9 - 2002

3DVision — надежное и удобное решение в области обмена геометрическими данными

Алексей Усов

Чтение

Визуализация прочитанной геометрии

Манипулирование геометрией

Специальные операции

Экспорт

Продукты семейства 3DVision

Не секрет, что современное производство строится на интенсивном обмене моделями между CAD-, CAE- и CAM-системами, причем такой обмен организуется как внутри предприятия (на уровне подразделения и между подразделениями), так и между предприятиями. Компании, интенсивно использующие современные САПР-технологии, все чаще сталкиваются с проблемами в этой области. Причины этих проблем таковы:

  1. Различные геометрические ядра (различия касаются математического представления объектов, точности задания объекта), на которых построены разные CAD/CAM/CAE-системы. Плюс к тому — ошибки вследствие существования различных версий ядер, новые версии которых не всегда поддерживают старые.
  2. Различные требования к модели при решении разных задач, а именно:
    • сеточное и сплайновое представление модели;
    • твердотельное, поверхностное и каркасное моделирование;
    • подавление конструктивных особенностей (удаление из модели относительно малых объектов).
  3. Нестрогое соблюдение стандартов нейтральных форматов типа IGES при записи и чтении со стороны многих производителей программного обеспечения, а к тому же некорректные настройки экспорта/импорта файлов самими пользователями.
  4. Некорректные действия пользователей при проектировании в одной системе в случае передачи информации в другую.

Компания «ТЕСИС» представляет собственную разработку в области обмена геометрическими данными — программу 3DVision, обладающую уникальными возможностями восстановления трехмерных геометрических моделей. Следует отметить, что 3DVision — первое комплексное решение, объединяющее процессы чтения, диагностики, лечения, визуализации, манипуляции, сохранения и пересылки.

Процесс восстановления геометрической модели, длительный и тяжелый при использовании других программ, в 3DVision выполняется легко и быстро даже начинающим пользователем. 3DVision поможет исправить все ошибки, имеющиеся в геометрии модели, с сохранением исходной точности и без «деформации» самой модели.

Чтение

При работе с геометрическими форматами мы сделали акцент на очень распространенный формат IGES, полагая, что именно этот нейтральный формат будет гарантией независимости пользователя в случае смены или изменения CAD-системы в будущем. Кроме IGES, программа также читает нейтральные форматы VDA-FS и STL, а в качестве дополнительных опций предлагается формат STEP и родные форматы CATIA, Unigraphics, CADDS5 и Parasolid. Особо нужно отметить высокую скорость чтения 3DVision — она в несколько раз выше, чем у других систем на рынке! И при этом программа позволяет читать сборки.

Приведем пример — чтение IGES-файла, созданного в системе CATIA.

На этапе чтения осуществляется диагностика модели. Одновременно выдается текстовая информация о точности и размерности модели, о ее авторе, о количестве объектов, а также о проблемах, содержащихся в геометрии модели.

Отличительная особенность 3DVision состоит в том, что эта программа базируется на оригинальном геометрическом ядре с использованием технологии Boundary Representation — наиболее полном, связном и однозначном представлении трехмерной модели. Кроме того, Boundary Representation — это уникальное иерархическое представление объекта, базирующееся на его геометрии и топологии. Основываясь на данном представлении, 3DVision на этапе чтения файла распознает и автоматически исправляет 24 типа ошибок и неточностей геометрической модели. Среди подобных ошибок могут быть общие, геометрические и топологические.

На рисунке представлена собранная нами статистика ошибок, с которыми мы встречались при чтении файлов формата IGES.

В начало В начало

Визуализация прочитанной геометрии

После того как прочитана модель, определены и исправлены ошибки, можно правильно визуализировать модель. 3DVision дает возможность отобразить геометрию в виде закрашенного изображения, сеточного и проволочного, причем каждая грань может быть отображена своим цветом. Кроме того, пользователь может изменить прозрачность модели. Среди опций визуализации — именованные и стандартные виды. Существует возможность показать/скрыть объекты, установить необходимые для просмотра реальные сечения и разрезы, определить размеры и поработать со слоями. К тому же 3DVision поддерживает одновременное открытие нескольких окон, что очень удобно при работе с несколькими моделями.

В начало В начало

Манипулирование геометрией

При отображении геометрической модели 3DVision полностью показывает всю топологию модели посредством дерева проекта. При этом отображаются все слои, записанные в файле модели.

Программа позволяет производить группировку различных объектов, а также удалять поверхности и контуры. Кроме того, можно сохранять в отдельный файл и вставлять из файла элементы модели, причем элементы модели читаются из файлов различных форматов. Благодаря этому можно работать со сборками, которые собираются из деталей, построенных в различных CAD-системах. 3DVision поддерживает режим drug-and-drop.

В начало В начало

Специальные операции

В 3DVision существует система проверки качества геометрии, базирующаяся на рекомендациях определения качества трехмерной геометрии комитета Verband der Automobilindustrie e. V. (VDA) 4955 и группы Automotive Industry Action Group (AIAG) D-15. Пользователь может задать и собственный «стандарт качества», определив минимальный размер геометрических объектов (кромки, поверхности и т.п.).

Следующая операция — сшивка модели. Этот процесс полностью автоматизирован и контролируется несколькими параметрами, заданными в опциях. Сначала все поверхности, укладывающиеся в исходный допуск, сшиваются вместе. Большие зазоры закрываются посредством расширения поверхности и ее обрезки с использованием соседних кромок. Расширение поверхности выполняется с использованием точного алгоритма аппроксимации, содержащего полную геометрию начальной поверхности. Таким образом, полученная в результате модель формируется с исходной точностью и без «деформации».

Если же поверхность отсутствует или не может быть автоматически перестроена в процессе сшивки, пользователь может вручную построить, перестроить или обрезать поверхности.

В 3DVision имеются автоматизированные и «ручные» команды для упрощения модели. Программа использует новейшие алгоритмы для слияния сложных поверхностей в одну поверхность при сохранении точной геометрии исходных поверхностей. Такая функция очень полезна для приложений, требующих упрощенного определения модели, например для анализа на основе МКЭ.

Необходимо отметить наличие в 3DVision операций восстановления нормалей к поверхностям, анализа литейных уклонов, разъема геометрического объекта, а также перемещения компонентов сборки.

В начало В начало

Экспорт

Как уже говорилось выше, основной акцент при создании программы 3DVision был сделан на формате IGES. При экспорте исправленной модели обратно в этот формат поддерживается стандарт версии 6.0. Также имеются различные специально настроенные варианты экспорта формата IGES, поддерживается экспорт Manifold Solid через IGES. Кроме IGES, программа 3DVision поддерживает экспорт в сеточных стандартах — «водонепроницаемый» STL, AutoForm и VRML. При любом виде экспорта существует возможность сохранять сборки, отдельные детали и отдельные поверхности. Для удобства в программу включены возможности архивирования и пересылки сохраняемого геометрического файла по электронной почте.

В начало В начало

Продукты семейства 3DVision

В линейку продуктов, построенную на основе технологии 3DVision, входят следующие программы:

  • 3DVision Basic — пользователь может импортировать, «вылечить», отредактировать и визуализировать CAD-файл, но не может сохранить результаты своей работы на диске. Результаты могут быть сохранены только в виде копии экрана в bmp-формате;
  • 3DVision Translator — данный продукт обладает функциональностью 3DVision Basic, но при этом позволяет сохранять результаты работы на диске в формате IGES или STL. Обладает расширенными по сравнению с Basic возможностями редактирования геометрии модели;
  • 3DVision Quick Quote — продукт предназначен для изготовителей технологической оснастки с целью повышения эффективности их работы на этапе согласования сроков и стоимости работы с заказчиком. В дополнение к функциям 3DVision Translator программа может произвести автоматический анализ технологических уклонов стенок детали;
  • FaceWorks — повышает эффективность работы конструктора технологической оснастки на этапе проектирования пресс-форм. В дополнение к функциям 3DVision Translator программа может произвести автоматический анализ технологических уклонов стенок детали и получить линию и поверхность разъема пресс-формы;
  • MoldVision — данный продукт обладает функциональностью 3DVision Translator, но при этом позволяет произвести автоматический анализ технологических уклонов стенок детали, получить линию и поверхность разъема пресс-формы и формообразующие поверхности матрицы и пуансона.

***

Мы далеки от того, чтобы объявлять 3DVision панацеей для решения всех проблем в области обмена геометрическими моделями, однако 3DVision является мощным профессиональным инструментом для работы с разнообразными графическими форматами данных. По нашему мнению, 3DVision — выгодное инвестирование в развитие бизнеса.

«САПР и графика» 9'2002