1 - 2003

Плоское моделирование и черчение в ADEM CAD 7.0

Современные средства проектирования и выпуска конструкторской документации

Константин Карабчеев

ADEM — интегрированная CAD/CAM-система, ориентированная на сквозной процесс проектирования и подготовки производства, поэтому развитие каждой составляющей части системы прежде всего подчинено решению этой главной задачи. Однако практика показывает, что эффективным является и модульное применение ADEM. Более того, средства и методы, разработанные для решения комплексной задачи, ускоряют и упрощают решение частных локальных задач. Об эффективном решении задачи плоского моделирования и выпуска чертежной документации с использованием модуля ADEM CAD мы и хотим рассказать.

Разработки модуля ADEM CAD начинались с плоской части. В основу плоского моделирования и черчения были положены несколько требований, которые в комплексе определяли как функциональность системы, так и логику работы с той или иной функцией.

Одной из главных задач была и остается поддержка различных стандартов оформления документации. Понятно, что без этого работа, например, российского конструктора, от которого требуется соблюдение ГОСТ, становится невозможной. Поэтому начиная с самых первых версий CAD/CAM ADEM поддерживает как стандарты ГОСТ (машиностроительный, строительный), так и зарубежные стандарты оформления документации (ANSI, ISO). Но поддержка стандартов без обеспечения удобства работы и разумных сроков освоения системы пользователем становится бессмысленной. Поэтому важнейшей основой при создании системы стали оптимизированные методы построения чертежей и плоских моделей.

Каждая функция плоского черчения должна быть интуитивно понятной и логичной в использовании. Очень большое значение при этом имеет среда, в которой работает система, а следовательно, интерфейс и внешний вид системы. Последняя версия ADEM функционирует под Windows NT/2000/XP — самыми распространенными на сегодняшний день операционными системами, что определило некоторые особенности ADEM. Так, вместе с присущими исключительно ADEM чертами (такими как упрощенный механизм привязок, минимальная загрузка системного меню, легкий доступ к свойствам любого элемента) конструктор использует многое из того, что по умолчанию предлагают практически все Windows-приложения (настройка пользовательского меню, создание собственных панелей инструментов и т.п.).

Исходя из оптимизированных методов построений закладывалась идеология плоской части ADEM CAD — творческий процесс проектирования с использованием параметрических возможностей системы, комплексности объектов, свойств аппликативности, точных построений и стандартного набора средств оформления чертежей.

Плоское проектирование и построение чертежей в ADEM может вестись двумя методами. Условно их можно назвать методом точных построений и методом параметрических изменений.

Первый способ проектирования обычно применяется в том случае, когда конструктор точно представляет себе окончательный облик изделия, а также при обычном перечерчивании чертежа с листа. Создание элементов здесь происходит при помощи точного задания их параметров (например, с использованием элементов типа «Окружность заданного диаметра», «Линия под углом») и точного позиционирования элементов с помощью процедур привязки, шага и угла движения курсора. Такой способ создания геометрии традиционно применяется в большинстве плоских CAD-систем.

Второй способ заключается в создании геометрии без описания точных параметров объектов, то есть в своего рода «эскизировании» — с учетом только определенных связей между элементами (параллельность, соосность, касание, ортогональность и т.д.). Это во многом похоже на работу в так называемых скетчерах, которые применяются во многих CAD-системах для формирования профилей 3D-тел. В ADEM функциональность подобных методов проектирования применяется и для построения плоских чертежей; с этой целью реализован ряд механизмов, облегчающих проектирование на стадии построения эскиза. Во-первых, это усовершенствованный режим автоматической привязки, при помощи которого конструктор может настроить нужные ему опции и параметры. Работа в таком режиме сопровождается интеллектуальными контекстными подсказками, значительно облегчающими построения. Во-вторых, универсальные методы редактирования геометрических элементов с некоторыми свойствами анализа, например триммирование элементами, где автоматически определяется удаляемая часть объекта, или эффективный механизм булевых (логических) операций на плоскости.

Но каким же образом конструктор при столь вольном эскизировании приходит к окончательному виду изделия — обладающего точными размерами и готового к передаче технологу или для оформления конструкторской документации? Ответ прост: при помощи параметрических изменений геометрии исходя из реальных размеров, проставленных на чертеже (эскизе).

Самый простой способ таких изменений — построение параметрических моделей на основе созданной геометрии. Конструктор проставляет нужные размеры и обозначения. Потом начинается последовательный процесс создания параметрической модели: каждый размер «связывается» с существующей геометрией, а свойства, которые конструктор заложит в параметрическую модель, напрямую повлияют на изменения, которые будут происходить при корректировке значения того или иного размера. Процесс создания параметрической модели не сопряжен с программированием — все происходит в интерактивном и понятном графическом режиме. Конструктор работает с той же самой геометрией и с теми же самыми размерами, которые создал ранее. Сначала указывается размер, который будет параметризован; затем выбирается база, относительно которой будет изменяться геометрия; далее указываются элементы, положение которых будет изменяться. Если нужно, последовательно параметризуются все необходимые размеры. После процесса создания параметрической модели конструктор может изменять геометрию, изменяя значения размеров.

Инструментарий построения параметрических моделей эффективно применяется для создания, пополнения и редактирования библиотек. Конструктор может не только использовать готовые параметрические библиотеки стандартных элементов, но и создавать в процессе работы свои собственные. Параметрическая модель сохраняется во внутреннем формате ADM как часть универсального файла, а также может быть записана вместе с геометрией как самостоятельный файл библиотеки элементов.

Известно, что на практике при построении и изменении плоской геометрии механизм создания параметрических моделей не всегда удобен, поскольку заставляет конструктора обращать внимание на характер внесения изменений и его описания. Для внесения изменений в геометрию может применяться и другой метод параметризации — эвристический, при использовании которого конструктору не нужно создавать никаких связей между размерами и плоской графикой, а достаточно просто изменить значение размера и регенерировать модель с новыми указанными параметрами. При этом система сама производит анализ и устанавливает связи. Так, параллельные линии останутся параллельными; касательность будет соблюдена и после регенерации; размеры, значения которых не изменились, останутся прежними и т.д.

Оба способа параметрических изменений геометрии можно использовать на любой стадии формирования чертежа, причем эвристическая параметризация может применяться как ко всей созданной геометрии в целом, так и к отдельным группам элементов. Следует отметить, что как первый, так и второй тип параметризации конструктор может применять в работе с импортированной геометрией из других систем (форматы DXF и DWG), что позволяет насыщать импортированную геометрию свойствами, присущими исключительно ADEM, и тем самым максимально упрощать работу конструктора с «чужими» чертежами.

Для конструктора-проектанта, наряду с параметрическими изменениями, очень важно менять геометрию вариативно. Поэтому к оптимизированным методам построений в ADEM CAD можно отнести и комплексное представление плоской графики. Как известно, любой плоский чертеж или эскиз создается из геометрических примитивов. Простота, скорость и качество внесения любых (как параметрических, так и вариативных) изменений будут зависеть от того, из каких составляющих создан чертеж. Для удобства работы и быстрого и эффективного внесения изменений в ADEM CAD рекомендуется представлять всю геометрию замкнутыми объектами с заранее заданным атрибутом элементов (с типом линии и типом штриховки), которые можно изменить когда угодно. Если вся геометрия представлена именно такими объектами, а не отдельными отрезками, дугами и сплайнами, то количество элементов становится минимальным и, следовательно, значительно облегчается внесение в проект параметрических и вариативных изменений. Кроме того, существует возможность объединения любых плоских элементов в комплексы (блоки) с возможностью работы как с группами объектов в целом, так и с входящими в комплексы элементами.

Еще одним инструментом плоского проектирования в ADEM является свойство аппликативности. Замкнутые комплексные контуры с определенным типом штриховки в ADEM могут быть прозрачными и непрозрачными, а следовательно, при наложении могут затенять друг друга. Данное свойство легло в основу штриховки многосвязных областей и построения сборочных чертежей. Каждый из комплексных элементов имеет определенный уровень и может переноситься с одного уровня на другой, что позволяет с максимальной эффективностью оптимизировать работу со сборочными чертежами.

Для предприятий очень важным фактором является минимизация срока внедрения системы, что определяется степенью адаптивности системы. Это свойство зависит от самых различных факторов, и, конечно, вышеописанные оптимизированные методы построений влияют на степень адаптивности. Одной из главных составляющих адаптивности является интерфейс с другими программными средствами. Весь опыт коллег, работающих на других системах, и собственный опыт конструктора должен быть доступен при внедрении ADEM. С этой целью разработчики ADEM разработали и постоянно развивают интерфейсы обмена данными через DXF, DWG, IGES. Создатели ADEM постоянно отслеживают все изменения в указанных форматах.

Внедрение системы без ломки сложившегося метода проектирования стало одним из основных требований при разработке ADEM. Конструктор, работая с чертежами, привязан к одной схеме проектирования. Создание изделия может осуществляться как от сборки к деталировке, так и от создания чертежей на отдельные детали к сборочному проекту. Кроме того, в пределах проектирования отдельной сборочной единицы конструктор может избрать привычный для себя путь создания той или иной геометрии.

Чертежи в ADEM CAD могут создаваться не только стандартными методами плоского моделировщика, но и проецированием 3D-модели, причем и в этом случае не приходится ломать сложившийся способ проектирования. Конструктор может использовать готовые чертежи или эскизы (в том числе импортированные) для создания объемных моделей и сборок. Можно также начинать проектирование с создания 3D, а затем, используя инструменты проецирования, получать проекции модели, создавать необходимые разрезы, сечения, местные виды, которые будут ассоциативно связаны с объемной моделью изделия.

В работе над проектом на уровне конструкторской группы большую помощь оказывает электронный архив чертежей. В версии 7.0 это стало неотъемлемой частью модуля CAD. Работа может вестись не только на уровне считывания/записи файла, с весьма ограниченным набором свойств, но и на уровне понятий «документ», «чертеж», «проект». Каждый чертеж в ADEM имеет так называемую карточку, в которой могут содержаться любые его свойства, обычно это соответствующие поля штампа, технические требования и слайд просмотра чертежа. По содержанию такой карточки документа можно автоматически заполнять поля штампа, а также осуществлять поиск и сортировку по базе чертежей, отслеживание версий документа и времени внесения изменений. Кроме того, работа в группе предполагает распределение обязанностей между различными пользователями системы, то есть пользователи могут иметь разные права доступа к тем или иным архивам чертежей.

ADEM обладает, как уже было сказано, полным набором средств, необходимых для решения задач геометрических построений любой сложности. Система спроектирована таким образом, что на случай, когда какие-либо построения невозможно произвести «в лоб», предусмотрены несколько вариантов обхода проблемы и, естественно, получения нужных результатов. Многие команды системы, кроме своего основного назначения, имеют и частную функциональность, которая зависит от конкретной ситуации либо от типа объекта, с которым ведется работа. Поэтому конструктор, обладая, казалось бы, минимальным набором инструментов, благодаря заложенной в них интеллектуальности на самом деле использует гораздо более широкий диапазон средств. При определенных навыках это свойство системы предоставляет в распоряжение пользователя гибкий и исключительный по эффективности способ моделирования и оформления чертежей.

«САПР и графика» 1'2003