Что такое синхронная технология проектирования и Solid Edge

При вопросе выбора САПР для приборо- и машиностроения, большинство из нас сразу вспоминают такие программы, как: SOLIDWORKS, КОМПАС и Autodesk Inventor. Некоторые даже вспоминают такие программы, как Catia, T-FLEXCAD и даже пионера Pro/Engineer.

Однако, все чаще я стал слышать от вас вопросы относительно программы Solid Edge.

Почему нужны перемены?

Опытные пользователи знают, что при параметрическом проектировании существует ряд трудностей, которые в достаточной мере затрудняют работу. Например, такие как:

• Трудности в понимании чужих проектов, длительное изучение дерева построения.
• Необходимость вносить значительные изменения в дереве модели при изменении конструкторского замысла, а порой, и полное перестроение модели.
• Сложность поиска необходимого элемента в дереве построения.
• Необходимость в изменении модели влечет за собой внесение изменений в эскиз.
• Полная потеря истории построения при переносе в другие САПР.

Solid Edge

Solid Edge – САПР для машиностроения от компании Siemens PLM Software, в которой наряду с параметрическим моделированием (как в традиционных САПР) реализовано так называемое вариационное прямое моделирование. Данная технология получила название «синхронная технология» или «синхронное моделирование».

Что такое синхронная технология и в чем ее основные преимущества

1. Управляющие 3D-размеры

При традиционном подходе создание/редактирование простого 3D-элемента выполняется при помощи поэтапного задания/изменения геометрии его 2D-эскиза и параметров построения. Синхронная технология реализует принципиально иной подход – построение 2D-эскиза происходит непосредственно в среде 3D-моделирования, то есть эскиз строится в 3D-пространстве модели, и здесь же накладываются геометрические ограничения.

Построенная на базе такого эскиза 3D-геометрия как бы «поглощает» эскиз, а заданные в нем размеры мигрируют в 3D-модель и становятся так называемыми управляющими 3D-размерами, с помощью которых можно непосредственно и динамически управлять геометрией 3D-модели, не обращаясь к более не нужному 2D-эскизу.

Данный эскиз помещается в специальную коллекцию «Использованные эскизы», откуда может быть удален или взят для повторного использования. Эскиз, таким образом, больше не управляет построенным конструктивным элементом.

Управляющие 3D-размеры подразделяются на фиксированные (выделены красным цветом) и свободные (выделены синим цветом). Обе эти группы размеров допускают редактирование пользователем, но первые не могут изменяться в результате внешнего управления, например, вследствие перемещения граней.

Сочетание применения размеров этих двух видов позволяет гибко управлять геометрией и вместе с тем поддерживать конструкторский замысел, оставляя фиксированными контролируемые размеры. При этом не имеют значения история построения модели и место создаваемого/изменяемого конструктивного элемента в ней, то есть порядок добавления размеров и связей остается исключительно на усмотрение конструктора. Значения размеров могут задаваться непосредственно на модели, а также браться из уравнений и внешних таблиц.

2. 3D-связи

На конструкцию модели, в том числе и на импортированную геометрию, можно накладывать 3D-связи, полностью аналогичные 2D (симметрия, копланарность и т. д.). Группа этих связей помещается в специальную коллекцию «Связи» синхронной модели. Благодаря таким связям осуществляется параметризация любой геометрии в необходимом объеме, без накладывания лишних ограничений.

3. Развитые механизмы работы с импортированной геометрией

Разнообразие решаемых задач и направлений проектирования изделий, а также существующих на рынке и применяемых на различных предприятиях САПР и, соответственно, форматов данных часто ставит перед проектировщиками задачу, подразумевающую импорт в свою САПР модели изделия в стороннем формате – то есть в формате заказчика или, например, аутсорсинговой компании.

Работа с данными такого стороннего формата в САПР разработчика, как правило, невозможна – требуется процедура конвертации данных в «родной» формат, при котором неизбежно полностью или частично теряется информация о конструктивных элементах и дереве построения.

Синхронная технология позволяет импортировать стороннюю геометрию из различных форматов и работать с ней, адаптируя под необходимые требования, так же легко, как и с геометрией, созданной в «родной» системе.

Поскольку отсутствуют жесткие ограничения на поддержание дерева модели и иерархии конструктивных элементов, импортируемая геометрия рассматривается системой как собственная, с небольшими ограничениями.

4. Технология автоматического нахождения и поддержания связей в 3D-модели – «Текущие правила»

Данная технология является одной из основ синхронного моделирования. Пользователю не нужно задавать геометрические связи вручную – система сама выполнит их поиск и будет отслеживать при изменении 3D-геометрии модели.

Это позволяет автоматически поддерживать конструкторский замысел, повышает гибкость редактирования и избавляет пользователя от необходимости самому накладывать очевидные геометрические ограничения на модель (например, копланарность граней при перемещении одной из них.

По умолчанию поддерживаются поиск и отслеживание таких связей, как горизонтальность/вертикальность, копланарность, касательность, концентричность, симметрия.

При необходимости набор связей может быть расширен (добавлены параллельность, перпендикулярность, равенство радиусов и прочее). Важно, что этот принцип работает и с импортированными данными. Автоматическое распознавание связей значительно облегчает, в частности, редактирование геометрии групп элементов – выполнение действия над одним из элементов группы автоматически применяет его и к остальным.

5. Хранение конструктивных элементов в коллекции

Синхронная технология предусматривает хранение конструктивных элементов, представляющих собой набор граней, не в дереве модели, а в коллекции.

Отсюда следует еще одна важная особенность синхронной технологии – возможность локальной перестройки модели (изменения порядка, перетаскивания граней, изменения значения 3D-размера) только там, где это необходимо, без полного пересчета модели.

Это дает проектировщику возможность сосредоточиться на конструкторском замысле, а не на поиске наиболее эффективного способа модификации модели.

То, что при пересчете модели во внимание принимаются не все присутствующие в ней ограничения и связи, а только те из них, которые непосредственно задействованы в изменяемых конструктивных элементах, существенно сокращает время обновления модели.

6. Процедурные конструктивные элементы

Для построения сложных конструктивных элементов, требующих определенного уровня параметризации, в рамках синхронной технологии присутствует механизм процедурных элементов.

К таким элементам относятся, в частности, отверстия, тонкостенные оболочки, массивы, фаски/скругления и прочее. Построение подобных элементов ведется с помощью диалогового процесса задания параметров, а не прямого моделирования.

Например, для отверстия задаются его тип, размер и расположение, для оболочки – толщина, для скругления – радиус и т. д. Полученные элементы, однако, не связываются друг с другом отношениями «родитель–потомок», поэтому их редактирование не ведет к перестройке всей модели, и она может обновляться локально.

Подводя итог, можно заключить, что синхронная технология позволяет реализовать более естественный подход к проектированию, чем традиционное параметрическое проектирование. Она дает возможность вносить в конструкцию ограничения и накладывать геометрические и размерные связи по мере построения модели, оставляя не нужные на данном этапе связи и размеры неопределенными. Проектировщику нет необходимости обладать законченным конструкторским замыслом на начальном этапе проектирования – этот замысел может реализовываться постепенно, подвергаться изменениям и гибко трансформироваться в широких пределах непосредственно во время проектирования.

* Материал взят из книги, которую можете скачать по этой ссылке.