Эскизное проектирование методом «сверху вниз» в SolidWorks
Антон Албычев, Станислав Панченко, Анатолий Яковлев 
Одним из направлений деятельности Уральского конструкторского бюро транспортного машиностроения является разработка дорожной техники — ПУМов (погрузчиков универсальных малогабаритных) и экскаваторов.
Вопрос выбора системы автоматизированного проектирования возник на нашем предприятии давно. Прежде всего мы решали, не какую САПР выбрать, а где взять средства, чтобы организовать в нашем КБ сквозной процесс проектирования. Поскольку дискуссию на тему того, чем одна САПР лучше другой, можно вести бесконечно, рассматривая различные варианты стратегий проектирования в САПР высокого и среднего уровня, то золотую середину в этом вопросе найти трудно. Надо просто брать конкретную САПР и начинать в ней работать.
В освоении САПР нашему предприятию помогла екатеринбургская компания «Делкам-Урал», которая уже много лет занимается поставкой и внедрением комплексных решений на предприятиях Уральского региона.
В этой статье мы хотим рассказать об одном из случаев применения системы SolidWorks на нашем предприятии. Так сложилось, что большинство работ по проектированию выполняется у нас именно с помощью этой системы. Знакомство с SolidWorks мы начинали еще с версии 1998 года. Но процесса собственно проектирования тогда еще не было, скорее можно говорить о процессе перевода бумажных чертежей в трехмерные геометрические модели.
Первый серьезный опыт по проектированию нового изделия мы получили летом 2001 года. Тогда перед одним из конструкторских отделов нашего КБ была поставлена задача разработать эскизно-компоновочный проект нового ПУМ-1250 грузоподъемностью 1250 кг. На разработку проекта отводился месяц. Непосредственно разработкой конструкции ПУМа занимались С.Ф.Панченко и А.Б.Яковлев, а на А.Л.Албычева возлагалась техническая поддержка проекта. Проектирование осуществлялось на двух компьютерах (Pentium 4 1,5 ГГц, 1 Гбайт RIMM), объединенных в сеть с файл-сервером, с целью ведения параллельной работы над проектом. Проект выполнялся в SolidWorks 2001 Plus без использования специальных пакетов по управлению файлами проекта (PDM-систем). Так как это был эскизный проект, то на его начальной стадии необходимо было предусмотреть возможность быстрого изменения конструкции ПУМа при дальнейшей его проработке. Для этого в Excel была составлена таблица с основными техническими характеристиками (ТХ) изделия (высота, ширина, межосевое расстояние и т.д.), которые в дальнейшем могли меняться и от которых зависела конструкция изделия. Эта таблица была связана с основным файлом сборки (рис. 1). В файле сборки также было построено два основных управляющих эскиза (рис. 2), размеры которых определялись значениями из таблицы с ТХ.
После создания управляющих эскизов в файл основной сборки были добавлены пустые компоненты новых сборок, в которых позже создавались отдельные узлы ПУМа. В этих сборках были также созданы управляющие эскизы, которые ссылались на различные элементы первых двух эскизов, находящихся в основном файле (рис. 3). При таком подходе изменение главных управляющих эскизов вызывает изменение и всех ссылающихся на него элементов, будь то эскизы или модели, построенные на их основе.
Теперь, когда в подсборках были созданы свои управляющие эскизы, можно было работать только с нужной сборкой, не загружая в память компьютера весь ПУМ. Управляющие эскизы в сборках отдельных узлов содержали лишь ссылки на необходимую для их разработки геометрию основных эскизов. Таким образом, выстраивалась цепочка связей, которая начиналась таблицей с ТХ ПУМа и через управляющие эскизы заканчивалась уже на отдельных его компонентах (деталях). При подобном способе проектирования («сверху вниз») все модели в сборках получались созданными «по месту». То есть даже фактически подвижные в реальном ПУМе детали при таком подходе к созданию сборок (без наложения сопряжений) получались неподвижными. Поэтому, чтобы просмотреть различные варианты конструкции ПУМа, было необходимо создать отдельные конфигурации для каждого характерного варианта (рис. 4).
В этих конфигурациях путем изменения основных управляющих эскизов производились изменения в конструкции всех ссылающихся на них узлов изделия. Таким образом можно было добиться не только изменения геометрии этих узлов и входящих в них деталей, но и изменения их положения. На рис. 5 и 6 показан рабочий орган ПУМа в различных положениях.
Благодаря такому подходу к проектированию, когда два эскиза управляют всей конструкцией изделия, на этапе эскизного проекта нам удалось проработать несколько вариантов конструкции ПУМа. При этом не было необходимости в случае изменения какой-либо из ТХ ПУМа вручную менять его конструкцию, поскольку изменения автоматически распространялись на все узлы, связанные с этим параметром ТХ. При необходимости (даже без использования PDM-систем) можно было ограничить область распространения изменений путем блокирования отдельных ссылок.
В заключение хотелось бы сказать, что применение такого подхода к проектированию без использования PDM-систем целесообразно только на этапе эскизного проекта, пока конструкция состоит из сравнительно небольшого количества компонентов (в нашем случае это 600-700 деталей), так как при дальнейшем усложнении конструкции становится трудно контролировать цепочку прохождения изменений и одновременно привлекать к разработке проекта большее число специалистов. К сожалению, на тот момент у нас не было возможности использовать какую-либо PDM-систему, но мы надеемся, что в будущем у нас появится и такой опыт.
