КОМПАС-3D vs SolidWorks

В 2010 году я окончил Донецкий национальный технический университет по специальности «Подъёмно-транспортные строительные, дорожные, мелиоративные машины и оборудование», факультет инженерной механики и машиностроения. Знакомство с САПР и 3D-моделированием произошло на младших курсах на кафедре графики — это были КОМПАС-3D и SolidWorks. Во время учебы участвовал в студенческом конкурсе АСКОН «Будущие Асы 3D-моделирования», в олимпиаде CAD-Olymp, несколько раз занимал призовые места.

После университета четыре года проработал конструктором в Донецке в НИИ комплексной автоматизации, где самостоятельно разрабатывал конструкции и оформлял документацию на отдельные составные части изделия специального назначения. Параллельно сотрудничал с другими предприятиями, в том числе зарубежными: проектировал корпуса для электрических, электронных и радиоэлектронных устройств, в том числе пластиковых. Сейчас работаю в Москве инженером-конструктором в научно-производственном объединении, проектирую опытные образцы нового оборудования для индустрии развлечений. Активно использую САПР и вне профессиональных задач: разрабатываю разные детали и узлы для использования в быту и хобби, проекты для дачи.

Знание КОМПАС-3D подтверждено профессиональным сертификатом компании АСКОН.

Примеры выполненных конструкторских работ: модели, чертежи и готовые изделия

КОМПАС-3D и SolidWorks, знакомые со времен учебы, естественным образом перешли в мою профессиональную жизнь. Для выполнения большинства работ я использую эти две системы. Популярный в свое время AutoCAD не рассматривал в виду дальнейшей бесперспективности 2D-проектирования в чистом виде.

Сравнение КОМПАС-3D и SolidWorks постоянно происходит на различных форумах и интернет-площадках, включая isicad. На волне импортозамещения спор еще более обострился: какая система лучше, удобнее и более приспособлена для российских предприятий? Неоднократно я сталкивался с утверждением, что КОМПАС-3D скопирован с SolidWorks, однако сами сторонники SolidWorks признают, что хотя в КОМПАСе и нет их излюбленных команд, но есть другие, позволяющие добиться нужного результата. Иная чем в SolidWorks логика решения задач свидетельствует о том, что у КОМПАС-3D — свой путь развития.

Содержание:

• Набор основных инструментов формообразования при твердотельном моделировании
• Листовое моделирование. Инструменты для создания деталей, получаемых гибкой
• Такую же, только с перламутровыми пуговицами. Работа с деталями различных исполнений
• Инструменты для реализации методик нисходящего и восходящего проектирования в САПР
• Очень поверхностно о поверхностном моделировании
• Не 3D-проектированием единым живёт конструктор. Задачи, решаемые в плоскости
• Нормативно-справочная информация в САПР. Насколько актуальны сегодня ГОСТы?
• Параметрическое моделирование
• Специализированные приложения как инструменты расширения функционала базовой САПР
• Проектирование металлоконструкций
• «Внешнеторговые» инструменты САПР: экспорт и импорт
• Как не скучать на рабочем месте, или какая САПР может принести конструктору больше неприятных «неожиданностей»
• Родственные инструменты САПР за пределами рабочего места
• Кто победил: КОМПАС-3D или SolidWorks?

Набор основных инструментов формообразования при твердотельном моделировании

Инструменты и примеры реализации основных подходов формообразования в 3D

Отличия присутствуют в параметрах выполнения операций. Например, SolidWorks позволяет выполнять операцию добавления материала выдавливанием не только от плоскости эскиза, но и от другой плоскости, поверхности или даже вершины.

Параметры операции «вытянуть» в SolidWorks

КОМПАС-3D располагает таким функционалом только в конечном направлении операции выдавить: на расстояние, через все, до вершины, до поверхности или до ближайшей поверхности. Однако, он позволяет сделать элемент тонкостенным в любой момент проектирования, изменив параметры при редактировании операции. А SolidWorks, в свою очередь, позволяет сделать элемент тонкостенным только в момент создания операции. Таким образом, чтобы элемент со сплошным телом стал тонкостенным, операцию необходимо удалить и выполнить заново. Хорошо, если это единственная операция, но когда за ней следует еще целый ряд операций, то это усложнит задачу редактирования.

Теперь несколько слов об операциях для формообразования деталей, получаемых перемещением эскиза вдоль другого эскиза. В российской САПР для этого имеется «Кинематическая» команда , а в SolidWorks - «По траектории». Если траектория выходит за рамки плоскости, то КОМПАС-3D предоставляет инструменты пространственных кривых, а в SolidWorks для этих целей удобно пользоваться 3D-эскизом. Подходы в принципе разные, но обеспечивают конструкторов сопоставимыми возможностями и позволяют достичь равных результатов.

Инструменты построения пространственных кривых в КОМПАС-3D

Листовое моделирование. Инструменты для создания деталей, получаемых гибкой

Детали из листового материала отдельно и в составе сборочных единиц

Важным отличием SolidWorks является наличие команды «преобразовать в листовой металл», аналога которой по функциональности нет в КОМПАС-3D. Она может быть полезна, когда конструктор только начинает разрабатывать модель и не задумывается о технологии и технологичности изготовления детали в дальнейшем. Таким образом, в SolidWorks сначала возможна работа только над внешним видом и функциональностью детали, затем она преобразовывается в листовое тело, позволяющее получить развёртки и чертежи для изготовления детали. В то время как конструктору в КОМПАС-3D необходимо сразу прорабатывать внешний вид непосредственно инструментами листового моделирования. Существенного минуса в этом я не вижу, так как такой подход учит конструктора мыслить при проектировании более широко, опираясь на принципы технологичности изделия с учётом технологии гибки и раскроя. И в этом случае не возникнет необходимости последующего деления детали на несколько. В КОМПАС-3D даже при моделировании плоской детали, если она будет выполнена из листового материала, необходимо использовать команду «Листовое тело», а не операцию выдавливания, так как в процессе проектирования может появиться необходимость добавления сгиба или отбортовки.

Перечень элементов листового моделирования в SolidWorks и КОМПАС-3D разный, однако их использование приводит к сопоставимым результатам. Например, команда «сгиб» КОМПАС-3D позволяет получить результаты команд «ребро-кромка» и «каёмка» SolidWorks. Отмечу, что ребро-кромка моделируется вдоль всей выбранной кромки листового тела, а сгиб позволяет отступить от краёв на заданные величины и задать скосы углов. При необходимости пользователь может отредактировать автоматически полученный эскиз операции «ребро-кромка», обеспечив необходимые ему отступы.

Инструменты моделирования деталей из листового материала в SolidWorks

Моделирование листовых деталей в КОМПАС-3D

Настройка сгиба в КОМПАС-3D и команда «каемка» в Solidworks

Команды «Обечайка» и «Линейчатая обечайка» в КОМПАС-3D позволяют добиться тех же результатов, что и команда формирования листового тела в SolidWorks «По сечениям».

Для добавления элементов в плоскости листа в КОМПАС служит команда «Выступ», а в SolidWorks для этого можно использовать «Базовую кромку» либо операцию добавления материала выдавливанием. В КОМПАСе добавление материала операциями не листового моделирования приведёт к нарушению листового тела и невозможности получения развёртки как следствие. Пользователь должен отделять листовое моделирование от основных операций формообразования при проектировании.

При проектировании корпусов с элементами «Жалюзи» и «Буртики» в КОМПАС-3D эти элементы будут соответствовать требованиям отечественных стандартов. Подобные элементы в SolidWorks получаются «Элементами формы» по эскизам пользователя. Результаты. аналогичные от применения элементов листового тела в КОМПАС-3D «Открытая штамповка» и «Закрытая штамповка», в SolidWorks можно получить командой «Элементы формы».

Модель защитного кожуха с элементами жалюзи

Такую же, только с перламутровыми пуговицами. Работа с деталями различных исполнений

Чертеж детали Крышка с исполнениями

SolidWorks позволяет отразить незначительные изменения в конфигурациях деталей и сборочных единиц. Доступ к конфигурациям осуществляется через вкладку дерева документа «Конфигурации».

Вкладка работы с конфигурациями в SolidWorks

В КОМПАС-3D есть специальная команда создания исполнения детали или сборочной единицы. которая соответствует логике ГОСТ 2.113-75. Различные исполнения модели доступны из менеджера документа или из контекстного меню выбора текущего исполнения. Важным аспектом является то, что при оформлении чертежей и спецификаций в КОМПАС-3D передача информации об исполнениях из моделей в эти документы также происходит в полном соответствии с требованиями всё того же стандарта.

Работа с исполнениями в менеджере документа в КОМПАС-3D

Исполнения появились в КОМПАС-3D с 15-й версии. Их отсутствие в более ранних версиях пользователи часто ставили в упрек системе, указывая на наличие упомянутых конфигураций в SolidWorks. Однако считаю, что и ранее можно было получить нечто, напоминающее конфигурации одного изделия, с помощью внешних переменных и аналитических взаимосвязей между внешними переменными нескольких деталей и сборочных единиц. При этом вся информация об отличиях хранилась в таблице переменных. Доступ к разным конфигурациям детали или сборочной единицы также реализовывался через неё.

Отдельного внимания заслуживают зеркальные исполнения деталей и сборочных единиц. В КОМПАС-3D долгое время зеркальное исполнение можно было получить только для детали с помощью зеркальной вставки в команде «деталь-заготовка». А зеркальную сборку необходимо было собирать самостоятельно вручную из таких зеркальных деталей. SolidWorks с более ранних версий позволял получать зеркальные сборочные единицы с помощью команды «зеркальное отражение».

Создание зеркальной сборочной единицы в КОМПАС-3D

В 16-й версии КОМПАС-3D при работе со сборочными единицами появилась команда «Зеркальное отражение компонентов». Зеркальное отражение в SolidWorks позволяет получить один из четырех вариантов зеркального расположения сборочной единицы или детали в пространстве либо же создать зеркальную деталь или сборочную единицу. В случае создания зеркальной сборочной единицы создаются все входящие в неё зеркальные детали. При реализации команды зеркальное отражение компонентов в КОМПАС разработчики пошли дальше, предоставив пользователям возможность выбирать варианты зеркального расположения компонентов внутри сборочной единицы Часть компонентов могут быть зеркальными, а другая часть просто симметрично располагаться относительно плоскости. Кроме того, возможно выбрать наиболее удачный вариант симметричного расположения для каждой детали отдельно или для группы выбранных деталей. Это происходит с помощью диалога, представляющего собой таблицу.

Настройка параметров создания зеркальной сборочной единицы в КОМПАС-3D

Инструменты для реализации методик нисходящего и восходящего проектирования в САПР

Сегодня принято выделять несколько основных методик проектирования:

• нисходящее проектирование (сверху вниз)
• восходящее проектирование (снизу вверх).

В качестве примера нисходящего проектирования (сверху вниз) приведу модель, которая была создана на основании имеющихся в наличии комплектующих для небольшого ЧПУ-станка. На ее основе формировались детали и сборочные единицы - элементы несущих конструкций.

Пример компоновки деталей при реализации проектирования «сверху вниз»

Часть деталей, входящих в приведенную сборочную единицу, была скачана с общедоступных инженерных ресурсов, часть смоделирована на основании снятых размеров с имеющихся у меня ходовых винтов, муфт. В этой сборочной единице я путём наложения сопряжений задал взаимное расположение деталей в пространстве, обеспечив максимальный ход шпинделя при минимальных длинах цилиндрических направляющих. Реализация методики сверху вниз заключалась в том, что при моделировании несущих панелей взаимное расположение устанавливаемых на панель деталей, а также расположение их присоединительных элементов, переносилось из приведенной сборочной единицы в модель с помощью команды «Копировать объекты»

Копирование плоскостей опорных граней концевых опор валов и линейных подшипников в состав детали «несущий лист» для переноса крепёжных отверстий.

В КОМПАС-3D реализовать проектирование сверху вниз помогут следующие команды и операции:

• Компоновочная геометрия
• Коллекции геометрии
• Копирование геометрических объектов других моделей
• Редактирование компонентов в контексте сборочной модели
• Команда «спроецировать объект»
• Булевы операции.
• Взять в документ
• Создать локальную деталь.

В SolidWorks при нисходящем проектировании целесообразно использовать:

• Функцию изолировать компоненты
• Компоновочный эскиз сборки
• Редактирование компонентов в контексте сборочной модели
• Преобразование объектов
• Инструмент «полость»
• Сделать компонент виртуальным
• Создать компонент в контексте сборки.

Коллекции геометрии в КОМПАС-3D помогают объединить объекты копирования в группы. Можно скопировать геометрические объекты не отдельным указанием каждого, а указанием заранее сформированной набора. Привести аналогию подобного функционала в SolidWorks я затрудняюсь.

Редактирование компонентов в контексте сборочной модели помогает учесть габаритные контуры сопрягаемых или соседних деталей, чтобы избежать пересечение проектируемой детали. Сам процесс редактирования компонентов в составе сборки в обеих системах идентичен. Однако в SolidWorks есть очень удобная функция «изолировать компоненты», которая позволяет при редактировании какой-либо детали работать только с несколькими заранее выбранными компонентами, располагающимися в непосредственной близости к ней.

Команды работы с эскизами «Спроецировать объект» и «Преобразование объектов» несут в себе одинаковую функциональность.

Если в сборочной модели несколько деталей соединяются между собой по типу соединения «шип-паз», то в КОМПАС-3D сформировать паз помогут булевы операции, а в SolidWorks — команда полость.

Сделать компонент виртуальным в SolidWorks означает буквально то же самое, что и «взять в документ» в КОМПАС-3D. Это инструменты преобразования внешних деталей в локальные.

В целом обе системы позволяют реализовать методику проектирования сверху вниз в полной мере. Однако следует учитывать особенности применения команд каждой из САПР в процессе нисходящего проектирования.

Очень поверхностно о поверхностном моделировании

Инструменты поверхностного моделирования и результаты их применения

Поверхностное моделирование я использовал для создания пластиковых корпусов в SolidWorks и для построения поверхностей кузовов копий автомобилей, игрушечных и сувенирных моделей, элементов интерьера в КОМПАС-3D.

Форма ажурной мыльницы задана инструментами поверхностного моделирования КОМПАС-3D. Поверхностью по сечениям получена выпуклая форма решётки изделия. Другая решётка и корпус смоделированы в SolidWorks.

Функционала поверхностного моделирования мне было достаточно в равной мере как в SolidWorks, так и в КОМПАС-3D.

Не 3D-проектированием единым живёт конструктор. Задачи, решаемые в плоскости

Хотя ГОСТ уже не всегда и не везде актуален. Достаточно часто я попадал в ситуации, когда чертёж в первую очередь должен быть понятен подрядным организациям и сборщикам, что не всегда соответствует ГОСТ. Ниже приведен пример различного оформления чертежей. Слева сборочный чертёж оформлен по зарубежному стандарту по примеру и требованиям заказчика. Спецификация (не заполнена) расположена на листе в виде таблицы. По пожеланиям подрядчиков я часто размещаю спецификацию на листе чертежа, особенно это удобно при оформлении чертежа на сварную металлоконструкцию. Справа — пример чертежа согласно ЕСКД.

Примеры различного оформления чертежей

Инструменты КОМПАС-3D я считаю более удобными для оформления чертежей в целом. Довольно распространенная практика — моделировать в SolidWorks, а чертежи оформлять в КОМПАС либо AutoCAD. Но она приводит к потери ассоциативности и обесценивает усилия, затраченные на построение модели, а также сводит к минимуму саму пользу 3D-моделирования.

Но и в КОМПАС-3D можно найти свои минусы. Например, линейный размер с общей размерной линией. Аналогичные ему ординатные размеры в SolidWorks автоматически изламывают размерную линию в случае наложения размерной надписи. В КОМПАСе в случае наложения размеров друг на друга их приходится перемещать вручную. Также мне не хватает возможности выбора количества отображаемых знаков после запятой для любого отдельно взятого размера. Например, габаритный размер не всегда получается целочисленным, но значения после запятой в большинстве случаев не несут никакой информации. Изменение значения вручную в этом случае приведёт к потери ассоциативности величины с моделью. А вот расстояние между отверстиями величиной 5,08 мм важно отображать на чертеже точно.

Нормативно-справочная информация в САПР. Насколько актуальны сегодня ГОСТы?

Задание физико-механических свойств деталей путём выбора материала для их изготовления в КОМПАС-3D и SolidWorks. Диалоговые окна выбора стандартных изделий из библиотек обеих САПР

Параметрическое моделирование

Параметрические возможности для задач, которые мне приходилось решать, считаю равными у КОМПАС-3D и SolidWorks.

Результат реализации числовой параметризации в модели «ножничный подъемник» в КОМПАС-3D как альтернатива конфигураций и исполнений

На рисунке выше каждый из подъёмников соответствует отдельной строке в таблице переменных. Таблица содержит переменные, которые принимают значение 1 или 0, тем самым включая или исключая из расчёта соответствующие детали.

Ящик упаковочный, размеры деталей которого выражены через геометрический взаимосвязи

Параметризованный упаковочный ящик выполнен в КОМПАС-3D, его габаритные размеры могут быть изменены согласно габаритам упаковываемого изделия. Большинство размеров деталей определены через геометрические взаимосвязи геометрических примитивов в эскизах.

Поскольку я уже озвучил своё мнение по поводу равнозначности параметрического функционала обеих САПР, отдельно уделю несколько слов сравнению числовой и геометрической параметризации. Числовая параметризация обладает более широкими возможностями и способна полностью исключить и компенсировать необходимость применения геометрической параметризации. Геометрическая параметризация для полного управления размерами деталей сборочной модели в чистом виде возможна только на простых сборочных единицах, модель ящика тому яркое подтверждение. Однако она является эффективным дополнением при реализации числовой параметризации.

Специализированные приложения как инструменты расширения функционала базовой САПР

В КОМПАС-3D одним из ярких примеров является приложение Валы и механические передачи, предназначенное для проектирования валов, деталей типа втулки, дисков, а также элементов механических передач и элементов разъёмных соединений, в частности, шлицевых и шпоночных. Процесс проектирования включает различные виды расчётов, автоматизированное оформление чертежей, генерацию высокоточной твердотельной модели, получение отчётов о выполненных расчётах.

Приложение Валы и механические передачи 3D в окне менеджера библиотек КОМПАС-3D

Его аналогом для SolidWorks можно считать приложение GearTrax. Так же как и «Валы и механические передачи 3D», оно позволяет выполнять проектирование и построение прямозубых и косозубых цилиндрических, гипоидных, конических и червячных передач. Однако, по количеству проектируемых объектов оно значительно уступает приложению КОМПАС-3D. В частности в нем отсутствует возможность построения шкивов клиноременных и зубчатоременных передач, а также звездочек для приводных роликовых цепей. Более того приложение для КОМПАС-3D выгодно отличает возможность провести оптимизацию зубчатого зацепления, то есть выбрать наилучший её вариант для конкретных условий эксплуатации.

Окно приложения GearTrax

Проектирование металлоконструкций

Инструменты приложения Металлоконструкции для КОМПАС-3D

Результат проектирования металлоконструкций в КОМПАС-3D

В SolidWorks аналогичные функции реализованы набором инструментов «Сварная деталь».

Инструменты проектирования сварных конструкций в SolidWorks

Каркас, реализованный инструментами сварной детали в SolidWorks

Минус приложения от АСКОН в том, что его нужно приобретать отдельно, в то время как инструменты сварных деталей доступны в базовом функционале SolidWorks.

Но есть и преимущество — полное соответствие требованиям ЕСКД, интеграция с каталогом сортамента из Cправочника Материалы и Сортаменты, гораздо более широкий набор функций, среди которых копирование, добавление отверстий, пазов, пластин.

«Внешнеторговые» инструменты САПР: экспорт и импорт

У SolidWorks я бы выделил способность читать и отображать модели в формате *.stl.

Импорт stl-графики в SolidWorks

К преимуществу КОМПАС-3D в вопросе чтения-записи файлов хочу отнести возможность сохранения моделей в собственный формат более ранних версий. Российская САПР позволяет преобразовывать файлы для чтения и редактирования в двух предыдущих версиях, а также в самой ранней версии 3D-системы 5.11.

Возможность сохранения в три предыдущие версии в КОМПАС-3D

В случае, если модели были созданы с применением функционала, который не был доступен в одной из предыдущих версий, элементы в дереве построения реализуются с помощью других команд. В некоторых случаях сохранение происходит без истории построения.

Как не скучать на рабочем месте, или какая САПР может принести конструктору больше неприятных «неожиданностей»

Отображение осевых линий при работе в SolidWorks

Сюрприз от КОМПАС-3D — систематическое вылетание приложения при добавлении в сборочную модель второго компонента. Уверен, что с этой проблемой столкнулись многие, кто установил свежую версию системы на Windows 10, используя видеокарту от NVIDIA. Точно так же уверен, что и многие научились с этой проблемой бороться. Я, например, отключил использование аппаратного ускорения в параметрах управления изображением в редакторе моделей.

Некорректная работа КОМПАС-3D под Windows 10 с видеокартой NVIDIA.

Родственные инструменты САПР за пределами рабочего места

У пользователей SolidWorks есть мобильная версия eDrawing (платное приложение), у пользователей КОМПАС-3D — бесплатный КОМПАС:24 для Android. На днях обнаружил приятное обновление этого приложения — чтение модели непосредственно из Dropbox.

У АСКОН есть еще одно полезное мобильное приложение для пользователя любой САПР — мобильная версия электронного справочника конструктора.

Мобильные приложения АСКОН в помощь конструктору

Кто победил: КОМПАС-3D или SolidWorks?

По большому счету, конструктор должен уметь принять грамотное своевременное решение и с карандашом в руках в цехе, если вдруг «что-то пошло не так». Важно не обладать самым лучшим инструментом, а достичь баланса между возможностями САПР, способностями инженеров и потребностями предприятия, развивая выбранные инструменты и развиваясь самостоятельно.