T-FLEX CAD — король параметризации. Чаcть II

В первой части статьи мы постарались рассказать только о некоторых параметрических возможностях системы T-FLEX CAD, в основном, касающихся построения отдельных деталей …

Вторая часть статьи будет посвящена в основном вопросам параметризации сборочных моделей, различным методикам создания параметрических сборок, адаптивным технологиям, а также приёмам «продвинутого» параметрического моделирования, доступным пользователям T-FLEX CAD.

17. В начале статьи хотелось бы продемонстрировать еще одну возможность параметрической модели T-FLEX CAD, которую хотелось бы отнести к первой части. Речь идет о встроенных средствах анимации моделей в стандартной версии T-FLEX CAD. В примере показывается возможность анимации параметрической модели, в которой циклически изменяется одна базовая переменная, остальные изменения происходят за счет параметрической модели T-FLEX CAD. Необходимо отметить, что при создании анимации пользователь управляет параметрами (переменными) модели. Это обеспечивает не только возможность перемещения камеры, возможность сборки/разборки, но и такие изменения модели, которые могут быть получены только в результате работы механизмов параметризации.

Второй пример показывает, что анимация в T-FLEX CAD может создаваться по сценарию анимации, в котором задаются зависимости изменения целого набора переменных.

В результате анимации можно получить стандартный AVI-файл.

Базовые принципы параметризации сборок в T-FLEX CAD

Формально в модели T-FLEX CAD нет разницы между чертежом детали и чертежом сборки, между 3D деталью и 3D сборкой. Любой документ может быть использован и как конечный документ, и как часть другого документа. Это даёт большую гибкость при работе с параметрическими элементами. Сборка может быть вложенной на любую глубину. Сборка может состоять из подсборок, подсборки из подсборок следующего уровня и т.д. Все механизмы параметризации T-FLEX CAD действуют на любую глубину вложенности сборки.

В первой части статьи мы рассказали, что любой параметр в системе T-FLEX CAD может быть задан с помощью переменной. Сейчас хотелось бы сказать о том, что любая переменная модели может быть определена как «внешняя». Внешняя переменная может управлять параметрической моделью вставляемого чертежа (фрагмента) из сборки и получать свое значение в момент вставки этого чертежа (фрагмента) в сборку, при этом сам файл фрагмента не изменяется. Один и тот же фрагмент можно вставить в одну или несколько сборок с различными значениями внешних переменных и, соответственно, различными параметрами.

В данной части статьи мы постараемся на простых примерах рассказать:

• о создании параметрических элементов библиотек и создании собственных пользовательских библиотечных элементов;
• о параметризации сборок и автоматическом получении деталировочных чертежей и спецификаций,
• о создании своих собственных мини-САПР без программирования;
• о применении параметризации при создании уникальных изделий;
• об отличии реальной параметризации от использования «конфигураций» ;
• об уникальных возможностях создания «умных» параметрических элементов и «умных» сборках и многом другом интересном из области параметризации …

Параметризация 2D и 3D фрагментов

18. T-FLEX CAD позволяет создавать параметрические фрагменты с несколькими видами для вставки в сборку. При вставке в сборку достаточно указать, какой вид вы хотите вставить, и система отобразит в сборке только указанный вид. Помимо выбора вида для вставки вы можете также задавать значения внешних переменных, определяющих типоразмер и исполнение библиотечного элемента в сборке. Понятно, что в данном случае значения управляющих параметров (переменных) для разных видов одинаковы. Одинаковы также и данные для спецификации (наименование, обозначение). Отличается только изображение (вид) элемента, вставляемого в сборку.

На этом примере также хорошо продемонстрирована возможность T-FLEX CAD по автоматическому удалению невидимых линий в сборках при проектировании в 2D. При вставке первого болта его изображение перекрывает изображение деталей с отверстием. При вставке второго болта, наоборот, изображение сборки перекрывает изображение болта, удаляя тем самым невидимые линии.

20. При создании параметрических моделей в T-FLEX CAD существует возможность обеспечения контроля некорректных значений параметров. При попытке ввести нестандартное значение система выведет на экран сообщение и автоматически подберет ближайшее стандартное значение параметра параметрического элемента. В примере сообщение о некорректности задаваемого параметра появляется в окне диагностики системы.

21. Параметрическая модель T-FLEX CAD позволяет автоматически подбирать значение параметров из стандартизованного ряда, находящегося в БД. С помощью этого механизма можно исключить ошибки применения в сборке элементов с нестандартными параметрами. Динамическое изменение толщины плит в сборке приводит к тому, что длина болта автоматически подбирается из стандартного ряда и изменяется дискретно. То же самое происходит и при динамическом изменении диаметра отверстия в сборке.

22. По аналогии с другими системами, T-FLEX CAD позволяет создавать предопределенные конфигурации модели для использования при вставке в сборку. В первом примере показывается, что конфигурации могут включать не только набор параметров, определяющих размеры вставляемой детали, но и кардинальную замену геометрии – в данном примере, типа зубчатого колеса. Конфигурации модели задаются в самом файле фрагмента, и при вставке в сборку просто выбирается требуемая конфигурация.

Во втором примере показывается, что конфигурации в T-FLEX CAD могут включать как параметры модели, так и набор геометрических операций, которые необходимы в данной конфигурации.

Надеемся, что указанные примеры наглядно демонстрируют, что в T-FLEX CAD, наряду со всеми другими отличительными параметрическими возможностями, имеется и «стандартный» для других систем метод «параметризации» с помощью конфигураций.

Метод планировки

23. В T-FLEX CAD существует специальный механизм «Планировка», который позволяет автоматически создавать 3D объекты, используя привязку 2D фрагментов на рабочих плоскостях и чертежных видах (проекциях). При использовании этого инструмента параметрический 3D фрагмент вставляется в 3D сборку с положением и ориентацией, соответствующим виду использованного 2D изображения, а также ориентации чертёжного вида или рабочей плоскости, на которую оно было вставлено. Таким образом, в определённых прикладных задачах, можно собирать сложные 3D сборки, пользуясь вставкой и редактированием исключительно 2D изображений, что значительно упрощает процедуру привязки компонентов. В примере показывается, как, используя фронтальный вид вала, на который вставляются 2D фрагменты методом планировки, автоматически формируется 3D модель вала.

Расширенная параметризация фрагментов (адаптивные фрагменты)

В T-FLEX CAD имеется мощный механизм создания адаптивных фрагментов. Адаптивные фрагменты – это фрагменты, у которых при вставке в другую модель можно задавать не только внешние (определяющие) переменные, но и «внешнюю» геометрию, то есть заменять геометрию объектов модели фрагмента на геометрию аналогичного типа из сборки.

24. T-FLEX CAD позволяет создавать пользовательские адаптивные фрагменты (UDF), тем самым, расширяя возможности 3D моделирования и увеличивая производительность конструкторского труда. В примере показывается, как просто можно создать адаптивный фрагмент типа «бобышка» с указанием геометрии фрагмента, которую можно будет выбрать при вставке в другую модель. Далее показывается как, только что созданный адаптивный фрагмент, можно использовать для получения «бобышек» с разной геометрией при проектировании другой детали. Создав такой адаптивный фрагмент, процесс проектирования любых вариантов «бобышек» в новых деталях сводится к формированию профиля «бобышки» и вставке адаптивного фрагмента.

25. Адаптивные фрагменты широко используются в T-FLEX CAD в функциональности самой системы. Например, библиотеки адаптивных фрагментов используются в качестве элементов при проектировании листовых изделий для создания выштамповок. Такие библиотеки в T-FLEX CAD могут быть расширены самим пользователем, и тем самым пользователь сам может увеличить функциональность модуля проектирования листового материала. Понятно, что компания «Топ Системы» старается поставлять свои библиотеки в наиболее полном виде, но если вдруг случилось, что какого-то специального или очень вам нужного элемента выштамповки не оказалось, то ничего страшного. Просто создаете необходимый вам адаптивный фрагмент, помещаете его в системную папку T-FLEX CAD, и все — можете использовать новый элемент выштамповки в стандартной команде T-FLEX CAD по проектированию листового материала.

Адаптивные фрагменты позволяют пользователям автоматизировать свой труд в любой области конструкторского проектирования. Пример показывает использование адаптивного фрагмента типа «витой провод». Для этого адаптивного фрагмента можно задавать диаметр используемых проводов и количество витков на единицу длины. При вставке провода указывается также 3D путь, по которому должен проходить провод. При этом сам адаптивный фрагмент автоматически рассчитывает свою длину при вставке в сборку, что используется при подготовке спецификации.

26. Параметрические возможности адаптивных фрагментов позволяют их использовать для продвинутого моделирования 3D деталей с использованием стандартных 3D элементов. К таким элементам могут относиться, например, конструкторско-технологические элементы (КТЭ), элементы формы. Пример демонстрирует вставку адаптивного фрагмента «канавка» для создания в 3D модели канавки для выхода шлифовального круга. Другой адаптивный фрагмент позволяет в одно действие создать на шейке вала шлицы. При этом механизм адаптивных фрагментов используется совместно с автоматическим применением булевых операций над 3D моделью и адаптивным фрагментом – в результате получается одна 3D деталь. Необходимо в очередной раз заметить, что адаптивные фрагменты, и канавка, и шлицы, при вставке запрашивают значения своих параметров (внешних переменных), которые могут быть любыми, а не просто содержат какие-то предопределенные конфигурации для вставки.

Параметризация материалов

27. В T-FLEX CAD можно подготавливать компоненты сборок (фрагменты), у которых является параметрической не только геометрия, но и материал. Материал, использованный в модели фрагмента, может быть тоже задан при помощи внешней переменной. В результате при вставке в сборку Вы можете не только задавать геометрические параметры фрагмента, но и определять материал детали. Пример демонстрирует эту возможность. Также необходимо заметить, что данный 3D фрагмент позволяет заменить все детали прямоугольной формы конструктора ЛЕГО. В конце ролика для любителей метода использования «конфигураций»  демонстрируется сборка – домик, собранный из фрагмента-детали ЛЕГО с разными параметрами и разными материалами. А фрагмент, по-прежнему, используется один!

Создание параметрических сборочных конструкций

28. T-FLEX CAD позволяет создавать параметрические сборочные конструкции, в которых параметры сборки управляют параметрами входящих в ее состав деталей и узлов. Это верно и для 2D и для 3D сборок. Пример: параметрическая муфта. Изменяем параметры сборки – изменяются все детали, входящие в эту сборку. Параметрическая модель позволяет получать любые варианты муфты и входящих в нее деталей за считанные секунды, требуемые для пересчета модели после изменения параметров.

29. Параметризация сборок позволяет пользователям T-FLEX CAD автоматически формировать комплект деталировочных чертежей и 3D моделей в соответствии с параметрами сборки. Встроенный модуль получения спецификаций вместе с вышесказанным позволяет автоматически получать готовые спецификации на сборку после изменения параметров сборки и всех деталей. При параметризации сборок в T-FLEX CAD имеется важная возможность управлять структурой сборки в зависимости от каких-либо параметров. Пример параметрического кондуктора демонстрирует все указанные возможности: 2D и 3D сборочная модель собрана по принципу «снизу – вверх» от деталей к сборке. Все детали параметрически связаны между собой. Сначала показывается сборка, пример деталировочного чертежа одной детали – корпуса и спецификация, в которой мы видим при текущих параметрах структуру сборки, включающую 2 винта и 2 втулки. Затем мы изменяем длину закрепляемой в кондукторе детали. После пересчета сборки изменяется 2D сборка и 3D сборка, изменяется структура сборки, автоматически изменяется в соответствие с новой структурой спецификация (1 винт и 1 втулка вместо 2-х). Далее можно получить новый комплект полностью оформленных деталировочных чертежей на примере того же корпуса, чертеж которого изменился в соответствие с новыми параметрами сборки. Необходимо заметить, что на чертеже также автоматически убралось одно отверстие и автоматически перестроилось все оформление чертежа.

30. T-FLEX CAD поддерживает автоматическое формирование обозначений и наименований параметрических элементов для спецификации на сборочное изделие. Простой пример позволяет увидеть, что параметрическое изменение сборочной конструкции приводит к автоматическому изменению обозначений деталей, входящих в болтовое соединение, что отражается в спецификации.

Второй способ характеризуется тем, что при получении деталировочного чертежа фрагмент-оригинал не изменяется, и все файлы сборки (проекта) копируются, в них подставляются параметры сборки и сохраняются в отдельной папке. Вы получаете готовый проект измененной сборочной конструкции и деталей. Детали при втором способе могут легко дорабатываться пользователем именно под данную конструкцию. Например, в случае использования такой методики при работе с металлоконструкциями детали могут дорабатываться в контексте сборки или отдельно с целью моделирования отверстий под крепёжные элементы или разделки под сварные швы.

В примере показано создание параметрической сборочной металлоконструкции – башни из 1 адаптивного фрагмента – уголка. Для фрагмента – уголка установлена опция «Автосохранение». После создания сборки и ее сохранения все фрагменты, из которых состоит башня, копируются в отдельную папку с новыми именами и сохраняются с параметрами, соответствующими сборке. Далее выбирается один уголок и дорабатывается (создается отверстие) в контексте сборки. Мы видим, что изменился (появилось отверстие) только этот уголок, все остальные остаются без отверстия. Последующее редактирование параметров сборки позволяет изменить саму сборку и все входящие в нее детали. Доработанный уголок, который также параметрически изменяется, содержит отверстие. Все остальные уголки также параметрически пересчитались, но не содержат отверстия. Данный способ позволяет автоматически получать готовый проект новой сборочной единицы с измененными параметрами со всеми входящими в сборку деталями.

Автоматизация сборочных процессов

Попробуем показать это на примере. Есть плита, вставляем на плиту первый параметрический фрагмент – отверстие, задав определенные для отверстия значения параметров. Во вставленном фрагменте имеется коннектор. Все остальные фрагменты: болт, шайба и гайка вставляются в сборку с помощью коннекторов: просто подводим болт к отверстию, позиционируем болт и подтверждаем вставку. Параметры отверстия автоматически синхронизируются с параметрами болта – ничего задавать и связывать не надо. То же самое делаем и с шайбой, и с гайкой. В результате получаем параметрическую сборку. Изменение параметров отверстия будет приводить к автоматическому изменению параметров всех других вставленных фрагментов. Использование коннекторов в T-FLEX CAD позволяет полностью исключить ошибки синхронизации параметров при проектировании сборочных конструкций. Все библиотечные элементы T-FLEX CAD 12 содержат в себе коннекторы, что значительно упрощает их использование в сборках.

Создание мини-САПР с помощью параметрических возможностей T-FLEX CAD

39. Обычно считается, что параметризация используется только для типового проектирования. T-FLEX CAD опровергает данное утверждение. Пример: мини-САПР для проектирования прихватов создана нашими пользователями. Всегда уникальная остнастка – прихват – создается из набора параметрических элементов, которые объединяются в T-FLEX CAD в единое изделие. Сначала выбирается заготовка из типовых представителей и задаются ее параметры. Затем выбирается (опять же из типовых вариантов) тип передней части прихвата и задаются ее параметры. И в завершении задается тип прихвата. В результате параметрического пересчета получается уникальное изделие – прихват. Последовательное изменение заготовки, передней части прихвата и типа прихвата практически мгновенно позволяют получить новый уникальный прихват. Необходимо заметить, что мини-САПР прихватов позволяет получить бесконечное количество вариантов прихвата, что невозможно получить с помощью механизма «конфигураций» никогда. Все, что вы видите в примере, сделано с помощью стандартной функциональности T-FLEX CAD без программирования и других специальных средств.

40. T-FLEX CAD позволяет значительно повысить производительность труда конструкторов за счет накопления знаний. Даже параметрическое 2D проектирование в T-FLEX CAD может на порядок ускорить выпуск конструкторской документации. Пример наших пользователей: САПР проектирования теплообменных аппаратов. В T-FLEX CAD была разработана форма для ввода основных параметров, от которых зависит тип и расчеты теплообменных аппаратов, которые выпускает предприятие. Далее конструкторы создали параметрическую документацию практически на всю продукцию теплообменников, которые может выпускать их предприятие. Документация содержит в себе все необходимые расчеты, чертежи сборок и деталей, спецификации. После заполнения формы все параметры записываются с помощью T-FLEX CAD в базу данных. Далее конструктор вызывает необходимые параметрические чертежи и вызывает параметрический пересчет. Записанные в БД параметры теплообменника считываются в параметрические чертежи, и они перестраиваются. В результате за время параметрического пересчета параметров всех чертежей конструкторы получают практически готовую документацию на заказанный теплообменный аппарат. Как говорилось в классическом советском фильме: «Производительность – во какая!» Все показанные возможности обеспечиваются стандартной функциональностью системы T-FLEX CAD.

41. Мини-САПР проектирования лестничных конструкций показывает, что с помощью T-FLEX CAD можно проектировать не только уникальные изделия из отдельных параметрических компонентов, но и уникальные сборочные конструкции из типовых параметрических фрагментов. Данная мини-САПР была разработана сотрудником нашей компании по заказу одного из предприятий. В результате разработки предприятие получило инструмент для создания лестничных конструкций для любых резервуаров цилиндрической формы. В примере показано, что для проектирования лестницы для заданного резервуара надо просто заполнить форму необходимыми параметрами. При заполнении формы контролируется правильность введенных параметров. После корректного заполнения параметров автоматически пересчитывается параметрическая 3D модель и получается готовый проект лестницы. Также формируется специальный отчет, в котором рассчитывается необходимое количество стального проката, количество ступеней и крепежа, рассчитывается общая масса конструкции. Для производства выдается полная чертежная документация на получившийся вариант лестницы. Использование данной САПР позволило предприятию значительно сократить сроки выпуска новой продукции и полностью исключить ошибки при проектировании. Результаты в железе показаны на картинках в конце ролика. Вся система выполнена с помощью стандартной функциональности T-FLEX CAD.

42. Наши польские друзья не только могут сравнивать производительность работы графики в T-FLEX CAD с другими системами, но и очень здорово помогают польским предприятиям использовать всю параметрическую мощь T-FLEX CAD при проектировании их продукции. Пример параметрической «ванны» или очистного сооружения разработан на одном из польских предприятий. Вся номенклатура таких «ванн» была заложена в одной параметрической модели T-FLEX CAD! В результате данное предприятие получает необходимую документацию на любое заказанное изделие для своего производства за считанные минуты. Конструктор просто задает необходимые элементы конструкции и их параметры, а T-FLEX CAD пересчитывает параметрическую модель и получает готовое изделие. Великолепное применение параметрических возможностей системы T-FLEX CAD! Браво, наши польские друзья!

Оптимизация в T-FLEX CAD

Следующий пример показывает, как с помощью модуля оптимизации решается задача оптимального подбора 5 параметров – углов роликов, чтобы длина ремня была минимальной.

Во второй части статьи мы постарались как можно более полно раскрыть параметрические возможности T-FLEX CAD как на уровне деталей, так и на уровне сборок, показали адаптивные технологии и технологии автоматизации сборочных конструкций, продемонстрировали примеры наших пользователей в области создания собственных мини-САПР и многое другое.