CC BY
16УДК 514.18 А.В. Черников, д.т.н., проф.
Е.М. Иванов, к.т.н., доц.
Е.С. Грайворонский, асп.
АДАПТАЦИЯ ПАКЕТА AUTODESK INVENTOR ДЛЯ УЧЕБНОГО ПРОЦЕССА И НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
Харьковский национальный автомобильно-дорожный университет,
Украина
Аннотация
Рассмотрены аспекты подготовки специалистов в области геометрического моделирования объектов техносферы и разработки конструкторской документации с использованием современных средств компьютерной графики. Описаны основные несоответствия стандартам ЕСКД в существующих CAD-пакетах и предложены пути их разрешения.
Постановка проблемы. На современном этапе развития промышленности одной из важнейших задач является выпуск новых поколений машин и оборудования для обеспечения повышения производительности труда. Расширяется внедрение систем автоматизированного проектирования (САПР) в машиностроительном комплексе, строительстве и других областях хозяйства. Проектирование объектов промышленности вступило в новый этап своего развития, когда вместе с ростом сложности проектов должно обеспечиваться сокращение сроков проектирования и уменьшение числа проектировщиков в значительной мере за счет автоматизации проектирования и компьютеризации инженерных работ. Сейчас существует множество CAD-систем (Autodesk Inventor, SolidWorks, Unigraphics, Pro/Engineer, CATIA, TFlex-CAD, Компас и др.), и, к сожалению, ни одна из них не позволяет выпускать конструкторскую документацию с полным соблюдением требований стандартов.
Анализ последних исследований и публикаций. Возрастающая конкуренция и необходимость повышения качества проектирования привели к переходу на трехмерное проектирование. За последнее десятилетие тысячи конструкторов изменили свой подход к процессу проектирования, перейдя от двумерных САПР к трехмерным, реализующим идею генерации твердотельных компьютерных моделей [1-7]. Графические возможности современных компьютеров позволяют отображать эти модели с высокой точностью и реалистичностью - это означает большую творческую свободу и эффективность работы конструкторов. Выразить трехмерный мысленный образ в плоских
проекциях - довольно сложная задача, работа же в трехмерной среде помогает сократить время, необходимое для преобразования пространственного образа в двумерные чертежи. Трехмерное представление изделия помогает и на следующих стадиях жизненного цикла проекта (например, из модели можно автоматически получить изображение всех компонентов в разобранном виде и использовать его как иллюстрации для инструкции по сборке).
Одно из главных преимуществ трехмерного моделирования -быстрое автоматическое создание проекций. Даже для простых деталей получить виды чертежа по трехмерной модели часто оказывается быстрее, чем строить их в традиционной чертежной среде. Для проектных организаций возможность автоматического получения видов (в том числе -изометрических), сечений, схем и спецификаций позволяет существенным образом повысить эффективность работы за счет сокращения сроков выполнения проектов и уменьшение ошибок. И поскольку в трехмерных моделях содержится намного больше инженерной информации, чем в обычных чертежах, другим важным преимуществом твердотельного моделирование является возможность использования результатов моделирования в программах инженерных расчетов и генерации программ для станков с ЧПУ. Соответственно кафедры инженерной и компьютерной графики (ИКГ) должны научить будущих специалистов и основам геометрического моделирования и современным средствам разработки конструкторской документации.
Вопросам адаптации пакетов компьютерного моделирования под стандарты ЕСКД (в частности пакетов фирмы Autodesk) посвящено множество ресурсов и форумов, как на официальных сайтах, так и у партнеров [8-10]. Однако пока разработчики программ не очень оперативно реагируют на замечания своих пользователей.
Основная часть. В статье описаны некоторые разработки кафедры ИКГ ХНАДУ, дополняющие функционал пакета Autodesk Inventor в плане выполнения требований стандартов ЕСКД. Выбор этого пакета обусловлен как соображениями традиции - пакеты фирмы Autodesk используются в университете с 1992 года, так и последними инициативами этой фирмы, обеспечивающей (с мая 2012 г.) ВУЗы стран СНГ бесплатными учебными лицензиями на всю линейку своих продуктов.
Первый пример связан с рекомендациями стандарта ГОСТ 2.109-73. Имеется в виду пункт, согласно которому не рекомендуется показывать на сборочном чертеже мелкие фаски и сопряжения. Решить проблему можно с помощью внутренних средств Autodesk Inventor с использованием средств подсистемы iLogic, предоставляющей доступ ко всем элементам модели.
Создаем новое правило iLogic для детали, и в окне, в столбце слева, из списка «Элементы» выбираем строчку «IsActive». Это ключевая команда - она позволяет подавить/восстановить элемент дерева построения, указанный по имени («Фаска1» и пр.). Остается реализовать перебор всех
фасок и сопряжений и спрятать те из них, которые подходят под описание «мелкий элемент». Приведем фрагмент кода для подавления сопряжений с радиусом меньшим 0.5 мм:
oCompDef — part.CoraponentDefinition
fillet — о С omp De f . Fe a. tur es. Fi llet Fe atui es.lt его. { i. )
If elementFarani3.Item{l} .Vaine <= 0.5 Then Featnre . IsÀctive {fillet . Narne )■ = Fal s e
Аналогичную задачу можно решить в среде сборки, обеспечив просмотр всех составляющих ее деталей. Также необходимо спросить у пользователя, требуется скрыть или отобразить мелкие элементы, и размер, который будет считаться критерием «мелкости». Для этого из раздела «Сообщения» списка элементов iLogic, использован элемент типа InputBox:
elementAction = InputRadi oBos: { "Me лкие элементы нужно:"т "Скрыть", elSizeToHide = InpntBos:{"Введите критерий скрытия, ммгг, "Требуется размер", "5")
Эти строки выведут на экран окна, показанные на рис. 1.
гост-ь I й Требуется размер ^
Запрос: Мелкие элементы нужно: О Скрыть @ Отобразить 1 СК 1 Введте критерий скрытия, мм | q^ | Отмена |
Рис. 1 - Созданные диалоговые окна
Код для подавления/восстановления фасок и сопряжений заданного размера, оформленный в виде подпрограммы, представлен ниже.
Sub asmElementHide(elType As Boolean, action As Boolean, size As Double)
Dim i As Integer = 1
Dim CompDef As Inventor.ComponentDefinition
CompDef = ThisApplication.ActiveDocument.ComponentDefinition
Dim CompOcc As ComponentOccurrence
For Each ComEOjcc In_ CompD_ef.Qccurr_e_nces While True If eltype Then Try
element =
CompOcc.Definition.Features.ChamferFeatures.Item(i) Catch ex As exception
Exit While End Try
Else
Try
element =
CompOcc.Definition.Features.FilletFeatures.Item(i) Catch ex As exception
Exit While End Try End If
If action Then Goto gShow elementParams = element.Parameters() If elementParams.Item(1).Value <= size Then
gShow:Feature..lsActive(C.o.mp.OcciNam.e, e.lem.e.nt.Nam.e.). =
action
End If
i = i+1 End While
i = 1
Next End Sub
Использован объект типа ComponentOccurrence (подчеркнуто штриховой линией), с помощью которого выполнен перебор деталей, входящих в сборку; доступ к наборам сопряжений / фасок осуществлен через описание геометрии этого объекта (подчеркнуто сплошной линией). В подавлении / восстановлении элемента геометрии участвует имя детали (подчеркнуто пунктиром). Данное решение проверено на различных деталях и сборках и работает, как планировалось. Есть небольшое ограничение: если в сборке есть не только детали, но и сборки нижнего уровня, следует ввести в код проверку на вид текущего объекта ComponentOccurrence (деталь или подсборка), и рекурсивно вызвать функцию для обработки сборок.
Второй пример связан с особенностями изображения разрезов деталей, для которых элементы типа ребер жесткости следует показывать незаштрихованными (ГОСТ 2.305-2008; такое же требование есть и в немецких стандартах [11]).
Рис. 2. Моделирование ребра жесткости
Предлагаемое решение основано на создании полости в плоскости симметрии ребра. Размер отступа полости от граничных кромок и толщина выдавливания выбирается достаточно малым (например, 0.001 мм) и он не влияет на массовые свойства детали. Этот способ проще редактирования эскиза для исключения ребра жесткости из области штрихования. Демонстрацию использования данного метода можно посмотреть по ссылке: http://www.youtube.com/user/AV4erni/videos.
Выводы и перспективы. На наш взгляд все заинтересованные специалисты, и на предприятиях, и в учебных заведениях, должны включиться в работу по адаптации программ к существующим стандартам. Чем больше будет опубликовано пожеланий пользователей, как на форумах, так и на официальных сайтах соответствующих компаний, тем выше вероятность включения требуемых изменений в последующие версии программ. Еще один из возможных вариантов - предложение от фирм-производителей в органы стандартизации по внесению изменений в стандарты в связи с внедрением компьютерного проектирования.
Литература
1. Алямовский А. А. SolidWorks. Компьютерное моделирование в инженерной практике / А. А. Алямовский, А. А. Собачкин, Е.В. Одинцов, А.И. Харитонович, Н.Б. Пономарев. - СПб.: БХВ-Петербург, 2005. - S00 с.
2. Быков А. Желаемое и действительное в геометрическом моделировании / А. Быков // САПР и Графика. - М.: КомпьютерПресс, 2002. - № 1. - С. 15-20.
3. Технология цифровых прототипов. Autodesk Inventor 2010. Официальный учебный курс. - Серия: САПР от А до Я. - М. : ДМК Пресс, 2010. - 944 с.
4. Allen L. AutoCAD: Professional Tips and Techniques (Really Useful Ebooks) / L. Allen, S. Onstott. - Indianapolis: Wiley Publishing Inc., 2007. - ЗЗб p.
5. Marsh D. Applied Geometry for Computer Graphics and CAD: 2 ed. / D. Marsh. - London: Springer, 2005. - З66 p.
6. Чершков О.В. Аналiз сучасних методiв твердотшьного моделювання / О.В. Чершков // Прикл. геометрiя та iнж. графiка. - К.: КНУБА, 2001. - Вип. 69. - С. 105-107.
7. Чершков О.В. Використання можливостей параметричного моделювання пакету Inventor в наукових дослщженнях та навчальному процесi / О.В. Чершков // Прикл. геометрiя та шж. графiка. - К.: КНУБА, 2008. - Вип. 80. - С. 98-102.
8. Autodesk Inventor - машиностроительное проектирование (Форум Autodesk Discussion Groups) [электронный ресурс]. - Режим доступа: http://forums.autodesk.com/t5/Autodesk-Inventor--Русский/bd-p/381 (20/08/2012).
9. Разрезы и местные разрезы в сборках / Все об Autodesk Inventor (Форум Русской промышленной компании) [электронный ресурс]. - Режим доступа:
http://www.cad.ru/ru/forum/index.php7PAGE NAME=read&FID=20&TID=31 38 (19/08/2012).
10. Inventor Wish List - Чего не хватает в Inventor (Форум Autodesk User Group International, AUGI)) [электронный ресурс]. - Режим доступа: http://forums.augi.com/showthread.php780434-Inventor-Wish-List-Чего-не-хватает-в-Inventor (19/08/2012).
11. Hoischen H. Technisches Zeichnen / H. Hoischen. - Berlin : Cornelsen Girardet, 1998. - 448 p.
Abstract
In the article considers the aspects of training in the field of geometric modeling and design objects of technosphere, design documentation with application of modern computer graphics tools. The basic inconsistency with USDD in existing CAD-packages and ways to resolve them.
Анотащя
Розглянуто аспекти тдготовки фахiвцiв в галузi геометричного моделювання об'екпв техносфери та розробки конструкторсько1 документаци з використанням сучасних засобiв комп'ютерно1 графжи. Описано основш невщповщносп стандартам ССКД в юнуючих CAD-пакетах та запропоноваш шляхи 1хнього розв'язання.
