|
Хейман А.Ф
CADMECH DESKTOP - мощный
инструмент трехмерного проектирования.
http://cadcamcae.ru/publ/p10.shtml
Последние два года можно назвать
эпохой тотального наступления систем трехмерного (3D)
твердотельного проектирования в области машиностроения на
персональных компьютерах (ПК).
Мощные системы 3D
проектирования на рабочих станциях существуют и
совершенствуются уже десятилетия. Здесь наработан огромный
потенциал интегрированных решений в различных областях
конструкторского проектирования, включая системы ЧПУ, системы
моделирования литейных процессов, системы статических и
динамических расчетов и многие другие модули, основанные на
анализе трехмерных моделей.
Основным недостатком данных
систем является их высокая стоимость (от нескольких десятков
до нескольких сотен тысяч долларов). Т.е. говорить о
широчайшем использовании таких систем для массового
проектирования не приходилось. Они использовались лишь в
областях, где без них проектирование было практически
невозможно. Состояние коренным образом изменилось с появлением
ПК с процессором Pentium, обладающих производительностью
достаточной для выполнения основных операций трехмерного
моделирования.
При этом появился целый ряд систем
трехмерного твердотельного параметрического проектирования
работающих на данных компьютерах. Эти системы, конечно же
уступают (хотя и не столь значительно ) системам моделирования
на рабочих станциях, но обладают очень важным достоинством -
они значительно дешевле. Это позволяет сделать трехмерное
моделирование доступным для каждого конструктора и,
следовательно, перейти к трехмерному проектированию
практически всех изделий. Таким образом, если системы 3D
проектирования на рабочих станциях использовались в основном
для проектирования сложных изделий (ввиду экономической
нецелесообразности использовать их для простых деталей), то
программы на персональных компьютерах могут использоваться как
для проектирования простых, так и относительно сложных изделий
(сборки из 350-400 деталей). Кроме этого, в ряде случаев
возможно построение 2-х ступенчатой системы 3-х мерного
проектирования, когда детали и часть сборок проектируется на
персональных компьютерах, а большие сборки и особо сложные
детали на рабочих станциях.
Системы 3D моделирования на
персональных компьютерах могут применяться для разработки
примерно 90-95% деталей узлов и механизмов на предприятиях, а,
следовательно, позволяют постепенно перейти от двухмерного
проектирования к полностью трехмерному.
Существующие в
настоящее время системы 3D проектирования на ПК предоставляют
пользователю базовые инструментальные средства и технологию
универсального моделирования на основе двухмерных контуров
(feature based modeling). Одним из таких программных пакетов
является Autodesk Mechanical Desktop (AMD), включающий в себя
широко известный AutoCAD R13C4, Autocad Designer - систему
твердотельного параметрического проектирования, AutoSURF -
систему моделирования сложных поверхностей, Assembly - модуль
сборки и IGES транслятор.
Известная во всем мире
"открытость" продуктов компании AUTODESK позволила создать
систему CADMECH DESKTOP (разработка НПП "ИНТЕРМЕХ" г.Минск),
расширяющую возможности AMD в области конструкторского
проектирования и охватывающую все области конструкторского
проектирования, начиная от ведения архива чертежей и проектов,
заканчивая выпуском полного комплекта текстовой и графической
конструкторской документации. Кроме этого, CADMECH DESKTOP
предлагает определенную технологию проектирования, позволяющую
сделать процесс моделирования трехмерных изделий простым и
понятным для конструктора переходящего от "плоского"
проектирования к трехмерному.
CADMECH DESKTOP
представляет собой комплексную систему включающую в
себя:
- систему CADMECH 3D для генерации двух и
трехмерных изображений деталей и сборочных единиц в среде
AMD;
- систему CADMECH 5.13 предназначенную для разработки
чертежей деталей и сборочных единиц в среде AutoCAD R13
расширяющуюся модулем PARAMECH для создания типовых библиотек
унифицированных деталей, модулем ROTATION для создания деталей
типа "тела вращения";
- систему SEARCH для ведения как
сетевого иерархического архива документов предприятия, так и
локальных архивов с возможностью ведения проектов, компоновки
проектов и т.д.
- систему AVS для выпуска текстовых
конструкторских документов СП, ВС, ВП, ПЭ и т.д.; - систему
IMBASE для создания и ведения баз данных стандартных
элементов.
Несомненными преимуществами проектирования в
CADMECH DESKTOP по сравнению с чистым Autodesk Mechanical
Desktop являются:
- более высокое качество достигаемое
за счет использования оригинальных функций системы таких как
динамическая 3D привязка, автоматическое позиционирование ПСК
и т.д., встроенной справочно-информационной базы данных,
встроенных библиотек типовых трехмерных элементов, мощнейшего
инструментария для окончательного оформления чертежей деталей
и сборочных единиц по ЕСКД;
- более высокая скорость;
-
удобство и простота;
- простой переход от двухмерного
черчения к трехмерному моделированию;
Ярко выраженная
комплексность систем входящих в CADMECH DESKTOP дает
пользователю возможность не отходить от традиционных принципов
конструкторского проектирования и получать полный комплект
конструкторской документации в одной среде не прибегая к
использованию разнородных систем. При помощи CADMECH DESKTOP
возможно пройти весь цикл конструкторского проектирования
начиная с регистрации деталей и сборочных единиц в архиве с
автоматическим созданием и отслеживанием проектных связей,
разработки сборочных единиц с автоматической проработкой
деталей, и заканчивая выпуском полноценных спецификаций (СП),
ведомостей покупных (ВП), ведомостей спецификаций (ВС) и
т.д.).
Данная статья посвящена одной из частей общей
системы CADMECH DESKTOP, а именно CADMECH 3D, работающей с
трехмерными конструкциями и их проекциями.
Основные
функции работы с CADMECH в режиме 3D можно разделить на
группы, которым соответствуют панели инструментов:
-
функции группы ЭЛЕМЕНТЫ 3D позволяют генерировать основные
графические элементы наиболее часто встречающиеся при
проектировании деталей и сборочных единиц
- ункции группы УПРАВЛЕНИЕ
позволяют управлять процессом создания сборочного чертежа
- функции группы 2D>3D
ПРЕОБРАЗОВАНИЯ позволяют автоматизировать процесс получения
трехмерной модели на базе двухмерных проекций
- функции группы ОФОРМЛЕНИЕ
позволяют выполнить оформление чертежа, созданного на основе
проекций трехмерной модели, в соответствии с принятыми
стандартами
- функции группы СПЕЦИФИКАЦИЯ
позволяют создать и вывести спецификацию по проектируемому
сборочному чертежу, причем все сведения о деталях, сборочных
единицах, стандартных изделиях и т.д. со сборочного чертежа
передаются в систему формирования спецификаций (AVS)
автоматически. Далее на сборочном чертеже происходит
автоматическая простановка позиций элементов в соответствии со
спроектированной спецификацией
Наличие справочно-информационной
конструкторской базы данных позволяет конструктору оперативно
получить требуемую ему в процессе проектирования информацию и
использовать ее по назначению.
CADMECH обеспечивает
высокую производительность проектирования трехмерных моделей
за счет наличия в системе широкого набора типовых
конструктивных элементов и простого позиционирования этих
элементов как на плоских , так и на цилиндрических
поверхностях модели. При этом нет необходимости отслеживать
место расположения и ориентацию в пространстве системы
координат.
Основные группы генерируемых в системе
конструктивных элементов:
- Элементы типа ВЫСТУПЫ и
БОБЫШКИ
Элементы, генерируемые в системе
CADMECH, выделены на изображении слайдов голубым цветом.
- Элементы типа ВЫРЕЗЫ и
ПАЗЫ
Элементы типа вырезов, пазов,
генерируемые в системе, представлены в слайдовом меню:
Типоразмеры стандартных элементов
(например Станочный паз) могут выбираться из базы
данных.
- ОТВЕРСТИЯ
Выбор типа
отверстия осуществляется из слайдового меню
Основные параметры и способ
задания расположения отверстий задаются в диалоговом окне
Типоразмеры отверстий выбираются
автоматически в зависимости от диаметра крепежного стержня,
наличия цековок, зенковок, необходимости применения шайб и
т.д..
Функции генерации отверстий в системе позволяют
не просто создать отверстие в требуемом месте, но и в случае
необходимости сгенерировать группу отверстий размещенных по
определенным правилам либо относительно контура, либо
относительно точки симметрии.
- Элементы ПРОИЗВОЛЬНОЙ формы
Система CADMECH позволяет создавать собственную библиотеку
3-мерных параметрических элементов деталей и стандартных
изделий и использовать их по своему усмотрению. Для создания
такой библиотеки конструктору не обязательно иметь опыт в
области программирования. Процесс создания сводится к
генерации "плоского" мастер-чертежа (контура будущего
элемента). Далее при помощи модуля PARAMECH проставляются
параметрические размеры, создается модель и автоматически
заносится в слайдовое меню. При необходимости параметры модели
могут быть переданы в базу данных.
Технология
проектирования.
CADMECH DESKTOP предоставляет
пользователю не просто библиотеку функций и конструктивных
элементов, а предлагает технологию, поддерживаемую функциями
системы, которая обеспечивает комплексный подход к проблеме
проектирования в целом. Предлагаемая технология трехмерного
проектирования может быть условно разбита на несколько
этапов.
Этап первый. Регистрация вновь
проектируемого изделия в системе SEARCH.
На данном этапе конструктор
определяет основные сведения о проектируемом узле или детали
(обозначение, наименование и т.д.) и переходит в CADMECH либо
с новым чертежом, либо с выбранным системе SEARCH
прототипом.
Этап второй. Проектирование
сборочной единицы и деталей.
Суть подхода, предлагаемого
CADMECH, состоит в комплексном моделировании сборочного узла
совместно с проектированием отдельных деталей. Проектирование
каждой новой детали начинается с функции "Новая
деталь".
Далее можно приступать к проектированию самой
детали. Если на чертеже уже есть одна или несколько деталей,
то плоскость эскиза для базового элемента новой детали можно
установить на требуемой плоскости уже имеющейся детали.
Например, на чертеже уже имеется деталь 1 и требуется
спроектировать деталь 2 (показана на рис. пунктирными
линиями).
Для этого выбирается из меню
стандартных элементов "Прямоугольный параллелепипед" и
определяется в качестве базовой плоскости для новой детали 2
плоскость на детали 1 После задания базовой точки привязки,
параметров и направления выдавливания генерируется деталь 2.
Причем характерная точка привязки (в данном случае T1)
определяется автоматически при помощи функции 3D привязка.
Таким образом базовый элемент детали 2 сгенерирован с
привязкой к детали 1. Далее данная деталь может быть дополнена
различными элементами (выступы, бобышки,
вырезы...).
Если необходимо соединить детали 1 и 2 при
помощи винта, болта либо штифта , выбирается из меню
"Крепёжные детали" соответствующий тип крепёжного элемента и
задаются все необходимые параметры (диаметр, длина и
т.д.).
Основные виды генерируемых в системе винтов и
болтов представлены в соответствующем слайдовом меню.
В процессе генерации таких
крепежных элементов, как болты, винты, заклепки, штифты и т.д.
осуществляется одновременная генерация соответствующих
отверстий в деталях, соединяемых этими элементами.
Имеется также возможность просто сгенерировать
элементы типа винта, болта с шайбами и гайками вне зависимости
от их расположения в деталях и без генерации
отверстий.
Все стандартные элементы сборочного чертежа,
генерируемые в системе, определяются как локальные компоненты
системы AMD.
В общем случае для генерации крепежного
элемента требуется:
- определить положение плоскости
расположения головки крепежного элемента. Выбор плоскости
крепежного элемента осуществляется путем указания двух ребер
данной плоскости либо или окружности лежащей в данной
плоскости;
- указать последовательно толщины
соединяемых с помощью крепежного элемента деталей;
После завершения ввода толщин
соединяемых деталей выдается информация о суммарной толщине
деталей и толщине последней детали. Такая информация
значительно упрощает выбор длины крепежного
элемента.
Основные установки, необходимые при генерации
крепежных элементов, осуществляются в диалоговом окне
Выбор типоразмеров крепежной
детали осуществляется из базы IMBASE, входящей в комплект
CADMECH DESKTOP, или в динамическом режиме.
Если
установлен режим динамического выбора длины крепежного
элемента , то пользователю предоставляется возможность
визуально задать длину крепежного элемента в режиме
динамического изменения. При этом тело крепежного элемента
динамически изменяется вслед за перемещением курсора, причем
изменение длины элемента происходит дискретно в соответствии
со значениями длины данного крепежного элемента в базе IMBASE.
Если же режим динамического выбора отключен, то для задания
размеров крепежного элемента следует переход к таблице
выбора.
В комплекте с крепежным элементом могут быть
сгенерированы пружинная и плоская шайбы, а также требуемый тип
гайки.
При необходимости CADMECH позволяeт
сгенерировать группу крепежных элементов размещенных по
определенным правилам, т.е. массив.
 В
СБ может быть создано любое количество деталей. Если при
создании новой детали необходимо видеть лишь определённые
детали, а остальные затрудняют чтение модели, то любые детали
могут быть сделаны невидимыми при помощи функции "Отключить
деталь".
 Отключенные
детали затем могут быть включены при помощи функции "Включить
все".
 После завершения проектирования всех или
законченной группы деталей есть возможность выделить каждую из
законченных моделей в отдельный файл. Эта операция
осуществляется посредством функции "Сохранить деталь". При
этом запрашивается имя файла для сохранения детали и
выделяемая деталь регистрируется в архиве системой SEARCH.
 В сборочном чертеже, проектируемом по данной
технологии, можно использовать заранее созданные детали и узлы
на любом этапе проектирования СБ. Для выполнения этой операции
предназначена команда "Вставить деталь". При этом, для поиска
требуемых деталей и узлов можно использовать систему ведения
архивов и проектов SEARCH.
CADMECH DESKTOP содержит
целый ряд функций, позволяющих значительно ускорить и
упростить процесс оформление чертежа, созданного на базе
проекций трехмерной модели. Проекции трехмерной модели
создаются в пространстве листа, что существенно затрудняет
привязку к элементам проекций. Функции системы CADMECH DESKTOP
позволяют генерировать различные элементы оформления чертежа
(оси отверстий, оси симметрии, знаки шероховатости, отклонения
формы и расположения и т.д.) с автоматической привязкой данных
элементов к элементам проекций модели. При изменениях модели и
обновлении проекций модели элементы оформления чертежа будут
автоматически следовать за элементами проекций, с которыми они
связывались в момент создания.
Этап третий. Генерация
спецификации и других текстовых конструкторских
документов.
Система CADMECH DESKTOP позволяет
в процессе создания сборочного чертежа изделия подготовить всю
требуемую информацию и далее автоматически сформировать
спецификации в системе выпуска текстовой документации AVS, а
на основании спецификации автоматически занести позиции
элементов в сборочный чертеж. Функции для работы со
спецификацией вызываются из панели инструментов представленной
на рисунке.
Вся детали и узлы сборочного
чертежа несут на себе информацию для формирования будущей
спецификации(обозначение, наименование, материал...). Данная
информация вносится на этапе регистрации элементов СБ в
системе ведения архива чертежей SEARCH, либо при вставке
детали в чертеж по специальной команде "ВСТАВИТЬ ДЕТАЛЬ".
Информация о стандартных элементах (винты, болты, гайки, шайбы
и т.д.) вносится также в момент их генерации из базы данных
IMBASE.
Для выпуска спецификации конструктору
достаточно лишь сгенерировать полки для требуемых элементов и
вызвать функцию генерации спецификации . Разбиение по
разделам, сортировка, нумерация позиций элементов
осуществляется автоматически.
После окончания выпуска
спецификации следует возврат в чертеж, где осуществляется
автоматическая простановка позиций элементов на чертеже в
соответствии со спецификацией, сформированной в
AVS.
Система AVS позволяет вывести созданную
спецификацию как на принтер, так и графическом виде на
чертеж.
Следует особо отметить, что система AVS
позволяет также генерировать Ведомости покупных изделий ,
Ведомости спецификаций и другие исходящие документы.
Создание трехмерной модели на
базе двухмерных проекций.
Возможность автоматического
получения двухмерных проекций на основании трехмерной модели
имеют практически все системы трехмерного моделирования,
однако наличием обратного процесса, т.е. получения трехмерной
параметрической модели на основании обычного двухмерного
чертежа, могут похвастаться далеко не все. CADMECH DESKTOP
предоставляет такую возможность всем пользователям системы
AutoCAD накопившим уйму двухмерных чертежей.
Процесс
создания трехмерной модели на базе двухмерного чертежа,
выполненного в системе AutoCAD, состоит из трех этапов.
Этап первый.
Подготовка двухмерного чертежа.
Суть данного
этапа состоит в выделении на двухмерном чертеже детали
отдельных видов (проекций) и разрезов.
Для выполнения
данной операции необходимо загрузить в систему CADMECH
требуемый чертеж и использовать функцию СОЗДАТЬ ВИДЫ. На
экране появится диалоговое окно,
в котором необходимо отметить
виды детали имеющиеся на данном чертеже либо виды необходимые
для создания трехмерной модели.
В зависимости от
отмеченных видов, затем рамкой выбора поочередно указываются
примитивы принадлежаще соответствующему виду и базовая точка
вставки вида. После этого чертеж сохраняется средствами
AutoCAD.
Этап второй.
 Создание
базовой трехмерной модели.
На этом этапе необходимо
начать новый чертеж в системе CADMECH DESKTOP и в меню выбора
файлов, выбрать файл, подготовленный на первом этапе. В
зависимости от типа создаваемой модели CADMECH использует
разные алгоритмы построения. Тип модели определяется
пользователем.
- вал
- втулка
- плоская деталь ( детали отличные от валов и втулок)
Все дальнейшие действия по
созданию базовой трехмерной модели выполняются системой
автоматически. Система сама разделяет двухмерный чертеж детали
на отдельные проекции, строит максимальный контур каждой
проекции, определяет максимальные габариты модели и строит по
данным габаритам базовую заготовку, размещает указанные
проекции модели на соответствующих гранях базовой заготовки и
последовательно выдавливает (либо вращает) проекции на базовой
заготовке. В результате всех действий получается трехмерная
базовая модель детали. В некоторых случаях полученная базовая
модель достаточно точно соответствует окончательной модели, в
других случаях базовая модель требует определенной доработки.
После завершения выполнения данного этапа кроме базовой модели
остаются и двухмерные проекции расположенные вокруг базовой
модели в проекционной связи. Примитивы данных проекций могут
быть использованы на следующем этапе для дополнительных
построений.
Следует отметить, что для автоматического
получения модели, двухмерные чертежи должны быть построены
точно с точки зрения геометрии, т.е. по каждой проекции должна
быть возможность построения замкнутого контура и сами проекции
не должны иметь разрывов (в местах видимого сопряжения линий,
дуг и т.д).
рис. 1
Этап третий.
Дополнительные построения.
Дополнительные
построения, вероятно, придется производить после того, как
основной контур трехмерной модели уже сформирован и необходимо
формировать локальные элементы модели типа выступов, бобышек
либо вырезов. Для этих целей система предоставляет
дополнительную функцию , позволяющую параллельно перенести
любые примитивы из двухмерной проекции детали на любую
параллельную плоскость трехмерной модели и создать
дополнительный элемент на базовой модели. Для этого
необходимо:
- указать элементы которые необходимо перенести;
- указать базовую плоскость;
- указать метод создания элемента из профиля
"Выдавливание" либо "Вращение".
|