isicad.ru :: портал САПР, PLM и ERP :: версия для печати

Статьи

17 ноября 2017

Как мы ищем проблемы в Компас-3D, чтобы превратить их в возможности будущих версий. Моделирование сложных поверхностей

Никита Батьянов, ведущий инженер-аналитик Центра разработки АСКОН в Коломне

Никита Батьянов

С каждой версией в КОМПАС-3D появляются новые возможности, совершенствуются и становятся удобнее инструменты, доступные ранее. Многие конструкторские задачи, для решения которых прежде существовали только обходные пути («костыли»), теперь можно реализовать напрямую и гораздо быстрее. В процессе поиска оптимальных вариантов разработчики общаются с пользователями, изучают обращения в техподдержку и отзывы на форуме, а также самостоятельно проверяют сценарии работы на реальных изделиях. Об одном из таких примеров рассказывается в этой статье.

От потенциометра к электрогитаре

Тестировать функционал можно и на кубиках, но мы стараемся смотреть на продукт глазами пользователя, который работает не с кубиками, а со своими изделиями. Поэтому аналитики конструируют, моделируют, чтобы понять, какие задачи решаются удобно, а какие нет. Возникает повод подумать, как классифицировать выявленную проблему — как частую или, наоборот, нетипичную, заниматься ли доработкой функционала КОМПАС-3D или созданием отдельного приложения.

В одной из моих работ стояла задача проверить некоторые решения по простановке размеров, для чего в качестве объекта моделирования я выбрал потенциометр.

АСКОН сложные поверхности гитара АСКОН сложные поверхности гитара
В итоге он «оброс» электрогитарой — о ее моделировании я задумывался еще в начале своей работы в АСКОН летом 2016 года, когда мне показали новую операцию по сечениям в 17-й версии КОМПАС-3D.
АСКОН сложные поверхности гитара

Я нацелился сделать модель электрогитары правильно, вплоть до того, чтобы её можно было изготовить. Отсюда возникло условие — сохранить возможность внесения изменений в любой компонент, всё как в настоящем производстве. Поэтому при моделировании широко использовалась компоновочная геометрия и, почти в каждой детали, копирование геометрии.
АСКОН сложные поверхности гитара

Копирование геометрии

Компоновочная геометрия особенно выручила при моделировании пружины для тремоло-машинки (приспособление, которое позволяет изменить натяжение всех струн во время игры и придать эффект вибрирующего звучания). Необходимо было учесть, что из-за того, что сёдла разной высоты, винты, которые подпирает пружина, тоже будут расположены на разной высоте.
АСКОН сложные поверхности гитара

Тремоло-машинка

АСКОН сложные поверхности гитара

Сёдла, винты и пружина

Получалось, что в данном случае я не могу использовать копирование из сборки, так как в эту же сборку я буду вставлять деталь с копией. Это вызовет бесконечное перестроение сборки (вставка в сборку изменяет сборку, что, в свою очередь, изменяет копию геометрии, которая изменит вставку, которая… правильно, изменит сборку). Компоновочная геометрия служит как раз для того, чтобы вынести опорную геометрию на «внешний уровень» и уже по ней создавать и детали, и сборку.
АСКОН сложные поверхности гитара

Компоновочная геометрия для тремоло

АСКОН сложные поверхности гитара

Компоновочная геометрия в файле пружины. По этим отрезкам потом будет сделана операция «сгиб по линии»

АСКОН сложные поверхности гитара

Полученная в результате пружина. По этой компоновочной геометрии создавались сёдла и основа. В сборке их уже не надо было размещать, так как их системы координат совпадали

Забегая вперёд, мне кажется, и я, и КОМПАС-3D отлично с этим справились: я несколько раз изменял форму деки и расположение тремоло, даже менял мензуру — всё остальное осталось на своих местах после перестроения, мне не пришлось исправлять какие-то ошибочные сопряжения или потерянные связи.

Но больше всего я «попотел» с гитарными ладами — ведь они все разные, их достаточно много, а мне очень хотелось сделать лады максимально точно. Это был своеобразный вызов — сделать 24 похожих, но всё же разных лада в базовом функционале КОМПАС-3D, а потом разместить их в нужных местах, при этом избегая повторяющихся действий.

Конструкция грифа электрогитары

Накладка грифа имеет сложную форму — у нее разный радиус кривизны у головы грифа и у деки гитары. Ширина накладки также меняется по её длине.

Лады, расположенные на накладке, изначально представляют собой что-то вроде специальной проволоки, нарезаются кусками по ширине накладки в том месте, где они будут стоять, и немного изгибаются, а затем забиваются молотком в пропилы в накладке грифа. В момент забивания лад окончательно принимает кривизну накладки в том месте, куда его забили. Таким образом каждый лад немного «кривее» предыдущего, если считать от деки до головы грифа (R24 > R1).

АСКОН сложные поверхности гитара

Ниже привожу своё решение для моделирования ладов — возможно, не единственное верное, но в итоге я только в двух случаях использовал «ручной» труд.

Рассчитываем в электронной таблице координаты ладов.

АСКОН сложные поверхности гитара

Сохраняем координаты в текстовый файл и с помощью команды «Группа точек из файла» импортируем в КОМПАС-3D. Чтобы точки шли от верхнего порожка, ставим локальную систему координат в нужном месте.
АСКОН сложные поверхности гитара

Используем эти точки, чтобы сделать пропилы массивом по точкам.
АСКОН сложные поверхности гитара

В качестве задела на будущее делаем копию геометрии до пропилов, чтобы использовать её при создании ладов.
АСКОН сложные поверхности гитара

Копируем геометрию и точки в новый файл, где будут лады.
АСКОН сложные поверхности гитара

Траекторию лада берем усреднённую — можно пренебречь изменением кривизны на ширине лада. Чтобы получить траекторию, делаем плоскость, перпендикулярную оси грифа, и этой плоскостью рассекаем поверхность копирования.
АСКОН сложные поверхности гитара

Приступаем к созданию формы лада. Для удобства различные профили лада сохранены в пользовательскую библиотеку элементов. Создаем первый эскиз и привязываем вставленный элемент к проекции начала траектории.
АСКОН сложные поверхности гитара

Второй эскиз будет расположен так же, но на конце траектории. Для него используется тот же контур лада.
АСКОН сложные поверхности гитара

По этим двум эскизам и траектории создаём элемент по сечениям. Далее делаем обработку и зубцы, и зеркальное отражение тела.
АСКОН сложные поверхности гитара

Для второго лада создаём зависимое исполнение. Снимаем зависимость с перпендикулярной плоскости, на которой строили траекторию лада, и редактируем её так, чтобы она была построена на второй точке. После перестроения получаем точно такой же лад, только в новых координатах и по новой траектории — с другим изгибом, в соответствии с кривизной накладки на новом месте.

Повторить действие по выбору новой точки придётся 24 раза. После вставки в сборку необходимо сделать массив с нулевым шагом — 24 экземпляра. Затем останется поменять всем экземплярам исполнения. Да, к сожалению, 24 раза, благо, что команда расположена рядом, хотя это хорошая пища для размышлений — сделать исполнения управляемыми переменными.

АСКОН сложные поверхности гитара

На примере электрогитары мы не только увидели проблемные места при создании сложных поверхностей, но и проверили саму методику применения компоновочной геометрии в том виде, как ее закладывали разработчики. Обнаружились некоторые ошибки, которые будут или уже исправлены.


Все права защищены. © 2004-2024 Группа компаний «ЛЕДАС»

Перепечатка материалов сайта допускается с согласия редакции, ссылка на isicad.ru обязательна.
Вы можете обратиться к нам по адресу info@isicad.ru.