6 - 2004

Что нового в CATIA V5 R13

Вячеслав Котельников

Механическое проектирование

Проектирование сложных поверхностей и форм

Решения для синтеза изделия

В предыдущей статье был сделан обзор новых возможностей системы CATIA V5 R13, здесь же мы рассмотрим подробнее некоторые из них.
Окончание. Начало в «САПР и графика» № 5’2004.

Механическое проектирование

Сборочное проектирование (Assembly Design 1 (AS1)/Assembly Design 2 (ASD))

Для указанных модулей появились опции, кнопки, сцены, команды, позволяющие повысить удобство работы с системой и скорость выполнения команд.

• Move and fix together — с помощью данной опции пользователь может перемещать все зафиксированные части одновременно посредством обычной команды перемещения. Система выводит список частей для перемещения;

• Assembly open in visualization mode — опция информирует о недоступном статусе обновления изделия. При появлении данного сообщения можно задать обновление только одной из частей сборки;

• новые сцены интеграции позволяют создать альтернативное представление изделия (определенное состояние с заданным позиционированием и соответствующими атрибутами), в котором изделие доступно для создания и редактирования данных приложения. Затем можно выполнить анализ этого состояния сборки. Применение сцен повышает производительность и расширяет возможности анализа;

• Synchronize (Синхронизация) в команде Edit link (Редактировать связь) — эта кнопка позволяет перемаршрутизировать связь на последний документ. Достаточно выбрать ссылку в каталоге — и все связи автоматически обновятся;

• команда для синтеза сборки в одну часть (в один CATPart-документ) — дает возможность сохранить интеллектуальную собственность при обмене данными между компаниями, а также уменьшить стоимость передачи данных по каналам связи за счет меньшего их объема.

Для модуля Assembly Design 2 (ASD) возможности команды Smart move расширены за счет опции Positioning (Позиционирование). При ее применении множество выбранных компонентов может быть размещено с использованием конструктивных зависимостей либо с перемещением по экрану с захватом возможных привязок.

Проектирование сварки (Weld Design 1 (WD1))

• Новая функция позволяет создать сварку без подготовки кромок. Модификация сварки выполняется в соответствии с геометрией свариваемых частей.

• Сварка поддерживается двумя сценариями:

- сварка закрытой (closed) части;

- сварка двух тел одной и той же детали.

• При работе со спецификацией сборки (Bill of Materials) созданный сварной шов по умолчанию не включается в сборку.

Проектирование деталей (Part Design 1 (PD1)/ Part Design 2 (PDG))

В плане эргономики упрощены доступ к элементам, созданным в Generative Shape Design, и вызов панели со списком выбранных элементов. Для этих целей в контекстном меню для конструктивов (фичерсов) по эскизам опции Join & Extrapolate доступны из селектора профиля в командах Pad, Pocket, Shaft Groove, Rib, Slot, Stiffener-Integrate Go To Profile.

Кроме того, улучшен пользовательский интерфейс для Close Surface и Thick Surface. Панель активных объектов теперь открывается даже в случае, если до этого не был сделан предварительный выбор элементов. Изменилось также количество указателей, когда толщина задается для большого количества субэлементов.

Не остались без внимания и эскизы. Предусмотрена новая опция Corner and Chamfer для разбиения линии по команде Construction Line Break. Допускается прямое редактирование конструктивных зависимостей с изменением соответствующих значений простым перемещением по типу plug-and-play. Эта возможность позволяет быстро модифицировать существующий эскиз даже при наличии установленных ограничений. При удержании клавиши Shift и перемещении с помощью мыши размерные зависимости для выбранной геометрии изменяются в соответствии с перемещением при сохранении геометрических ограничений.

Дополнительная функциональность: при использовании опции Hole Up To Surface (Отверстие до поверхности) появилась возможность сохранить форму дна отверстия — V-образную или плоскую, даже если задано смещение от целевой поверхности или с отслеживанием формы (Up To Behavior).

Восстановление конструктивных элементов части (Part Design Feature Recognition 1 (FR1))

Для повышения степени параметризации импортированных деталей в CATIA V5 R13 автоматически распознаются отверстия, скругления и фаски, расположенные на изолированном теле. Для распознавания требуется задать в качестве рабочего объекта изолированное тело и вызвать соответствующую команду автоматического распознавания. По завершении выполнения команды грани, содержащиеся в распознанных конструктивах, удаляются из изолированного тела, а соответствующее число конструктивных отверстий, скруглений или фасок появляется в дереве.

Функциональное моделирование деталей по шаблонам (Functional Molded Part 1 (FM1))

Для формирования конечной формы детали добавлены высокопроизводительные конструктивные элементы, являющиеся комбинацией тел и комплексных форм.

В любом определении призмы ограничения Up To/From Surface/Plane представляют собой такие же ограничения, что и в CATIA — Part Design или CATIA — Generative Shape Design.

Добавлена операция Cut features, позволяющая подрезать заданной поверхностью определенные конструктивы.

Появилась возможность назначать тела или внешние формы в качестве функционального конструктива.

Улучшены и развиты следующие возможности поддержки философии функционального моделирования:

• выдавленные конструктивы (Pull feature) и вдавленные конструктивы (Push feature), которые могут быть созданы выдавливанием/вдавливанием тела соответственно;

• возможна локальная модификация (вычитание, пересечение) заданного функционального конструктива по определенной форме;

• для определения формы призмы добавлена опция Through (Через) для пределов первой и второй длин, по которой функциональный элемент расширяет защищенный объем вдоль направления выдавливания призмы за границы функционального тела;

• расширен интерфейс для конструктива Grill (Решетка) — при его создании теперь предусмотрено большее количество геометрических образцов.

Добавлены новые механизмы для работы с функциональными конструктивами:

• функция PowerCopy для повторного использования — в отличие от базовых функций копирования и вставки, скопированные по ней функциональные конструктивы не требуют редактирования для обновления в контексте. Поведение скопированных элементов аналогично поведению конструктивов в CATIA — Part Design и CATIA — Generative Shape Design;

• мультимодельная технология связей сейчас адаптирована к функциональному моделированию. Это значит, что полученное импортированием в деталь тело сохраняет всю функциональность, унаследованную от части, на которую оно ссылается (например, вычисленная внутренняя форма или определение защищенной области);

• появилась возможность выбора эскиза из другой части для создания конструктива на основе последнего; импортированный эскиз является контекстным и сохраняет ассоциативность с исходным эскизом;

• имеется контекстное меню для всех полей выборки, позволяющее создавать каркасные и поверхностные элементы.

Оптимизатор литых и штампованных частей (CATIA — Cast & Forged Part Optimizer 2 (CFO))

Оптимизатор литых и штампованных частей входит в состав Part Design 2 (PDG), предназначен для проектирования литых деталей на основе шаблонов и расширяет число конструктивных особенностей детали, формируемых командами из серии Dress-up. Новые возможности базируются на уникальной запатентованной технологии функционального моделирования.

Продукт является встраиваемым и полностью интегрирован во всю линейку портфолио CATIA V5. Его применение освобождает от повторного использования операций каркасного и поверхностного моделирования и упрощает работу по проектированию литых и штампованных частей с учетом технологических ограничений. При этом предоставляются такие продвинутые возможности, как сложные уклоны в обе стороны, скругление «рваных» ребер переменным радиусом и т.д.

Каркасное и поверхностное моделирование (Wireframe & Surface 1 (WS1))

Изменения в данном модуле за­тронули ассоциативность, каркасное и поверхностное моделирование, а также эргономику.

Ассоциативность:

• упорядоченный набор геометрии — появился новый мощный контейнер, дополняющий OpenBody. Новая концепция упорядоченного набора геометрии позволяет структурировать проект, содержащий геометрические конструктивы. Кроме того, OpenBody переименован в Geometrical Set. С введением листа спецификации (Specifications List) стало намного проще управлять историей (History).

• опция Keep/No keep (Сохранять/Не сохранять) действует в режиме модификации для всех GSD-команд.

Эргономика: при создании или редактировании конструктивов Bump, Helix и Spiral размеры отображаются в 3D-просмотрщике.

Каркасное моделирование:

• выполняется пересечение кривых/линий, не имеющих явного пересечения;

• возможна подрезка касательных элементов, используемых при создании окружностей следующих типов: Bi-tangent-Radius, Bi-tangent-Point, Tri-Tangent;

• допускается создание углов на локально-копланарных кривых.

Поверхностное моделирование:

• возможна индикация максимального значения девиации при «лечении» поверхностей. Опция Assemble доступна также и для типа сопряжения Curvature;

• при экстраполяции выполняется воспроизведение граничных точек;

• при выполнении операции протягивания (Sweep) возможно задание оси в качестве ссылочного плана.

Подготовка чертежей ( Generative Drafting 1 (GD1)/Generative Drafting 2 (GDR))

Не оставлена без внимания и чертежная среда. При интеграции с VPM-навигатором можно воспользоваться кнопкой Synchronize (Синхронизация) в команде Edit link (Редактировать связь), позволяющей выполнить перемаршрутизацию на последний документ.

В плане функциональности в CATIA V5 R13 произведены следующие улучшения:

• введен новый абсолютный режим позиционирования вида, основанный либо на центре тяжести, либо на осевой системе;

• улучшен алгоритм штриховки для корректного вычисления заштриховываемых областей перекрывающихся граней;

• проведена интеграция с новой сценой представления модели, благодаря чему упрощена генерация видов большой сборки (за счет минимизации памяти, затрачиваемой на сцену).

Интерактивное черчение (Interactive Drafting (ID1))

В CATIA V5 R13 появилась возможность проставлять угловые и линейные размеры для технологических конструктивов в привычном для специализированных систем стандарте. Это касается таких систем, как трубопроводы, металлоконструкции и т.д.

Кроме того:

• для имен видов выполняется поддержка национального языка, язык обозначения вида соответствует выбранным установкам, а картинка в дереве теперь отражает тип вида (Разрез, Проекция и пр.);

• область печати для каждого листа чертежа хранится в документе CATDrawing и выбирается в соответствии с функциональностью печати;

• для операций импорта/экспорта чертеж можно сохранить в формате JPEG, а также в виде документа формата PDF;

• появились новые опции, позволяющие включать конечные точки (EndPoints), автоматически распознавать единицы (Unit recognition) и инициализировать нужный формат (Format) при импорте в DXF-файл.

Проектирование металлоконструкций (Structure Design 1 (SR1))

В случае если в сборке плиты или профили перекрываются, предлагаются три разновидности операций подрезки:

• Short point — для максимального количества удаляемого материала (для плит);

• Long point — для минимального количества удаляемого материала;

• Remove — только для булевых операций удаления.

Расширена функциональность таких ключевых команд для проектирования металлоконструкций, как EndPlate.

Проектирование штампов (Mold Tooling Design 1 (МТ1)/Mold Tooling Design 2 (МТD))

При вставке компонента (болта, шпильки) система теперь вычисляет требуемую длину, основываясь на его расположении и данных из каталога.

Обновлены и стандартные каталоги Hasco, DME, DME-America, Rabourdin, Strack, Futaba, Misumi, EOC, National, Pedrotti, PCS, Meusburger.

В начало В начало

Проектирование сложных поверхностей и форм

Проектирование сложных форм (Generative Shape Design 2 (GSD))

В CATIA V5 R13 имеется инструментарий Geometrical Upgrade, который позволяет обновить конструктивы предыдущих версий CATIA V5 таким образом, чтобы они обрабатывались по алгоритму текущей версии.

В интерфейсе настройки Tools -> Options появились объединенные параметры для установки стандартов предприятия. Обработка для s weep, l oft, b lend, s plit и p arallel при необходимости может выполняться с автоматическим созданием проекции кривой. При сглаживании учитываются экстремумы кривой, а для адаптивного протягивания вместо дискретных шагов введена девиация.

Оптимизатор сложных форм (Generative Shape Optimizer 2 (GSO))

Изменения затронули инструментарий деформации форм:

• для охватывающей поверхности (Wrap surface) при деформации по нормали можно имитировать комплексное смещение, конусность и т.д.;

• конструктив Bump расширен возможностью управлять формой столкновения при помощи параметра натяжения с манипулятором, что делает конечную форму более управляемой и повышает качество дизайна.

Разработка сложных форм (Developed Shapes 1 (DL1))

Новшеством в CATIA V5 R13 являются внешние ребра для разрыва, позволяющие выполнять развертку для замкнутых неразворачивающихся поверхностей, таких как цилиндр и конус.

Формирование поверхностей произвольной формы (Freestyle Shaper 1/Freestyle Shaper 2)

Продукт Freestyle Shaper 1 платформы P1 усилен командой Extrude из модуля Freestyle Shaper 2 (FSS).

Более существенные изменение как команд моделирования, так и команд анализа относятся к модулю из платформы P2 — Freestyle Shaper 2 (FSS):

• разработан новый алгоритм процедуры для перепроектирования кривой относительно точки, позволяющий создать более рациональную кривую переменной кривизны;

• для конструктивных зависимостей добавлена интерполяция, позволяющая создать кривую, проходящую через точку с соблюдением условий продолжения GO, G1, G2 с другой кривой или с поверхностью;

• команда Break теперь имеет новый интерфейс;

• возможно извлечение группы точек для команд серии Dress Up;

• нанесение текстуры встроено в команду Distance Analysis.

Оптимизатор сложных поверхностей (Freestyle Optimizer (FSO))

В CATIA V5 R13 расширен механизм единообразия для разных команд.

С этой целью в команде Global Deformation (Общая деформация) введена опция Keep/No keep (Сохранять/Не сохранять), применяя которую можно сохранять или замещать выбранные элементы таким же способом, что и по команде Control Points (Управляющие точки).

Профилированные сложные поверхности (Freestyle Profiler 2 (FSP))

Для динамического создания поверхностей протягиванием профиля вдоль нескольких направляющих кривых введена команда Furtive Display inside a Net Surface, которая обеспечивает графическую обратную связь (при перемещении изображения поверхности) для решения возникающих в процессе проектирования задач. Кроме того, учитывается сегментация и топология направляющей кривой.

Поверхности класса А для автомобилей (Automotive Class A 3 (ACA))

Для модуля, предназначенного для создания эстетичных и эргономичных повехностей наивысшего качества класса А, введены следующие новшества:

• появился конструктив Freestyle Untrim Feature (Неотсекаемые поверхности сложной формы);

• при выполнении интерактивной деформации формы в реальном времени для отсекаемых поверхностей и кривых введена опция Local Untrim (Местный запрет отсечения), позволяющая определить поверхность, для которой восстанавливаются пределы, измененные во время выполнения операции Untrim. Это дает возможность заполнить отверстие без модификации формы поверхности;

• введена возможность расположения трехмерной геометрической сетки (3D Geometrical Grid) по осям транспортного средства;

• обеспечивается диагностика при выполнении операции разбиения.

Редактор оцифрованных форм (Digitized Shape Editor 2 (DSE))

Для данного продукта при нанесении сетки введен режим отображения вершин . Можно также разбить сетку на несколько сеток и/или удалить часть сетки, ограниченной кривыми, планами, поверх­ностями или другими сетками.

В дополнение к этому:

• при анализе дистанции используется карта текстуры;

• для сканированных кривых система автоматически подбирает оптимальную степень сглаживания.

Восстановление поверхности (Quick Surface Reconstruction 2 (QSR))

Для данного продукта, помимо вышеназванных усовершенствований (аналогичных введенным в продукте Digitized Shape Editor 2 (DSE), но применительно к оцифрованным данным), усовершенствован и алгоритм для получения лучшего представления сетки поверхности.

Скульптурные формы (CATIA Shape Sculptor 2 (DSS))

Дополнительно к имеющимся возможностям данный релиз позволяет создавать кривые по выбранному отверстию, вдоль которого может быть создано множество кривых.

Проектирование кузовов (Automotive Body-In-White Fastening 3 (ABF))

При генерации чертежей для стыковочных узлов:

• создается комплектная документация;

• обеспечивается соответствие принятым стандартам, таким как DXF, DWG;

• имеется возможность настройки на принятые стандарты.

При присвоении имени стыковочному узлу добавляется суффикс.

Появились новые методы позиционирования:

• Intersection Point (Точка пересечения);

• BiTangent Circle Center (Центр касательной окружности);

• From Curve On any surface (Из кривой на любую поверхность);

• Points between a Start and End Point (Серия промежуточных точек между начальной и конечной).

Можно создать зеркальную копию различных продуктов, не имеющих общего родителя.

В начало В начало

Решения для синтеза изделия

Оптимизация изделия (CATIA — Product Engineering Optimizer 2 (PEO))

Появились следующие новшества:

• возможность прямого доступа к параметрам измерения в конструктивных ограничениях (эргономика);

• поддержка дискретных значений;

• множество решений в конструктивных зависимостях; решатель расширен благодаря возможности рассмотрения нескольких решений за один раз.

Шаблон знаний об изделии (Product Knowledge Template 1 (KT1)/Product Knowledge Template 2 (PKT))

При использовании шаблона сборки в контексте PLM он может быть сохранен, вызван и применен в продуктах ENOVIA VPM и ENOVIA V5 VPM, а для модуля Product Knowledge Template 2 (PKT) встроена поддержка национальных языков для конструктивных элементов, спроектированных пользователем.

Шаблон знаний бизнес-процессов (Business Process Knowledge Template 2 (BK2)/Business Process Knowledge Template 3 ((BKT))

Что касается управления структурой, то в CATIA V5 R13 предоставляется возможность автоматически генерировать все субкомпоненты.

Business Process Knowledge Template 3 (BKT)

Новая функция управления структурой , которая позволяет эксперту создавать композицию как устойчивое понятие для некоторого типа, включающего несколько установок другого типа. Например, тип «машина» состоит из шести, восьми или десяти типов тяг, одного типа оболочки, нескольких типов плунжеров. Цель композиции и добавленных к ней значений — формализовать соотношения, существующие между различными технологическими типами, и автоматизировать процесс оптимизации. Функция позволяет эксперту определить структуру в крайних уровнях детализации ( t op- d own approach) для создания комплексного приложения (например, от «машины» до «плунжера»).

Навигатор цифрового макета (DMU Navigator 1 (DN1))

Внутри сцены теперь поддерживается возможность доступа к данным приложения и их модификация.

Новый режим Full эквивалентен захвату цифрового макета и позволяет выполнять перезагрузку и управлять всеми атрибутами в сцене.

Выполнение сцены для полнокомплектного автомобиля стало в 50 раз быстрее и требует меньшего дискового пространства.

Просмотрщик сцен улучшает навигацию между сценами.

CATIA — DMU Navigator 2 (DMN)

Появилась возможность сохранять сцены в ENOVIA VPM из DMUReview.

Пространственный анализ (DMU Space Analysis 1 (SP1)/CATIA — DMU Space Analysis 2 (SPA))

Коллизии, сохраненные в формате XML, могут просматриваться Web-браузером и в системе UNIX (только для Netscape 6 или выше), а коллизии, сохраненные в формате XML, могут быть отфильтрованы Web-браузером.

Секционирование возможно и для каркасного представления изображения.

Кинематический анализ (DMU Kinematics Simulator 2 (KIN))

Значительно возросла производительность (для определенных сценариев в 17 раз!) за счет применения новой технологии, основанной на отсечении трехмерного пространства в объемное изображение.

Новая технология анализа коллизий сейчас доступна непосредственно из KIN и разработана специально для больших сборок.

При экспорте результатов анализа в текстовый файл, в файл формата Excel или Lotus123 возможна сортировка данных по нескольким критериям.

Моделирование манекена (Human Builder 2 (HBR))

Относительно управления каталогами следует сказать, что некоторые типы данных могут быть сохранены в каталогах.

Трехмерная мышь может использоваться для управления компасом и соответственно перемещением манекена с целью облегчения позиционирования манекена.

Анализ действий манекена (Human Activity Analysis 2 (HAA))

Новый модуль анализа поз манекена (биомеханического анализа) для определения неоптимальных зон в плане комфорта, безопасности и производительности основан на анализе нагрузки на спину и реакции опоры для расчета воздействия на сочленения скелета. Такой анализ экономит время расчета на дорогостоящем рабочем месте при идентификации зон наивысшего риска.

Список усовершенствований и нововведений можно продолжать еще долго. Например, изменения в и без того хорошем инструменте для создания реалистичных изображений произведены в части закраски — это и интеграция источников света, и повышение производительности с поддержкой OpenGL Shaders 3.1, и замещение материалов из контекстного меню, и поддержка большего количества стандартов из DirectShow (xMPEG1,2,4;DV;QuickTime...) и т.д.

* * *

Большое количество изменений и новшеств появилось в линейке продуктов серии Equipment & Systems Engineering (Оборудование и системы).

Не меньше усовершенствований и в продуктах линеек Analysis (Анализ), Machining (Обработка), Infrastructure (Инфраструктура), CAA-RADE (Среда разработки на основе архитектуры CAA), Web-based Learning Solutions (Обучение через Web). Что касается возможностей работы с многоплатформенной средой, перечислим некоторые форматы, поддерживаемые в CATIA V5 R13, — это UG NX-данные, Parasolid V14, ACIS R8. Отметим, что MULTICAx — SolidWorks plug-in (встраиваемый модуль связи с SolidWorks) поддерживает асинхронное обновление.

Применительно к продуктам остальных поставщиков CAD-систем модули интеграции имеют интерактивные команды, позволяющие контролировать статус обновления.

Поскольку в одной статье нельзя объять необъятное, в качестве резюме коротко отметим:

• данные из разряда PLM встраиваются в CATIA V5;

• платформа P1 «потяжелела»;

• конструктивы (фичерсы) продолжают мигрировать в сторону так называемых функциональных объектов;

• знания расширяются и проникают во всю линейку продуктов;

• расчеты углубляются;

• многоплатформенная среда становится, если можно так выразиться, более приемлемой;

• отраслевые решения совершенствуются;

• CATIA в целом ускорилась.

 

В статье использованы официальные материалы фирм IBM и Dassault Systemes.

В начало В начало

«САПР и графика» 6'2004