Parametrični model (PM) uporablja konstrukcijska orodja, ki temeljijo na konstruktivnih elementih. Razvijalcu omogoča, da definira celotne razrede številk in ne le določene podrobnosti. Pred pojavom te tehnologije je bila ureditev obrazca težka naloga. Na primer, za spremembo tridimenzionalnega telesa je moral oblikovalec spremeniti dolžino, širino in višino. Pri uporabi tehnologije PM mora oblikovalec spremeniti samo en parameter, druga dva pa se opravita samodejno.
Zgodovina avtomatiziranega oblikovanja
Ključni mejnik v zgodovini avtomatiziranega načrtovanja (CAD) je bila uvedba različice Pro /ENGINEER, zdaj PTC Creo, ki je uvedla CAD industrijo s parametričnim modeliranjem. Od takrat se je ta paradigma uporabljala v skoraj vseh večjih oblikovalskih programih, vključno s SOLIDWORKS, Autodesk Inventor, Creo Parametric, CATIA, NX in Onshape.
PM-design izvajajo inženirji, ki gradijo tridimenzionalno geometrijo v delih. Dvodimenzionalne skice se spreminjajo v tridimenzionalne objekte, pri čemer so konstrukcijske omejitve in tolerance pravilno izvedene v skladu z načrtom. Ker vsak korak sledi iz prejšnjih, je potrebna podrobna sličica. Kljub moči in priljubljenosti modeliranja RM, ima tudi druga paradigma direktnega CAD oblikovanja svoje podpornike. Nekateri sodobni CAD sistemi uporabljajo preprosto, ne pa parametrično modeliranje na podlagi zgodovine, obstajajo pa tudi sistemi, ki zagotavljajokombinacija dveh orodij.
Paradigma oblikovanja in terminologije
Parametrično oblikovanje se začne s skico in za pridobitev končnega rezultata se uporabljajo različne matematične funkcije. Paradigma oblikovanja, ki jo je najprej razvil Pro /ENGINEER, se imenuje "na podlagi zgodovine", saj jo linearno korak za korakom model razlikuje od neposrednega parametričnega modeliranja, ki se imenuje "brez zgodovine".
Programska oprema zapomni funkcije po vrstnem redu in jih model izvede korak za korakom. Uporabniki pogosto napačno verjamejo, da je samo FOR, ki temelji na zgodovini, parametrična. Dejansko vključuje vse modele s podatki, vključno z dimenzijami, vzorci, debelino sten, premerom, globino lukenj in drugimi. S pomočjo parametričnega pristopa lahko inženirji hitro in enostavno ustvarijo različne konfiguracije konstrukcij. Trenutno sta razvita razvojna in parametrična ter qualimetrična modeliranja. Kvalimetrija je znanstvena disciplina, ki se ukvarja z metodami kvantificiranja kakovosti modelov. Ta teorija, ki jo je razvil nekdanji ZSSR R. Azgaldov, se danes uporablja pri razvoju ruskih standardov, vključno v metalurgiji in strojništvu. Večina CAD programske opreme vam omogoča izvajanje kakovostnih projektov. Pred izbiro mora razvijalec analizirati kazalnike:
velikost strukture. Število razvijalcev, povezanih s projektom. Model mobilnosti. Vrsta datoteke, ki jo je nastavil odjemalec.
Postopek
Modeli so sestavljeni iz množice matematičnih formul in so legitimni, morajo temeljiti na resničnih informacijah o izdelku. Popolnost metod preverjanja in popolnost informacij o izdelku določata sposobnost preživetja rešitve.
Obstajata dva priljubljena PM modela:Konstruktivna trdna geometrija (CSG) - definira model v smislu združevanja osnovnih in generiranih fizičnih oblik. Za izdelavo modela uporablja logične operacije. To je kombinacija tridimenzionalnih elementarnih oblik, npr. Valja, stožca, prizme, pravokotnika ali krogle, ki jo nadzorujejo preproste logične operacije. Mejna reprezentacija (BR) - trdni model se oblikuje z določitvijo površin, ki tvorijo prostorske meje. Nato se s povezovanjem točk v prostoru ustvari objekt. Mnogi programi uporabljajo metodo končnih elementov (FEM), ker vam omogoča preprosto kontrolo notranjega omrežja.Izraz parametrično 3D modeliranje pomeni, da program MCAD uporablja fizične podatke. Pri tej metodi so dimenzije določene z geometrijo in ne obratno, kot v primeru 2D in tradicionalnih tridimenzionalnih modelov v trdnem stanju. Zato bodo vse urejevalne vrednosti spremenile velikost. Poleg tega so odnosi ali omejitve, ki se uporabljajo za ustvarjanje elementov izdelka, določeni in nadzorovani s strani programa.
Osnovna enota projekta
Element je osnovna enota parametričnega polprevodniškega modela. Tako kot sestava vključuje različne podrobnosti,datoteka je sestavljena iz ločenih delov. Vsaka funkcija definira intelektualno lastnino. Pri gradnji objekta se uporabljajo geometrijske omejitve in dimenzije. Razvijalec shranjuje te lastnosti v bazo podatkov in jih uporablja za ustvarjanje novih izdelkov.
Primeri teh gradnikov, ki se imenujejo elementi, so odprtine, rebra, utori, posnetki in druge geometrijske podrobnosti. Nove funkcije so odvisne od obstoječih, tako da se spremembe zasnove samodejno določijo. Funkcionalno modeliranje tako odraža oblikovalsko zasnovo. Če se del ali povezan del spremeni, potem ta atribut ponovno ustvari v skladu s svojimi mejnimi lastnostmi. Na primer, rob, definiran kot tangenta na lok, se bo premaknil, da se ohrani meja dotika, če se velikost obloka spremeni.
Model računalniške generacije
V ožjem smislu je izraz CAD računalniška generacija in modifikacija geometrijskega modela. V širšem smislu - vključuje vse avtomatizirane ukrepe v procesu načrtovanja: geometrijsko modeliranje, računalništvo, zbiranje in posredovanje informacij od idejne zasnove do proizvodnje. Sprva so se uporabljale aplikacije za izdelavo proizvodnih dokumentov. Z naraščajočo računalniško močjo sistema s prefinjenimi strokovnimi aplikacijami in integriranimi rešitvami se je FEM bolj uporabljal za načrtovanje in oblikovanje izdelka. Na voljo je zasnova tehničnih rešitev, s katerimi se predmeti od začetka štejejo kot tridimenzionalna telesa. Če je potrebno,tehnične risbe se ustvarijo samodejno iz modelov virtualnih delov.
Posebna prednost 3D-CAD je zmožnost projiciranja slik izdelkov v katero koli smer. Tiskalnik 3D omogoča preklop iz virtualnega v realni objekt. Skupaj z razkrivanjem lastnosti materiala nastajajo napredni modeli za dane fizikalne lastnosti, na primer moč, elastičnost. CAD se uporablja v praktično vseh vejah inženirstva: arhitekturi, gradbeništvu, inženirstvu, elektrotehniki in ožjih področjih, kot je zobna tehnologija.
Vodilni izdelki programske opreme v industriji
Danes je na trgu veliko programov za parametrično modeliranje. Po stopnji uporabe so razdeljeni:
Uporaba v manjšem obsegu. Široka uporaba. Sektorsko modeliranje.Zadnja izmed teh treh kategorij, namreč specifična za industrijo, je postala najbolj priljubljena.
Izdelki programske opreme vodilne industrije:
SolidWorks - uveden leta 1995 kot poceni konkurent na trgu. Za parametrično modeliranje je SolidWorks leta 1997 kupil Dassault Systemes. Uporablja se v strojništvu in industriji plastike. CATIA - ustvaril jo je Dassault Systemes v Franciji konec sedemdesetih let. Ta sofisticirana programska oprema se pogosto uporablja v letalski, avtomobilski in ladjedelniški industriji. Program za simulacijo parametrov Siemens NX, prej znan kot Unigraphics, je leta 1977 kupil McDonnell Douglas. To je celovita rešitev zaoblikovanje in izdelava izdelkov s širokim razponom porabe. Grasshopper je plugin za nosoroga, osredotočen na parametrično zasnovo, ki deluje kot urednik generativnih algoritmov. Prednosti tega programa so, da za razliko od mnogih, ne zahteva izkušenj s skripti, temveč vam omogoča, da ustvarite sheme za ustvarjanje komponent, s čimer dobite veliko časovno optimizacijo. Parametrično modeliranje Kompas 3d uporablja računalnik za oblikovanje objektov ali sistemov, ki delujejo v resničnem svetu. Autodesk je najstarejša različica programa AutoCad in omogoča izvajanje 3D projektov. Področje uporabe - industrijska mehanika. KeyCreator je neparametrični, nepovzetni, "neposredni" 2D /3D CAD za modeliranje v trdnem stanju. Prvotno znan kot CADKEY, je bil prvič izdan leta 1984 in deluje na operacijskih sistemih DOS, UNIX in Windows. Prvi CAD program s 3D zmogljivostmi za osebne računalnike. Pri modeliranju v trdnem stanju KeyCreator izvaja površinsko modeliranje in risanje. Primerjava naprednih tehnologij
SolidWorks prevladuje razvoj korporativnih izdelkov, medtem ko je KeyCreator izbira CAD za specializirane procese načrtovanja in proizvodnje. To sta dve dobro zaostreni orodji z očitnimi prednostmi. Če želite ugotoviti, ali je KeyCreator primerna metoda za parametrično modeliranje, primerjajte, ki je najbolj primerna za naloge po meri.
Modeliranje KeyCreatorja brez zgodovine omogoča oblikovalcem, da ne samo hitro ustvarijo projekte iz nič, ampak da odprejo inuredite vse datoteke CAD, ne glede na vir. KeyCreator ima prednosti pred SolidWorksom v sposobnosti obdelave nepredvidljivih sprememb v oblikovanju, popoln nabor prevajalcev pa omogoča uporabnikom, da delajo v kateri koli državi na svetu. Funkcije KeyCreator omogočajo prosto rast projektov, saj skice in 3D modeli niso povezani z zgodovino transakcij ali omejitvami. Ta pristop omogoča začetnim nestrukturiranim konceptom, da postopoma postanejo kompleksni sklopi. Prilagodljive izvozne zmogljivosti KeyCreatorja pomenijo, da se 3D geometrija zlahka premakne na naslednjo stopnjo oblikovanja proizvodnje. PM pristop, ki ga uporablja SolidWorks, je idealen za upravljanje posodobitev modelov, ki temeljijo na zmogljivostnih lastnostih izdelka, stroge omejitve pa omogočajo izračune za modele, ki so statični v tej fazi. Zagotavlja tudi obširna orodja za upravljanje podatkov, ki uporabljajo metapodatke za oblikovanje v celotnem proizvodnem procesu.
Multi-platform za tridimenzionalne objekte
FreeCAD je odprt oblikovalec navzkrižno platformnih tridimenzionalnih objektov v kaskadi. Večinoma se uporablja v strojništvu za razvoj resničnih izdelkov. 3D izdelki prihajajo z MCAD, CAx, PLM in CAD, skupaj s celotnim naborom konfiguracijskih možnosti in razširitev. Uporabniki izberejo FreeCAD, zahvaljujoč enostavnosti uporabe, ki temelji na QT. Podpira in integrira različne oblike datotek, preprosto ustvarite 3D obliko z 2D,dobite podrobnosti oblikovanja ali prilagodite dimenzije z zadostnim številom komponent. FreeCAD je opremljen tudi z modelom Open Inventor, ki združuje 3D upodabljanje, orodne vrstice, stikala, obsežen Python API in postavitve. Značilnosti programa:
Odlična spletna dokumentacija. Razpoložljivost za MacOS, Linux in Windows. Na voljo je vmesnik, ki ga je mogoče enostavno prilagoditi. Zagotavlja integrirano podporo za Python. Zagotavlja svojim uporabnikom vsa orodja, ki jih potrebujejo za izvajanje in širjenje, kot so delovna mesta na poti, geografski podatki, eksperimentalni CFD, orodja za analizo končnih točk (FEA), moduli za modeliranje robotov in BIM. Podpira opombe, kot sta velikost in besedilo. Ima veliko sodobnih funkcij, brezplačnih za vse. Orodje za oblikovanje Fusion 360
Fusion 360 za Windows je 3D CAD orodje, ki ga je razvil Autodesk. Tridimenzionalna simulacija v sistemu Fusion 360 je namenjena oblikovalcem in je močno orodje za razvoj delov, zagotavlja možnosti za testiranje funkcionalnosti objektov in simulacijo gibanja. Autodesk Fusion 360 temelji na tehnologiji, ki temelji na oblaku. Ustvarjeni podatki so vedno shranjeni v oblaku, kar olajša delo v skupini. Autodesk Fusion 360 pokriva naslednje ključne dejavnike pri razvoju izdelkov: funkcionalno modeliranje, vizualizacija in priprava za proizvodnjo. Vse te funkcije so združene v eni aplikaciji. Obrazci delujejo s funkcijo T-spline. Z ustvarjanjem intelektualnega odnosa med komponentami ga lahko simuliratefunkcionalnost zbirke. Kako posamezne komponente s seboj je opredeljena sklepov. Z ureditvijo lastnosti, kot so togost oz rotacijske komponente se lahko namesti s pravilno gibanje glede na drug drugega. Da bi izdelek privlačen, Fusion 360 je število materialov, ki pokrivajo želeno površino. Uporabniški vmesnik Autodesk Fusion 360 dobro organizirana. Meni vrstica omogoča dostop do končnega oblikovanja in sposobnost, da se hitro rešili trenutni projekt. Poleg tega lahko ukrepi odpravijo ali reciklirati z enim klikom. V "Ustvari" gradijo enostavnih ali kompleksnih objektov. Dostop do zgodovine oblikovanja, pridobljeno po časovni premici, tako da lahko naredite spremembe in jih shranite.
točka simulacije
dvodimenzionalne obris predmeta, kar potrebujete model, ki se nato pretvori eno od glavnih načinov: iztiskanje, vrtenja in zamah. Izhodišče za PM modela je skica, ki je bila prvotno ustanovljena ima natančno obliko dela ali elementa in podrobnosti intelektualne oddajo. Pomembno je, da analizira in načrt pred oblikovanjem vsak del za določitev najbolj učinkovito zaporedje ustvarjanja. Slaba strategija parametrično modeliranje programske opreme vodi do pojava delov, oblikovanje, ki bo trajalo več časa, zaradi kompleksnega urejanja. Zasnovan z naslednjimi elementi, ki zagotavljajo maksimalno fleksibilnost in spreminjanje izdelkov za to, vidim končni trdno model kot nizspremenljivk.
Zaporedje ustvarjanja sličic
Preden nadaljujete z izdelavo skice, je treba model preučiti, da se določi najboljši profil osnovne različice. Najboljša je tista, ki v celoti opisuje splošno obliko in zmanjšuje število funkcij, potrebnih za dokončanje projekta. Vsak nov del vsebuje tri neskončne referenčne ravnine, ki v prostoru predstavljajo prednjo, zgornjo in desno ravnino, ki poteka skozi izvor koordinate - ničelno točko v prostoru. Splošni postopek za PM je izbrati najboljši profil za prvo značilnost modela. Nato izberite najprimernejšo ravnino, na kateri želite ustvariti prvo skico, tako da ima končna različica pravilno orientacijo, če jo gledate v grafični obliki. Geometrijo je treba ustvariti z zajemanjem omejitev pri ustvarjanju skice in nato merjenjem za določitev končne geometrije. Popolnoma definirana različica je črna, nepopolna je modra, redundantna pa rdeča. 2D skica se nato pretvori v trdno 3D trdno snov s stiskanjem ali vrtenjem. Lahko ga pretvorimo v sestavne dele s pometnim postopkom, ki ima funkcije vlečenja pravokotno na ravnino risbe, in vrtenje elementov okrog osi. Ta metoda jo premakne po poti, ki je sestavljena iz ravne ali ukrivljene geometrije. Za risanje se uporablja več skic s prehodi iz ene oblike v drugo. Vsaka seja je povezana z novo velikostjo. Iz končnega modela trdnih snoviustvarite risalno datoteko s standardnimi izometričnimi pogledi.
Prednosti CAD
Parametrično CAD modeliranje uporablja različna orodja na različnih področjih, na primer geometrijsko modeliranje, ki vključuje diferencialno geometrijo, teorijo množic, matrično algebre, teoretično in uporabno informatiko. Ta orodja se lahko kombinirajo in razlikujejo glede na CAD sistem in področje uporabe. Osredotočeni so na vektor, ki zagotavlja protiutež usmeritvi mreže. CAD se uporablja za ustvarjanje digitalnih modelov oblikovanja z različnimi značilnostmi, ki zagotavljajo informacije za izdelavo zahtevanega izdelka, s tehničnim risanjem, CNC prenosom in drugimi. Prednost notranje predstavitve modela:
Racionalizacija procesa gradnje. Zmožnost preprostega in hitrega spreminjanja modela na trenutnih stopnjah procesa načrtovanja. Preprečuje izgubo informacij in napak. Zmožnost uporabe v drugih aplikacijah Optimizira zasnovo, dokler izdelek ni pripravljen za proizvodnjo. Tridimenzionalni modeli v trdnem stanju ponujajo širok nabor načinov za ogled modela. Vizualizacija izdelka, saj lahko začnete s preprostimi objekti z minimalnimi podrobnostmi. Integracija z naslednjimi aplikacijami in skrajšanje časa razvoja cikla. Obstoječi projektni podatki se lahko ponovno uporabijo za ustvarjanje novih projektov. Hitra sprememba v oblikovanju, izboljšanje učinkovitosti. Digitalna produkcija. Ena od prednosti programske opreme za parametrično modeliranje je, da omogočajo prenos digitalne produkcije neposredno v projekt, saj se integrira z numerično krmiljenimi strojnimi orodji ali 3D tiskalniki.
