Моделирование мебельной фурнитуры в системе БАЗИС

Павел Бунаков

На российском рынке представлен широчайший ассортимент корпусной мебели самых различных стилей: от нестареющей классики до ультрасовременного модерна. Подобное разнообразие позволяет удовлетворить любые вкусы, предпочтения и пожелания покупателей. При этом, большинство мебельных предприятий использует практически одни и те же материалы (по разным оценкам, от 80 до 90% мебели производится из древесно­стружечной плиты) и технологические процессы их обработки. Возникает резонный вопрос: за счет чего достигается подобное разнообразие? Безусловно, важную роль в этом играет квалификация дизайнера, но не менее важным является использование огромного количества различной фурнитуры, которая сегодня имеет не только функциональное значение, но и становится определяющим элементом дизайна мебельных изделий.

В общем случае фурнитура представляет собой изделия, предназначенные для выполнения двух основных задач:

• обеспечение функциональности мебели и ее элементов (лицевая или декоративная фурнитура);
• соединение элементов мебели (крепежная фурнитура или крепеж).

Такое разделение типов фурнитуры до некоторой степени условно, поскольку отдельные элементы фурнитуры могут выполнять одновременно обе задачи.

Существует огромное множество видов фурнитуры: ручки, различного рода крепежные элементы, механизмы выдвижения ящиков и открывания дверей, опоры, штанги для одежды, светильники и т.д. Практически постоянно появляются ее новые виды, усложняется конструкция, изменяется дизайн и цветовая гамма. Эксперты мебельного рынка единодушны в своих прогнозах: в ближайшие годы будет наблюдаться значительное повышение насыщенности мебели самыми различными элементами фурнитуры, в том числе сложными механическими и электронными устройствами.

Проблемы моделирования фурнитуры

Характерной чертой любой мебельной фурнитуры является обязательная связь с одним или несколькими элементами изделия или группы изделий. Например, ручки устанавливаются, как правило, на фасадах, а механизмы раздвижения соединяют двери с верхней и нижней горизонтальной панелью. Количество возможных схем соединений постоянно увеличивается с появлением все новых и новых видов фурнитуры. С учетом огромного разнообразия дизайнерских решений от производителей для каждой схемы соединения становится очевидным, что прямое моделирование всего ее ассортимента разработчиками САПР корпусной мебели малоэффективно.

Классификация фурнитуры по производителям и функциональному назначению позволяет систематизировать структуру библиотек, однако не решает всех проблем, связанных с их большими размерами. Помимо этого разработчики САПР всегда оказываются в роли «догоняющих», стараясь оперативно расширять библиотеки фурнитуры по мере появления новых ее видов.

По этим причинам перспективной представляется разработка специализированного программного обеспечения, которое позволило бы пользователям самостоятельно создавать такие элементы фурнитуры, которые актуальны именно для их предприятия. Конечно, это требует дополнительных затрат, но позволяет решить проблему независимости САПР от поставщиков фурнитуры в принципе.

Моделирование фурнитуры

Применительно к моделированию в системе БАЗИС фурнитура представляет собой трехмерные объекты произвольной формы, располагаемые на панелях. Понятие фурнитуры рассматривается достаточно широко. Например, удобно для моделирования оформлять вырезы под типовые элементы, такие как мойки, смесители, варочные поверхности, в качестве фурнитурных изделий. Вместе с тем и сами изделия встраиваемой техники следует рассматривать как фурнитуру.

Крепеж представляет собой фурнитурные изделия, предназначенные для скрепления мебельных элементов между собой. Примерами крепежа могут служить различного рода стяжки, шурупы, петли и т.п. При моделировании мебельных изделий используется несколько типов крепежа, которые различаются между собой способом (схемой) сопряжения панелей, например пласть — пласть1 или пласть — торец.

Методика работы с фурнитурой в системе БАЗИС предполагает возможность использования двух типов фурнитуры:

• параметрическая фурнитура, представляющая собой типовые элементы, входящие в базовую поставку модуля БАЗИС­Мебельщик;
• произвольная фурнитура, для создания которой можно использовать весь функционал геометрического моделирования системы БАЗИС.

С точки зрения установки, обработки и учета оба вида фурнитуры идентичны. Различие между ними заключается в следующем.

Множество стандартной параметрической фурнитуры охватывает все основные ее классы. Оно разбито на группы по принципу позиционирования на панели и схемы сверления отверстий. Например, для использования крепежного элемента типа «уголок» (рис. 1) необходимо наличие двух панелей, пересекающихся под углом, при этом на каждой из них сверлится определенное количество отверстий, базирующихся по заданной схеме.

Рис. 1. Схема крепежа типа «Уголок»

Используя параметры любой группы, можно создать свою группу, однако изменить схему установки нельзя. Приведем пример. Существует фурнитура для крепления съемных полок, которая устанавливается по той же схеме, что и уголки. Для ее моделирования создается новая группа «полкодержатели», но в качестве базовой (родительской) группы указывается группа «уголки» (рис. 2). В результате этого при установке элементов новой группы по всем документам (спецификации, смета материалов и т.д.) они будут проходить именно как полкодержатели, хотя правила их установки соответствуют уголкам.

Рис. 2. Создание новой группы

Алгоритм установки параметрического крепежа на модель изделия зависит от его типа. Допустим, необходимо скрепить две панели при помощи стяжки. В окне выбора фурнитуры (рис. 3) находим нужный тип стяжки. Далее в соответствии со схемой установки указываем:

• пласти одной или нескольких панелей, которые необходимо закрепить;
• пласти одной или нескольких панелей, к которым будут крепиться указанные ранее панели;
• положение элементов крепежа.

При установке автоматически проверяется корректность задания исходных данных, в частности параллельность панелей каждой группы, взаимная перпендикулярность расположения скрепляемых панелей, возможность установки каждого элемента крепежа. В примере, приведенном на рис. 4, одной командой установлено сразу 12 стяжек, причем все они «выровнены» по вертикали (для наглядности установлен режим «полупрозрачного» отображения).

Рис. 3. Окно выбора фурнитуры

Рис. 4. Одновременная установка множества стяжек

Построение произвольной фурнитуры

Универсальным и мощным инструментом моделирования в системе БАЗИС является возможность создания произвольных моделей фурнитуры без программирования, в интерактивном режиме, во многом похожем на обычную работу с трехмерными объектами. Слово «произвольная» говорит о том, что при ее создании не налагается никаких ограничений ни на внешний вид, ни на схему сверления отверстий. Например, кухонная мойка (рис. 5) с точки зрения алгоритма установки моделируется элементом фурнитуры, поскольку требует наличия панели и отверстия в ней. Заметим, что понятие отверстия трактуется очень широко — это «вырез» любой формы. 

Рис. 5. Пример произвольной фурнитуры

Для создания произвольной фурнитуры используется специальное окно. Первой операцией является задание основных параметров (рис. 6): наименования, артикула, цвета и режима отображения на модели. Главным на этом этапе является выбор одного из шести способов установки создаваемого элемента фурнитуры на изделие:

1. В указанную пользователем точку с заданной ориентацией.
2. На пласть панели. При установке задается пласть панели, две координаты, определяющие положение на  плоскости и угол поворота. По такой схеме устанавливаются ручки, опоры, мойки и многие другие элементы фурнитуры.
3. На две непараллельные панели с установкой на пласти обеих панелей. Данная схема характерна для установки таких крепежных элементов, как уголки, дверные петли, механизмы подъема дверей и т.п. Некоторые элементы подобного типа предполагают неперпендикулярное примыкание панелей. В этом случае для анализа корректности установки задается диапазон допустимых значений угла примыкания.
4. На две перпендикулярные панели с установкой на пласть одной панели и на торец другой панели. К элементам этой группы относится большое количество популярной крепежной фурнитуры, а именно, винты, эксцентриковые и другие стяжки, шканты и т.д. 
5. На две параллельные панели с установкой по торцам обеих панелей. Как правило, это элементы, предполагающие «сращивание» панелей, например, при помощи шкантов. Кроме того, по этой же схеме устанавливаются петли с углом раствора 180°.
6. На две параллельные панели с установкой на пласти обеих панелей. Типичный представитель элементов этой группы — направляющие выдвижных ящиков. Сегодня они насчитывают не один десяток типов, но все они, включая и те, которые еще только разрабатываются, относятся к данной группе. Точно по такому же принципу устанавливаются и трубчатые штанги для одежды, а также популярные сейчас пантографы.

Данные варианты охватывают все возможные способы установки фурнитуры.

Рис. 6. Окно параметров произвольной фурнитуры

Для примера рассмотрим создание некоторой уникальной ручки. После выбора всех параметров формируется модель обобщенной панели в соответствии с заданными габаритами. В центре ее располагается обозначение начала системы координат. Это говорит о том, что именно данная точка будет точкой привязки создаваемого элемента фурнитуры.

Дальнейшая работа заключается в том, чтобы смоделировать схему сверления и максимально «правдоподобно» показать внешний вид. Это достигается использованием практически всего аппарата построений, реализованного в системе БАЗИС. Единственное исключение состоит в том, что нельзя использовать вложенные элементы фурнитуры.

Создадим схему сверления из одного сквозного отверстия, расположенного в начале системы координат. Указываем точку, вводим диаметр отверстия и выбираем тип — сквозное. В этом случае на панелях любой толщины при установке ручки данного типа будет сверлиться именно сквозное отверстие, а параметр «глубина отверстия» будет использоваться исключительно для отображения. Все отверстия могут в последующем редактироваться как индивидуально, так и в групповом режиме.

Помимо глухих и сквозных отверстий можно ставить отверстия, тип которых определяется автоматически. Он используется в тех случаях, когда тип отверстия заранее неизвестен, а определяется по факту установки. Например, некоторый элемент фурнитуры предназначен для скрепления по схеме «пласть — пласть» двух и более панелей. В этом случае формируется несколько соосных отверстий: в первых панелях — сквозные, а в последней — сквозное или глухое. По отношению же к элементу фурнитуры есть одно отверстие, проходящее через несколько панелей, тип которого определяется из соотношения глубины отверстия и суммарной толщины панелей.

Следующий шаг заключается в построении внешнего вида ручки. Для этого после выбора материала можно использовать весь инструментарий 3D­моделирования системы БАЗИС: построение произвольных тел вращения и тел выдавливания, создание тел по траектории, выполнение логических операций над трехмерными телами и многое другое. Созданный элемент фурнитуры сохраняется в специальном каталоге и устанавливается на изделие точно так же, как и параметрическая фурнитура, то есть с автоматическим формированием всего набора заданных отверстий.

Как показывает опыт работы многих мебельных предприятий, в большинстве случаев достаточно упрощенного изображения фурнитуры. Если прорисовывать ее со всеми подробностями, то «излишняя перегруженность» моделей изделий приведет к замедлению работы с ними. 

При построении тех элементов фурнитуры, которые состоят из двух частей — подвижной и неподвижной (например, направляющих, стяжек для неперпендикулярных панелей и т.п.), дополнительно указывается, какая часть является подвижной (рис. 7).

Рис. 7. Указание подвижных элементов

Фурнитура от производителей

Для ускорения работы с фурнитурой от известных производителей разрабатываются специальные интерфейсы и библиотеки. В качестве примера рассмотрим работу с фурнитурой BLUM2 и BOYARD3.

Специалистами компании BLUM разработана программа DYNAPLAN, предназначенная для проектирования корпусов и заказа фурнитуры. Это специализированный модуль, ориентированный для работы именно с фурнитурой BLUM. Он обеспечивает расстановку фурнитуры с анализом ее корректности в соответствии с техническими условиями, предотвращая тем самым возможность возникновения субъективных ошибок. Интерфейс БАЗИС — DYNAPLAN позволяет организовать двусторонний обмен информацией по следующей схеме:

• построение корпусов выполняется в системе БАЗИС — в модуле универсального проектирования БАЗИС­Мебельщик, либо в модуле параметрического проектирования БАЗИС­Шкаф;  
• расстановка фурнитуры производится в системе DYNAPLAN, имеющей для этого все необходимые возможности;
• готовая модель изделия возвращается обратно в систему БАЗИС для дальнейшей обработки и передачи в производство.

Интерфейс организован таким образом, что исключаются любые потери и искажения информации, столь характерные при экспорте/импорте моделей в CAD­системах. Объединение двух систем в единый комплекс существенно расширяет их функциональные возможности, позволяя оптимально использовать сильные стороны каждой из них.

Компания BOYARD выбрала другой способ интеграции, разработав специализированную базу данных своей фурнитуры в формате системы БАЗИС. Она позволяет оперативно, без лишних временных и трудовых затрат подобрать для моделируемой мебели необходимые артикулы из ассортимента декоративной и крепежной фурнитуры BOYARD в соответствии с функциональным назначением, используемыми материалами и потребностями клиентов.

Методика работы с фурнитурой в системе БАЗИС реализована таким образом, чтобы в процессе проектирования свести действия конструктора до логического минимума:

• выбор типа фурнитуры;
• указание панелей;
• определение положения элементов фурнитуры в торце панели или на ее поверхности.

Все остальное, включая анализ допустимости операции, выполняется автоматически, что исключает большое количество ошибок, обычно возникающих при работе с фурнитурой. При необходимости в любой момент можно заменить один тип фурнитуры на другой для конкретного элемента, группы элементов или всего изделия. Это позволяет варьировать цену изделия при работе с клиентом и создавать широкий спектр моделей мебели, адаптированных под любые мебельные производства и технологии.

Чтобы получить полное представление о возможностях моделирования фурнитуры в системе БАЗИС, необходимо ознакомиться и с новым ее типом — составной фурнитурой, но это тема для отдельной статьи.  

САПР и графика 10`2013