Твердотельное моделирование и проектирование
«Процесс проектирования с использованием CAD/CAM систем», «переход на безбумажную технологию», «электронное определение изделия» звучит уже почти привычно для нашего уха. Но, к сожалению, для большинства специалистов предприятий все это великолепие пока напоминает замки Фата-Морганы — чем ближе, кажется, к ним приближаешься, тем дальше они удаляются. Однако нет ни малейшего сомнения в том, что «наступает эпоха реальной сквозной автоматизации производственных процессов». Именно это и определяет необходимость обучения будущих специалистов на самых ранних этапах основам твердотельного моделирования и проектирования. Одним из наиболее удобных и эффективных инструментом обучения является система SolidWorks.
Твердотельное моделирование, наличие параметризации, ассоциативность, сквозные технологии, адаптация с общей базой данных проекта и всего предприятия в целом — стали стандартными требованиями к системе. В системе SolidWorks с самого ее основания на первое место ставилась задача по обеспечению удобства работы пользователя. Оригинальность и даже остроумность решений находятся в гармонии со стройной идеей процесса проектирования, основанного на твердотельной параметрической модели.
SolidWorks является версией конструкторской системы твердотельного параметрического моделирования машиностроительных конструкций, специально разработанной для использования на персональных компьютерах под управлением операционной системы Windows.
Стандартный графический пользовательский интерфейс Windows и сред-ства твердотельного параметрического моделирования позволяют быстрее и легче, чем когда-либо, создавать трехмерные модели деталей и сборочных единиц, а также — генерировать их чертежи.
Результатом работы системы SolidWorks является пространственная твердотельная параметрическая модель детали или сборки, которая затем пе-редается в партнерские системы инженерных расчетов проектирования технологической оснастки или системы генерации управляющих программ для станков с ЧПУ, а так же полностью законченные рабочие чертежи детали или полное описание сборочной единицы.
Система SolidWorks базируется на геометрическом ядре Parasolid 10.0, проверенном практикой в течение многих лет. Оно отличается высокой точно-стью, надежностью и быстротой вычислений. Благодаря чему появляется воз-можность образовывать очень сложные твердотельные объекты.
SolidWorks представляет собой систему, позволяющую создавать управляемые размерами твердотельные модели, и может служить базой для решения множества различных инженерных задач. Она способна автоматически создавать чертежи, ассоциированные с моделью так, что изменения, сделанные в модели, отражаются и в чертеже, или, наоборот, по желанию конструктора. SolidWorks поддерживает режим формирования сборочных единиц по ссылкам на составляющие сборку детали и позволяет редактировать эти детали в контексте сборки.
SolidWorks предоставляет исключительно удобный, настраиваемый пользовательский интерфейс для работы с твердотельной моделью детали или сборки. В системе имеется навигатор по геометрической базе данных, отражающий взаимосвязь графических элементов составляющих деталь и наглядно представляющий последовательность создания детали. Средство записи и воспроизведения макрокоманд позволяет максимально автоматизировать процесс проектирования.
Принцип построения в SolidWorks исходно отличается от традиционного. Сохраняется не жесткая геометрия элемента, а принцип его построения. Размеры и взаимосвязи между элементами (касательность, параллельность, концентричность и др.) приобретают здесь особое значение, они являются исходными данными для точного построения. Таким образом, через реальное построение фактически записывается ход конструкторской мысли. Это означает то, что заданная идея построения будет отрабатываться при любых модификациях проекта в целом. Если же специалист на момент проектирования не знает исходных данных (размеров) или будущих взаимосвязей, это не влияет на темп работы в будущем. Любая зависимость может быть задана и отредактирована в тот момент, когда в этом возникнет необходимость.
Одной из особенностей работы в SolidWorks является использование гео-метрии без простановки размеров (если возникает необходимость почему-либо не определять размерные цепи). В любом случае, неопределенность геометрии при редактировании эскиза доступна простому передвижению ее элементов в рамках уже наложенных связей. Это свойство активно используется для определения типа и количества недостающих размеров при образмеривании или подгонке габаритов при контекстной работе с деталью в сборке.
Все сказанное выше и обеспечивает быстрое освоение обучающимися на базе знаний, полученных в курсе начертательная геометрия, методов по-строения твердотельных объектов сложных технических форм. Студенты видят на практике как реализуются методы конструирования ограничивающих поверхностей, учатся «пространственно» мыслить. У студентов формируются устойчивые связи между пространственной моделью и «плоскими ее эквивалентами», чертежом этой модели. Формируется, на ранних стадиях обучения, системный подход к конструированию и проектированию сложных объектов, чего очень сложно добиться традиционными методами.
Полученные при работе с SolidWorks навыки легко переносятся на дру-гие, широко используемые в промышленности САПРы. Единственным недостатком, с точки зрения использования SolidWorks как учебного инструмента, является повышенное требование к ресурсам средств вычислительной техники (высокая производительность процессора, большие объемы оперативной и видео памяти, высокоэффективные операционные системы).