Сборка в PowerShape — взгляд в будущее
Бурно развивающийся рынок CAD-систем давно уже диктует производителям программного обеспечения свои законы. Составляющие классическую схему компоновки CAD «чертежный модуль — модуль трехмерного моделирования — сборочный модуль» давно стали обязательными для современных графических систем.
В то же время такой производитель широко известных CAD/CAM-решений, продвигаемых на рынке САПР под торговой маркой Power Solution, каковым является британская фирма Delcam plc, не располагал даже элементарным модулем сборки, что во многом объяснялось более пристальным вниманием со стороны разработчиков к CAM-технологиям, признанным на сегодняшний день во всем мире одними из наиболее развитых.
Справедливости ради следует отметить, что работы по планированию и реализации модуля сборки начались давно. Однако воплотить все идеи и замыслы в жизнь удалось сравнительно недавно. Рабочая версия модуля сборки в PowerShape (PS-Assembly) была представлена на собрании технических партнеров фирмы в июле этого года.
Примечателен тот факт, что разработка модуля сборки ведется российской группой разработчиков, входящей в состав представительства «Делкам-Иркутск». Эти специалисты из Иркутска уже знакомы читателям по своей разработке AirMILL — прикладному приложению к САМ-системе PowerMILL, адаптирующему последнюю к условиям авиационного производства.
Новый модуль PS-Assembly гармонично вписывается в комплекс программ CAD-системы PowerSHAPE. Пользователи этого продукта уже имеют в своем распоряжении такие мощные инструменты, как PS-Modelling — построение сложных поверхностей и твердотельных элементов, PS-Moldmaker — проектирование и создание пресс-форм и штампов, PS-Draft — выполнение чертежной документации к трехмерным моделям деталей, PS-Electrode — проектирование электродов, PS-Shoemaker — проектирование основы обуви.
Получив в свое распоряжение модуль PS-Assembly, пользователи смогут теперь создавать на основе твердотельных элементов сложные и многоступенчатые сборочные конструкции.
Процесс создания сборки условно можно разделить на три этапа:
- Создание отдельных деталей в модуле моделирования.
- Регистрация деталей в каталоге сборочных элементов — создание прототипов для будущих компонентов.
- Создание сборки путем вставки зарегистрированных прототипов с наложением связей.
Модуль PS-Assembly предоставляет пользователю необходимый набор операций как по сборке в целом, так и по ее отдельным компонентам. Производятся поэлементное заполнение сборки из каталога прототипов и их взаимное позиционирование. Вставленный прототип становится компонентом сборки.
Позиционирование объектов сборки осуществляется путем наложения связей между так называемыми элементами привязки соответствующих компонентов.
Элементы привязки содержат информацию о геометрических элементах твердых тел, входящих в состав сборки, и делятся на три класса:
- точки — вершины поверхностей твердых тел или центры сферических поверхностей;
- прямые бесконечные линии — прямые, определенные ребрами твердых тел, или оси поверхностей вращения;
- плоскости — определяются плоскими поверхностями твердых тел.
В модуле сборки реализован алгоритм автоматического нахождения элементов привязки для твердых тел, входящих в сборку. После выполнения редактирования твердых тел запускается механизм нахождения соответствия новых элементов привязки их старым эквивалентам. Это позволяет сохранить определенные ранее позиционные связи и пересчитать на их основе новое положение компонентов.
Накладываемые связи представляют собой определенные правила расположения одного элемента привязки относительно другого.
Основной тип связи определяется типом пары элементов привязки. Пользователь может определить связь для взаимного расположения точек по двум компонентам, линиям и плоскостям, а также установить ее для разнотипных составляющих (например, точка к плоскости, линия к точке, плоскость к линии и т.п.).
Дополнительный тип определяет взаиморасположение элементов привязки — совпадение, дистанционное, параллельное или перпендикулярное.
Интерфейс процесса сборки построен на основе поэтапного определения параметров связей и их редактирования (рис. 1). Изначально пользователю доступны лишь функции выбора связываемых компонентов. И только после прохождения этого этапа он может выбирать и задавать правила (связи) между составляющими компонентов. Интерактивность интерфейса распространяется также на выбор вставляемого прототипа и редактирование элементов сборки (компонентов и подсборок). Выбор вставляемого прототипа сопровождается его отображением в отдельном графическом окне, встроенном в диалог, и позволяет пользователю убедиться в правильности выбора следующего компонента сборки. Иерархия сборки отображается на экране в виде дерева проекта. В ней присутствует как набор прототипов, так и все сборки, созданные в этой части. Пользователь может просмотреть состав любой сборки с указанием связей между компонентами. Элементы сборки, как-то: компоненты и связи, подсвечиваются в графическом окне при выделении в дереве проекта, что значительно упрощает навигацию для пользователя (рис. 2).
Сборочный модуль автоматически отслеживает и предупреждает пользователя о несовместимых или взаимоисключающих связях. Таким образом, модуль постоянно отслеживает весь процесс и обеспечивает корректное построение сборки.
Для удобства работы пользователя в структуру сборочного модуля введена специальная операция по вставке тела вращения. К примеру, вставка болта в отверстие плиты значительно упрощается за счет автоматизации ряда переходов. Пользователю в этом случае достаточно указать плиту и необходимое отверстие. Вставка последующего болта может быть осуществлена еще проще, поскольку плита уже выбрана (рис. 3).
Включена поддержка создания multi-контекстной сборки, то есть компонент или подсборка могут быть созданы вне текущей части (part). Это позволяет типизировать отдельные части PowerSHAPE под определенный набор компонентов (крепежные изделия — отдельные компоненты, муфты — сборочные наборы и т.д.).
Функциями интерфейса предоставляется возможность перехода к любой из составляющих сборку подсборок.
Встроенный язык позволяет выполнять все функции сборочного процесса с командной строки. Написанные макрофайлы, использующие эти команды и повторяющие процесс сборки, могут применяться как шаблоны, частично автоматизирующие работу пользователя по созданию однотипных сборок.
Графическая система, используемая в сборке, позволяет построить единое представление для всех экземпляров одного и того же компонента, что, в свою очередь, облегчает прорисовку сборок, состоящих из большого количества одинаковых компонентов, особенно в режиме «Закраска». Следствием этого является возможность автоматического обновления вида одного и того же компонента во всех его представлениях. При этом возможно независимое влияние на представление компонента относительно его контекста.
Практически все широко известные на сегодняшний день CAD/CAM-системы обладают мощными пакетами объемного моделирования сборок. И сравнивать с ними новый модуль семейства программ Power Solution на текущий момент просто не имеет смысла — это ведь только первый шаг. Однако, принимая во внимание тот факт, что работа над модулем ведется менее года, а существующая функциональность уже позволяет создавать достаточно мощные сборочные узлы, можно с уверенностью сказать, что последующие шаги не заставят себя долго ждать.
Новый модуль гармонично вписался в общую концепцию программных проектов фирмы Delcam plc и продолжает планомерно развиваться, а это на данном этапе самое главное.
«САПР и графика» 8'2001
