Обзор возможностей параметрического проектирования в системе БАЗИС

Павел Бунаков

Основная задача любой САПР — оптимизировать процесс разработки проекта в некоторой области, объединяя в нем требования заказчиков и идеи проектировщиков. Изделия мебельной промышленности отличаются тем, что в них сложно выделить группу критериев, в соответствии с которыми заказчик будет оценивать проект. Во многих случаях эстетические характеристики превалируют над показателями функциональности. Это выдвигает специфические требования к CAD­модулям САПР корпусной мебели: они должны быть одновременно и конструкторскими, и дизайнерскими программами. А если учесть, что большинство мебельных предприятий относятся к сфере малого бизнеса, где часто нет жесткого разделения специалистов по профессиональным обязанностям, то они должны быть еще и технологическими программами. Это одна из причин того, что абсолютное большинство мебельных предприятий используют в работе специализированные САПР.

Второй причиной является специфика изделий корпусной мебели, как объекта автоматизированного проектирования. Проектировщики, работающие в этой области, вынуждены учитывать взаимоисключающие требования, определяемые тем, что у каждого проекта есть конкретный заказчик со своим уникальным набором пожеланий. Это означает, что проект должен быть разработан быстро, но при этом безошибочно, быть оригинальным, но максимально использовать типовые решения. В системе БАЗИС для разрешения этих противоречий разработано два CAD­модуля:

• БАЗИС­Мебельщик, ориентированный на проектирование любых изделий корпусной мебели;
• БАЗИС­Шкаф, предназначенный для работы с достаточно широким, но ограниченным классом изделий, которые имеют строго определенную структуру.

Другими словами, это модули универсального и параметрического проектирования. Универсальный характер модуля БАЗИС­Мебельщик не позволяет реализовывать эффективные алгоритмы повышения скорости моделирования и контроля ошибок выполнения проектных операций, зато он может работать абсолютно с любыми изделиями. Модуль БАЗИС­Шкаф ориентирован на вполне определенный круг изделий, но позволяет быстро создавать модели с высоким уровнем безошибочности за счет автоматического выполнения целого ряда трудоемких проектных операций.

Рис. 1. Угловой шкаф

Назначение модуля

Название модуля БАЗИС­Шкаф не совсем точно определяет его предназначение. Оно характеризует всего лишь одну группу изделий, с которой можно работать. Это иногда сбивает специалистов с толку. На самом деле понятие «шкаф» не имеет ничего общего с привычным представлением о шкафе как изделии для хранения одежды. В данном случае оно указывает лишь на конструктивные особенности проектируемого класса изделий: наличие внешнего корпуса и внутреннего наполнения. Примерами могут служить такие непохожие друг на друга, но попадающие под понятие «шкаф» изделия, как угловой шкаф для одежды (рис. 1) и компьютерный стол с навесной полкой (рис. 2).

Рис. 2. Компьютерный стол

Еще одно заблуждение, касающееся модуля БАЗИС­Шкаф, состоит в том, что он актуален только для предприятий, выпускающих типовую мебель. Это верно ровно наполовину. Действительно, для предприятий по выпуску кухонной мебели или шкафов­купе он является идеальным решением. При непосредственном контакте с заказчиком выбирается типовая модель, задаются конструктивные параметры в соответствии с его требованиями, автоматически формируется пакет документов и заказ уходит в производство или выполняется на уровне складской программы. Быстро, наглядно, безошибочно. Однако целевая аудитория модуля БАЗИС­Шкаф гораздо шире, что показала практика его применения мебельщиками.

Известно, что даже при создании эксклюзивных моделей конструкторы и дизайнеры широко используют всевозможные типовые изделия и решения. Более того, получившее широкое распространение позаказное промышленное производство мебели основано на доработке и адаптации стандартных изделий к интерьеру и требованиям заказчика, а также дополнении их различными декоративными элементами. Это открывает широкую дорогу совместному использованию модулей БАЗИС­Мебельщик и БАЗИС­Шкаф для сокращения сроков разработки заказываемых изделий, повышения производительности труда конструкторов и технологов, а также минимизации количества ошибок в проектах и повторных согласований с заказчиком. Иными словами — для повышения конкурентоспособности предприятия.

Технология работы в этом случае следующая. После выяснения требований заказчика конструктор или дизайнер выделяет типовую составляющую проекта и быстро реализует ее в модуле БАЗИС­Шкаф. Затем полученный «полуфабрикат» модели передается в модуль БАЗИС­Мебельщик, где выполняются все индивидуальные доработки. Подобное двухуровневое проектирование позволяет объединить преимущества универсального и параметрического подходов. Дополнительные преимущества дает возможность создания типовых схем выполнения проектных операций, реализованная в модуле БАЗИС­Шкаф. Примерами могут служить типовые схемы конструкции корпуса, облицовки кромок панелей или расстановки крепежа.

Формирование корпуса шкафа

Формирование корпуса — это первый шаг построения модели. В модуле БАЗИС­Шкаф предусмотрено три типа корпусов: прямой, угловой и встроенный.

Прямой корпус является наиболее распространенным вариантом. Он представляет собой комбинацию из двух вертикальных (стойки), двух горизонтальных (крышка и дно) и нескольких фронтальных (задняя стенка) панелей, образующих нишу прямоугольной формы. В качестве дополнительных элементов корпуса могут задаваться монтажные и цокольные планки. Присутствие в конкретной модели тех или иных элементов корпуса является необязательным, за исключением вертикальных стоек. Например, в модели компьютерного стола, показанного на рис. 1, корпус образован двумя стойками и крышкой.

Рис. 3. Окно формирования корпуса углового шкафа

Рис. 4. Окно формирования наполнения секций

При моделировании углового шкафа помимо конструкции корпуса определяется структура и набор элементов внутреннего наполнения (рис. 3). В отличие от прямого шкафа количество вертикальных стоек может быть от двух до четырех. Внутреннее наполнение распределяется по секциям, количество которых — от одной до трех. Наличие элементов внутреннего наполнения и их конструктивные параметры задаются отдельно для каждой секции. Это позволяет значительно расширить множество моделируемых конструкций. В качестве элементов внутреннего наполнения могут выбираться стационарно закрепляемые или съемные горизонтальные панели, штанги и панели жесткости. На рис. 4 показано окно формирования наполнения средней секции углового шкафа.

Понятие встроенного шкафа позволяет моделировать часто встречающиеся на практике ситуации, когда двери устанавливаются в имеющуюся в помещении нишу или часть помещения планируется использовать в качестве гардеробной комнаты. В некоторых случаях для этого требуется установить несколько узких горизонтальных или вертикальных панелей, образующих конструкцию, называемую обвязкой (рис. 5).

Рис. 5. Окно формирования обвязки встроенного шкафа

Моделирование внутреннего наполнения прямого шкафа

Моделирование внутреннего наполнения существенно различается для прямого и углового шкафа. В угловом шкафе оно определяется параллельно с определением конструкции корпуса. Для прямого же шкафа реализован диалоговый режим работы.

Для моделирования внутреннего наполнения определяется понятие секции. Она представляет собой часть внутреннего пространства изделия, которое расположено между двумя вертикальными и двумя горизонтальными панелями, жестко соединенными между собой. Все элементы внутреннего наполнения устанавливаются в некоторую секцию и в дальнейшем ассоциируются с ней. Это означает, что при любых изменениях размеров секции они изменяются соответствующим образом.

Первоначально построенный корпус шкафа интерпретируется как единственная секция. После установки любой горизонтальной или вертикальной панели появляется еще одна секция. Отметим, что съемные полки не образуют новых секций. При установке элементов внутреннего наполнения они с учетом конструктивных параметров точно «вписываются» в габариты выбранной секции.

Внутреннее наполнение шкафа формируется установкой вертикальных стоек, горизонтальных стационарных и съемных полок, панелей жесткости, выдвижных ящиков и ящичных секций, вертикальных трубчатых стоек и штанг для одежды.

Панели жесткости представляют собой фронтальные панели, устанавливаемые между вертикальными стойками. Установка каждой панели уменьшает глубину соответствующей секции, что приводит к автоматическому изменению размеров всех панелей, которые стыкуются с ней.

Одним из распространенных элементов внутреннего наполнения являются выдвижные ящики. В составе системы БАЗИС есть специальный программный модуль — Мастер ящиков. Он позволяет моделировать любые конструкции ящиков с любыми системами выдвижения. При установке ящиков в модуле БАЗИС­Шкаф достаточно указать нужную секцию и задать некоторые технологические параметры, например зазоры между вертикальными кромками фасада и боковинами секции для вкладного варианта установки. Прежде чем разместить ящики на модели, выполняется анализ возможности их корректной установки в заданную секцию с учетом всех возможных ограничений.

Моделирование дверей

Во многих случаях на шкаф устанавливаются двери. Возможности их моделирования подробно рассматривались в предыдущем номере (см. «САПР и графика», № 11’2015). При установке дверей на модель шкафа автоматически выполняется ряд операций, призванных минимизировать возможные ошибки. Например, для смежных распашных дверей корректируется смещение от пласти среднего щита для исключения пересечения панелей, а также изменяется расположение петель на среднем щите.

В процессе установки дверей определяется необходимость и величина «подрезки» всех элементов внутреннего наполнения с целью сохранения корректности модели. На рассчитанную величину все элементы внутреннего наполнения шкафа подрезаются внутрь, а глубина шкафа при этом не изменяется. На рис. 6 показан вариант шкафа­купе с комбинированными дверями, на рис. 7 — тот же шкаф, но без дверей. Видно, что все внутреннее наполнение уменьшилось в размерах на величину заглубления дверей.

Рис. 6. Шкаф с раздвижными дверями

Рис. 7. Шкаф без дверей

Расстановка крепежа и облицовывание торцов

Все операции установки и редактирования панелей сопровождаются анализом необходимости нанесения облицовочных материалов на их торцы и соединения с ранее установленными панелями заданными элементами крепежа.

Как правило, в изделиях корпусной мебели облицовочный материал (кромка) наносится на открытые торцы (те, которые не прикрепляются жестко к пласти другой панели) с целью придания им декоративного вида и исключения испарений формальдегида, входящего в состав связующего вещества в древесно­стружечных панелях. Такие торцы определяются автоматически, и на них наносятся заранее заданные облицовочные материалы, причем для лицевых и нелицевых торцов они могут быть разными.

По аналогичной схеме работает алгоритм расстановки крепежа: места стыковки панелей определяются автоматически, и в зависимости от типа панелей они скрепляются тем или иным крепежом. Количество элементов крепежа на стык определяется автоматически по заранее заданному критерию (рис. 8). Возможно задание одного из трех видов базирования:

Рис. 8. Окно задания крепежа

• симметричное, предполагающее размещение элементов крепежа симметрично относительно середины стыка панелей, с соблюдением фиксированного или минимально допустимого отступа от начала стыка;
• от начала стыка со стороны тыльного среза шкафа с фиксированным отступом от него и соблюдением минимального отступа от противоположного стыка;
• от начала стыка со стороны фронтального среза шкафа с фиксированным отступом от него и соблюдением минимального отступа от противоположного стыка.

Дополнительно каждый элемент крепежа может сопровождаться наличием двух автоматически реализуемых опций:

• установка шкантов внутрь стыка на заданном расстоянии от основного элемента крепежа;
• замена основного элемента крепежа альтернативным элементом в случае невозможности сборки изделия с использованием только основного крепежа.

Дополнительные конструкции

Достаточно часто шкафы могут иметь одну из двух дополнительных конструкций: антресоль или угловую секцию. Они тем или иным способом стыкуются с основным шкафом, частично повторяя часть его параметров, и строятся автоматически. Остальные параметры задаются для них индивидуально. Например, ширина антресоли всегда совпадает с шириной шкафа, а ее глубина и высота могут быть любыми.

Под антресолью понимается мебельная конструкция, расположенная над основным шкафом, возможно с некоторым отступом. Под это понятие попадает, например, навесная полка над компьютерным столом, приведенная на рис. 2.

Угловая секция — это конструкция, которая пристыковывается к левой и/или правой боковине шкафа. Ее высота и глубина совпадают с высотой и глубиной шкафа, а наполнением служат стационарно закрепляемые горизонтальные панели. На рис. 9 показан прямой шкаф с правой угловой секцией, а на рис. 10 — угловой шкаф с двумя угловыми секциями.

Рис. 9. Шкаф с угловой секцией

Рис. 10. Угловой шкаф с двумя угловыми секциями

Заключение

Совместное использование модулей БАЗИС­Мебельщик и БАЗИС­Шкаф позволяет оптимальным образом объединить их достоинства. Типовые модели изделий, быстро и безошибочно созданные в модуле БАЗИС­Шкаф, при необходимости оперативно передаются в модуль БАЗИС­Мебельщик, где может быть выполнена любая их конструктивная доработка.

Именно в существенном повышении скорости проектирования и уменьшении вероятности возникновения субъективных ошибок заключается основное назначение модуля параметрического проектирования БАЗИС­Шкаф. Анализ опыта его применения на ряде мебельных предприятий показал эффективность подобного подхода. 

Все представленные модели разработаны Станиславом Лебедевым (фабрика мебели «Целлер», г.Киселёвск

САПР и графика 12`2015