Klonowanie komponentów w Solid Edge ST10
Powielanie komponentów złożeń 3D może być prawdziwym wyzwaniem, szczególnie gdy wybrane obiekty mają zostać ‘namnożone’ w sposób dalece wykraczający poza klasyczne szyki. Wielu konstruktorów zauważa potrzebę, aby system CAD samodzielnie ustalał gdzie, w jakiej liczbie i w jakiej orientacji przestrzennej należy wstawić nowe wystąpienia … i szybko realizował te zadania, radykalnie przyspieszając prace projektowe.
Gdy powyższe oczekiwania rozbuduje się o możliwość zautomatyzowanej aktualizacji liczby i lokalizacji nowych komponentów po zmianach
w projekcie, a także dodatkową swobodę manualnej modyfikacji ich położenia, uzyskamy szereg funkcjonalności oferowanych przez najnowszą generację Solid Edge ST10.
Wszystkich zainteresowanych inteligentnym powielaniem komponentów projektów – zapraszamy do lektury.
Klonowanie’ w Solid Edge ST10, czyli o nowej metodzie zaawansowanego powielania komponentów złożeń 3D CAD
WSTĘP: Rozwój metod inteligentnego i niestandardowego powielania komponentów złożeń, dokonany w kilku poprzednich generacjach systemu.
W sporej liczbie najnowszych generacji Solid Edge wprowadzono i rozwinięto szereg wydajnych rozwiązań służących m.in. do multiplikacji komponentów złożeń. Rozwiązania te (szczegółowo opisane poniżej) wykraczają dalece poza ‘tradycyjny szyk’ przede wszystkim z następujących powodów:
- liczba, lokalizacja i orientacja przestrzenna nowopowstałych wystąpień może teraz zależeć od różnorodnych aspektów projektowych, często zmiennych,
- powyższe oznacza, iż ww. dane nie muszą pochodzić bezpośrednio z wartości podanych manualnie (‘wpisanych z palca’) przez użytkownika, lecz wynikać mogą z charakteru geometrii rezydującej w całym projekcie CAD (lub jego danej części),
- można więc stwierdzić, iż nowe wystąpienia ‘samodzielnie pojawią się w projekcie we właściwej liczbie i w analo-giczny sposób znajdą miejsca, w których mają zostać umieszczone’,
- dlatego też, w chwili poprzedzającej zastosowanie opisywanych narzędzi, użytkownik nawet nie musi posiadać wiedzy n.t. właściwego charakteru ‘namnożenia’ komponentów; ów proces zostanie przeprowadzony w sposób zautomatyzowany,
- rozwiązania te można nazwać inteligentnymi, ponieważ po wprowadzeniu zmian w projekcie, ww. liczba, lokalizacja i orientacja przestrzenna nowych wystąpień może zostać właściwie zaktualizowana.
Opisywane tu ‘inteligentne powielenia’ mogą zachodzić na podstawie różnorodnych fragmentów składowych projektu, pełniących rolę elementów odniesienia. Poniżej zostaną przedstawione ich 3 najważniejsze rodzaje.
1.1 Komponenty sąsiadujące
Przykład: model silnika (rys. 1) jest wyposażony w łapy, na których ma on być zamocowany. Łap tych jest … kilka (celowo nie angażujmy się w dokładne zliczanie) i są one rozmieszczone w dość zróżnicowanych miejscach (rys. 2). Do każdej (!) z tych łap mają docelowo i szybko zostać przytwierdzone elementy wibroizolacji oraz łączniki gwintowe łączące ww. łapy z korpusem silnika. Już na wstępie zakłada się, że geometria korpusu silnika będzie się zmieniać, więc będzie to miało bezpośredni wpływ na finalne rozmieszczenie łap, etc.
Nawet w przypadku tak niecodziennego zadania, jego rozwiązanie w https://gmsystem.pl/solid-edge/ jest wręcz ‘sekundowe’ i uwalnia od ‘każdorazowego’ wprowadzania nowych wystąpień komponentów. Udział użytkownika można tu ograniczyć głównie do umieszczenia ww. wibroizolatora i łączników względem tylko jednej (i dowolnej) z łap (rys. 2).
Po uruchomieniu polecenia ‘Powiel komponent’, system samodzielnie znajdzie liczbę, lokalizację i orientację przestrzenną wszystkich łap (ponieważ właśnie one, jako komponenty docelowo sąsiadujące, pełnią tu rolę ww. elementów odniesienia). Solid Edge błyskawiczne ‘namnoży’ niezbędne obiekty (wibroizolatory oraz łączniki gwintowe) właśnie dla ww. wszystkich łap silnika, we właściwych pozycjach (niezależnie od tego ‘ile ich jest i gdzie się znajdują’, rys. 3)
ew. do wybranych przez projektanta.
Naturalnie, po wprowadzeniu zmian w geometrii silnika, skutkujących przemieszczeniem wybranych łap (bazujących na relacjach montażowych, np. przyleganie do korpusu, współosiowość z jego otworami, etc.), właściwe z uprzednio namnożonych wibroizolatorów i łączników gwintowych zostaną poprawnie przeorientowane (rys. 4). Zajdzie to w sposób zautomatyzowany.
1.2. Pomocnicze układy współrzędnych
Przykład: proces modelowania mechanizmów wnętrza wyciskarki
do soków (rys. 5a), podczas którego należy szybko i dokładnie umieścić odpowiednią liczbę pokrywek dociskowych dla łożysk obracających się elementów (rys. 5b).
Jak uprzednio, wystarczy, gdy do projektu zostanie początkowo wprowadzona zaledwie jedna z pokrywek (rys. 6a). W tym jednakże przypadku, rolę elementów odniesienia pełnią układy współrzędnych. W każdym z gniazd, do których docelowo mają zostać ‘namnożone’
ww. pokrywki znajduje się odrębny układ współrzędnych,
z zachowaniem właściwej orientacji (np. kierunek „+Z” każdego układu odpowiada wylotowi z odpowiedniego gniazda, rys. 6b).
W efekcie, proces multiplikacji modeli pokrywek (z użyciem
ww. polecenia ‘powielania’) przebiega szybko i prawidłowo (rys. 7).
Warto nadmienić, iż w tym całościowym projekcie (plik .ASM)
ww. układy współrzędnych rezydują w modelu ‘korpusu wirującego’ (plik .PAR, rys. 8). Umożliwia to przeprowadzenie analogicznego namnożenia także ‘na poziomie części’, tym razem dla zbioru niezbędnych operacji tworzących ww. gniazdo (m.in. wycięcia spiralne budujące niezbędne gwinty do wkręcania pokrywek, rys. 9).
1.3. Bloki w szkicach
Przykład: proces modelowania boków i dna obudowy wyciskarki do soków (rys. 10), gdzie wymagane jest szybkie i precyzyjne rozmieszczenie odpowiedniej liczby elementów gumowych, pełniących role tzw. stópek / zaślepek.
Zadanie jest więc podobne do obydwu opisanych powyżej, zostanie także wykonane równie szybko i dokładnie. Tym razem jednak rolę elementów odniesienia będą pełnić bloki, istniejące w dodatkowych szkicach płaskich. Utworzenie i wykorzystanie identycznych bloków 2D (możliwie uproszczonych, najchętniej pochodzących z ‘biblioteki symboli 2D’), jako zadanie wyjątkowo łatwe, czyni cały proces powielenia stópek nieskomplikowanym, zapewniając mu jednocześnie powtarzalność i możliwość edycji danych wejściowych.
Jak w poprzednich przykładach, w złożeniu .ASM wystarczy początkowo umieścić zaledwie jeden model stópki (.PAR, rys. 10a). Następnie, po zastosowaniu polecenia ‘Powiel komponent’, w projekcie błyskawicznie pojawią się nowe wystąpienia modeli stópek, w odpowiedniej liczbie oraz lokalizacji i orientacji przestrzennej (rys. 10b).
Jak uprzednio (w p. 1.2), ww. bloki rezydują ‘na poziomie części’,
tj. w modelu .PAR obudowy wyciskarki. Umożliwia to przeprowadzenie analogicznego procesu powielenia również w środowisku części
(rys. 11) dla zbioru operacji (np. wycięcie, otwór i zaokrąglenia tworzące kieszeń dla każdej z zaślepek).
Powyższe rozwiązania, jakkolwiek wydajne, reprezentują
‘state-of-the-art’ właściwy dla poprzedniej generacji ST9.
Zostały one tu przedstawione celowo, aby w sposób jeszcze bardziej przekonujący zademonstrować kolejny ‘krok naprzód’ uczyniony wraz
z premierą Solid Edge ST10.
Należy zauważyć, że opisane w podpunktach 1.1, 1.2 i 1.3. procesy zaawansowanego powielania komponentów w złożeniu .ASM skutkują również nowym ‘wpisem’ w drzewie projektu (‘Pathfinder złożenia’), podobnym do oznaczenia ‘klasycznego szyku’ komponentów. Dzieje się tak m.in. po ‘namnożeniu’ pokrywy (ww. rys. 6 i 7), zabudowanej w złożeniu z wykorzystaniem relacji (rys. 12a,b).
Powyższe oznacza, iż tak uzyskany zbiór powielonych komponentów występuje w projekcie jako pewna integralna całość, mająca (jw.) charakter szyku. W takich sytuacjach, przeprowadzenie dodatkowych indywidualnych korekt położenia wybranych wystąpień jest (z definicji tego polecenia) niemożliwe i może wymagać rozbicia ww. ‘szyku’.
I właśnie dla tych użytkowników, którzy po zrealizowaniu powielenia komponentów pragną zachować pełnię możliwości do dalszego
oraz manualnego modyfikowania ich położenia, wprowadzono szereg narzędzi dostępnych obecnie w najnowszej generacji ST10.
Klonowanie komponentów w Solid Edge ST10
Solid Edge ST10 rozszerza powyższe funkcjonalności o następujące nowe rozwiązania, określane łącznie mianem ‘klonowania’:
a) Powielanie komponentów złożeń na podstawie cech geometrii otoczenia, np. otworów montażowych w modelu podstawy, powyższe zarówno dla identycznych, jak też zaledwie podobnych cech, więc jw. byłyby to identyczne lub podobne otwory,
b) Łatwość zmiany orientacji przestrzennej dla nowopowstałych wystąpień, np. działanie typu ‘stań przodem / stań tyłem’
c) Zdolność do szybkiej ew. eliminacji wybranych wystąpień,
d) Najistotniejszą nowością jest tu jednakże fakt, iż wszystkie nowopowstałe wystąpienia mogą mieć teraz autonomiczny i niezależny charakter (tj. całość nie musi już reprezentować ‘zbiorczy szyk’); osiągane jest to dzięki wprowadzeniu każdego z wystąpień do projektu z zastosowaniem relacji montażowych, identycznych lub możliwie zbliżonych do tych, które posiada komponent oryginalny (powielany).
Ad a) Przykład: istnieje projekt .ASM przyrządu technologicznego (rys. 13). Zawiera on model .PAR płyty z odpowiednio wykonanymi otworami, do których zostaną w przyszłości przytwierdzone dociski. W chwili początkowej w projekcie znajduje się (jak uprzednio) tylko jeden taki docisk (w formie podzłożenia), utwierdzony względem płyty typowymi relacjami (rys. 14a), jak:
- przyleganie podstawy docisku do górnego lica płyty,
- współosiowość (2x) otworów w podstawie docisku względem odpowiadających im otworów w płycie (rys. 14b).
Po uruchomieniu ‘klonowania’, system zapytuje o cechy otoczenia, które ma interpretować jako elementy odniesienia – w tym przypadku wskazane zostaną ww. otwory w płycie (wszystkie 4, rys. 15, niezależnie od faktu, iż podczas wstawiania docisku do złożenia wykorzystano tylko 2 otwory). Powyższe czynione jest w celu dokładniejszego zdefiniowania orientacji przestrzennej dla nowopowstałych wystąpień. Gdyby wskazano tu np. tylko 2 otwory (lub 1), wówczas liczba możliwych kombinacji orientacji przestrzennej ‘nowych docisków’ mogłaby okazać się aż nazbyt rozbudowana.
Ad b) Po wykonaniu ‘klonowania’ wg nastaw domyślnych (rys. 16, warto porównać z rys. 13), dla każdego z nowych wystąpień istnieje możliwość łatwej zmiany jego orientacji, tj. odwracalnego ustawienia typu ‘przód (rys. 17a) / tył (rys. 17b)’
Ad c) szybka eliminacja wybranych wystąpień (typu włącz / wyłącz, rys. 18),
Ad d) Jak wspomniano, za najważniejszy aspekt inteligentnego ‘namnażania’ składników złożeń (rys. 19) uważa się fakt, iż w przypadku ich ‘klonowania’ w ST10, każde nowe wystąpienie może posiadać własny niezależny od innych ‘wpis’ w drzewie projektu (‘Pathfinder złożenia’, rys. 20, warto porównać z rys. 14a). Oznacza to, że może ono posiadać własne zbiory parametrycznych relacji, które można teraz wygodnie modyfikować, rozbudowywać o kolejne relacje, etc.
Podsumowanie
Najnowsza generacja Solid Edge ST10 oferuje jeszcze wyższy poziom rozwiązań służących m.in. do inteligentnego powielania komponentów złożeń. Dzięki jego wdrożeniu i stosowaniu, zdolność do przyspieszenia procesów projektowych wraz ze wzrostem ich jakości oraz komfortu konstruktorów dodatkowo rośnie.
Zachęcamy do wdrożenia ST10!
Autor
Dr inż. Adam Budzyński
adam.budzynski@gmsystem.pl