Solid Edge ST7

Эл Дин

Solid Edge — одна из наиболее продуманных систем 3D-моделирования и разработки изделий. Эл Дин (Al Dean) изучил нововведения, реализованные в версии Solid Edge ST7. По его мнению, и у синхронной технологии, и у остального функционала системы имеются резервы для дальнейшего развития.

Программный продукт Solid Edge от компании Siemens PLM Software присутствует на рынке уже 18 лет и за это время сменил ряд владельцев, сохраняя при этом неизменной свою базовую концепцию. Основная идея — создать 3D САПР для моделирования и разработки изделий, работающую в среде ОС Windows. За почти два десятка лет, в течение которых возникали и исчезали самые разнообразные маркетинговые инициативы, система обрела массу поклонников.

С появлением синхронной технологии в 2008 году решение получило широкую известность на волне интереса к инструментам прямого редактирования геометрии. С течением времени технология постепенно совершенствовалась, углублялась ее интеграция с традиционными средствами моделирования на основе дерева построения. При этом и сегодня система Solid Edge продолжает оставаться в центре внимания. С выпуском каждой новой версии появляется интерес проследить направления развития данной САПР для машиностроения. Давайте этим и займемся.

Улучшения в инструментах выполнения измерений в версии ST7 позволяют проводить измерения
как параметров геометрических объектов, так и расстояний между ними

Общие улучшения

Начнем с изменений в новейшей версии, которые будут полезны практически каждому пользователю, независимо от отрасли и применяемых процессов проектирования.

Пользовательский интерфейс системы Solid Edge развивается на протяжении последних пяти или шести версий. Время значительных изменений прошло, но реализованы некоторые улучшения и дополнения, облегчающие жизнь и повышающие производительность труда существующих пользователей системы (новые пользователи, разумеется, никакой разницы не заметят).

Пожалуй, наиболее полезные нововведения коснулись инструментов измерений. В любой САПР предусмотрены средства для измерения как параметров геометрических тел, так и расстояний между ними. Иногда такие средства сложно найти, а иногда они мешают, загораживая изображение. Это относилось и к системе Solid Edge до версии ST7.

Начиная с версии ST7 инструменты измерений выводятся на экран только при необходимости, что облегчает выполнение измерения расстояний между объектами. Полученные результаты можно суммировать и сохранять на экране окно с необходимыми значениями, пока в этом есть потребность.

Еще одно обновление, которое понравится многим, — возможность создания 3D­эскизов при помощи расширенного множества объектов и без построения вспомогательной геометрии (плоскостей и пр.).

Новые инструменты построения отверстий позволяют создавать резьбы
по стандартам DIN, ISO и ANSI

Фактически каждый элемент строится на динамически размещаемой плоскости, которая затем перемещается далее, позволяя добавлять дополнительные элементы эскиза уже в другом направлении. В качестве элементов могут применяться и отрезки и дуги, благодаря чему можно строить скругления.

Для инженеров, проектирующих трубопроводы, жгуты электропроводки и аналогичные узлы, такой функционал — просто манна небесная. Разумеется, вы по­прежнему можете строить сплайны сложной формы, проходящие через точки, не лежащие в одной плоскости. Это делается при помощи более сложных инструментов, которые присутствуют в системе уже много лет.

Появился и ряд улучшений в базе данных свойств материалов, которая встроена в систему Solid Edge. База данных была переработана и теперь содержит гораздо больший объем информации по каждому материалу, а число представленных материалов значительно выросло. Интересно, что разработчики предусмотрели возможность добавления описаний материалов из онлайновых библиотек, в частности — из MatWeb.

В плане соблюдения стандартов были переработаны инструменты построения отверстий. Если в предыдущих версиях крепеж и отверстия под него создавались отдельно, то теперь это делается более интеллектуальным способом. В диалоговом окне создания отверстий задаются и параметры крепежных элементов, которые будут вставляться в новое отверстие. При этом форма резьбы задается в соответствии с основными международными стандартами, включая DIN, ISO и ANSI.

Последнее заметное улучшение общего характера заключается в том, что появилась возможность задания длины отдельного элемента эскиза (или группы элементов). Это особенно удобно при работе со стандартизованными трубами, ремнями и т.д.

Работа со сборками

В плане работы со сборками помимо общих обновлений (которые нередко относятся к режимам построения и деталей, и сборок) были переработаны и инструменты, предназначенные именно для сборок.

Пожалуй, наиболее полезной окажется возможность копирования элементов сборки вдоль кривой. Данная функция работает так же, как в эскизе, но управляет размещением не конструктивных элементов одной детали, а разных деталей в сборке.

Например, можно взять деталь (или подсборку) и разместить ее копии вдоль кривой (либо группы кривых).

Представьте себе подсборку гусеницы землеройной машины или, скажем, составной ремень либо цепь сложной конструкции. Вместо того чтобы создавать отдельные экземпляры каждого звена такой цепи, их можно скопировать по заданной траектории. Они сохраняют положение и ориентацию, как если бы на них были наложены сопряжения, но при этом в случае внесения изменений не придется выполнять огромный объем вычислений.

Теперь стало возможным строить развертки моделей, не являющихся листовыми телами, что позволяет оценить материалоемкость изделия

Еще одно нововведение в инструментах построения сборок продолжает работу, начатую в версиях ST5 и ST6, и заключается в расширенной поддержке облегченных представлений больших и сложных сборок.

Наши постоянные читатели (и опытные пользователи Solid Edge) вспомнят, что речь идет о все более широком применении инструментов построения так называемых оболочек, или упрощенных представлений сборок. Реализация данной функции в системе Solid Edge позволяла либо заменять сборку на единый «кусок» геометрии, заданный граничными поверхностями и имеющий точно такую же форму, как исходная сборка, либо заменять все элементы сборки на призматические тела.

Проблема заключалась в том, что, хотя подобные облегченные представления и позволяли более эффективно загружать и просматривать сложные модели, но при этом терялась связь с составом и метаданными, связанными
с деталями исходной сборки.

В новой версии стало возможным получать данную информацию (в виде состава сборки, в том числе и при создании спецификации на упрощенную сборку в среде чертежа) без необходимости загрузки полного представления сборки.

Еще одно значительное нововведение в среде построения сборок версии ST7 относится к управлению проведением изменений. В системе Solid Edge были предусмотрены инструменты управления данными (мы скоро о них поговорим) на основе платформ SharePoint или Teamcenter, но групповое управление изменениями без наличия формализованного подхода к управлению данными не представляется возможным.

Новые инструменты позволяют отслеживать изменения деталей или подсборок (выше или ниже текущего уровня), которые могут привести к полному перестроению модели.

Это помогает выявлять такие случаи (при загрузке модели или выделении различных частей сборки) и выборочно определять, была ли изменена сборка.

Нововведения в синхронной технологии

Ни одна версия системы Solid Edge не обходилась без улучшений в синхронной технологии. Синхронная технология появилась довольно давно (шесть лет назад) и времена существенных изменений в ней уже прошли, но постоянное совершенствование, направленное на повышение интеллектуальности имеющихся инструментов и эффективности работы пользователей, продолжается.

Среди значительных изменений в новой версии — функция поиска массивов конструктивных элементов внутри других массивов, что позволяет при необходимости редактировать параметры как всего массива в целом, так и его отдельных элементов.

Кроме того, в системе появились команды создания геомет­рических примитивов: призм, цилиндров и сфер. Разумеется, такое построение можно было выполнять и в предыдущих версиях, но новые средства работают гораздо быстрее. Перетащите элемент, вытяните его, создавая нужную форму, — и готово.

Еще одно нововведение в синхронной технологии относится к распознаванию фасок. Как и ранее, построение и редактирование фасок и скруглений обычными инструментами прямого моделирования затруднительно, особенно когда речь идет о достаточно сложной геометрии.

Новая функция предварительно распознает ребра и грани, образующие фаски (или, наоборот, не являющиеся фасками), что позволяет затем отредактировать определение фаски как конструктивного элемента, задать или изменить его размеры и пр.

Новые дублирующие компоненты позволяют создавать сборки с повторяющимися компонентами
без выполнения объемных вычислений

Проектирование деталей из листового металла

Система Solid Edge всегда являлась эффективным средством для работы с листовыми деталями. При этом интеллектуальные средства построения листовых тел появились в ней гораздо раньше, чем в конкурирующих системах моделирования общего назначения. Разработчики не собираются почивать на лаврах: в новой версии среда моделирования и редактирования листовых тел существенно обновлена.

Как ни странно, первое из рассматриваемых нововведений во многих других системах уже некоторое время существует. Речь идет о построении внешней формы листового тела на основе твердотельной модели, а затем ее преобразовании в листовую модель.

Предназначенные для этого инструменты удобны и просты: все делается одной командой Преобразовать деталь в листовое тело. При этом пользователь задает параметры материала (радиус сгиба, обработку углов и пр.), а затем указывает основание тела (первый элемент листа).

Модель создается выбором ребер, превращаемых в сгибы, а после нажатия клавиши R выбираются ребра, «разрываемые» при построении развертки тела.

По завершении команды создается интеллектуальная модель листового тела, которая сохраняет связь с исходной твердотельной моделью (что позволяет быстро проводить изменения) и которую можно преобразовать в развертку с созданием рабочей документации, передаваемой в производство.

Еще одно нововведение в работе с листовыми телами относится к построению разверток на основе твердотельных, а не листовых моделей. Вы можете взять тонкостенную деталь со стенками одинаковой толщины (построенную в Solid Edge либо импортированную) и развернуть ее, указав всего несколько параметров.

В результате получается 2D­контур. Он может иметь некоторые погрешности на границах, но вполне пригоден для решения разнообразных задач оптимизации раскроя — это относится как к раскрою тканей, так и к штамповке металла. Данная функция отлично согласуется с инструментами штамповки, появившимися в версии ST6, которые позволяют «вдавить» формообразующий инструмент и получить штампованную или кованую деталь проще, чем при использовании обычных методов построения твердотельных моделей.

Технология визуализации KeyShot

Уже около десяти лет в системе Solid Edge имеются встроенные средства построения фотореалистичных изображений. Они были основаны на созданном компанией Lightworks модуле, отличавшемся несколько избыточной сложностью (побочный эффект встраивания в пользовательский интерфейс, предназначенный для решения конструкторских задач, а не для визуализации). Данная проблема является общей практически для всех современных 3D CAD­систем.

В версии ST7 эта опция претерпела изменения. Инструменты, используемые ранее, остались, но теперь, судя по всему, компания Siemens PLM Software будет предоставлять своим заказчикам доступ к технологии KeyShot, созданной компанией Luxion.

Большинство читателей знакомы с технологией KeyShot, значительно упростившей получение фотореалистичных изображений и анимации с применением простого перетаскивания, а не задания многочисленных параметров в сложных диалоговых окнах.

Возможности построения 3D-эскизов значительно расширились

Если вы используете версии Solid Edge Premium или Classic, то теперь у вас появится доступ к модулю KeyShot. В интерфейс Solid Edge включена пара новых значков, при помощи которых текущая модель отправляется в модуль KeyShot для построения фотореалистичного изображения. Разумеется, предусмотренная в модуле KeyShot технология LiveLinking поддерживает созданную связь, поэтому все изменения в конструкции передаются в изображения.

Модуль KeyShot в системе Solid Edge выполняет визуализацию в реальном времени (размером 2,1 мегапиксела, что соответствует изображению 920Ѕ1080 пикселов), а также автономно с построением изображения любого требуемого пиксельного размера. При этом модуль старается учесть выбранные в системе Solid Edge материалы деталей. В модуле отсутствуют средства создания анимаций, имеющиеся только в версии KeyShot Pro, но он может визуализировать отдельные кадры, создаваемые встроенными в систему Solid Edge средствами анимации.

Следует отметить еще ряд моментов. Во­первых, модуль KeyShot следует устанавливать на рабочем месте, привязанном к лицензии Solid Edge. Во­вторых, несмотря на привязку к лицензии, при выпуске обновлений модуля KeyShot их разрешено загружать и устанавливать.

Нужно упомянуть и о том, что пакетная лицензия на модуль KeyShot не включает трансляторы для импорта файлов из различных систем. Передача данных выполняется средствами системы Solid Edge. Наконец, если вы уже используете систему KeyShot, то у вас появится дополнительная лицензия и возможность обмена файлами в формате BIP (собственный формат модуля KeyShot) между двумя модулями.

Построение чертежей

В завершение рассмотрим еще две области, которые хотя и не являются самыми привлекательными, но не менее важны, чем уже упомянутые средства моделирования.

Прежде всего речь идет о построении чертежей. Ни одна новая версия 3D CAD­системы не может считаться полноценной без улучшений и дополнений в средствах построения чертежей.

Версия ST7 содержит усовершенствования в ряде областей. Во­первых, появились новые, полностью автоматизированные инструменты простановки и выравнивания ординатных размеров при выборе элементов рамкой: размеры автоматически перемещаются и аккуратно выравниваются.

Еще одно улучшение относится к инструментам аннотирования простановки размерных и геометрических допусков и конструкторских баз. В новой версии связь допуска с базой стала ассоциативной: при изменении базы текст в рамке геометрического допуска обновится.

Последние два нововведения касаются размещения видов на листе чертежа. Во­первых, улучшено отображение видов: при перемещении вида вместо прямоугольных границ выводится его полноценное изображение. Во­вторых, в многолистовые чертежи можно включать подсборки и детали из сборки. Благодаря этому вся чертежная документация на сборку хранится в одном файле, что заметно упрощает управление данными.

Управление данными

В завершение рассмотрим изменения в инструментах управления данными. Как вы помните, встроенное в систему Solid Edge решение по управлению данными на основе системы SharePoint (Solid Edge SP) появилось в предыдущей версии.

Данное решение основано на стандартной версии системы SharePoint и обеспечивает поддержку сложных взаимосвязей между деталями, сборками и чертежами, а также не менее сложных рабочих процессов разработки и изготовления изделий.

В новой версии Solid Edge модуль SP обновлен, особенно в части визуализации данных, а также просмотрщика взаимосвязей, графически отображающего иерархические связи в сборках.

Теперь можно выводить карточки со свойствами сразу для нескольких объектов, на которых представлены метаданные, связанные с этими объектами. Такие карточки имелись и в предыдущей версии, но одномоментно допускалось просматривать лишь одну из них.

Еще одно заметное улучшение связано с тем, что при полном сохранении возможности создания формализованных рабочих процессов иногда приходится создавать и что­то нестандартное.

Теперь можно быстро и без сложной подготовки задать рабочий процесс коллективного выполнения задачи.

Заключение

Полагаю, что в данной статье нам удалось сделать полный обзор нововведений, обновлений и улучшений версии Solid Edge ST7. Интересно, что разработчики анализируют имеющиеся инструменты и постоянно находят новые способы повышения их эффективности. Хорошим примером может служить работа, связанная с улучшением ряда основных способов моделирования: это и 3D­эскизы, и работа с листовыми телами, и новые возможности синхронной технологии.

Кроме того, разработчики полностью переработали ряд областей. Самый яркий пример — построение фотореалистичных изображений.

Конечно, в модуле Solid Edge Virtual Studio+ можно получать более­менее качественные изображения, однако, как и любое другое встроенное в CAD­систему средство визуализации, данный модуль является весьма сложным и ресурсоемким.

Внедрение модуля KeyShot — шаг в правильном направлении. И хотя воспользоваться им смогут лишь обладатели лицензий уровня Classic и Premium, это удачное предложение, которое окажется полезным для очень многих заказчиков. Ведь построение фотореалис­тичных изображений уже не является исключительной прерогативой промышленных конструкторов, а становится все более обыденным делом для инженеров самых различных отраслей промышленности.
В целом версия ST7 показывает, что развитие и совершенствование системы Solid Edge продолжается, а именно это и привлекает многих пользователей.

Solid Edge — надежная система, которая не только помогает разрабатывать изделия и выпускать конструкторскую документацию, но и обеспечивает взаимодействие с другими этапами процесса проектирования, например с численным моделированием (мы его не рассматривали), визуализацией или особой технологической подготовкой. 

Эта статья была впервые опубликована в июне 2014 года в журнале DEVELOP3D (www.develop3d.com).

САПР и графика 8`2014