Лирико-эпическое отступление

   Сказка ложь, да в ней намек...
   Драконы известны издревле, о них сложено много сказок и легенд. Одни считают их мифическими существами, другие — некогда существовавшими вполне реально, но вымершими подобно другим рептилиям, ну а некоторые все еще надеются отыскать их. Они, пожалуй, давно уже должны были быть забыты, однако сказания — хранилище народной мудрости — не позволяют им уйти в небытие. Поскольку в мире все принято делить на белое и черное, в одних сказаниях драконы — злые и кровожадные, в других же — добрые, мудрые и сильные товарищи.Таковы характеры драконов, а внешние их образы всегда отличались разнообразием: как один человек похож или не похож на другого, так и каждый дракон имеет свой облик.
   На мой взгляд, существование драконов является реальным и в наше время. Некоторые люди позволили им занять свои души, иные нашли им место у сердца и взамен приобрели в их лице верных соратников. Есть те, которые не нашли еще своего дракона… Сегодня, уважаемые конструкторы и проектировщики, мне хочется напомнить вам о нашем особом драконе — соратнике, который решение многих задач берет на себя и освобождает вас от тяжелого непроизводительного труда: о системе КОМПАС-3D.

Три конфигурации КОМПАС-3D

Тщательно изучив КОМПАС-3D, можно увидеть, что он, словно дракон, трехголов…

  1.КОМПАС-3D Базовая конфигурация — голова главная и наимудрейшая, определяет курс и поведение системы, несет в своем багаже фундаментальные знания для решения задач различных областей. Она наделена математическим ядром от компании АСКОН и имеет внешние «нервные окончания» — API-интерфейсы — для интеграции с другими головами.
  2.КОМПАС-3D Машиностроительная конфигурация — голова с машиностроительным образованием, обладающая специальными навыками в автоматизированном решении задач, связанных с конструированием механизмов, машин, приборов и оборудования.
   3.КОМПАС-3D Строительная конфигурация — голова со строительным образованием, наделена способностями решения специфичных задач, предъявляемых требованиями проектирования промышленных и гражданских объектов.

   Вместе три головы образуют единый комплекс средств автоматизации конструкторско-проектировочных работ среднего уровня (mid-range). Далее — по порядку о каждой из них.

   Голова научит, руки сделают. Ей все по силам!

   Обратимся к голове главной. Какие задачи она помогает решать, какова избранная ею стратегия?

  КОМПАС-3D Базовая конфигурация предлагает инструменты решения общих машиностроительных и строительных задач:

• универсальные средства 3D-моделирования — средства твердотельного и поверхностного моделирования, элементы построения листовых тел, инструменты для вспомогательных построений и измерений;
• универсальные средства 2D-проектирования — элементы геометрии для плоского проектирования, инструменты оформления конструкторской и проектной документации;
• универсальные средства получения таблично- текстовой информации — генерация спецификаций, оформление текстовой документации и технических требований;
• инструменты управления геометрией — параметризация и редактор переменных, перенос геометрии с помощью локальной системы координат;
• инструменты анализа — взаимное отклонение поверхностей, проверка замкнутости объектов геометрических контуров, проверка корректности оформления 2D-документов;
• инструменты поддержки жизненного цикла изделия — 3D-элементы оформления модели, преобразования над моделью детали/сборки, экспорт и импорт файлов различных форматов;
• инструменты упрощенной загрузки и работы с большими сборками и многое другое.

    Перечислять возможности системы КОМПАС-3D можно и дальше, но лучше обратимся к реальным примерам. На рис. 1 представлена модель детали средней сложности, отражающая некоторые характерные задачи моделирования. Попробуем проследить характер геометрических и иных преобразований в процессе проектирования и оценить возможности и эффективность инструментальных средств системы.

Рис.1 Корпус

   Возможно, кто-нибудь захочет оспорить показательность данного примера, утверждая, что истинный «мастер» не занимается моделированием подобных деталей в отдельном окне с последующей вставкой их в сборочный узел. Для него первичной будет концепция и компоновка изделия, а уж затем проработка отдельных агрегатов и деталей. Эти взгляды не противоречат нашим убеждениям, и КОМПАС-3D позволяет успешно следовать принципам проектирования «сверху вниз». Однако имеет место и другая ситуация, когда предприятие в целях загрузки производственных мощностей принимает на изготовление внешние разовые заказы. К сожалению, исходными данных для исполнения таких заказов пока, как правило, являются бумажные документы (чертежи, спецификации и пр.). Выбранная деталь — из числа последних, исходным документом для ее построения является чертеж.
   При моделировании предлагаемой детали можно применить один из двух подходов. Первый — мысленно декомпозировать деталь на примитивы и повторить их средствами системы в необходимой последовательности. Второй — проанализировать деталь и выделить предполагаемые объекты (поверхности, отверстия и пр.), посредством которых деталь образует отношения с другими компонентами и узлами основного изделия, после чего вначале воссоздать их (объекты), а затем согласованные с ними элементы. В нашем случае был выбран второй путь, поскольку он прогрессивнее и является наиболее показательным в плане проектирования.

   Анализ показывает наличие следующих объектов:

•  основание — элемент, которым деталь крепится к базовой конструкции;
•  внутренняя полость — выполняет функциональное назначение корпуса;
•  стакан — представляет собой область помещения компонентов для внедрения в корпус;
•  места стыковки ответных частей (справа и слева).

  Следующим шагом становится создание базовых плоскостей и расположение в них очертаний выявленных объектов (эскизы контуров и разметка центров крепежных отверстий точками; поскольку деталь симметрична, центры отверстий стыковки ответных частей достаточно нанести по одну сторону плоскости симметрии). Теперь можно приступать к моделированию. Начинаем с основания. Операциями выдавливания и вырезания по разметке получаем пласт, над которым ограждаем оболочкой необходимое пространство. Затем создаем на получившемся корпусе площадку и размещаем на ней стакан (предпочтительнее использовать Операцию вращения ). На плоскости разметки одной из ответных частей создаем локальную систему координат (для этого служит команда ЛСК). Существуют различные способы задания ЛСК; в данном случае мы применяем способ Проекция на поверхность . Далее создаем посадочное место под ответную часть (правильнее выполнить его отдельным телом, а уже после присоединить к основному с помощью Булевой операции). Зеркальной копией получаем место стыковки ответной части на симметричной стороне. Расширяем внутреннее пространство корпуса за счет образовавшихся внешних наплывов и в то же время облегчаем изделие. Добавляем технологические элементы (понадобятся команды Фаска, Скругление, Уклон ) и элементы жесткости (команда Ребро жесткости ). Выполняем недостающие крепежные отверстия (используем Массив по точкам эскиза).
   Казалось бы, все, но нет: стратегия проектирования в КОМПАС-3D предполагает создание полностью определенной цифровой модели. В соответствии с ней в системе реализованы функции добавления материала, дополнительных свойств и атрибутов, а также нанесения Условных обозначений в 3D (рис. 2). В дальнейшем цифровая модель может быть использована в КОМПАС-3D для получения проекционных видов с автоматическим переносом в них условных обозначений, для включения в состав сборочной единицы и наложения сопряжений с другими компонентами, будет присутствовать как объект спецификации при генерации последней. Для иных систем (например CAM) она будет служить источником полной технологической информации.

                                             
           Рис.2 Корпус.Вид снизу с условными обозначениями в 3D

   Машиностроительная конфигурация

   Вся мыслительная мощь головы КОМПАС-3D Машиностроительная конфигурация воплощена в инструментах специализированных модулей, подключаемых к КОМПАС-3D Базовая конфигурация, — машиностроительных библиотеках.
  Библиотека представляет собой приложение, созданное для расширения стандартных возможностей КОМПАС-3D и ориентированное на конкретную задачу автоматизированного проектирования. Интерактивный инструментарий библиотек достаточно прост, выдержан в едином с основной системой пользовательском стиле и легок в освоении. Овладение традиционными методами проектирования не отнимет у вас много сил и времени. Касаться их всех здесь не имеет смысла, к тому же мне едва ли удастся описать их яснее и подробнее, чем в справочной системе. Предлагаю рассмотреть лишь некоторые инструменты библиотек и области их применения.

   Трубопроводы 3D

  Водопроводы, газопроводы, нефтепроводы, паропроводы создаются средствами библиотеки Трубопроводы 3D буквально за два шага:

• формируем кривую (трассу);
• протягиваем по ней трубу (непосредственно в команде построения трубы выбираются форма и размеры сечения, а также способы обработки сопряжений участков трасс: разделкой, отводами, тройниками, фланцами и пр.).
• Приложение с этими задачами справляется успешно, и проектирование трубопроводов ускоряется в разы (рис. 3). Для этого в арсенале библиотеки имеются:
• средства для работы с трассами;
• средства прокладки труб и вставки арматуры;
• сервисные средства (задание свойств, получение отчетов и анализ пересечений).

Рис.3 Установка комплексной подготовки газа "Платовка”.

   Кабели и жгуты 3D

   Выполнение межблочного и внутриблочного монтажа, передача сигналов связи и информации, подвод питания к приборам, аппаратам и другим электротехническим устройствам, передача и распределение электрической энергии — в решении этих задач поможет библиотека Кабели и жгуты 3D (рис. 4).

Рис.4 Преобразователь полупроводниковый (250 кВт).

   Средствами данного приложения ведется состав жгута/кабеля, в котором хранятся позиционные обозначения входящих устройств, адреса соединителей, марки соединяющих проводов. Кроме того, проектировщик имеет возможность трассировки проводов/кабелей. Механизм создания 3D-жгута/кабеля основывается на указанной траектории прохода проводника (трассе) и наборе входящих в него проводов (диаметр сечения жгута/кабеля рассчитывается автоматически, согласно маркам входящих в него проводов). На завершающем этапе осуществляется выпуск конструкторской документации на электрическое изделие, когда можно исполнить генерацию чертежа жгута/кабеля, автоматическую расстановку позиций, генерацию объектов спецификации (длины проводов рассчитываются автоматически и с заданным допуском). В дополнение к библиотеке имеются ECAD-конверторы, позволяющие получать информацию из других САПР для электроники (P-CAD, Altium Designer и пр.): электрические схемы, BOM, 3D-печатные платы.

   КОМПАС-Shaft 3D

   Командой Цилиндрическая ступень создается болванка (достаточно задать диаметр и толщину), затем командой Зубчатое колесо генерируется шестерня; следом добавляется коническая ступень (по трем параметрам — диаметр, длина и уклон ступени); завершает построение шлицевое отверстие. Позиционирование каждой ступени осуществляется автоматически — по центральной точке указанной поверхности базирования ступени, но имеются возможности создания и переуказания точки, выбора и изменения направления ступени. Теперь «припудрим носик» (добавим недостающие фаски и скругления) и, пожалуйте, — насадное зубчатое колесо со ступицей готово. Просто? Ответ очевиден. Кроме того, каждая ступень порождает в редакторе переменных набор геометрических параметров, что позволяет в дальнейшем изменять модель без вызова команд редактирования ступеней.

   Данное приложение (pис. 5) призвано обеспечить решение двух задач:

•  построение тел вращения, состоящих из различных примитивов (цилиндры, конусы, многогранники и пр.);
•  расчеты (геометрический и проверочные) и генерация разъемных соединений (внешние и внутренние цилиндрические передачи, конические передачи, червячные, цепные и ременные передачи).

Рис.5 Коробка передач синхронизированная.

   Металлоконструкции 3D

   Построение металлоконструкций — еще одна типичная задача машиностроителя, помощь в решении которой окажет библиотека Металлоконструкции 3D (рис. 6).
   По аналогии с библиотекой Трубопроводы 3D это приложение позволяет на основе шаблонов профилей строить металлические конструкции по трассам, эскизам и ребрам в сборке; обеспечивает возможности поворота и задания отступов профилей относительно образующих; умеет обрабатывать углы и стыки; поддерживает создание элементов сварных конструкций (фасонки, косынки, накладки и др).

Рис.6 Шлюзовой перегружатель
с опалубкой нижней части.

  Отличительной особенностью библиотеки является наличие собственного API. Это позволяет ей передавать для расчетов геометрию и необходимые свойства конструкций в CAE-системы (например APM WinMachine). В качестве дополнения имеется полезный конвертор в DSTV-формат, который позволяет генерировать рабочие файлы для станков по раскрою профилей. И, наконец, финальный аккорд — функция генерации всевозможных отчетов и спецификаций.

   Библиотека стандартных изделий

  Для более эффективной работы каждое из описанных приложений может сопровождаться Библиотекой стандартных изделий, которая экономит время, предлагая огромное число готовых стандартных объектов. Это и крепежные изделия, и трубопроводная и электрическая арматура, и элементы станочных приспособлений, подшипники и детали машин. Помимо вставки готовых изделий, библиотека позволяет создавать стандартизованные конструктивные элементы: отверстия, канавки, проточки, шпоночные и шлицевые пазы и т. д.
  Все описанные выше библиотеки можно назвать «локомотивами» MCAD. В КОМПАС-3D Машиностроительная конфигурация существует еще множество приложений, менее крупных, но не менее важных. Дальнейшее знакомство с ними вы можете продолжить самостоятельно. Начиная с 11-й версии, КОМПАС-3D можно тестировать в течение 30 дней, причем с доступом к полной функциональности системы!

  Какими способностями обладает голова строительная, и на чем можно сэкономить, выбирая КОМПАС-3D, читайте в следующем номере журнала.

(Продолжение следует)