CADmaster

Отпраздновав новогодние праздники и набравшись вдохновенья в горах Приэльбрусья, я наконец-то добрался до описания новейших версий Autodesk Inventor Series и Autodesk Inventor Professional. Многое в Inventor полюбилось российским пользователям, о некоторых недостатках охотно говорят конкуренты и поклонники других САПР, но последнее зачастую связано с тем, что многие поленились заглянуть в секретную папку… Так что приоткроем завесу над тем, что не всем ведомо — тем более что далеко не у всех найдется время самим оценить направления развития этой популярной системы проектирования.

Пристальное изучение восьмой версии открывает множество приятных новшеств, которые так давно хотелось видеть в любимом продукте…

Самая долгожданная функция — это, пожалуй, операция зеркального отражения деталей в сборке.

Технология операции зеркального отражения активно использует функцию derived part (производная деталь), благодаря чему зеркальные детали левого исполнения, генерируемые в процессе зеркального отражения, полностью ассоциативны по отношению к своему правому исполнению. Сама операция зеркального отражения выполняется в три шага:

1. Выбор плоскости симметрии.
2. Выбор деталей и узлов для зеркального отражения.
3. Присвоение имен файлов для зеркальных компонентов.

При выполнении операции автоматически формируются файлы зеркальных компонентов и накладываются необходимые сборочные зависимости.

Выбирая компоненты для зеркального отражения, можно указать, какие из них будут зеркально отражаться (при этом создается новый файл), какие дублироваться (в этом случае новое вхождение той же детали будет поворачиваться — если симметрия общего узла зависит от ее ориентации, или просто вставляться — если сама деталь симметрична), а какие не участвуют в операции. По умолчанию все детали и узлы формируются с генерацией нового файла. Стандартные детали из библиотеки Autodesk Inventor можно оставлять неизменными, автоматически тиражируя их в новой сборке.

Для автоматизации создания новых файлов в специальном диалоге задаются правила формирования наименований новых компонентов.

После того как зеркальное отражение сформировано, можно приступать к модификации исполнений. Исполнения, полученные методом производной детали, являются строгим подобием исходных деталей. При этом в большинстве случаев зеркальные исполнения отличаются друг от друга небольшими конструктивными элементами (лишние отверстия, пазы, проточки и т.п.). Итак, открываем деталь и дополняем ее новыми элементами — при этом базовая геометрия сохраняет полную ассоциативность с зеркальным исполнением.

По завершении операции важно проверить достаточность наложенных геометрических зависимостей между компонентами. Хитрость здесь в том, что накладываются те зависимости, которые были наложены между компонентами, принимающими участие в зеркальном отражении, — поэтому вполне возможно, что для окончательного позиционирования зеркальных деталей понадобится наложить еще одну-две зависимости.

Другая интересная особенность новой версии — динамический анализ контактного взаимодействия. Когда эта опция включена, трехмерная модель превращается в реальный механизм: при перемещении тех или иных деталей контролируется их взаимодействие с окружением. Так, если вращать рычаг кривошипа в простейшем примере механизма с мальтийским крестом, то при попадании рычага в паз креста мальтийский крест начнет вращаться в соответствии с оставшейся у него степенью свободы, но только до выхода рычага из паза. Жаль, конечно, что при этом не учитываются инерционные свойства механизма, но ведь надо же было что-то оставить и на будущее!

Если какая-то из деталей полностью зафиксирована или лишена всех степеней свободы, то при контакте с ней механизм будет останавливаться, отражая реальные проблемы в работе готового изделия.

С помощью нового инструмента можно имитировать движение заготовки в последовательных штампах, проверяя и оптимизируя работу механизмов загрузки, перемещения и позиционирования заготовки. Этот же инструмент позволит вам правильно позиционировать зубчатые колеса по отношению друг к другу или анализировать поведение кулачковых механизмов… Среди других возможных примеров — проверка на заклинивание любых маятниковых механизмов и кривошипов, работа конечных выключателей и поршневых механизмов. При этом на предмет столкновения можно контролировать как все детали, так и отдельные компоненты (чтобы проверить работу конкретного элемента изделия).

Интересные особенности появились у диалога наложения зависимостей. Во время тренингов я всегда говорил своим ученикам: выбирайте режим зависимости ¹ в соответствии с направлением нормалей выбранных элементов. Если нормали в сборке должны быть противонаправлены, выбираем первый вариант, если сонаправлены — второй. Теперь Inventor контролирует это сам: после выбора пользователем поверхностей он автоматически переключает режим (конечно, при необходимости) и определяет расстояние между поверхностями. Остается отредактировать размер и нажать ОК.

Любители сплошной параметризации изделия тоже получили новый инструмент: возможность подключения в сборку параметров конкретной детали. Использование значений параметров детали для наложения сборочных зависимостей позволит завязать все изделие на базовую деталь или эскизный проект изделия.

Претерпел изменения и Мастер создания новых проектов: здесь изменения связаны в первую очередь с оптимизацией многопользовательской работы. Теперь существуют пять видов проектов:

• Vault Project — специальный вид проекта для работы через Vault (сетевую систему управления файлами проекта, входящую в состав Autodesk Inventor Series 8).
• Semi-Isolated Master — этот проект определяет пути доступа к общедоступным файлам и библиотекам стандартных деталей.
• Semi-Isolated Workspace — часть файлов данного проекта — строго локальные, они используются только текущим пользователем; другая часть доступна всем участникам проекта. Доступ к файлам второй группы задается ссылкой на проект типа Semi-Isolated Master.
• Shared Project — в этом виде проекта все файлы находятся в сети и доступны каждому участнику проекта. Первый из открывших файл на редактирование блокирует его для всех остальных проектировщиков.
• Single-User Project — проект для однопользовательской работы.

При таком разнообразии видов проекта можно организовать работу над изделием как отдельных специалистов, так и малых проектных групп или крупных конструкторских отделов.

Для создания ограничительных перечней и пополнения библиотеки типоразмеров стандартных деталей введена возможность модификации библиотек таких деталей. Доступ открыт и к основным, и ко всем конструктивным размерам деталей — благодаря этому можно расширить набор типоразмеров стандартных деталей ГОСТ или создать детали отсутствующих ГОСТов из аналогичных деталей стандартов DIN, ISO и других.

От версии к версии в Inventor совершенствуются функции моделирования деталей. Не стал исключением и восьмой релиз. Самым серьезным усовершенствованием по праву можно считать появление трехмерного сплайна. Этот объект позволяет теперь создавать любые формы — в том числе объекты, имитирующие детали с произвольным размещением (резиновые шланги, ремни, кабели и т.п.), а также сложные поверхности, получаемые методом построения по сечениям с ограничивающими кривыми. При создании эскиза можно использовать любые из рабочих и конечных точек модели. Кроме того, после создания сплайна вы можете дополнить его любыми произвольными контрольными точками, позиционировав их с помощью удобного инструмента трехмерного перемещения/поворота. Инструмент этот чем-то напоминает Power Manipulator из арсенала Mechanical Desktop и представляет собой объемную тройку векторов. Если схватиться за начало координат, то контрольная точка произвольно перемещается сразу в трех координатах, если взяться за кончик стрелки вектора, то перемещение осуществляется только вдоль данной оси, если же использовать саму ось, то тройка векторов будет вращаться, меняя систему координат контрольной точки. Зависимости Тангенциальность и Совмещение, используемые совместно с 3D-сплайном, позволят задать плавный переход от обычных поверхностей к поверхностям, базирующимся на основе трехмерных сплайнов, — например, переход с жесткой трубы на гибкую трубную проводку.

Направляющие в операции построения по сечениям (loft) ведут себя теперь несколько иначе: в отсутствие направляющих переход между двумя сечениями строится по прямым линиям с учетом весовых коэффициентов и тангенциальности в граничных условиях, а при задании направляющих форма всего перехода определяется как набором сечений, так и совокупностью направляющих, ограничивающих переход. Кстати, поведение перехода в секторах, не имеющих направляющих, также зависит от направляющих других секторов.

Еще одно из немаловажных новшеств — литейные уклоны. Inventor автоматически определяет направление уклона внутренней и наружной стенки по отношению к одной базовой плоскости, что значительно упрощает создание и корпусных деталей, и деталей литейной оснастки.

Среди прочих усовершенствований процесса проектирования деталей следует назвать упрощенный диалог создания отверстий, возможность копирования поверхностей (создание поверхности подобия с нулевым отступом) и использование в операциях построения массивов элементов тонколистовых деталей.

Чертеж претерпел не так много изменений (наверное, даже меньше, чем хотелось бы), но разработчики и здесь постарались на славу.

Во-первых, чертежные виды можно теперь создавать в соответствии с именованными видами модели сборки. Это позволяет оформлять чертежи для конфигураций изделия, предустановленных в сборке, и показывать на разных видах только те детали, которые там действительно важны. Кроме того, сборочный чертеж стал хорошим деревом проекта: щелчком по правой кнопке на детали в любом виде чертежа можно открыть файл модели этой детали, быстро его подправить и обновить сборочный чертеж (предварительно требуется лишь выставить приоритет выбора деталей). Специальная настройка вида позволяет отключить сечение в чертеже всех стандартных деталей или настроить его в дереве, как и для всех других деталей. Остальные новинки оставим за рамками этого обзора — пусть они станут для пользователей приятным сюрпризом:

Самый же главный секрет восьмой версии заключен даже не в самом Inventor, а в поставляемых с ним в комплекте AIS8 пакетах AutoCAD Mechanical 2004 DX и Mechanical Desktop 2004 DX. Все пользователи AIS8 могут отныне полностью отказаться от оформления деталировочных чертежей в среде Inventor. Специальная опция версий DX, получившая название Companion, позволяет создавать в среде AutoCAD Mechanical или Mechanical Desktop чертежи, ассоциативные моделям деталей Inventor (*.ipt).

К примеру, в AutoCAD Mechanical создается специальный файл с использованием функции Companion. В процессе его создания нужно выбрать IPT-файл, с которым данный чертеж будет ассоциативно связан.

Как результат в пространстве модели AutoCAD появляется трехмерная модель, считанная из файла детали Autodesk Inventor.

Установленная связь является односторонней, то есть изменения в Inventor автоматически отслеживаются в AutoCAD. Если модель Inventor изменилась, в дереве структуры чертежа Inventor появится указание на необходимость обновления чертежа (индикация желтым цветом).

В самом же AutoCAD все виды создаются в пространстве листа и, разумеется, ассоциативны с геометрией, находящейся в пространстве модели.

В дальнейшем для оформления чертежа в соответствии с международными или отечественными стандартами оформления конструкторской документации используется весь набор инструментов AutoCAD или MechaniCS для AutoCAD.

Изменился и транслятор DWG в Autodesk Inventor. Так, при импорте файлов AutoCAD размеры могут теперь импортироваться в качестве размеров эскиза — ассоциативно с геометрией эскиза, получаемого в результате импорта. А в процессе экспорта все элементы чертежа раскладываются на слои AutoCAD. Специализированная информация — знаки шероховатости, допусков формы и расположения, форматы — экспортируется в виде блоков AutoCAD с возможностью редактирования атрибутов. Размеры из Inventor можно экспортировать как ассоциативные размеры AutoCAD, что немаловажно при необходимости модифицировать чертеж с разрывом связи с моделью.

Полностью преобразована справочная система Autodesk Inventor: ее новый вариант представляет собой настоящую электронную книгу с описанием всех возможностей системы, интерактивными вставками, ссылками на Internet-ресурсы и различные учебники. Сайт Autodesk пополнился разделом Skill Builders, предназначенным для развития навыков работы с программой в специализированных областях (использование адаптивности, метода derived part, наложение зависимостей на конические поверхности и т.д.).

База данных проводов содержит все характеристики их типоразмеров (категория, цвет, обозначение, сортамент, наружный диаметр провода, диаметр проволоки)

В состав Autodesk Inventor Professional 8 вошел модуль трассировки кабелей, анонсированный в предыдущем релизе. Таким образом, начиная с восьмой версии, Inventor можно использовать в новом качестве: для разработки проектов монтажа электрических устройств и их объединения кабельными системами.

Перед трассировкой кабелей нужно создать механическую конструкцию и задать контакты в электрических устройствах. Сами устройства — это, по сути, обычные компоненты проекта Inventor: единственное их отличие — набор точек подключения, которые задаются с помощью специального инструмента Контакты (Pins). При формировании для каждого контакта задаются обозначение и дополнительные характеристики (пользователь может указать их в виде произвольного набора параметров). Такие характеристики понадобятся позже, при формировании отчетов.

После того как электрические устройства размещены в созданной конструкции, можно переходить к прокладке проводов между устройствами.

С точки зрения Inventor Professional, провод — это некая связь между контактами двух устройств, которая обладает определенными свойствами и уточняется в процессе проектирования. Соответственно при прокладке прежде всего выбираем контакты деталей, соединяемых проводом, и дополнительно задаем его характеристики. Эти характеристики (категория, цвет, обозначение, сортамент, наружный диаметр провода, диаметр проволоки) выбираются из базы данных на основе типоразмера провода. В модели такие связи отражаются как набор разноцветных линий (в соответствии с цветом проводов), соединяющих соответствующие контакты устройств. Процесс формирования подключений для больших проектов можно значительно ускорить, создав в MS Excel файл импорта таблицы подключения проводов. Структура таблицы достаточно проста: в ней задаются обозначение провода, его тип в базе данных, наименование и номер контакта первого и второго устройств. В процессе импорта таблицы Inventor автоматически создает связи, следуя этому шаблону. Таблицу можно получить и в виде отчета из систем автоматизированного проектирования схем электротехнических устройств (например, из ElectriCS).

Чтобы связи превратились в реальные провода, необходимо указать в модели трассы, по которым эти провода могут прокладываться, и непосредственно осуществить прокладку.

Перед началом прокладки желательно проставить в модели все контрольные точки (конечные точки трассы, точки крепления — хомуты, отверстия и т.п.) и другую вспомогательную геометрию. При этом можно использовать ассоциативные рабочие точки и оси, а также, естественно, сами детали и элементы крепления.

В сущности сама трасса представляет собой трехмерный сплайн, характерными точками которого являются контрольные точки трассы. При прокладке есть возможность активно использовать существующую геометрию — задавать отступ от плоскостей, привязываться к точкам. Редактируется трасса посредством трехмерного перемещения контрольных точек. Полученная трасса или прототип будущего жгута — это адаптивная деталь, которая автоматически изменяется при перемещении геометрии, с которой она связывалась при прокладке или редактировании.

И наконец заключительное действие — распределение проводов по жгутам. Работа эта может выполняться в двух режимах: ручном и автоматическом. В ручном режиме пользователь выбирает провод и участки трасс (один, как в нашем примере, или несколько), через которые данный провод должен пройти. Автоматический режим предусматривает выбор группы или всех проводов, а система раскладывает их по существующим трассам исходя из минимальной длины провода и существующих в проекте трасс. Результат — набор жгутов с проводами. При этом Inventor Professional рассчитывает как длину провода и жгута, так и диаметр жгута в соответствии с диаметрами проводов и воздушными зазорами между ними.

Полученная модель жгута и проводов может быть как твердотельной, отражающей реальные диаметры объектов, так и каркасной, характеризующей точки подключения и длины проводов.

Итог работы над проектом — это не только монтажный чертеж, получаемый штатными средствами Inventor, но и набор отчетной документации. Для ее формирования предусмотрен специальный генератор отчетов, который позволяет представить в табличном виде всю необходимую документацию: перечни элементов, трасс, проводов, таблицу подключений. Формат таблиц и отражаемая в них информация настраиваются с помощью специальных конфигурационных файлов:

Изменения, коснувшиеся подсистемы проектирования трубопроводов, связаны в основном с удобством редактирования. Появился, к примеру, специальный режим прокладки трассы трубопровода, который включает только инструментарий создания и редактирования осевой линии будущей трубы. Инструменты перемещения сегмента и узловой точки трубы работают исходя из ограничений, заложенных в стиле трубы и определяемых положением ее соседних сегментов.

В числе прочих усовершенствований подсистемы — возможность использования произвольных отводов, перебор вариантов автоматической прокладки трубы между двумя элементами арматуры (число предлагаемых вариантов ограничено возможным количеством и длиной элементов), быстрый выбор текущего стиля трубы и многое другое.

Итак, очередная версия Autodesk Inventor наверняка порадует пользователей (многие из них уже получили ее в рамках годового обновления версий). Приверженцам же других САПР хочу сказать только одно — не спешите делать окончательный выбор…