال تغییرات در این پارامترها وجود نداشته، چرا که تاثیری بر محاسبه پروفیل طراحی نخواهند داشت.

۱-۲-۲٫ پارامترهای مشترک بین انواع پیروهای انتقالی و نوسانی

تعداد کمی از پارامترها بصورت مشترک بین انواع پیروهای انتقالی و نوسانی وجود دارند. اولین پارامتر مشترک شعاع اصلی اندازهگیری شده توسط اینچ می‌باشد. این مورد شعاع اولیه طراحی بحساب می‌آید.

۲-۲-۲٫ پارامترهای خاص پیروی انتقالی

افست پیرو محلی از مرکز طراحی بسمت خطحرکت پیرو می‌باشد.جهت سازگاری با  اردمن و سندور، ۱۹۹۱، افست پیروی مثبت بسمت راست پیروهای مسطح و بسمت چپ پیروهای استوانه‌ای قرار گرفته می‌شوند. در هر دوی موارد، افست پیرو بصورت اینچ تعیین می‌گردد. شعاع استوانه برای پیرو استوانه‌ای بکار رفته شده و بر مبنای اینچ مشخص می‌گردد. پارامتر نهایی بصورت یکسان با پیروهای انتقالی برداشت شده است و این برداشت که بر حسب اینچ تعیین می‌گردد، تغییر در جابجایی پیرو برای آن بخش می‌باشد. در صورتی که پیرو می‌بایست از طرح جداشود عدد مثبت خواهد بود و در صورتی که پیرو بسمت طرح حرکت نماید عدد منفی خواهد گردید.

۳-۲-۲٫ پارامترهای خاص پیروی نوسانی

پیروی نوسانی دارای پارامترهای اندکی است که مختص خود می‌باشد. اولین پارامتر آن فاصله بین طرح و پیرو است. این فاصله از مرکز طرح تا نقطه محوری پیرو و با استفاده از  اینچ اندازه‌گیری می‌شود. این مورد برای هر دوی پیروهای مسطح و استوانه‌ای انجام می‌پذیرد. پیروهای مسطح همچنین از افست پیرو که با اینچ اندازه گیری می‌شود استفاده می‌کنند. این افست فاصله از وجه پیرو تا نقطه محوری پیرو می‌باشد.

۴-۲-۲٫ پارامترهای ساخت کد CNC

برای کاربرانی که تمایل دارند تا نسبت به ساخت کد CNC، به منظور تولید طرح خود، اقدام کنند، به تعدادی از پارامترهای سخت افزاری CNC نیاز خواهد بود.  طول تراش و شعاع تراش که در شکل ۱۰ نشان داده شده است، ابعاد، اینچی، تراش بکار رفته در ماشین CNC را تشکیل می‌دهند.

۳-۲٫ گزینه‌های خروجی

گزینه‌های خروجی در پی انتخاب پارامترهای طراحی و CNC، همانگونه که در شکل ۵ نشان داده شده است تعیین می‌گردند. گزینه‌های خروجی شامل: ترسیمات پروفیل طرح، موقعیت، سرعت و شتاب پیرو و همچنین زاویه انتقال، کد CNC برای تولید طرح مورد نظر و انیمیشن سیستمی می‌باشد.

طراحی مکانیکی کامپیوتری شی گرا

۳- طراحی بر مبنای اپلت و کاربردهای آن

در هر دو نگارشهای رابط وب، به هنگامی که پارامترهای طراحی انتخاب شد، آنها به سرور اینترنت انتقال داده می‌شوند. بر روی سرور، پارامترها به applet_trans_cam_cgi یا applet_osc ارسال می‌شوند، بر حسب آنکه پیروی انتقالی یا پیروی نوسانی انتخاب شود. پس از انجام این مرحله، آنها پردازش شده و کدC^H که برای طراحی  لازم  است.

طراحی مکانیکی کامپیوتری شی گرا

۴- طراحی بر مبنای CGI و کاربردهای آن

رابط بر مبنای CGI کلیه محاسبات مشابه که رابط بر مبنای اپلت می‌تواند انجام دهد را انجام می‌دهد. تفاوت اصلی بین این دو رابط آن است که برای رابط بر مبنای CGI محاسبات مورد نیاز طراحی، در کامپیوتر میزبان انجام می‌پذیرد. به هنگامی که پارامترهای طراحی با سرور اینترنت ارسال شد، آنها به cgi_osc_results_cgi یا cgi_trans_results.cgi، بر حسب نوع پیرو، ارسال می‌شوند. این برنامه‌های مبتنی بر CGI پس از آن یک برنامه CGI ثانویه را بنام cgi_make_trans_cam.cgi را اجرا می‌کنند که خود در مقابل سبب اجرای cam.ch بر روی سرور شده و پارامترهای پردازش شده را ارسال می‌دارد.

طراحی مکانیکی کامپیوتری شی گرا

۵- برنامه کلاس cam.ch و CCam

کلاس CCam بعنوان قلب سیستم طراحی بکمک رایانه بشمار می‌آید. این کلاس شامل توابعی است که محاسبات واقعی را به منظور ساخت پروفیل طراحی بر اساس اطلاعات وارده توسط کاربر انجام می‌دهد.  کلاس Ccam داده‌های لازم را به منظور ترسیم طرح، کد CNC، و انیمیشن تولید می‌نماید. کلیه پارامترهای طراحی، و توابعی مورد نیاز در کلاس CCam وجود دارند. خلاصه‌ای از این توابع در شکل ۱۵ نشان داده شده است.

طراحی مکانیکی کامپیوتری شی گرا

۶- مثالهایی از طراحیهای بر مبنای وب

در این بخش، دو نمونه از مشکلات طراحی به کمک رایانه مورد عرضه قرار گرفته تا آنکه خصیصه‌ها و کاربردهای طراحی بکمک رایانه را نشان دهد.

مسئله ۱: با استفاده از صفحات وبی طراحی مبتنی بر اپلت، یک پروفیل طراحی را برای پیروی مسطح انتقالی بوجود آورید. این طرح می‌بایست دارای شعاع اصلی ۲۵/۲ اینچ باشد، بدون افست پیرو، و با سرعت زاویه‌ای ۱/rad/s.  به هنگام اولین گردش ۹۰ درجه‌ای طرح، پیرو می‌بایست به میزان ۷۵/۰ اینچ بسمت بیرون با بصورت هماهنگ یا هارمونی حرکت نماید. در ۹۰ درجه دوم، پیرو می‌بایست بصورت هماهنگ به میزان ۷۵/۰ اینچ بسمت داخل حرکت نماید.

طراحی مکانیکی کامپیوتری شی گرا

۷- نتیجه گیری

ما یک بسته نرم‌افزاری طراحی ادوات مکانیکی بکمک کامپیوتر را توسعه داده که تحت شبکه کار می‌کند. بغیر از بسته‌های طراحی معمولی، نرم‌افزار عرضه شده توسط ما بصورت مادوله‌ای بوده و استفاده و نگهداری از آن آسان می‌باشد. این نرم‌افزار از طریق اینترنت در سراسر گیتی بطور همزمان قابل دسترسی می‌باشد. در کاربردهای کنونی این سیستم می‌تواند هم برای طرحهای انتقالی و هم طرحهای نوسانی با پیروهای مسطح و استوانه‌ای با انواع حرکات هارمونیک یا هماهنگ و قوسی مورد استفاده قرار گیرد. کاربران قادر خواهند بود تا پروفیل، زاویه انتقال، موقعیت، سرعت و شتاب پروفیلهای پیرو را بدست آورند. همچنین می‌توان نسبت به متحرک سازی یا انیمیشن طرح از طریق اینترنت اقدام نمود. این سیتم علاوه بر این قادر می‌باشد تا کد CNC برای تولید طرح را نیز ارائه دهد.