Старый друг лучше новых двух, или Новые возможности знакомой системы
Старый друг лучше новых двух, или Новые возможности знакомой системы
Лидер отечественного рынка и обладатель номинации "компания века" в области САПР АО АСКОН (г. Санкт-Петербург, Россия) объявило о выпуске очередной версии системы трехмерного твердотельного моделирования КОМПАС-3D. Основным новшеством версии 5.10 стало появление в КОМПАС-3D средств моделирования сборок.
Сборка является новым типом документа КОМПАС. Помимо этого система обеспечивает комплексную работу в одной среде над деталью, 2D-чертежом, спецификацией, текстовым конструкторским документом, обеспечивая конструктору не только виртуальное моделирование любых сложных поверхностей, деталей и узлов, но и выпуск полного комплекта документации на изделие в полном соответствии отечественным стандартам и правилам оформления.
Принципы моделирования сборки позволяют пользователю получить объемную модель изделия в целом, с учетом всей его структуры. Преимущества объемного моделирования сборок особенно ярко проявляются при проектировании "сверху вниз", когда модель детали создается на основе уже имеющейся обстановки; однако возможна и сборка изделия из полностью готовых деталей (проектирование "снизу вверх").
Порядок формирования сборки
Модель сборки в КОМПАС-3D состоит из набора компонентов - деталей, подсборок и стандартных изделий.
Существующий компонент (например, модель детали, хранящаяся в файле) может быть многократно вставлен в сборку. Вставка производится путем выбора файла компонента; возможно также "перетаскивание" компонента мышью из Дерева построения или из окна редактирования этого компонента.
Компонент сборки может также создаваться "на месте", непосредственно в этой сборке. В этом случае при построении компонента используется его окружение. Например, эскиз основания новой детали создается на грани существующей детали и повторяет ее контур, а траекторией этого эскиза при выполнении кинематической операции становится ребро другой детали.
Модель любого (в том числе созданного "на месте") компонента сборки хранится в отдельном файле на диске. В модели сборки находятся лишь ссылки на файлы всех компонентов и информация об их положении в сборке. Благодаря этому становятся возможными:
• быстрая замена компонентов,
• применение одной детали (сборки) в разных изделиях,
• передача изменений геометрии компонента во все сборки, где он используется.
Управление структурой (иерархией) сборки возможно в любой момент работы с ее моделью. Например, пользователь может объединить несколько компонентов в новую подсборку или внести новые компоненты в существующую подсборку или удалить любой компонент. При удалении компонента из сборки уничтожается только ссылка на него; сам файл с моделью компонента остается на диске в неизменном виде.
В составе системы поставляется обширная библиотека стандартных элементов - крепежных изделий, опор валов и т.д. Применение библиотечных элементов избавляет пользователя от необходимости самостоятельно создавать стандартные модели, высвобождая тем самым время для решения творческих задач проектирования.
Операции, выполняемые с компонентами
Сразу после вставки компонента в сборку его положение таково, что ориентация его системы координат совпадает с ориентацией системы координат сборки. Пользователю доступны разнообразные команды, позволяющие позиционировать компонент в сборке и связать его с другими компонентами.
Для перемещения компонента пользователь свободно передвигает его мышью в плоскости экрана или поворачивает его мышью вокруг указанной оси или вершины.
Для точного указания взаимного положения компонентов пользователь определяет (задает) сопряжения между гранями, ребрами и вершинами компонентов. В КОМПАС-3D предусмотрены следующие типы сопряжений:
• совпадение
• параллельность
• перпендикулярность
• "на расстоянии"
• "под углом"
• концентричность
• касательность
При установлении сопряжения можно выбрать ориентацию компонентов. Например, при совпадении плоских граней деталей эти детали могут быть установлены по одну сторону от плоскости граней или по разные стороны от нее, при размещении вершины на расстоянии от грани это расстояние может быть отложено "внутрь" или "наружу" грани и т.д.
Процесс задания сопряжений как бы повторяет действия слесаря-сборщика: каждая деталь (подсборка) последовательными действиями "приставляется" к соседним деталям. Каждое сопряжение лишает компонент одной или нескольких степеней свободы; компонент, участвующий в сопряжении, невозможно произвольно перемещать в пространстве (сдвигать, поворачивать). Например, если крышка установлена концентрично люку, ее можно только поворачивать вокруг оси и сдвигать вдоль этой же оси, поворот и сдвиг в иных направлениях не допускаются. Если компонент участвует в сопряжениях, полностью определяющих его положение, то задание для него новых сопряжений невозможно (как и свободное изменение его положения).
Положение компонента можно сделать постоянным, не прибегая к наложению сопряжений. Команда фиксации компонента "замораживает" его в текущем положении.
Сопряжения компонентов могут быть в любой момент отредактированы или удалены.
Формообразующие операции и вспомогательные построения
При формировании модели сборки возможно не только взаимное перемещение компонентов, но и выполнение формообразующих операций. В сборке может выполняться удаление материала одновременно нескольких компонентов путем:
• вырезания элемента выдавливания,
• вырезания элемента вращения,
• вырезания кинематического элемента,
• вырезания элемента по сечениям,
• создания круглого отверстия,
• сечения плоскостью,
• сечения по эскизу.
Эти операции выполняются точно так же, как при моделировании отдельной детали. Аналогией таких операций, выполняемых в модели сборки, является совместная обработка нескольких деталей в сборе.
Вообще говоря, при редактировании сборки возможно и "приклеивание" формообразующих элементов, создание уклонов, тонкостенных оболочек и т.д. Но эти операции, в отличие от операций, выполняемых "в сборе", применимы не к сборке в целом, а к конкретным деталям в ее составе.
При моделировании сборки доступны те же вспомогательные построения, что и при моделировании детали: создание вспомогательных осей, плоскостей, пространственных кривых; эскизы создаются на вспомогательных плоскостях и плоских гранях любых компонентов.
Массивы компонентов
Подобно тому, как при моделировании детали создаются упорядоченные массивы одинаковых формообразующих элементов, при моделировании сборки создаются массивы ее компонентов. Компоненты могут располагаться вдоль кривой, по параллелограммной или концентрической сетке.
Если массив компонентов должен совпадать с каким-либо существующим массивом копий (например, положение винтов должно повторять положение отверстий под них), то вместо задания параметров копирования можно указать образец массива. Например, в крышке есть шесть отверстий, расположенных по окружности; этот массив может стать основой массива винтов, вставляемых в отверстия.
Дерево построения, иерархия компонентов модели
При работе в КОМПАС-3D вся последовательность построения сборки отображается в отдельном окне в виде "дерева построения". В нем перечислены все существующие в модели вспомогательные элементы, компоненты, сопряжения и формообразующие операции в порядке их создания, причем "ветви", соответствующие компонентам, показывают, в свою очередь, последовательность создания этих компонентов.
Компоненты для выполнения операций можно указывать не только в окне редактирования модели, но и в Дереве построения. При выделении любого компонента в Дереве соответствующая ему часть модели подсвечивается в окне модели.
Помимо дерева, отражающего историю создания сборки, система запоминает иерархию компонентов модели. В любой момент возможен просмотр иерархии в специальном диалоге. В нем отображаются все топологические отношения между элементами модели. Например, сопряжение какой-либо детали располагается в иерархической ветви, соответствующей этой детали.
Параметрические свойства сборки
Параметрические свойства модели, как и прежде, складываются из вариационной параметризации эскизов компонентов и иерархической параметризации отношений между компонентами. В модели хранится информация не только об абсолютных координатах и размерах компонентов, но и о способах их построения и взаимном положении.
Редактирование модели сборки
Наличие параметрических связей и ограничений в модели накладывает отпечаток на принципы ее редактирования. Модель сборки редактируется путем изменения сопряжений, а также параметров и положения компонентов, при этом сохраняются все существующие в ней параметрические связи.
Редактирование сопряжений. При редактировании сопряжений можно изменить их параметры (например, указать другое расстояние между параллельными гранями) и заменить участвующие в сопряжении элементы (например, вместо параллельности грани плоскости сделать ее параллельной другой грани). Любое сопряжение можно удалить из модели.
Редактирование компонента в контексте сборки. Можно перейти в специальный режим, в котором работают все команды редактирования отдельного компонента (например, детали), при этом остальные компоненты сборки доступны для выбора и указания. Элементы этих компонентов можно проецировать в эскиз редактируемого компонента и использовать для задания граничных условий (например, выдавливать элемент до грани ближайшей детали).
Редактирование компонента в отдельном окне. При этом способе редактирования в окне компонента отсутствует его окружение. После сохранения измененного компонента содержащая его сборка перестраивается так, чтобы существующие в модели связи и ограничения не были нарушены.
Следует особо подчеркнуть, что после редактирования компонента, занимающего любое место в иерархии построений, не требуется заново задавать последовательность построения подчиненных ему компонентов и их параметры. Вся эта информация хранится в модели и не разрушается при редактировании отдельных ее частей.
Дополнительные сервисные возможности
Возможности КОМПАС-3D не ограничиваются только операциями моделирования изделий. Система обладает множеством сервисных функций, позволяющих облегчить использование модели спроектированного изделия.
Проверка пересечений компонентов. Система автоматически обнаруживает области пересечения и касания указанных пользователем компонентов (или всех компонентов сборки), что позволяет проконтролировать наличие "натыков" в конструкции.
"Разборка" изделия. Иногда при формировании изображения изделия (например, для каталога) требуется показать его не в сборе, а в виде разнесенных в пространстве компонентов. Пользователю КОМПАС-3D достаточно указать направление и величину перемещения компонентов; система разнесет их автоматически. Обратная операция - совмещение компонентов - выполняется также автоматически.
Создание конструкторской документации. Одной из целей построения трехмерной модели является получение комплекта документации для изготовления соответствующего изделия. В КОМПАС-3D генерируются чертежи трехмерных моделей (деталей и сборок) в указанных пользователем проекциях, с выбранными разрезами и сечениями. Кроме того, спецификации на созданные в КОМПАС-3D сборки заполняются автоматически с учетом состава и структуры изделия (обозначения, наименования и количество деталей записываются в раздел "Детали", информация о подсборках - в раздел "Сборочные единицы" и т.д.). Полученные таким образом документы представляют собой чертежи и спецификации формата КОМПАС-ГРАФИК (графического редактора системы КОМПАС); они могут быть доработаны его средствами.
Обмен информацией с другими системами. Кроме уже привычных пользователям конверторов форматов SAT, IGES и STL, в системе появились новые конверторы - для чтения и записи файлов трехмерных моделей в формате XT (Parasolid).
Утилита просмотра КОМПАС-Viewer работает теперь и с моделями сборок КОМПАС-3D, так что файлы моделей можно передавать смежникам и клиентам для просмотра на компьютерах, на которых не установлен КОМПАС-3D.
Редактор деталей
Усовершенствования КОМПАС-3D версии 5.10 коснулись и редактирования деталей.
Набор вспомогательных объектов дополнен пространственными ломаными и сплайнами.
При задании параметров элемента выдавливания стали доступными новые опции автоматического определения глубины выдавливания - До ближайшей поверхности и На расстоянии до указанной поверхности.
Появилась специальная команда для создания ребра жесткости. Эскиз ребра задает его форму, причем "дотягивание" эскиза точно до тела детали необязательно - при построении ребра система автоматически продлевает его до ближайшей поверхности. Ребро может формироваться как в плоскости эскиза, так и перпендикулярно ей. Граням ребра можно придать уклон.
Появилась также специальная команда для придания уклона любой грани детали. Ее особенно удобно использовать при формировании моделей деталей с литейными уклонами.
Заключение
Новая версия КОМПАС-3D обеспечивает инженеров-машиностроителей инструментами для решения широкого круга задач проектирования и конструирования. Благодаря совместимости форматов и наличию нескольких конверторов при моделировании сборок эффективно используются существующие наработки (например, модели деталей). Следует отметить, что пользователи КОМПАС-3D версии 5.9 получили возможность бесплатного ее обновления. Вадим Гайворонский, начальник отдела CAD/CAM систем СП "БЕВАЛЕКС".
Статья подготовлена по материалам Ирины Николаевой (АО АСКОН) (c) компьютерная газета
Сборка является новым типом документа КОМПАС. Помимо этого система обеспечивает комплексную работу в одной среде над деталью, 2D-чертежом, спецификацией, текстовым конструкторским документом, обеспечивая конструктору не только виртуальное моделирование любых сложных поверхностей, деталей и узлов, но и выпуск полного комплекта документации на изделие в полном соответствии отечественным стандартам и правилам оформления.
Принципы моделирования сборки позволяют пользователю получить объемную модель изделия в целом, с учетом всей его структуры. Преимущества объемного моделирования сборок особенно ярко проявляются при проектировании "сверху вниз", когда модель детали создается на основе уже имеющейся обстановки; однако возможна и сборка изделия из полностью готовых деталей (проектирование "снизу вверх").
Порядок формирования сборки
Модель сборки в КОМПАС-3D состоит из набора компонентов - деталей, подсборок и стандартных изделий.
Существующий компонент (например, модель детали, хранящаяся в файле) может быть многократно вставлен в сборку. Вставка производится путем выбора файла компонента; возможно также "перетаскивание" компонента мышью из Дерева построения или из окна редактирования этого компонента.
Компонент сборки может также создаваться "на месте", непосредственно в этой сборке. В этом случае при построении компонента используется его окружение. Например, эскиз основания новой детали создается на грани существующей детали и повторяет ее контур, а траекторией этого эскиза при выполнении кинематической операции становится ребро другой детали.
Модель любого (в том числе созданного "на месте") компонента сборки хранится в отдельном файле на диске. В модели сборки находятся лишь ссылки на файлы всех компонентов и информация об их положении в сборке. Благодаря этому становятся возможными:
• применение одной детали (сборки) в разных изделиях,
• передача изменений геометрии компонента во все сборки, где он используется.
Управление структурой (иерархией) сборки возможно в любой момент работы с ее моделью. Например, пользователь может объединить несколько компонентов в новую подсборку или внести новые компоненты в существующую подсборку или удалить любой компонент. При удалении компонента из сборки уничтожается только ссылка на него; сам файл с моделью компонента остается на диске в неизменном виде.
В составе системы поставляется обширная библиотека стандартных элементов - крепежных изделий, опор валов и т.д. Применение библиотечных элементов избавляет пользователя от необходимости самостоятельно создавать стандартные модели, высвобождая тем самым время для решения творческих задач проектирования.
Операции, выполняемые с компонентами
Сразу после вставки компонента в сборку его положение таково, что ориентация его системы координат совпадает с ориентацией системы координат сборки. Пользователю доступны разнообразные команды, позволяющие позиционировать компонент в сборке и связать его с другими компонентами.
Для перемещения компонента пользователь свободно передвигает его мышью в плоскости экрана или поворачивает его мышью вокруг указанной оси или вершины.
Для точного указания взаимного положения компонентов пользователь определяет (задает) сопряжения между гранями, ребрами и вершинами компонентов. В КОМПАС-3D предусмотрены следующие типы сопряжений:
• совпадение
• параллельность
• перпендикулярность
• "на расстоянии"
• "под углом"
• концентричность
• касательность
При установлении сопряжения можно выбрать ориентацию компонентов. Например, при совпадении плоских граней деталей эти детали могут быть установлены по одну сторону от плоскости граней или по разные стороны от нее, при размещении вершины на расстоянии от грани это расстояние может быть отложено "внутрь" или "наружу" грани и т.д.
Процесс задания сопряжений как бы повторяет действия слесаря-сборщика: каждая деталь (подсборка) последовательными действиями "приставляется" к соседним деталям. Каждое сопряжение лишает компонент одной или нескольких степеней свободы; компонент, участвующий в сопряжении, невозможно произвольно перемещать в пространстве (сдвигать, поворачивать). Например, если крышка установлена концентрично люку, ее можно только поворачивать вокруг оси и сдвигать вдоль этой же оси, поворот и сдвиг в иных направлениях не допускаются. Если компонент участвует в сопряжениях, полностью определяющих его положение, то задание для него новых сопряжений невозможно (как и свободное изменение его положения).
Положение компонента можно сделать постоянным, не прибегая к наложению сопряжений. Команда фиксации компонента "замораживает" его в текущем положении.
Сопряжения компонентов могут быть в любой момент отредактированы или удалены.
Формообразующие операции и вспомогательные построения
При формировании модели сборки возможно не только взаимное перемещение компонентов, но и выполнение формообразующих операций. В сборке может выполняться удаление материала одновременно нескольких компонентов путем:
• вырезания элемента выдавливания,
• вырезания элемента вращения,
• вырезания кинематического элемента,
• вырезания элемента по сечениям,
• создания круглого отверстия,
• сечения плоскостью,
• сечения по эскизу.
Эти операции выполняются точно так же, как при моделировании отдельной детали. Аналогией таких операций, выполняемых в модели сборки, является совместная обработка нескольких деталей в сборе.
Вообще говоря, при редактировании сборки возможно и "приклеивание" формообразующих элементов, создание уклонов, тонкостенных оболочек и т.д. Но эти операции, в отличие от операций, выполняемых "в сборе", применимы не к сборке в целом, а к конкретным деталям в ее составе.
При моделировании сборки доступны те же вспомогательные построения, что и при моделировании детали: создание вспомогательных осей, плоскостей, пространственных кривых; эскизы создаются на вспомогательных плоскостях и плоских гранях любых компонентов.
Массивы компонентов
Подобно тому, как при моделировании детали создаются упорядоченные массивы одинаковых формообразующих элементов, при моделировании сборки создаются массивы ее компонентов. Компоненты могут располагаться вдоль кривой, по параллелограммной или концентрической сетке.
Если массив компонентов должен совпадать с каким-либо существующим массивом копий (например, положение винтов должно повторять положение отверстий под них), то вместо задания параметров копирования можно указать образец массива. Например, в крышке есть шесть отверстий, расположенных по окружности; этот массив может стать основой массива винтов, вставляемых в отверстия.
Дерево построения, иерархия компонентов модели
При работе в КОМПАС-3D вся последовательность построения сборки отображается в отдельном окне в виде "дерева построения". В нем перечислены все существующие в модели вспомогательные элементы, компоненты, сопряжения и формообразующие операции в порядке их создания, причем "ветви", соответствующие компонентам, показывают, в свою очередь, последовательность создания этих компонентов.
Компоненты для выполнения операций можно указывать не только в окне редактирования модели, но и в Дереве построения. При выделении любого компонента в Дереве соответствующая ему часть модели подсвечивается в окне модели.
Параметрические свойства сборки
Параметрические свойства модели, как и прежде, складываются из вариационной параметризации эскизов компонентов и иерархической параметризации отношений между компонентами. В модели хранится информация не только об абсолютных координатах и размерах компонентов, но и о способах их построения и взаимном положении.
Редактирование модели сборки
Наличие параметрических связей и ограничений в модели накладывает отпечаток на принципы ее редактирования. Модель сборки редактируется путем изменения сопряжений, а также параметров и положения компонентов, при этом сохраняются все существующие в ней параметрические связи.
Редактирование сопряжений. При редактировании сопряжений можно изменить их параметры (например, указать другое расстояние между параллельными гранями) и заменить участвующие в сопряжении элементы (например, вместо параллельности грани плоскости сделать ее параллельной другой грани). Любое сопряжение можно удалить из модели.
Редактирование компонента в контексте сборки. Можно перейти в специальный режим, в котором работают все команды редактирования отдельного компонента (например, детали), при этом остальные компоненты сборки доступны для выбора и указания. Элементы этих компонентов можно проецировать в эскиз редактируемого компонента и использовать для задания граничных условий (например, выдавливать элемент до грани ближайшей детали).
Редактирование компонента в отдельном окне. При этом способе редактирования в окне компонента отсутствует его окружение. После сохранения измененного компонента содержащая его сборка перестраивается так, чтобы существующие в модели связи и ограничения не были нарушены.
Следует особо подчеркнуть, что после редактирования компонента, занимающего любое место в иерархии построений, не требуется заново задавать последовательность построения подчиненных ему компонентов и их параметры. Вся эта информация хранится в модели и не разрушается при редактировании отдельных ее частей.
Дополнительные сервисные возможности
Возможности КОМПАС-3D не ограничиваются только операциями моделирования изделий. Система обладает множеством сервисных функций, позволяющих облегчить использование модели спроектированного изделия.
Проверка пересечений компонентов. Система автоматически обнаруживает области пересечения и касания указанных пользователем компонентов (или всех компонентов сборки), что позволяет проконтролировать наличие "натыков" в конструкции.
"Разборка" изделия. Иногда при формировании изображения изделия (например, для каталога) требуется показать его не в сборе, а в виде разнесенных в пространстве компонентов. Пользователю КОМПАС-3D достаточно указать направление и величину перемещения компонентов; система разнесет их автоматически. Обратная операция - совмещение компонентов - выполняется также автоматически.
Создание конструкторской документации. Одной из целей построения трехмерной модели является получение комплекта документации для изготовления соответствующего изделия. В КОМПАС-3D генерируются чертежи трехмерных моделей (деталей и сборок) в указанных пользователем проекциях, с выбранными разрезами и сечениями. Кроме того, спецификации на созданные в КОМПАС-3D сборки заполняются автоматически с учетом состава и структуры изделия (обозначения, наименования и количество деталей записываются в раздел "Детали", информация о подсборках - в раздел "Сборочные единицы" и т.д.). Полученные таким образом документы представляют собой чертежи и спецификации формата КОМПАС-ГРАФИК (графического редактора системы КОМПАС); они могут быть доработаны его средствами.
Обмен информацией с другими системами. Кроме уже привычных пользователям конверторов форматов SAT, IGES и STL, в системе появились новые конверторы - для чтения и записи файлов трехмерных моделей в формате XT (Parasolid).
Утилита просмотра КОМПАС-Viewer работает теперь и с моделями сборок КОМПАС-3D, так что файлы моделей можно передавать смежникам и клиентам для просмотра на компьютерах, на которых не установлен КОМПАС-3D.
Редактор деталей
Усовершенствования КОМПАС-3D версии 5.10 коснулись и редактирования деталей.
Набор вспомогательных объектов дополнен пространственными ломаными и сплайнами.
При задании параметров элемента выдавливания стали доступными новые опции автоматического определения глубины выдавливания - До ближайшей поверхности и На расстоянии до указанной поверхности.
Появилась специальная команда для создания ребра жесткости. Эскиз ребра задает его форму, причем "дотягивание" эскиза точно до тела детали необязательно - при построении ребра система автоматически продлевает его до ближайшей поверхности. Ребро может формироваться как в плоскости эскиза, так и перпендикулярно ей. Граням ребра можно придать уклон.
Появилась также специальная команда для придания уклона любой грани детали. Ее особенно удобно использовать при формировании моделей деталей с литейными уклонами.
Заключение
Новая версия КОМПАС-3D обеспечивает инженеров-машиностроителей инструментами для решения широкого круга задач проектирования и конструирования. Благодаря совместимости форматов и наличию нескольких конверторов при моделировании сборок эффективно используются существующие наработки (например, модели деталей). Следует отметить, что пользователи КОМПАС-3D версии 5.9 получили возможность бесплатного ее обновления. Вадим Гайворонский, начальник отдела CAD/CAM систем СП "БЕВАЛЕКС".
Статья подготовлена по материалам Ирины Николаевой (АО АСКОН) (c) компьютерная газета
Компьютерная газета. Статья была опубликована в номере 40 за 2000 год в рубрике разное :: мелочи жизни
