Павло Демидов, продакт-менеджер, ЗАТ «Нанософт»
Синхронна технологія є способом моделювання, що поєднує в собі переваги прямого і параметричного моделювання і компенсує їх недоліки.
При параметричному моделюванні основою геометрії моделі є параметри її конструктивних елементів, а також зв'язку між цими параметрами. Зв'язки між конструктивними елементами задаються ієрархічно і зазвичай відображаються в так званому дереві моделі. Таким чином, конструктивні елементи виявляються взаємозалежними і зв'язуються відносинами «батько-нащадок», тобто зміни батьківського елемента також зачіпають похідні від нього елементи.
Перевагою такого підходу є передбачуваність поведінки моделі при зміні її параметрів. Однак в складних моделях таку передбачуваність можна забезпечити, лише ретельно продумавши стратегію її побудови. Найчастіше, при незначних на перший погляд помилки, найменші зміни можуть привести до краху моделі, і проектувальнику виявляється простіше перебудувати модель заново з новими параметрами.
Пряме моделювання має на увазі безпосередню роботу з гранями, ребрами і вершинами моделі (переміщення і обертання), без жорсткого завдання зв'язків між ними. Такий підхід є більш гнучким для редагування, проте не дозволяє в повній мірі контролювати модель.
З урахуванням перерахованих переваг і недоліків, компанією Siemens PLM Software був розроблений підхід, що поєднує в собі елементи прямого і параметричних моделювання і отримав назву «синхронна технологія».
В Solid Edge з синхронної технологією конструктивні елементи є незалежними і зберігаються не в дереві моделі, а в Навігаторі (рис. 1).
Мал. 1. Навігатор моделі, що містить конструктивні елементи
Елементи по суті є наборами граней, тому їх редагування або видалення тягне лише локальний перерахунок моделі, а не її перестроювання в цілому. Тому редагування і перерахунок елемента буде займати однакову кількість часу незалежно від того, створено цей елемент в моделі першим або останнім.
У синхронної технології реалізований принцип створення двомірних ескізів прямо в середовищі тривимірного моделювання (рис. 2), що дозволяє користувачеві економити час на переході в середу окрему редагування ескізу, як це реалізовано в параметричних CAD.
д)
Мал. 2. Процес створення прямокутного виступу: а) вибір площині ескізу; б) створення прямокутного ескізу; в) завдання розмірів ескізу; г) видавлювання ескізу на задану відстань; д) результат.
Мал. 3. Редагування конструктивного елементу за допомогою керуючого розміру
Ставлячи одні керуючі розміри фіксованими, а інші - вільними, і вказуючи базу для розміру при його зміні, можна гнучко редагувати модель. Приклад такого редагування наведено на рис. 4. У першому випадку габаритний розмір і розмір виступу (200 мм і 50 мм) є фіксованими і виділені червоним (рис. 4, а). При зміні габаритного розміру з 200 до 250 мм розмір виступу не змінюється (рис 4. б). Якщо розмір виступу є вільним (рис. 4, в), то при зміні габаритного розміру розмір виступу також змінюється (рис. 4, г). Грань, виділена червоним кольором, є базовою при зміні габаритного розміру в обох випадках.
в) ----- г)
Мал. 4. Управління геометрією за допомогою базових і фіксованих розмірів
Задавати керуючі розміри при необхідності можна прямо на 3D-моделі, а не на ескізі (рис. 5).
Мал. 5. Визначення розміру на моделі
Редагування граней в синхронній середовищі Solid Edge також можна здійснювати за допомогою елемента «Рульове колесо» (рис. 6), за допомогою якого можна переміщати і обертати обрані грані.
Мал. 6. Інструмент «Рульове колесо»
Поведінка моделі при цьому визначається так званими «Поточними правилами» - технологією автоматичного розпізнавання і підтримки геометричних зв'язків моделі (рис. 7)
Мал. 7. Панель «Поточні правила»
Наприклад, якщо поточний правило «Зберегти симетрію щодо базової площини ZX» включено, то при повороті однієї з граней інша грань, симетрична відносно площини ZX, буде повертатися на той же кут (рис. 8).
Мал. 8. Поворот межі при включеному поточному правилі «Зберегти симетрію щодо базової площини ZX»
Якщо це поточне правило відключено, буде повертатися тільки одна грань (рис. 9).
Мал. 9. Поворот межі при вимкненому поточному правилі «Зберегти симетрію щодо базової площини ZX»
Зміна досить складних конструктивних елементів (отвори, масиви, заокруглення, тонкостінні оболонки - так звані процедурні елементи) здійснюється редагуванням їх початкових параметрів, а не переміщенням / обертанням відповідних цим елементам граней (рис. 10).
Мал. 10. Зміна параметрів отвори з Цековки
Керуючі розміри, поточні правила та процедурні елементи є елементами параметричного моделювання, які дозволяють редагувати модель передбачувано і точно.
Завдяки незалежності конструктивних елементів, геометрію моделі можна редагувати за допомогою знайомих інструментів «Копіювати», «Вирізати» і «Вставити», що прискорює процес проектування шляхом використання існуючих напрацювань (рис. 11).
Оскільки модель в синхронній середовищі Solid Edge є набором граней, а не будується на основі дерева моделі, то для роботи з геометрією, створеної в сторонніх САПР, не потрібно конвертації даних в «рідній» для Solid Edge формат. Редагування імпортованої геометрії буде здійснюватися за допомогою тих же інструментів, що і для геометрії, створеної безпосередньо в Solid Edge. На рис. 12 наведено приклад редагування деталі, імпортованої з формату STEP.
в) ----- г)
Мал. 12. Редагування імпортованої геометрії: а) вид вихідної моделі; б) переміщення межі; в) зміна ухилу; г) видавлювання верхньої межі зі збереженням кута нахилу
Досить складні моделі проектувальник може створювати в звичній параметричної середовищі, яка в Solid Edge називається звичайної середовищем (рис. 13).
Мал. 13. Навігатор моделі, що містить синхронні і звичайні конструктивні елементи
Можлива конвертація елементів зі звичайної середовища в синхронну (рис. 14).
Мал. 14. Переміщення конструктивного елементу зі звичайної середовища в синхронну
Таким чином, поєднуючи в собі елементи прямого і параметричного моделювання, синхронна технологія дозволяє реалізувати задум користувача за допомогою зручних інструментів, у багато разів скорочуючи процес проектування.