1 - 2002

Рубикон пройден. Что дальше?
Выходу пятой версии Autodesk Inventor посвящается…

Андрей Серавкин

Большинство вещей, которые сегодня успешно делаются,
были прежде объявлены невозможными.
Л. Брендис

Больше, мощнее, но проще

Немного о проектировании деталей

После сборки доработать напильником…

Поделись с соседом

Красиво жить не запретишь

А можно теперь я сам?

И в заключение…

Autodesk Inventor, справедливо названный при рождении Рубиконом, стремительно развивается — не за горами уже пятая версия этой действительно уникальной системы. Уникальность ее определяется прежде всего:

  • простотой освоения и производительностью. Всего один день потребуется начинающему пользователю, чтобы научиться работе с пакетом. А научившись, он сможет проектировать изделия в самые сжатые сроки;
  • новейшими технологиями. При разработке Autodesk Inventor использовались новейшие разработки компании Autodesk и других лидеров в области информационных технологий, в том числе Microsoft и SGI. В результате появились такие возможности, как адаптивное проектирование, работа с изделиями объемом более 13 тыс. деталей, эффективное использование оперативной памяти, уникальное графическое ядро, построенное на основе технологии Microsoft-SGI Farenheit;
  • возможностью коллективной работы над проектом. Встроенные средства Autodesk Inventor обеспечивают группе проектировщиков все необходимое для одновременной разработки элементов одного изделия. А стандартные трансляторы и поддержка формата DWG позволяют работать совместно с проектировщиками, использующими другие САПР.

Итак, чем же порадует нас пятая версия Autodesk Inventor?

Больше, мощнее, но проще

Возможностей больше, пакет мощнее, а работать в нем стало значительно проще. Именно так можно охарактеризовать изменения, произошедшие в Inventor R5.

Autodesk Inventor поддерживает проектирование и сверху вниз (от сборки к компонентам), и снизу вверх (от деталей к сборке), и комбинированное (основные детали проектируются отдельно и вставляются в сборку, а остальные проектируются уже в рамках сборки). На мой взгляд, всегда удобнее идти сверху вниз или применять комбинированную технологию. Тем более что многие из проектируемых в 3D изделий уже существуют в двухмерном виде, в том числе и в чертежах AutoCAD. Открыв такой чертеж в Inventor как основу нового проекта или предварительно набросав эскизный проект изделия, конструктор сразу получает представление о том, как должно выглядеть будущее изделие, из каких компонентов оно состоит и даже как оно должно работать.

При проектировании нового изделия сверху вниз — или, как еще говорят, в контексте сборки — Inventor R5 позволяет напрямую обращаться к геометрии «окружающих» деталей, копируя их контуры, используя грани и ребра в качестве вспомогательных плоскостей и осей. При этом вновь проектируемая деталь автоматически «встраивается» в сборку — на нее сразу накладываются сборочные зависимости, она становится адаптивной по отношению к тем деталям, контур которых был заимствован. При изменении окружения наша деталь изменится автоматически, подстраиваясь под новые размеры. Представьте себе модель редуктора, в которой после изменения диаметра ведущего вала меняется конструкция всех сопрягаемых элементов — колец, зубчатых колес и даже корпуса…

Другая особенность Inventor R5 касается способа наложения сборочных зависимостей. Еще в четвертой версии появилась возможность автоматического совмещения элементов деталей. Указываешь мышью плоскость, нажимаешь Alt и показываешь, с чем ее надо совместить… Теперь стало еще проще. Технология работает для всех типов зависимостей: «Совмещение» (Mate), «Заподлицо» (Flash), «Вставка» (Insert), «Тангенциальность» (Tangent), «Зацепление» (Motion) и «Обход» (Transitional). Новая сборочная зависимость «Обход» облегчит работу проектировщиков кулачковых механизмов, «мальтийских крестов» и других механизмов, в которых используется движение одной детали по контуру другой. Применение зависимости «Обход» позволит не только собрать изделие, но и имитировать реальное движение по контуру.

Гораздо удобнее стало пользование библиотекой элементов. Берем трехмерную модель (или эскиз) детали, создаем для нее таблицу исполнений и типоразмеров — и получаем семейство деталей: ГОСТ, ОСТ, СТП. Дальше остается только вставить эту деталь в новый проект, выбрать типоразмер/исполнение и наложить сборочные зависимости. Впрочем, так было раньше. Теперь используется новая технология Composite iMate: вставка деталей и наложение сборочных зависимостей осуществляются одним щелчком мыши. Технология iMate, представленная в Inventor R4, предполагала, что для детали изначально задаются поверхности базирования в рамках сборки и накладываемые при этом сборочные зависимости. Затем в процессе сборки указывались iMate различных деталей и детали собирались. Composite iMate в Inventor R5 позволяет создать шаблон сборки, состоящий из нескольких iMate; процесс «встраивания» детали в сборку заключается только в выборе «ответной части» Composite iMate.

В начало В начало

Немного о проектировании деталей

Проектируем мы сверху вниз или снизу вверх, мы все равно придем к процессу проектирования отдельной детали. Если мы работаем в контексте сборки, то, как уже было сказано, Inventor R5 позволяет ссылаться на геометрию окружения, используя в качестве эскизов контуры других деталей, а в качестве вспомогательных плоскостей и осей — их грани и ребра. Таким образом, процесс проектирования и, самое главное, модификации сопрягаемых деталей значительно ускоряется. Если же мы приступаем к созданию детали «с нуля», то, как и в других системах трехмерного проектирования, все начинается с эскиза или контура детали. Система построения эскизов в Inventor всегда отличалась простотой и удобством, позволяя быстро нарисовать даже достаточно сложный эскиз. Однако по сравнению с AutoCAD ее инструменты эскизирования разнообразием не баловали. В пятой версии восполнен и этот недостаток.

В первую очередь следует обратить внимание на новый механизм формирования сплайнов. Они строятся теперь по опорным точкам двух типов — фиксированным (которые образмерены или зафиксированы с помощью геометрических зависимостей) и плавающим (которые можно использовать для изменения кривизны участка сплайна). Пользователю предлагается на выбор один из трех методов расчета сплайновой кривой: минимальных степеней (Minimal energy; термин Inventor — Smooth), центростремительный (Centripeta; термин Inventor — Sweet) и метод, используемый в AutoCAD. Также появились возможности визуального просмотра радиуса кривизны сплайна на различных участках, замыкания или разрывания сплайна, добавления и удаления опорных точек. Среди других усовершенствований механизма эскизирования — построение вписанных и описанных многоугольников, работа с усеченными эллипсами (теперь их можно обрезать, удлинять и образмеривать), новый механизм построения массивов, аналогичный массиву конструктивных элементов.

В остальном процесс проектирования обычных деталей не изменился. Что же касается тонколистового проектирования, то здесь появились две интересные функции. Первая — это специальный инструмент для формирования неразворачиваемых конструктивных элементов (карманов, рельефных элементов и др.) и пробивки произвольных отверстий — Punch (в переводе на русский — перфоратор). Инструмент позволяет вставлять в тонколистовую модель объекты, формируемые в процессе производства с помощью высечных прессов. Вторая — возможность сохранить развертку детали во внешний файл, не прибегая к созданию чертежа Inventor. При этом поддерживаются такие форматы файлов, как DWG, DXF и SAT. Что касается DWG и DXF, то линии сгиба и зоны сгиба в формируемом файле выносятся на отдельные слои, что упрощает передачу чертежа на станки с ЧПУ.

В плане поверхностного моделирования добавлена одна, но очень существенная возможность. Inventor R5 поддерживает импорт поверхностей в формате IGES. Эти поверхности можно сшить между собой и использовать в процессе проектирования для отсечения деталей или при формировании новых конструктивных элементов.

В начало В начало

После сборки доработать напильником…

В последнее время стало модным понятие «безбумажная технология». Это понятие подразумевает, что сформированная трехмерная модель используется для автоматического изготовления изделия на станках с ЧПУ без промежуточной печати чертежей. Это в идеале и в теории, а на практике — станки с ЧПУ не могут выполнить все виды работ, в частности сборку. Правда, на одной из американских выставок (NDES, по-моему) Autodesk продемонстрировал возможную организацию работы механосборочного цеха, используя в качестве ядра Autodesk Inventor R2. Работали конструкторы и технологи ЧПУ, формировались модели, схемы сборки, программы для станков с ЧПУ; рядом находились оснащенные мониторами рабочие места механосборочного цеха. На экраны мониторов выводились анимационные ролики, демонстрирующие процесс сборки-разборки изделия, а отдельные детали обрабатывались на станках с ЧПУ. И не было ни одного распечатанного чертежа…

Однако полностью автоматизированное производство обходится достаточно дорого. Даже весьма успешные западные предприятия используют большой процент универсального станочного оборудования, а у нас в стране парк такого оборудования составляет 80% и более. Тут уж никак не обойтись без старого доброго чертежа.

Inventor предлагает весьма разнообразные инструменты формирования чертежа по трехмерной модели. Начинается все с автоматического построения главного вида и его проекций, причем происходит это в интерактивном режиме. После того как выбрана модель, Inventor автоматически формирует предварительный просмотр вида и отображает все вносимые изменения (масштаб, вид проекции) на экране. Естественно, чертеж и модель тесно связаны между собой: изменилась модель — меняется и чертеж, изменились размеры на чертеже — меняется модель.

После того как сформированы основные виды, можно приступать к их оформлению и формированию дополнительных — разрезов, сечений, выносных видов и т.д. Inventor R5 позволяет также создавать виды с разрывом или несколькими разрывами. Причем, так же как и сечения, разрывы удобно и быстро модифицируются. Просто переносим линию разрыва — и вид автоматически обновляется.

Следующей особенностью пятой версии является использование как размерных, так и текстовых стилей. Настройки стилей аналогичны настройкам AutoCAD, а сами стили можно импортировать из DWG-чертежей, чтобы оформлять чертежи так, как уже принято на предприятии. А поскольку Inventor — система машиностроительного проектирования, в число специализированных инструментов входят средства простановки знаков шероховатости, допусков формы и расположения, другие спецсимволы и обозначения.

А что делать, если не все ваши партнеры работают в Autodesk Inventor?..

В начало В начало

Поделись с соседом

Autodesk Inventor — не просто новая трехмерная система проектирования. Создавалась она не на пустом месте и потому имеет самые разнообразные возможности обмена данными с коллегами. В первую очередь это касается формата DWG. Autodesk Inventor R5 поддерживает три модификации DWG: AutoCAD, AutoCAD Mechanical, Mechanical Desktop. При открытии файла Inventor сам определяет, в какой системе этот файл был создан, и предлагает выполнить соответствующие действия. Что касается моделей MDT, то их можно транслировать в точно такие же модели Inventor или просто включить в сборку. Если на вашем предприятии использовали или используют MDT, все, что в нем создано, можно без потерь использовать в Inventor. Файлы же AutoCAD и AutoCAD Mechanical используются как основа новой параметрической модели. Причем не обязательно трехмерной, поскольку любой чертеж, импортированный в Inventor, становится параметрическим! Достаточно подправить отдельные размеры и распечатать уже новый чертеж. В процессе импорта переносятся все ресурсы и спецсимволы: размерные и текстовые стили, объекты AutoCAD Mechanical и т.д. Помимо этого 2D-геометрия может использоваться для создания новых спецсимволов, шаблонов форматов и основных надписей.

Ну а если мы хотим отдать чертеж для доработки в AutoCAD, то просто сохраняем его в формате DWG или DXF. При этом файл можно сохранить как для работы в обычном AutoCAD, так и для AutoCAD Mechanical.

Добавим к сказанному, что Autodesk Inventor напрямую читает файлы Pro/ENGINEER, дает возможность обмениваться данными через файлы форматов ACIS (SAT), IGES и STEP.

В начало В начало

Красиво жить не запретишь

С самого начала Inventor R5 подкупает своей системой визуализации. Никакие другие системы не позволяют так удобно ориентироваться в пространстве с использованием источников освещения, текстур и карты отражений в реальном режиме времени. Обработку текстур в Inventor R5 следует отметить особо. В состав пакета включено около 30 текстур, библиотека которых открыта для пополнения. Помимо всего прочего текстуры могут иметь прозрачный фон, благодаря чему создаются действительно интересные и реальные изделия — не усложняющие модель, если последнее не является производственной задачей. Например, если вы устанавливаете декоративную сетку или изделие из сетки-рабицы, то вовсе не обязательно создавать отдельные проволочки и собирать их между собой. Достаточно наложить текстуру на обычную грань и получить внешний вид готового изделия. Как и в реальной жизни, сквозь эти сетки, решетки или перфорацию будет видно то, что находится за ними.

Начиная с пятой версии пакета поддерживается проектирование в перспективном виде.

В начало В начало

А можно теперь я сам?

Как бы разработчики ни старались, все предусмотреть невозможно. Поэтому каждому пользователю хочется добавить что-то свое, что ускорит именно его работу. Сколько сейчас существует утилит и программок на LISP, C++ (ARX), VBA? Миллионы, миллиарды? Никто их и не считает, просто пользователи создают инструменты, облегчающие жизнь и им самим, и их коллегам.

Вот и в Inventor наконец появились возможности адаптации и программирования, которых так не хватало. Пока для этого используется Visual Basic for Applications (VBA), простой и удобный язык, программный интерфейс которого (API) позволяет получить доступ практически ко всем свойствам и объектам Autodesk Inventor — от настройки меню и рисования эскизов до автоматизации сборки изделия и экспорта моделей.

В начало В начало

И в заключение…

Я не зря выбрал такой эпиграф для этого предварительного обзора. Inventor R5 решает такие задачи, которые десять лет назад и не снились обычным системам проектирования для PC. И возможности его постоянно расширяются. И не только его. Для Inventor уже создано немало приложений, решающих задачи конечно-элементного анализа, формирования программ для станков с ЧПУ и т.д. С появлением специализированного программного интерфейса в Inventor R5 таких программ станет больше, а круг решаемых задач расширится. На момент написания этой статьи вышла только вторая бета-версия Inventor R5. С нетерпением жду выхода официальной версии пакета, впрочем, как и все другие ее пользователи.

«САПР и графика» 1'2002