Solid Edge: эффективное проектирование с повторным использованием данных
Важнейшей задачей для многих производителей является повышение эффективности разработки новых изделий.
Несмотря на преимущества, которые дает технология 3Dпроектирования, большинство CADсистем попрежнему представляются сложными в освоении и применении, а также лишены гибкости в обработке данных из внешних источников. В проведенном в 2008 году независимой аналитической фирмой Aberdeen Group исследовании под названием «Оптимальные приемы перехода от 2D к 3D» описываются пять основных проблем, с которыми сталкиваются пользователи традиционных трехмерных CADсистем. Три из них напрямую связаны с самой CADсистемой. Это касается времени, затрачиваемого на создание новых моделей, налаживания сложных взаимосвязей между CADсистемами и возможности работы с данными в трехмерной CADсистеме.
Рис. 1. Требуемая высота детали (а) нарушается при добавлении основания (б). Синхронная технология позволяет сохранить замысел конструктора (в) благодаря тому, что конструктивными элементами можно управлять независимо от времени их создания
Возникновение этих проблем зачастую может быть обусловлено самой технологией, лежащей в основе трехмерной CADсистемы. Наиболее распространены системы с историей построения, когда все операции записываются и воспроизводятся во время каждого этапа редактирования. Чтобы управлять изменением, пользователь должен добавлять правила или связи, определяющие воссоздание модели. Если всё сделано правильно, то можно вносить в конструкцию автоматизированные изменения, однако это требует тщательного предварительного планирования процесса построения модели.
Дополнительное использование синхронной технологии при работе с импортированными 3D-данными
Инспектирование: инспектор геометрии, согласно заданным допускам, выявляет в системе Solid Edge такие ошибки, как слишком малые грани, выбросы и расщепления
Оптимизация: функция оптимизации геометрии упрощает определение основанных на В-сплайнах поверхностей, корректирует кромки и заменяет поверхности, похожие на поверхности типа «катящийся шарик», путем точного построения сопряжений поверхностей методом катящегося шарика
Изменить: функция системы Solid Edge для распознавания конструктивных элементов автоматически выявляет и переопределяет цилиндрические контуры как изменяемые отверстия и массивы |
Связи между конструктивными элементами не передаются между системами в ущерб повторному использованию. Менее распространенные системы с открытым и прямым моделированием не фиксируют конструктивные элементы или связи, что повышает быстродействие и расширяет возможности редактирования, но снижает уровень автоматизации. Отсутствие конструктивных элементов упрощает редактирование импортированных данных, но ни один из подходов не решает всех стоящих перед проектировщиком проблем. Синхронная технология, имеющаяся только в системе Solid Edge компании Siemens PLM Software, позволяет объединить преимущества параметрического моделирования с быстродействием и гибкостью прямого моделирования.
Ускорение создания моделей благодаря сокращению сроков предварительного планирования. Основная концепция синхронной технологии заключается в том, что конструктивные элементы рассматриваются как независимые, не требуя определенных управляющих правил или связей. На этапе проектирования нужно меньше усилий на предварительное планирование, при этом конструктивные элементы при необходимости можно изменять. Для наглядности на рис. 1а показана опора, высота которой, отмеченная красным цветом, всегда должна оставаться равной 50. В ходе проектирования (рис. 1б) была добавлена лапа крепления, изза чего ограничение по высоте нарушилось. Чтобы избежать перерасчета начальной высоты для пригонки такой опоры, с помощью синхронной технологии проектировщик может добавить размеры ко всей модели и внести необходимые изменения. Такая возможность фактически исключает предварительное планирование, поскольку в исходный замысел, если нужно, можно внести коррективы.
Быстрое внесение изменений в замысел конструктора. Инженерам часто приходится адаптировать существующие модели в соответствии с пожеланиями заказчика. Взаимосвязи в проектировании являются ключом к внесению предсказуемых и автоматизированных изменений. Загвоздка в том, чтобы сохранить связи, оставив при этом возможность выполнять незапланированные изменения. Необходим особый подход, чтобы внести их, согласуя при этом непредвиденные изменения.
Прямое моделирование допускает гибкость в изменениях, но отсутствие связей мешает применению изменений к нескольким областям. На рис. 2 для повторного использования выбран обработанный на станке компонент. Изначально верхняя монтажная поверхность была создана для конкретной конструкции, а теперь должна быть приспособлена к новым условиям. В отличие от анализа дерева построения для определения отправной точки, синхронная технология позволяет пользователю задавать нужную форму любой поверхности. Технология текущих правил поддерживает строгие геометрические условия; размер оставшейся верхней поверхности остается неизменным, даже если правила не были заданы. Такое сочетание автоматизированных и гибких изменений с использованием синхронной технологии позволяет проектировщикам адаптировать старые детали к новым условиям.
Рис. 2. Одиночная поверхность перемещается, а синхронная технология определяет и поддерживает остальную геометрию
Рис. 3. Одиночная поверхность перемещается, а синхронная технология определяет и поддерживает остальную геометрию
Рис. 4. Мобильныйпросмотрщик Solid Edge, который можно бесплатно загрузить с портала Apple AppStore, поддерживает совместную работу проектировщиков через iPad
TOP-TECH: подготовка геометрии в CAD-системе для автоматизированного проектированияTOPTECH Dzialalnosc NaukowoBadawcza Sp. zo. o. (TOPTECH) является семейным предприятием, проектирующим и изготавливающим промышленных роботов и обрабатывающее оборудование. В последние годы эта польская компания придерживается стратегии непрерывного совершенствования, повышая свое мастерство и оказывая специализированные услуги по конструкторской разработке, позволяющие заказчикам развивать свой бизнес. Основными клиентами компании являются предприятия, перед которыми стоят сложные конструкторские задачи. Основное направление компании TOPTECH — выполнение расчетов с помощью систем для инженерного анализа (CAE) на основе расчета методом конечных элементов (МКЭ) как дополнение к численному моделированию впрыска полимеров. Однако для расчетов в САЕсистемах с МКЭ может требоваться CADгеометрия очень хорошего качества. «Прежде чем мы получим CADгеометрию, предназначенную для расчета в системе CAE, она уже может быть нарушена, например в ходе серии передач со сменой установленного формата на нейтральный, — поясняет Адам Буджыньский (Adam Budzynski), технический директор TOPTECH. — Зачастую геометрию нужно упрощать для ускоренного получения более надежных результатов. Однако это не единственное требование. Многие наши заказчики желают вносить значительные изменения в проектируемые в CADсистемах модели изделий, чтобы улучшить параметры впрыска. Мы должны учитывать и эти их пожелания. Поэтому перед использованием данных в расчетах методом конечных элементов мы должны решать важные задачи, связанные с исправлением, упрощением или изменением геометрии в среде CAD». Благодаря системе Solid Edge компании TOPTECH удалось обойти конкурентов, значительно повысить свою производительность, усовершенствовать оказываемые конструкторские услуги и привлечь новых клиентов, предъявляющих серьезные требования к разработкам. «Одним из наиболее важных достоинств системы Solid Edge является существенное повышение скорости обработки данных при проектировании и расчетах. Она до 10 раз выше, — заявляет Буджыньски. — С помощью Solid Edge мы легко ускоряем и упрощаем решение основных задач в CADсистеме, что позволяет нам сосредоточиться на повышении уровня обслуживания клиентов, а не на рутинных операциях. Удобство и возможность проще реализовывать проекты в CADсистеме дают нам явное преимущество перед конкурентами. Теперь мы способны выполнять всё более сложные и сопровождающиеся всё более высокими требованиями заказы, что значительно повышает прибыль нашего предприятия». |
Автоматически фиксируемый замысел конструктора упрощает повторное использование импортированных данных. Для экономии времени инженеры повторно применяют модели, созданные коллегами или поставщиками. Большинство 3Dсистем включают средства передачи геометрических данных для импортирования моделей сторонних разработчиков, но при этом устраняются связи между конструктивными элементами — это дает «глухую» геометрию. Если CADсистема не была настроена на сохранение геометрических связей касательных, соосности и перпендикулярности, то редактирование не обеспечивает ожидаемых результатов, требуя определенной доработки. При редактировании с помощью синхронной технологии происходит обращение к модели и, как следствие, обновляется только та геометрия, которая имеет связи, что повышает гибкость и производительность. На рис. 3 показана импортированная модель, в которой одно ребро нужно переместить. Сохранение толщины осуществляется путем добавления фиксированного размера, а затем еще одного размера для корректировки его положения.
С помощью синхронной технологии обнаруживаются и автоматически обновляются другие, копланарные ребра.
Для более продуктивной разработки новых изделий необходимы инструментальные средства проектирования, помогающие ускорить проектирование при более эффективном повторном применении данных. Конкурирующие технологии хорошо справляются только с чемто одним, поэтому проектировщики вынуждены искать обходные пути. Синхронная технология включает всё необходимое для автоматизированного проектирования и при этом позволяет быстро вносить изменения. В итоге производители могут сосредоточиться главным образом на проектировании и в меньшей степени — на его инструментах.
Синхронная технология позволяет быстро и гибко вносить изменения и повторно использовать конструктивные данные, однако не каждый, кому нужно предоставить данные для конструктивных изменений, имеет доступ к CADсистеме. Для поддержания совместной работы проектировщиков за пределами среды CADсистемы применяется бесплатный просмотрщик Solid Edge Viewer (рис. 4). Кроме того, начиная с версии ST5, помимо приложения для ПК, доступен бесплатный просмотрщик для iPad.
Если вы желаете опробовать систему Solid Edge в течение 45 дней или загрузить бесплатный просмотрщик, посетите страницу www.siemens.com/solidedge.
