Solid Edge ST praktyczne zastosowanie przełomowej technologii CAD

Transkrypt

1 Solid Edge ST praktyczne zastosowanie przełomowej technologii CAD Rok 2008 był rokiem przełomowym w historii komputerowego wspomagania projektowania. W trakcie organizowanych przez firmę GM System seminariów konstruktorzy z całej Polski mogli uczestniczyć w premierowym pokazie innowacyjnej technologii projektowania Synchronous Technology, która zaimplementowana została w najnowszej odsłonie systemu Solid Edge. Opracowana przez koncern Siemens PLM Software Technologia Synchroniczna łamie dotychczasowe reguły projektowania, odchodząc od zasady wzajemnego powiązania operacji na drzewie i sterowania geometrią modelu z poziomu profilu 2D. Wprowadzenie zupełnie nowych reguł projektowania dało niesamowite możliwości nie tylko w zakresie błyskawicznego tworzenia modelu, ale również swobodnej edycji modeli importowanych. Co więcej, w Solid Edge with Synchronous Technology modele pochodzące z innych systemów modyfikuje się znacznie szybciej niż w systemach, w którym zostały stworzone. Otwarcie drogi do świata nieograniczonych możliwości projektowania stało się możliwe dzięki wykorzystaniu symultanicznego (synchronicznego) solwera, pozwalającego użytkownikowi wprowadzać nieplanowanie zmiany w geometrii modelu bez wykorzystania drzewa operacji. Historia sekwencyjnie powiązanych operacji zastąpiona została w Solid Edge ST listą wystąpień (zestawów lic), które mogą być sortowane w dowolny sposób bez wpływu na geometryczną spójność modelu. Ponadto każdorazowa zmiana nie powoduje obciążenia komputera, gdyż równania opisujące projektowany obiekt są obliczane równolegle (synchronicznie). To z kolei skraca czas edycji projektu, powodując dynamiczny wzrost efektywności procesu projektowania. Projektowanie synchroniczne w Solid Edge ST jest możliwe dzięki zastosowaniu nowatorskich narzędzi i opcji, do których zaliczane są między innymi: Koło sterujące (Steering Wheel), Uchwyty 3D (3D Handles), sterujące wymiary PMI i Reguły (Live Rules). Opisany w niniejszym artykule przykład wykonania uproszczonego modelu zwrotnicy koła wózka widłowego obrazuje sposób posługiwania się nowymi narzędziami. Ma on również za zadanie wyjaśnić metodologię projektowania synchronicznego i tym samym zachęcić użytkowników Solid Edge ST do coraz częstszego wykorzystywania środowisk synchronicznych. Rys. 1. Uproszczony model zwrotnicy koła wózka widłowego wykonany w środowisku Traditional Part (Część synchroniczna).

2 W środowisku synchronicznego modelowania części nie występuje znany dotąd użytkownikom SE szkicownik, do którego przechodziło się w momencie rysowania profilu operacji. Dzięki integracji poleceń 2D i 3D profile rysowane są tu bezpośrednio w przestrzeni. Polecenia służące do rysowania znajdują się na zakładkach Narzędzia główne (Home) oraz Szkicowanie (Sketching), tuż obok poleceń związanych z tworzeniem obiektów 3D. Wybór płaszczyzny profilu następuje w sposób jawny (użytkownik wskazuje lico lub płaszczyznę) lub automatyczny (system wybiera jedną z trzech płaszczyzn odniesienia, której kąt nachylenia względem płaszczyzny ekranu monitora jest w danej chwili najmniejszy). Na Rys. 2. przedstawiono profile, które posłużyły do odzwierciedlenia ogólnego kształtu projektowanego elementu. Szkice zostały narysowane na wzajemnie prostopadłych płaszczyznach odniesienia X-Y oraz Z-X. W pierwszym szkicu zawierającym okręgi wprowadzono wszystkie wymiary oraz relacje. Szkic drugi zawiera tylko relacje (np. współosiowość koła i łuku), nie wstawiono w nim natomiast żadnych wymiarów. Należy zwrócić uwagę na jasnobłękitne wypełnienie szkiców, mówiące o automatycznym utworzeniu Regionów (Regions). Regionami nazywane są zamknięte obszary utworzone przez elementu szkicu lub kombinację elementów szkicu z krawędziami lic. Rys. 2. Widok profili w środowisku Traditional Part przy wyłączonym widoku płaszczyzn odniesienia.

3 Technologia synchroniczna ogranicza do minimum liczbę interakcji użytkownika z systemem. Do tworzenia lub modyfikacji obiektów bryłowych, wykorzystywane może być tylko jedno polecenie Zaznacz (Select). System na podstawie wskazanych regionów sam wybiera odpowiednią operację. Jeśli użytkownik nie zgadza się z propozycją systemu, może bardzo szybko zmienić odpowiednie opcje dzięki nowatorskiemu Paskowi podręcznemu (Quick Bar Rys. 3.). Rys. 3. Widok Paska podręcznego oraz Uchwytu 3D po zaznaczeniu regionu przy użyciu polecenia Zaznacz. Rys. 4. przedstawia wykonanie bryły podstawowej zwrotnicy w dwóch operacjach. Obie operacje wykonano za pomocą polecenia Przeciągnij (Extrude), które zostało wybrane automatycznie przez system po zaznaczeniu regionów i kliknięciu Uchwytu 3D. W przypadku drugiej operacji na pasku podręcznym włączono opcję Symetria, która spowodowała przeciągnięcie profilu symetrycznie w przeciwnych kierunkach. Rys. 4. Kolejne etapy tworzenia bryły podstawowej zwrotnicy.

4 Jak już wspominano, jedną z cech charakterystycznych technologii synchronicznej jest możliwość sterowania geometrią modelu za pomocą wymiarów PMI. Wymiary te mogą być wprowadzane ręcznie bezpośrednio w modelu 3D lub automatycznie poprzez transformację wymiarów szkicowych w trakcie wykonywania operacji 3D. Zwróćmy uwagę na opisywany model zwrotnicy. Po wykonaniu operacji wyciągnięć profile bazowe zniknęły, ale wymiary przywiązane wcześniej do elementów szkicu zostały przyłączone do odpowiednich krawędzi lub punktów na bryle (zostały automatycznie przekształcone na wymiary PMI, co widoczne jest w PathFinder). Zmiany wartości wymiaru PMI dokonuje się poprzez kliknięcie w tekst wymiarowy. Rys. 5 prezentuje zwiększenie średnicy podstawy zwrotnicy za pomocą edycji wymiaru PMI. Rys. 5. Zmiana średnicy podstawy zwrotnicy. W kolejnym kroku tworzenia modelu zmodyfikowano kąt pochylenia wspornika koła względem płaszczyzny podstawy zwrotnicy. Do tego celu wykorzystano nowatorskie Koło sterujące (Steering Wheel) oraz odpowiednio ustawione Reguły (Live Rules). Koło sterujące w Solid Edge ST pozwala na wprowadzanie szybkich zmian geometrii obiektu w wyniku translacji lub rotacji zaznaczonych lic. Podobnie jak wymiary PMI, koło sterujące współpracuje z tzw. regułami, które odpowiadają za rozpoznawanie zależności występujących w modelu w czasie rzeczywistym. Operację rozpoczęto od zaznaczenia jednej ze ścian wspornika (oznaczona na rysunku kolorem zielonym) i umieszczenia osi głównej koła sterującego na krawędzi pokazanej na Rys. 6. Kliknięcie obręczy narzędzia Steering Wheel spowodowało obrót zaznaczonego lica oraz wszystkich lic do niego równoległych. Należy również zwrócić uwagę, że obrócony został także otwór, na którym mocowane jest koło. Uzyskanie prezentowanego efektu możliwe było dzięki włączeniu reguł: Współosiowość, Styczność krawędzi i Równoległość.

5 Rys. 6. Obrót ścian wspornika koła przy użyciu Koła sterującego. Na Rys. 7. przedstawiono wybrane etapy ostatecznego formowania kształtu zwrotnicy. Do wykonania wszystkich operacji (wyciągnięcia i wycięcia) wykorzystano polecenie Zaznacz (Select) oraz pokazane na rysunku regiony. Rys. 7. Wybrane etapy nadawania ostatecznego kształtu zwrotnicy.

6 Końcową fazę projektowania wyrobu w technologii synchronicznej stanowi zazwyczaj wprowadzanie brakujących wymiarów PMI. Oczywiście większość zmian w geometrii można dokonać za pomocą koła sterującego, jednak wymiary PMI skutecznie zwiększają przejrzystość projektu i przyspieszają jego edycję. Dzięki nim możliwe jest również permanentne ustalanie wzajemnego położenia elementów geometrii modelu (blokowanie w oknie edycji wymiaru) bez stosowania polecenia Relacje (dostępne na pasku podręcznym). Na Rys. 8 pokazano model zwrotnicy po wprowadzeniu wybranych wymiarów PMI. Rys. 8. Model zwrotnicy po wprowadzeniu większości wymiarów PMI. Mimo że artykuł ten prezentuje jedynie wycinek niezwykłych możliwości technologii synchronicznej, to trudno nie zauważyć jej znacznej przewagi nad wykorzystywaną dotąd technologią tradycyjną. O jej niezwykłej sile świadczy przede wszystkim możliwość modyfikacji modelu bez ingerencji w listę operacji. Projektanci wyrobów nie są już zmuszeni do długotrwałego rozmyślania nad strukturą operacji w obawie przed wystąpieniem błędu w wyniku wprowadzenia nieplanowanej zmiany. Nie muszą również marnować czasu w oczekiwaniu na przeliczenie geometrii modelu. Dzięki Solid Edge with Synchronous Technology znów najważniejsza stała inwencja twórcza projektanta a nie Jego wiedza z zakresu modelowania 3D! Tomasz Luźniak GM System, 2009