Моделирование сборок в T-FLEX CAD
Сборочная модель
Очевидно, что большинство выпускаемых предприятиями изделий принадлежит к категории сборок. С этим вынуждены считаться разработчики программ проектирования, в том числе и те, кто занимается поддержкой трехмерного моделирования. Однако разработчикам сборочные модели доставляют немало головной боли. Во-первых, в отличие от отдельной детали, в сборке приходится иметь дело с геометрическим представлением ряда взаимодействующих иерархически организованных объектов, что гораздо сложнее. Во-вторых, из-за большого объема данных и сложных вычислений начинают сказываться ограничения в производительности компьютера и объеме памяти. Поэтому требуются специальные обходные механизмы. В-третьих, необходимо разрабатывать инструменты и математический аппарат привязки отдельных деталей друг к другу, что представляет собой довольно сложную задачу. В-четвертых, требуется обеспечить возможность проектирования деталей как по отдельности, так и непосредственно в сборке на основе других деталей. Организовать это в рамках единой схемы создания модели чрезвычайно непросто. В-пятых, необходимо поддерживать ассоциативную связь между моделями отдельных деталей и сборкой таким образом, чтобы при изменении одного их этих элементов другой также был изменен. В-шестых, алгоритмы получения чертежей как проекций сборочных моделей значительно сложнее, чем для отдельных деталей.
Помимо этого, требуется создание дополнительных функциональных возможностей, таких как проверка на взаимное пересечение, «разборка» модели, создание анимационных роликов, генерация спецификации и т.д.
Система T-FLEX CAD известна своими мощными параметрическими возможностями. Поэтому при создании функций моделирования сборок перед командой разработчиков помимо упомянутых выше встала еще одна проблема — обеспечить наличие в функциях построения 3D-сборок того же уровня функциональности в области параметризации, который имеется в других направлениях — создании чертежей и моделировании отдельных деталей. Трехмерная сборка в T-FLEX CAD является полностью параметрической — она состоит из отдельных параметрических деталей, связанных между собой. Это означает, что при изменении размера или положения какой-либо детали параметры других будут автоматически скорректированы.
Важно отметить, что, в отличие от других известных систем моделирования, в T-FLEX CAD нет разделения файлов на чертежи, 3D-детали и 3D-сборки. Все данные хранятся в одном файле и организованы по единой схеме, не требующей искусственного разделения, вызванного очевидной сложностью задачи.
T-FLEX CAD может работать со сборками, не ограниченными ни количеством деталей, ни иерархией их организации. При этом каждой детали может быть назначен свой материал. Он будет учитываться при расчете массинерционных характеристик и создании штриховок в области сечения при генерации чертежей или проекций.
Интересной возможностью является использование деталей для выполнения булевой операции (вычитание, сложение, пересечение) с другими объектами. Таким образом, можно реализовать 3D-элемент (feature) любой формы, в том числе и параметрически изменяемый. При этом если деталь состоит, в свою очередь, из нескольких деталей, то булева операция может быть задана как с отдельным телом, так и со всеми объектами детали, когда, например, требуется одной операцией пробить отверстие в наборе объектов, составляющих деталь.
Параметрические возможности
Все элементы в системе T-FLEX CAD являются параметрическими. Это значит, что в любой момент можно изменить положение или значения параметров элемента чертежа или модели с автоматическим обновлением данного и связанных с ним элементов. За счет этого T-FLEX CAD позволяет добиваться существенного роста эффективности при редактировании моделей. Система сама отслеживает взаимные связи и проводит необходимые изменения в модели. При этом сам процесс пересчета организован оптимально, чтобы не тратить время на пересчет не затрагиваемых изменениями участков.
Фотореалистичное изображение модели в разобранном виде, выполненное в T-FLEX CAD
Важной функцией является обеспечение параметрической связи между файлами детали и файлом сборочной модели, в которую эта деталь входит. T-FLEX CAD позволяет проводить обновление сборки при изменении детали, и наоборот — обновление детали, если ее параметры были переопределены в сборочном чертеже, который изменился.
T-FLEX CAD автоматически корректирует положение и размеры всех деталей при изменении параметрической сборочной модели
Схема привязки деталей друг к другу также организована в рамках общей параметрической методологии. Пользователи выбирают геометрические элементы (грани, ребра, точки) сборки и детали для расположения и привязки детали в сборочной модели. Эта привязка будет автоматически обновляться при параметрическом изменении элементов сборки.
Проектирование «сверху вниз»
Этот тип проектирования используется конструкторами очень часто. Ведь не всегда можно сразу создать отдельную деталь вне контекста того, как она будет расположена в сборке. Поэтому разработчиками T-FLEX CAD в дополнение к схеме проектирования от деталей к сборке в новой версии T-FLEX CAD 7.0, использующей ядро Parasolid фирмы Unigraphics Solutions, был реализован обратный механизм проектирования — от сборки к детали. По этой схеме конструктор создает проект сразу как сборочный. Детали проектируются в рамках одной и той же сборки, причем их геометрические элементы (грани, ребра и т.д.) могут быть использованы для проектирования других деталей. При этом, естественно, доступен весь арсенал средств моделирования. В любой момент деталь может быть выгружена в отдельный файл и использована для получения чертежей или для вставки в другие сборки. При этом она остается в исходной сборке и будет автоматически обновляться. Это значит, что деталь сначала можно задать в сборке в упрощенном виде, затем выгрузить как деталь в отдельный файл, с помощью операций моделирования добавить необходимые элементы, после чего она автоматически будет откорректирована в сборке. То же самое произойдет и в обратной ситуации. Если параметры, определяющие деталь в сборке, изменить, то деталь будет модифицирована не только в сборочной модели, но и в отдельном файле-детали, в который она выгружена.
Сборочная модель и деталь, спроектированная в контексте сборки
Дополнительные возможности
Помимо инструментов, поддерживающих непосредственно создание сборочных моделей, в T-FLEX CAD реализован набор целого ряда сервисных функций, помогающих при проектировании сборок. Для каждой детали сборки можно задать перемещение, которое будет учитываться при выводе сборки в разобранном виде. Сборку можно рассечь плоскостью обрезки для того, чтобы было удобнее исследовать ее внутреннюю структуру.
Сечение плоскостью позволяет анализировать внутреннее устройство модели
T-FLEX CAD позволит проверить компоненты сборки на взаимное пересечение. В случае объемных моделей, требующих больших ресурсов, можно заменить детали на их графическое представление. Структура сборки отслеживается в дереве модели, по которому можно получить быстрый доступ к детали любого уровня. Команда фотореалистичного изображения выведет качественную картинку с учетом материалов каждой детали. Мощная подсистема создания спецификаций автоматически сгенерирует спецификацию, которая будет параметрически связана с моделью. По трехмерной модели можно получить двухмерные чертежи — виды, разрезы и сечения.