Rozpoczynając przygodę z modelowaniem synchronicznym w Solid Edge ST, użytkownik może mieć pewne wątpliwości, co do wyniku zastosowanego polecenia. Problemem najczęściej jest edycja tworzonego od podstaw modelu synchronicznego, która w pewnych fragmentach jego geometrii przebiega inaczej niż pozostałych. Szczególnie widoczne staje się to wówczas, gdy próba zmian jest wykonywana nie bezpośrednio w modelu, a z wykorzystaniem PathFinder, rozumianego trybie synchronicznym błędnie(!) jako klasyczne drzewo operacji. Rodzi się wiele pytań, między innymi: Dlaczego po kliknięciu pozycji w PathFinder pojawia się Koło Sterujące?! Dlaczego nie można usunąć operacji?! Aby poznać odpowiedzi na te pytania, należy powrócić do podstaw modelowania bezpośredniego (szerszy opis można znaleźć w artykule pt. „Czym jest Technologia Synchroniczna a czym nie jest?” ).

Podstawową cechą modelowania synchronicznego jest brak rejestracji procesu tworzenia obiektu 3D w formie sekwencyjnie ustalonych zdarzeń na drzewie. To z kolei oznacza, że mamy do czynienia ze zjawiskiem zupełnie odwrotnym niż w klasycznej technice modelowania z historią operacji (tryb sekwencyjny). Przyjrzyjmy się zatem poniższemu przykładowi. Rysunek 1 przedstawia model sekwencyjny połówki korpusu pokrywy, w którym próby usunięcia dwóch elementów geometrii z wykorzystaniem PathFinder (a i b) kończą się powodzeniem. Z kolei na rysunku 2 zaprezentowano ten sam model wykonany analogicznie w technologii synchronicznej – tutaj sukcesem kończy się tylko usunięcie pierwszego elementu (a).

Model sekwencyjny – usunięcie operacji wycięcia tworzącego wybranie

Model sekwencyjny – usunięcie operacji wycięcia linią prostą, prowadzącego do uzyskania ćwiartki korpusu; początkowy widok po wywołaniu edycji dynamicznej

Rysunek 1: a) Model sekwencyjny – usunięcie operacji wycięcia tworzącego wybranie; b) Model sekwencyjny – usunięcie operacji wycięcia linią prostą, prowadzącego do uzyskania ćwiartki korpusu; początkowy widok po wywołaniu edycji dynamicznej).

Model synchroniczny – usunięcie elementu tworzącego wybranie(zestaw lic o nazwie Wycięcie4)

Model synchroniczny – nieudane usunięcie elementu o nazwie Wycięcie5 (lico).

Rysunek 2: a) Model synchroniczny – usunięcie elementu tworzącego wybranie(zestaw lic o nazwie Wycięcie4); b) model synchroniczny – nieudane usunięcie elementu o nazwie Wycięcie5 (lico).

Dlaczego niemożliwe jest usunięcie elementu Wycięcie5 w modelu synchronicznym? Otóż w przypadku modelu sekwencyjnego usunięcie dowolnego elementu z PathFinder (tutaj operacji!) oznacza przede wszystkim cofnięcie się w historii modelowania do stanu poprzedniego, co jest możliwe dzięki usunięciu działania i związanej z nim logiki Boole’a (wszystko zarejestrowane w drzewie operacji). Model synchroniczny przeliczany jest zupełnie inaczej. Widoczne w PathFinder elementy nie stanowią zdarzeń a tylko pomocnicze odzwierciedlenie bryły (reprezentacja brzegowa modelu – podstawowa reprezentacja graficzna stosowana w systemach B-rep do modelowania bezpośredniego). Nie są to „klasyczne” operacje, jak trybie z historią operacji. Zacznijmy od początku…

W modelowaniu sekwencyjnym wynik działania polecenia (np. Wytnij, Obróć, Otwór itd.) zapisywany i rozumiany jest w drzewie zawsze jako operacja (Feature). Taką operację można edytować na każdym poziomie jej tworzenia (każdy krok może zostać powtórzony i zmieniony) lub usunąć, powracając do stanu poprzedniego. W modelowaniu synchronicznym użycie polecenia może dać dwa rezultaty w PathFinder: lico/zestaw lic lub tzw. operację proceduralną (zestaw lic z „wewnętrzną inteligencją/parametrami”). Niezależnie od wyniku (o tym szerzej w dalszej części opracowania), w momencie zaznaczenia elementu (graficznie lub w PathFinder), jest on traktowany lico/lica. To, czy można usunąć element czyli lica czy nie, zależy od bieżącej topologii modelu (analizowana jest bryła B-rep, a nie historia/drzewo, gdyż jej nie ma). Efektem odcięcia fragmentu korpusu (rysunek 2b) jest pojedyncze lico, które zostało wstawione do PathFinder i nazwane jako Wycięcie5. Zaznaczenie elementu w PathFinder jest równoznaczne z zaznaczeniem odpowiedniego lica w modelu – próba usunięcia elementu zakończy się oczywiście niepowodzeniem w obu przypadkach ze względu na topologię modelu. Wcześniejsze usunięcie elementu Wycięcie4 (Rysunek 2a) się powiodło, gdyż po usunięciu zestawu lic formującego wybranie system potrafił „naprawić” model i zachować „ciągłość” geometrii. Po co zatem PathFinder trybie synchronicznym? Więc ma on stanowić pomoc użytkownikowi, a nie być podstawą edycji geometrii. Synchroniczna edycja może być w pełni przeprowadzana bezpośrednio na bryle. W wyniku działań użytkownika w trybie synchronicznym system automatycznie tworzy zestawy lic i nazywa podobnie jak w trybie sekwencyjnym (nazwa zbliżona do nazwy polecenia). Zaznaczenie takiego zestawu do edycji/usunięcia może się odbyć bezpośrednio w bryle, ale użycie PathFindera może w wielu wypadkach przyspieszyć ten proces. Należy przy tym dodać, że – niezależnie od rodzaju modelu (natywny lub importowany) – możliwe jest tworzenie własnych, niestandardowych zestawów (Rysunek 3).

Model zaimportowany do trybu synchronicznego – utworzenie niestandardowego zestawu dwóch lic: otworu i fazy.

Rysunek 3: Model zaimportowany do trybu synchronicznego – utworzenie niestandardowego zestawu dwóch lic: otworu i fazy.

Wspomniano wcześniej o dwóch możliwych wynikach działania polecenia w trybie synchronicznym: lico/zestaw lic i operacja proceduralna. Skąd pomysł producenta na wprowadzenie dwóch możliwych wyników? Otóż modelowanie bezpośrednie, a właściwie edycja bezpośrednia w systemie do modelowania bezpośredniego (brak historii operacji) opiera się na bezpośrednich interakcjach z licami obiektu 3D (bryła B-rep). Z punktu widzenia swobody edycji, najlepiej jeśli w modelu nie występują żadne wiązanie geometryczne i wymiarowe, co jest zupełnym przeciwieństwem w stosunku do modelowania z historią operacji (szerzej opisane w artykule „Edycja geometrii w Solid Edge ST” ). Możliwe są wówczas swobodne transformacje geometrii na przykład z użyciem Koła Sterującego.

Wyobraźmy sobie, że tworzymy powielenie przelotowego otworu na kołnierzu. Niezależnie jak otwór został wykonany (wyciągając razem z kołnierzem lub oddzielnie), w trybie synchronicznym zaznaczamy lico otworu i powielamy dowolną techniką (Rysunek 4a i 4b). Gdyby niezależnie od polecenia/ techniki powielenia użytkownik zawsze otrzymywał niezależne lica, nie miałby podstawowego parametru, jakim jest na przykład ilość wystąpień. Zatem, aby w przypadku pewnych cech konstrukcyjnych można było sterować określonymi parametrami, producent w trybie synchronicznym stworzył tzw. operacje proceduralne. Polecenia należące do tej grupy (np. Otwór, Szyk itp.) pozwalają uzyskać w PathFinder/geometrii modelu specjalny rodzaj lic, nazywany operacjami proceduralnymi. Nie wchodząc głębiej w podział producenta na zwykłe operacje proceduralne i operacje obróbkowe, takie operacje to nic innego jak lica/zestawy lic z „wbudowaną wewnętrzną inteligencją”. Pomimo, że „wewnątrz” posiadają pewne parametry stanowiące świadomie wprowadzone wiązania (np. w operacji Otwór będą to typ oraz wszystkie wymiary charakterystyczne związane z typem otworu), operacje te nie są ze sobą związane sekwencją wykonywania.

a) Bezpośrednie powielenie (w 4 krokach) lica otworu z wykorzystaniem Koła Sterującego, w wyniku którego uzyskano 4 oddzielne lica (brak możliwości sterowania ilością wystąpień z zachowaniem równych kątowych odstępów) b) Powielenie lica otworu z wykorzystaniem polecenia Szyk kołowy, w wyniku którego uzyskano operację proceduralną (możliwość sterowania ilością wystąpień, typem itd.)

Rysunek 4: a) Bezpośrednie powielenie (w 4 krokach) lica otworu z wykorzystaniem Koła Sterującego, w wyniku którego uzyskano 4 oddzielne lica (brak możliwości sterowania ilością wystąpień z zachowaniem równych kątowych odstępów) b) Powielenie lica otworu z wykorzystaniem polecenia Szyk kołowy, w wyniku którego uzyskano operację proceduralną (możliwość sterowania ilością wystąpień, typem itd.).

Zdarzać z pewnością będą sytuacje, w których trudno będzie podjąć decyzję, w jaki sposób wykonać daną cechę geometrii. Bezpośrednie wykonanie na przykład złożonych otworów, będzie łatwiejsze przy użyciu polecenia Otwór, ale co wtedy, gdy niektóre cechy poszczególnych otworów mają się różnić. Z pomocą przyjdzie użytkownikowi funkcjonalność Technologii Synchronicznej polegająca na możliwości zerwania definicji operacji proceduralnej i zamianę inteligentnego zestawu na niezależne lica, które mogą być oddzielnie modyfikowane. Rysunek 5 przedstawia złożone otwory w korpusie zaworu, które różnią się położeniem jednego fragmentu ich geometrii. Pogłębienia względem mniejszych otworów lub (analizując odwrotnie) mniejsze otwory względem pogłębień z są położone mimośrodowo i asymetrycznie.

Korpus zaworu zawierający dwa złożone niesymetryczne otwory gniazdowe.

Rysunek 5: Korpus zaworu zawierający dwa złożone niesymetryczne otwory gniazdowe.

Oba złożone otwory mogą być szybko wykonane z wykorzystaniem polecenia Otwór (Rysunek 6), a zmiana położenia mniejszych otworów może być wykonana niezależnie po przerwaniu definicji operacji proceduralnej (polecenie Przerwij – Rysunek 7). Wnioskować należy zatem, że nawet po wprowadzeniu wiązań w postaci operacji proceduralnych, możliwe jest ich szybkie usunięcie, co z kolei oznacza powrót do większej swobody podczas modyfikowania geometrii. Oczywiście, poszczególne lica walcowe nie będą sterowane z jednego okna z wykorzystaniem odpowiednich parametrów, jednak nie oznacza to pełnego wymiarowania niezależnych lic. Solid Edge ST rozpoznaje takie kształty, jak walce (a więc i proste otwory), stożki, kule czy torusy i wyświetla dla nich odpowiednie uchwyty umożliwiające zmianę określonego parametru (np. dla stożka parametr kąta).

Zestawy lic a operacje w Solid Edge ST

Rysunek 6: Dwa identyczne otwory wstawione z pomocą polecenia Otwór (wykorzystanie zapisanych ustawień).

a) Stan początkowy - dwa identyczne otwory w PathFinder (operacja proceduralna); zastosowanie polecenia Przerwij (menu podręczne); b) Stan po przerwaniu definicji operacji proceduralnej – pojawienie się zestawu lic w PathFinder; c) Widok od góry - stan po niezależnym przesunięciu mniejszych otworów (bezpośrednio na bryle, bez wykorzystania PathFinder – Zestaw lic 4 obejmuje wszystkie lica i nie może być wykorzystany).

Rysunek 7: a) Stan początkowy – dwa identyczne otwory w PathFinder (operacja proceduralna); zastosowanie polecenia Przerwij (menu podręczne); b) Stan po przerwaniu definicji operacji proceduralnej – pojawienie się zestawu lic w PathFinder; c) Widok od góry – stan po niezależnym przesunięciu mniejszych otworów (bezpośrednio na bryle, bez wykorzystania PathFinder – Zestaw lic 4 obejmuje wszystkie lica i nie może być wykorzystany).

Wspomniane w niniejszym tekście narzędzia to nie jedyne, jakie oferuje Technologia Synchroniczna. Jednak już na tym etapie można stwierdzić, że koncern Siemens z powodzeniem wdrożył technologię, która łączy w sobie zalety modelowania bezpośredniego (bez historii) z modelowaniem z historią działań rozumianych jako operacje (History-based/Feature-based Modeling). Niewątpliwie najważniejszą jej cechą jest to, że synchroniczna edycja geometrii 3D z wszystkimi jej zaletami (m.in. zastosowanie zastawów lic, operacji proceduralnych czy rozpoznawanie kształtów) może być stosowana w identyczny sposób w stosunku do modeli importowanych z innych systemów CAD! Cecha ta w połączeniu z szeroką gamą narzędzi do bezpośredniej transformacji geometrii (sterujące wymiary PMI, relacje lic i wiele innych) oraz intuicyjnością obsługi, która jest niezależna od pochodzenia edytowanego modelu(!), czyni system Solid Edge ST innowacyjnym pod względem funkcjonalnym i stawia go na pierwszym miejscu wśród rozwiązań CAD 3D klasy mid-range.

Zamów ćwiczenia Modelowanie i Edycja Synchroniczna w Solid Edge ST7