Często można zetknąć się z opinią, że modelowanie synchroniczne „odstaje” od sekwencyjnego z uwagi na brak parametryczności. Bez najmniejszych wątpliwości podważamy takie twierdzenia. W niniejszym artykule przedstawiamy aspekty parametryzacji modeli synchronicznych szerszej grupie użytkowników Solid Edge with Synchronous Technology.

Zacznijmy zatem od tego, czym jest parametryczność/ parametryzacja/ parametryczne modelowanie. Jak zawsze, istnieje wiele definicji tych pojęć (potraktujemy je tutaj jako jedno), mniej lub bardziej trafnych, ale we wszystkich można odszukać informacje na temat sterowania geometrią z wykorzystaniem parametrów, „intencji projektu”, inteligencji czy szybkiego wprowadzania zmian. Wszystkie te informacje są oczywiście prawdziwe, gdyż właśnie w parametryzacji chodzi o to, aby po wprowadzeniu i zmianie odpowiednich parametrów, można było zachować intencję konstruktora, przejawiającą się w inteligencji zmian geometrii modelu. W modelowaniu klasycznym, polegającym na sekwencyjnym wykonywaniu działań odzwierciedlonych w tzw. drzewie operacji, duża część parametrów wprowadzana jest na poziomie szkiców operacji. Nikt z doświadczonych konstruktorów CAD nie będzie miał wątpliwości, że parametrami będą wymiary sterujące, a więc zmienne wymiarowe, które są  przez nich definiowane niemal „odruchowo”. Wątpliwe stają się w tej ocenie  relacje 2D albo  zmienne wynikające z operacji, szczególnie nie „szkicowanych” (np. Otwór, Szyk itp.), Oczywiście, zarówno zmienne, jak i relacje 2D są parametrami! W projektowaniu z historią operacji parametryzacja jest tak oczywista, że nikt się nie zastanawia nad tym, dlaczego wymiar ma być sterujący, po co łączymy dwie linie czy dlaczego stosujemy polecenie Szyk, zamiast ręcznie powielać geometrię. Skąd zatem wynika przekonanie o braku parametryczności modeli synchronicznych?

Przede wszystkim stąd, że (poza kilkoma wyjątkami) w wyniku przeciągnięcia czy obrotu profilu w przestrzeni powstaje geometria, która nie jest sterowana przez szkic. A więc wszystkie relacje typu Współosiowość, Styczność itp. przestają funkcjonować w modelu (mogą działać ponownie w szkicu, po jego „przywróceniu” poleceniem Odtwórz. Zniknięcie szkicu powoduje, że również sposób edycji geometrii odbywa się inaczej (bezpośrednio, a nie pośrednio przez szkic). Czy to jednak oznacza, że modelu nie można edytować, a zmian jego geometrii nie będzie można przewidzieć? Otóż będzie można go kontrolować i to w sposób bardziej elastyczny, niż tradycyjnie! Brak parametru w postaci trwałej relacji oznacza nie tylko przyspieszenie przeliczania modelu, ale również możliwość dokonywania szybkich i dowolnych modyfikacji na każdym etapie modelowania. Za „poprawną” i przewidywalną edycją geometrii modelu stoją Reguły, które w czasie rzeczywistym odnajdują i utrzymują odpowiednie zależności geometryczne (Rys. 1). Oczywiście nie zawsze możliwe jest „czyste” swobodne modelowanie bez wykorzystania parametrów, jednak warto korzystać z „inteligencji wykrytej”, gdyż mimo iż zależności muszą być odnalezione i przeliczone, to jednak eliminuje to czas poświęcony na „ręczną” parametryzację geometrii 3D i daje dużą swobodę w wyborze wariantu rozwiązania.

Model synchroniczny utworzony przez przeciągnięcie w pełni sparametryzowanego profilu– mimo braku trwałych relacji geometrycznych, odblokowania wszystkich wymiarów i utraty powiązania ze szkicem, model w trakcie edycji zachowuje się inteligentnie (zachowanie współosiowości otworów i styczności lic).

Rysunek 1: Model synchroniczny utworzony przez przeciągnięcie w pełni sparametryzowanego profilu– mimo braku trwałych relacji geometrycznych, odblokowania wszystkich wymiarów i utraty powiązania ze szkicem, model w trakcie edycji zachowuje się inteligentnie (zachowanie współosiowości otworów i styczności lic).

Ten artykuł nie ma jednak przekonać Państwa do korzystania z Reguł (choć one też w pewien sposób parametryzują model), ale pokazać, że w modelach synchronicznych jest możliwa „sztywna” parametryzacja i że zagorzali jej zwolennicy mogą ją stosować, nawet w sytuacjach, gdy nie jest ona potrzebna. Jak już wspomnieliśmy  parametrami w modelowaniu sekwencyjny były: trwałe relacje 2D, wymiary sterujące wszelkie zmienne w tym zmienne i relacje z „operacji z procedurą” (więcej w artykule pt.: „Zestawy lic a operacje w Solid Edge ST„). W Solid Edge ST w trybie synchronicznym użytkownik ma analogicznie do dyspozycji następujące narzędzia do parametryzacji modelu:

  • Zablokowane wymiary PMI Zablokowane wymiary PMI
  • Smart Dimension
  • Odległość pomiędzy
  • Kąt pomiędzy
  • Średnica połówkowa
  • Współrzędne
  • Współrzędne kątowe

 

  • (trwałe) Relacje lic Relacje lic

 

    • Współpłaszczyznowość
    • Współśrodkowość
    • Symetria
    • Prostopadłość
    • Styczność
    • Równoległość
    • Odsunięcie
    • Oś współpłaszczyznowa
    • Równy promień
    • Poziomo/Pionowo
    • Zestaw sztywny
    • Utwierdź

 

  • Relacje specjalne (tworzone automatycznie, np. po przeciągnięciu profilu utworzonego poleceniem Wielokąt)
  • Zmienne (wymiarowe, systemowe, użytkownika itd.)
  • Operacje proceduralne*

Dlaczego na powyższej liście wyróżniono Operacje proceduralne? Otóż można się spierać, czy ich stosowanie jest stricte parametryzacją, gdyż użycie niektórych powoduje wprowadzenie tylko wybranych parametrów do Tabeli zmiennych (np. Otwór) lub nie umieszczenie ich w ogóle (np. Zaokrąglenie, Cienkościenność). Mimo że możliwe jest sterowanie poprzez ten parametr (po kliknięciu lica należącego do operacji wyświetlają się uchwyty z wartościami umożliwiające zmianę „ilościową”), to nie można go połączyć formułą z innym parametrem ze względu na brak występowania wśród zmiennych (Rys. 2).

Model synchroniczny z operacją Zaokrąglenie – mimo braku zmiennej pochodzącej z operacji, dostępny jest uchwyt umożliwiający zmianę geometrii.

Rysunek 2: Model synchroniczny z operacją Zaokrąglenie – mimo braku zmiennej pochodzącej z operacji, dostępny jest uchwyt umożliwiający zmianę geometrii.

Jednak mimo braku parametru w postaci zmiennej, nie da się ukryć, że operacje te wprowadzają z góry ustaloną przez użytkownika inteligencję i w trakcie edycji zachowują odpowiednie zależności wymiarowe lub geometryczne (Rys. 3 i 4). Dlatego też operacje proceduralne powinny być uważane jako element parametryzacji modelu.

Model synchroniczny z operacją Cienkościenność – mimo braku zmiennej pochodzącej z operacji, wyłączonych regułach i braku innych trwałych wiązań, grubość ścianki w trakcie edycji jest zachowywana.

Rysunek 3: Model synchroniczny z operacją Cienkościenność – mimo braku zmiennej pochodzącej z operacji, wyłączonych regułach i braku innych trwałych wiązań, grubość ścianki w trakcie edycji jest zachowywana.

Model synchroniczny z operacją Zaokrąglenie – mimo braku zmiennej pochodzącej z operacji, wyłączonych regułach i braku trwałego wiązania, styczność lic w trakcie edycji jest zachowywana (z możliwością wyboru dwóch wariantów rozwiązania).

Rysunek 4: Model synchroniczny z operacją Zaokrąglenie – mimo braku zmiennej pochodzącej z operacji, wyłączonych regułach i braku trwałego wiązania, styczność lic w trakcie edycji jest zachowywana (z możliwością wyboru dwóch wariantów rozwiązania).

Parametryzacja w trybie synchronicznym może wydawać się bardziej złożona ze względu na fakt, że wymiary czy relacje są wprowadzane bezpośrednio w odniesieniu do lic, krawędzi i punktów, a więc konieczne jest uwzględnienie trzeciego wymiaru (Rys. 5).  Trzeba również pamiętać, że wszelkie parametry, których brakuje (a przecież nie są wymagane), mogą zostać wykryte przez Reguły i odwrotnie, w trakcie edycji kompletnie opisany parametrami model może sygnalizować konflikty z wykrytymi Regułami. Mimo tego parametryzacja w trybie synchronicznym ma dużą przewagę nad parametryzacją modeli sekwencyjnych, niektóre z jej zalet z nich wymieniono poniżej:

      • Parametryzacja geometrii jest możliwa w odniesieniu do modeli importowanych, zarówno z poziomu części, jak i złożenia!
      • Wiązania geometryczne i wymiarowe mogą być „zamrażane” (blokada relacji lic, odblokowanie wymiaru; szybkie wyłączenie z rozwiązania z panelu Reguł) lub szybko usuwane niezależnie od sposobu modelowania.
      • Zarówno wymiary, jak i relacje lic  mogą być wprowadzane na dowolnym etapie modelowania (brak sekwencji zdarzeń).
      • Wybrane operacje proceduralne mogą być „przerywane” i zamieniane na zwykłe zestawy lic niezwiązane parametrami.

 

Na rysunku 5 przedstawiony został model blaszanej prowadnicy z otworami pochodzący z systemu Inventor. W pierwszym etapie model został przekonwertowany na synchroniczną część blaszaną, dzięki czemu system automatycznie rozpoznał zagięcia i parametr grubości blachy. W kolejnym etapie zastosowano polecenia Rozpoznaj otwory i następnie Rozpoznaj szyki otworów (nowość Solid Edge ST6), w wyniku czego w modelu pojawiły się operacje proceduralne Otwór Szyk (automatycznie!), umożliwiające szybką zmianę rodzaju otworów, ich rozmieszczenia i ilości wystąpień. W ostatnim kroku wprowadzono Relacje lic (m.in. Równy promień – równość zaokrągleń R5 w narożnikach oraz Symetriasymetria bocznych lic prowadnicy względem ZY) oraz zablokowane wymiary PMI, z których niektóre uwikłane zostały w formuły matematyczne. Na ilustracji przedstawiono przykładową edycję wysokości prowadnicy z 35 na 45 mm, w trakcie której zaobserwować można między innymi działanie prostej formuły matematycznej, definiującej równość dwóch wymiarów.

Parametryzacja modeli części w technologii synchronicznej

Parametryzacja modeli części w technologii synchronicznej

Rysunek 5: a) model blaszanej prowadnicy zaimportowany do środowiska Sheet Metal; b) parametryzację wykonano w trybie synchronicznym z wykorzystaniem Relacji lic (widoczne w PathFinder) oraz wymiarów zablokowanych i formuł matematycznych;
c) na ilustracji widoczna jest zmiana wysokości prowadnicy – w rozwiązaniu uwzględniona zostaje formuła matematyczna równości dwóch wymiarów.

Nie można pominąć jeszcze kilku istotnych aspektów parametryzacji modeli importowanych, takich jak automatyzacja wprowadzania parametrów czy tworzenie wielu wariantów detali. Najprostszą formą takiej automatyzacji jest konwersja wymiarów sterujących ze szkicu na zablokowane wymiary PMI sterujące bryłą 3D (np. Przeciągnij lub Obróć). Jeżeli chodzi o wiązania geometryczne, to mogą być wprowadzane automatycznie dla modeli natywnych i importowanych(!) w trakcie edycji geometrii z włączonymi Regułami – po rozpoznaniu odpowiednich zależności system zapisuje je w postaci trwałych relacji lic w PathFinder (Rys. 6). Niewątpliwie unikatową funkcjonalnością jest parametryzacja modeli importowanych z możliwością błyskawicznego utworzenia wielu wariantów detalu. Wystarczy w opisany powyżej sposób wprowadzić odpowiednie zablokowane wymiary PMI, wymagane relacje lic (choć nie są potrzebne, ponieważ mogą być uwzględniane Reguły!) i użyć tej samej funkcjonalności Rodzina części, która stosowana jest dla natywnych modeli Solid Edge (Rys. 7).

Automatyczne utworzenie trwałych relacji na podstawie rozpoznanych zależności geometrycznych w modelu.

Rysunek 6:Automatyczne utworzenie trwałych relacji na podstawie rozpoznanych zależności geometrycznych w modelu.

Dwa warianty prowadnicy wygenerowane automatycznie w oparciu o model importowany.

Rysunek 7: Dwa warianty prowadnicy wygenerowane automatycznie w oparciu o model importowany.

Artykuł ten oczywiście nie wyczerpuje tematu parametryzacji modeli w Solid Edge , gdyż pozostaje  aspekt parametryczności w złożeniach. Przecież zarówno relacje 3D (odpowiedzialne sterowanie położeniem komponentów), jak i relacje Inter-Part (geometryczne i wymiarowe, które sterują „dopasowaniem” geometrii części) również odpowiadają za przewidywalne i inteligentne zachowanie się modelu złożenia, zgodne z intencją konstruktora. Sposoby tworzenia parametrycznych złożeń, z uwzględnieniem narzędzi Technologii synchronicznej zostaną przedstawione w kolejnych publikacjach.

Zamów ćwiczenia Modelowanie i Edycja Synchroniczna w Solid Edge ST7