Здесь вы можете скачать документацию и программы для САПР AutoCAD, PCAD, 3DS, Inventor, Pro/E, Solidworks и других CAD CAM CAE EDA GIS

Описание адаптивной технологии,
использующейся в Autodesk Inventor

Что такое Адаптивная технология ? Для того , чтобы разобраться в этом , давайте рассмотрим несколько терминов :

Параметрическая связь - связь, которая определяет конфигурацию объекта в терминах ранее созданных объектов. Например, элемент B параметрически определен, как смещенный относительно объекта A. Если Вы станете перемещать A, то переместится и B. Однако, Вы не можете перемещать непосредственно объект В. (рис. 1 )

Вариационная связь - неориентированная связь между двумя или больше объектами. Порядок создания объектов не влияет на воздействия при редактировании. Например, объекты A и B определены, как параллельные на определенном расстоянии друг от друга. Вы можете перемещать любой объект (A или B), при этом другой объект также будет перемещаться. (рис. 2)

Объектно - ориентированное проектирование - моделирование с использованием "разумных " объектов. До появления объектно -ориентированного проектирования , модели представляли из себя только набор граней, узлов и поверхностей. Объектно - ориентированные модели состоят из "разумных " объектов, имеющих определенные свойства, например, детали крепежа (болт, шайба, гайка ), отверстия, фаски или конструктивно - технологические элементы.

Параметрические сборки - модели сборочных узлов, в которых элементы различных деталей взаимодействуют между собой, формируя статические и динамические связи. Параметрическая связь между различными деталями позволяет элементам одной детали управлять размером и формой элементов другой детали. Как сказано выше, параметрические связи направлены. Например, вырез на детали B определяет размер бобышки на детали A. Если изменить вырез, изменится бобышка, но не наоборот. (рис. 3)

Хронология - история создания модели - в ядре всех современных систем CAD. Хронология связывает вместе отдельные элементы модели и их связи, позволяя просматривать и легко редактировать процесс создания модели.

Ассоциативность - все современные системы CAD используют одну или несколько вышеупомянутых технологий. Ассоциативность - обобщенный термин, который используют при описании различных аспектов твердотельного параметрического моделирования.

Адаптивные Сборки - новая идеология проектирования, впервые реализованная в Autodesk Inventor. Позволяет определять связи между элементами модели без потребности в параметрах или уравнениях. Адаптивные сборки независимы от хронологии и определяют связь без ограничений направленных связей.

Как происходит создание и редактирование модели в большинстве систем твердотельного моделирования?

Современные моделирующие системы используют вариационные связи для позиционирования деталей относительно друг друга, и параметрические связи для определения формы и размера элементов отдельных деталей. В этом случае возможно возникновение проблем. Почему?

• Порядок, наложенный параметрическими связями, ограничивает гибкость при внесении изменений в проект. Порядок создания конструктивных элементов часто произволен и впоследствии мешает изменениям деталей.
• Переопределение хронологии операций, само по себе ограничено существующими связями, таким образом изменять хронологию построений можно лишь в определенных пределах.

Сущность этой проблемы можно проиллюстрировать на следующем примере. Создана деталь A - плита с отверстием. Затем создан вал B, диаметр которого параметрически связан с отверстием в плите. Если Вы перемещаете отверстие или изменяете его диаметр, вал будет изменяться соответственно (рис. 4).

Предположим, в процессе проектирования выяснилось, что параметры вала более важно определить по другой детали, кронштейну C (рис. 5).

В такой ситуации необходимо переопределение зависимостей, что в большинстве систем связано с большими затратами времени. Вал должен быть перепроектирован с параметрами детали C, и отверстие в плите А тоже частично должно быть переопределено. Поскольку такие ситуации возникают в процессе создания модели довольно часто, на процесс переопределения связей уходит значительная часть драгоценного времени.

Так чем же отличается адаптивная технология от традиционной ?

Адаптивная технология позволяет легко определять размеры детали и её форму в контексте сборки без возникновения любых непредвиденных проблем взаимных связей между деталями сборки. Это достигнуто за счет исключения зависимых параметрических связей, и использования вместо них вариационных связей для определения размеров детали, её формы, и позиции в сборке.

В нашем небольшом, но наглядном примере, при адаптивном подходе Вал проектируется по отверстию в Плите с использованием связи совмещения. При этом Валу автоматически передается информация о размерах и позиции детали. Если изменить размер отверстия или его позицию, изменится диаметр или положение вала (рис. 6). На этом рисунке перед иконкой детали Вал (Shaft) показан символ Адаптивности.

Предположим, как и в предыдущем примере, нам необходимо переопределить размеры и положение Вала по другой детали, кронштейну C (рис .7). Чтобы выполнить это изменение, все, что мы должны сделать - это указать, какие детали являются адаптивными, То есть отключить адаптивность у Вала и указать, что теперь Плита является адаптивным элементом. Это процедура легко выполняется и наглядно представлена элементом в графическом меню.

В результате Вал B перемещается в центр отверстия Кронштейна С и "перетаскивает за собой " отверстие в Плите А. Порядок создания элементов не имеет никакого воздействия на гибкость изменения проекта (рис .8).

Таким образом, параметрические модели требуют определения и управления многочисленными параметрическими связями, и тем самым ограничивают возможность последующих изменений. В некотором роде, параметрические связи, призванные облегчить внесение изменений в модель, C.4 Traditional Organized & Segmented создают ловушку для проектировщика. Подобной ловушки не существует с Адаптивными сборками, потому что модели взаимодействуют между собой непосредственно через геометрию, а не через сложные параметры и уравнения.

Другой важной особенностью Autodesk Inventor, является возможность проверки кинематики проектируемого механизма. Некоторые современные системы проектирования имеют встроенные возможности анализа движения, но их полноценность ограничена перекрестными параметрическими связями. Адаптивная технология устраняет эту проблему, удаляя параметрические связи (рис. 9).

В процессе создания модели конструктору часто необходимо проверить взаимодействие деталей друг с другом. В описываемой системе это решается очень просто - необходимо наложить зависимости между деталями, тем самым определить возможность перемещения деталей. Так, на рис. 9 определены взаимные связи между деталями таким образом, что деталь ползун (на рис. желтого цвета ) - может перемещаться по цилиндрической направляющей. Чтобы проверить диапазон перемещения ползуна по направляющей достаточно указать курсором на подвижную деталь, нажать кнопку мышки и перетащить деталь туда, куда нужно. При этом все остальные детали будут вести себя "как в жизни ". Надо сказать, при первом знакомстве с Autodesk Inventor, эта возможность проверки кинематики впечатляет больше всего. Таким образом, конструктор создает детали не изолированно, а в контексте сборки. Элементы одной детали определяют форму и размер элементов соседних деталей. В отличие от традиционных MCAD-систем, построенных на механизме параметрических связей, Autodesk Inventor использует новую адаптивную технологию. Если параметрические зависимости в сборках хорошо работают для простых случаев, то часто заводят в тупик при создании сложных сборок и непредсказуемых изменений модели. Адаптивная технология Autodesk Inventor устраняет проблемы создания и изменения связей в сложных сборках. Вы можете создавать детали в контексте их взаимодействия с ответными элементами сборки, назначая или переопределяя в любой момент адаптивные зависимости отдельным элементам деталей для управления формой детали, размерами, и позицией. Адаптивная технология дает возможность Вам свободно разрабатывать и редактировать детали в среде сборочного узла.

При разработке Autodesk Inventor особое внимание было уделено вопросам повышения производительности системы при работе с крупными сборками (конструкции, состоящие из 1 0000 и более деталей ). Высокая производительность системы достигается за счет новых компонентов: Адаптивного Механизма Моделирования, являющегося основой системы, и новой Графической подсистемы . Адаптивный Механизм Моделирования использует технологию сегментированной базы данных. База данных систематизирует данные, находящиеся на диске для быстрого поиска и сегментирования данных таким образом, чтобы можно было считывать с диска только требуемые данные. Современные системы моделирования обычно имеют структуру данных, которые включают реквизиты файла, параметры отдельных элементов, связи, дерево хронологии, и оптимизированную графическую информацию. Эти данные обычно располагаются на жестком диске и беспорядочно смешаны на каждой странице памяти (верхний пример на рис .10 ).

В отличие от этого, Адаптивный Механизм Моделирования, располагает данные по деталям и используемым категориям, тем самым оптимизируя поиск данных и их использование (нижний пример на рис. 10 ). Для дальнейшего увеличения скорости выполнения операций моделирования, Адаптивный Механизм Моделирования интеллектуально загружает в память компьютера только те данные, которые необходимы для выполнения конкретной операции.

На рисунке 1 2 показано, как в начале сеанса моделирования в память компьютера были загружены только графические данные. Поскольку сеанс проектирования включал создание или редактирование нескольких деталей, система автоматически загружала другие требуемые сегменты данных. Такой подход минимизирует размеры файла подкачки и увеличивает эффективность системы.

Таким образом, Адаптивный Механизм Моделирования решает сложную проблему 3D MCAD-систем - ограничение эффективности и пропускной способности как аппаратных средств, так и программного обеспечения при работе с большими сборками. Эти проблемы вынуждают проектировщиков к проектированию больших сборок по частям. Autodesk Inventor обеспечивает проектирование больших сборок целиком и при этом значительно ускоряет доступ конструктора к информации. Например, проектируя в Autodesk Inventor, конструктор может начинать работу со сборки верхнего уровня, затем в этом же сеансе работы переходить к проработке отдельных деталей или сборочных единиц . Доступ к необходимым для редактирования данным происходит в 2 - 10 раз быстрее, чем в других популярных системах. Как известно, проектирование нового изделия - процесс коллективный . Исходя из этого, Autodesk Inventor разрабатывался для использования внутри многопользовательской среды проектирования. Основные функциональные возможности в этой области включают:

• Легкую настройку системы к требованиям компании.
• Параллельное управление доступом, которое дает возможность нескольким пользователям работать в контексте одной и той же сборки.
• Обновление данных в сеансе проектирования для просмотра изменений, сделанных коллегами.
• Поиск документов, по критериям состояния и "где используется " в распределенной среде.

Параллельная среда проектирования должна позволять группе пользователей работать в контексте одной и той же сборки и при этом предотвращать конфликты редактирования данных разными пользователями. Возможны различные сценарии организации такой работы. Autodesk Inventor поддерживает три варианта организации процесса проектирования:

• Общедоступнный c ценарий. Все данные о сборке находятся на одном или нескольких центральных серверах и вызываются на редактирование оттуда.
• Полу-изолированный c ценарий. Данные хранятся на сервере, а часть данных - копии для редактирования, сохраняются на локальном рабочем месте.
• Изолированный cценарий. Рабочая станция пользователя содержит копии всех деталей, редактируемых или включенных в общую сборку.

Какой из этих сценариев является наилучшим? Это зависит от многих факторов. В каждом конкретном случае необходимо выбирать наиболее подходящий для предприятия или отдельного подразделения сценарий. Во время совместной работы над проектом могут возникать ситуации, когда один пользователь редактирует деталь, в то время как другие пользователи ссылаются на ту же самую деталь. Для решения возможных конфликтов в Autodesk Inventor имеется специальный механизм отслеживания версий документа, подобный тому, что включены в системы документооборота (рис .1 3). Этот механизм автоматически создает новую версию документа при каждом сохранении файла пользователем. При этом остальные пользователи , использующие ссылку на этот документ, работают с предыдущей версией этого документа. В любое время они могут использовать команду Refresh (Обновление данных ), чтобы загрузить самые последние сохраненные изменения во всех файлах ссылок.