铁CAD’的混合建模与。同步技术

2013年7月15日

从背景的蓝色渐变到功能区条的均匀性,每个MCAD软件都有些熟悉的地方。我已经说过,学习新的CAD软件就像学习新的语言:词汇和语法可能不同,但是概念是相同的。第二种语言似乎有所不同,但与第三种和第四种语言的相似之处显而易见。

SpaceClaim可能是最后一个使CAD世界重新考虑直接建模可能性的软件供应商。这个概念并不是什么新鲜事物。多家供应商一直在努力向其仅历史记录的建模者添加直接编辑功能。 PTC’CoCreate自1990年代以来就采用了这项技术。西门子PLM拥有同步技术,Autodesk拥有Fusion,Dassault Systemes拥有V6–以及较少的玩家。

一些供应商忙于编写不同的应用程序,而另一些则通过混合方法合并技术。在混合动力中,最著名的是来自Siemens PLM的Solid Edge和NX,它们在同一零件文件中使用同步和有序环境的组合。 铁CAD设计协作套件的制造商IRONCAD鲜为人知,该公司于1998年开始开发混合软件,比任何其他供应商都要早几年。

在本文中,我’我将剖析Solid Edge的一些主要功能’s同步技术,并将其与IronCAD进行比较。我觉得你’我会发现相似之处非常明显。

两种模式,一个文件

当Siemens PLM将同步技术添加到Solid Edge时,前两个版本要求用户在新设计开始时就决定是使用传统技术(有序)对零件建模还是使用同步技术进行建模。零件不能同时具有有序和同步功能。后续版本修复了该限制,现在两种技术可以同时使用。

铁CAD与Solid Edge的更高版本类似。它允许零件以结构化模式启动(相当于“ordered”在Solid Edge中)或创新模式(有点类似于“synchronous”) – we don’t have to decide.

  • 铁CAD’s 结构化的 零件允许创建传统要素历史记录,以及直接按历史记录顺序显示的编辑修改。
  • On the other side, 铁CAD’s 创新的 零件具有独特的功能,可以将特征和直接编辑修改混在一起,而与特征历史顺序或相关性无关。

两种模式在创建几何体时都使用相同的建模工具。因为IronCAD’如果场景允许在同一文件中存在多个部分,则可以在同一场景中混合使用结构化和创新性的部分。

我尚未遇到需要一种模式而不是另一种模式的实际应用程序,因此我能够根据需要向设计添加或多或少的智能。–无论在创建几何时激活的模式如何。实际上,它取决于完成给定设计的特定操作的速度和步骤数量,其中一些需要参数化,而其他一些则最好允许进行交互式更改(见图1)。

Let me summarize again 铁CAD’s two modes:

创新设计 使我们能够独立于历史记录和约束条件直接操纵零件,同时保持不受影响或完整的特征历史记录。这对于概念建模或在详细设计阶段后期发生意外的设计更改时至关重要。

结构化设计 使我们能够根据嵌入式设计意图构建刚性的,与功能相关的零件。使用设计中的可预测结构证明了对未来变更的更多控制。可以在此级别执行直接编辑,但是它们将作为功能出现在历史树中。

U形块
图1:U形块的创新(左侧)vs结构化(右侧)特征树(顶部)

图1:U形块的创新(左侧)vs结构化(右侧)特征树(顶部)

在进入下一部分之前,可能值得一提的是我们如何在IronCAD中创建功能。一种方法是从目录浏览器中拖放它们,该浏览器包含许多起始元素,包括正(挤压)和负(孔)。由于每个起始元素均由草图定义,因此可以将其编辑为其他形状。另一种方法是从草图开始,然后像传统的MCAD软件一样在其上应用建模动作。

草图的隐含使用

仔细观察图1中的特征树:在两种模式下,每个列表中的第四个特征都是拉伸,但是该特征是在IronCAD中创建的,没有草图。为此,我选择了U形块的面环作为轮廓,然后将其向上挤压以创建较厚的块。这是IronCAD中隐式草图的使用。

Solid Edge ST会称这些区域“regions.”IronCAD对无草图轮廓没有特定的名称,但是可以轻松地找到要作为水密体积挤出的封闭区域。如有必要,我可以在2D草图平面中编辑特征的横截面,就像特征最初是由草图形成的一样。

按需参数化

像Solid Edge ST一样,IronCAD也没有’要求您应用参数,尺寸或约束,直到它们成为设计的必要部分为止。在添加参数之前,可以通过以下三种类型的控制手柄拉动和推动来修改几何:

  • 大小框根据其边界框编辑形状
  • 轮廓控制柄在草图模式之外修改草图
  • B-rep处理导入的模型和组合特征的编辑

小费: 对于直接修改,请在选择面以切换TriBall时按F10。使用此UI设备,我们可以直接在本地和导入数据的几何面上推和拉,从而允许在直接修改几何中进行更多的位置控制。 (Solid Edge允许通过使用其方向盘来推拉脸部。)

推和拉IronCAD手柄时,可以输入用户定义的距离,类似于Solid Edge(见图2和3)。但是,与Solid Edge不同,默认值是输入的距离不是移动控制手柄的距离。而是几何图形的最终厚度。这就是所谓的“size box”几何形状。但是,我可以右键单击以指定总距离(参见图4)。对于自定义形状,驱动尺寸可以放置在横截面上。

图2:选定的功能,并显示控制手柄

图2:选定的功能,并显示控制手柄

图3:选择控制手柄并输入尺寸

图3:选择控制手柄并输入尺寸

图4:拖动控制手柄以移动表面

图4:拖动控制手柄以移动表面

实时规则 Not Needed

同步技术的强大功能基于“Live Rules”在Solid Edge中。 铁CAD具有可以打开的直接编辑规则。一世’待会儿再讨论。我可以从IronCAD获得其智能的地方解释的最佳方式是这样的:尽管将几何图形作为特征附加到零件,但IronCAD’的多部分环境意味着它可以独立对待特征。

在Innovative Part环境中,其历史不受任何限制,每个功能都是一个独立的元素,可以在设计过程中随时对其进行独立编辑。对于非流形实体和重叠的突起,IronCAD非常宽容。之所以可以做到这一点,是因为它使用了两个内核。在这种情况下,Parasolid不擅长非流形,因此IronCAD改为使用ACIS。例如,可以编辑在树中较早出现的特征,以便在实体中创建不必要的间隙或突出到其他实体几何形状之外。 (其他CAD程序会尝试将重叠部分解析为单个面或实体。)

铁CAD不仅可以执行此操作,而且可以使功能定义保持独立。我使用IronCAD验证了重叠几何的准确性’s重心工具:即使要素重叠,质量也不会增加。 (质量是根据整个实体的包络线计算的,而不是质量的总和。)此功能使IronCAD可以具有可以参考并依赖于历史记录顺序前后的其他特征的特征。

Figure 5: Editing the 尺寸盒 of a feature has no effect on other features in the Innovative Environment

Figure 5: Editing the 尺寸盒 of a feature has no effect on other features in the Innovative Environment

图5显示了编辑在Innovative Part环境中构建的功能时发生的情况。在没有历史记录约束其他功能的情况下,仅更改正在编辑的功能。另一方面,当在结构零件环境中执行相同的编辑时,整个零件将缩短所示间隙量,并且不会创建间隙。

编辑导入的几何

至此,我’我只讨论了IronCAD固有的几何图形的创建和编辑,即使用Intellishapes从内置目录或基于草图的拉伸中创建的几何图形。无论哪种方式,几何图形都内置了智能功能,IronCAD可以轻松放置控制手柄和参数。

(在继续描述之前,我先绕道讨论如何在本机文件上进行直接编辑。通常的做法是从基于特征的模型开始,然后直接选择要在其上进行直接编辑的人脸)

那么,如何修改导入的几何? Solid Edge ST非常适合此功能,因为它使我们可以像本地几何一样修改导入的几何。好了,这也可以在IronCAD中完成。

下一系列图显示了将功能齐全的实体变为单个B-rep实体并再次返回的步骤。 (B-rep的缩写“边界表示,”(通常称为哑实体)。Combine选项通常用于减少可直接进行编辑的特征历史。

Figure 6: Example 铁CAD part with full features

Figure 6: Example 铁CAD part with full features

图7:功能组合成一个B-rep功能

图7:功能组合成一个B-rep功能

图6显示了在IronCAD中本地创建的模型。从特征树和“工具”菜单中选择了几个特征以组合形状。所得的形状组合显示为B-rep特征,但可以位于特征树中的任何位置,如图7所示。根据要组合的形状的位置,B-rep出现在历史记录中的系统确定的位置;零件几何图形的再生导致几何图形’与直接修改的结果相同。

如果生成了多个B-rep形状(由于进行了多个直接建模操作),则这些形状可能会与历史树中的其他本机特征混合在一起。重要的是要了解他们没有’与其他一些MCAD程序一样,它不必位于历史的开始,也不必彼此连续。

图8:所有功能组合成一个B-rep

图8:所有功能组合成一个B-rep

图8将模型显示为导入的几何。对于我们的示例,我们采用了基于原始特征的模型,并将所有特征组合到单个b-rep中,以说明导入的模型表示。如前所述,这不是正常的做法,直接编辑通常应用于单独选择的面,系统将在这些面上确定要自动为您组合的要素。

图9:使用直接修改来编辑哑巴几何(B-rep)

图9:使用直接修改来编辑哑巴几何(B-rep)

图9显示了转换为B-rep功能(或作为B-rep功能导入)的模型。可以使用直接操纵来修改实体,因为IronCAD将控制手柄附加到各个面上。相邻和相切的表面会根据要编辑的一组选定表面进行调整,以使实体保持水密性。

最初,我发现多选曲面并将它们作为一个组进行编辑会产生不同的解决方案。但是,通过打开“属性浏览器”选项卡,我发现了“自动选择”选项(例如共面)来控制我想要的选择集中的内容。

图10:将B-rep几何体转换为Intellishapes

图10:将B-rep几何体转换为Intellishapes

图11:将拉伸切割特征添加回实体

图11:将拉伸切割特征添加回实体

图10显示了通过按需选择一组面部,然后通过上下文菜单将其转换为Intellishape的功能,如图11所示。有了IronCAD,几乎没有理由拥有功能识别器在导入时运行;例如,右侧的插槽已转换为拉伸切口。重新创建了的横截面,可以像编辑本机IronCAD要素一样编辑该要素。

图12:孔被定义为拉伸,类似的孔被定义为图案

图12:孔被定义为拉伸,类似的孔被定义为图案

图12显示了将一个大孔(在左侧选择)转换为拉伸切割特征。将孔转换为特征时,IronCAD足够聪明,可以搜索相似的几何图形并从特征创建图案。

同时,将创建图案特征以定义图12右侧的大孔。如果选择了一个较小的孔并将其转换为特征,则IronCAD会将其余五个孔作为图案包括在内,即与孔特征同时创建。

结论

铁CAD在将它们插入历史记录顺序时会自动确定执行操作所需的功能以及生成的B-rep。对于刚接触直接编辑的用户来说,确定要编辑的3D元素可能很困难,因此IronCAD会在修改之前突出显示受到直接编辑影响的功能。这使他们可以查看是否要继续。

由于该过程是自动的,因此用户不必’无需在直接和历史之间进行确定,因为系统会为他们进行确定。 (在即将发布的2014版本中,如果直接编辑可以修改特征或草图,则IronCAD将代替直接编辑来执行此操作)。

现在,有几家CAD供应商加入了直接编辑队伍,而Siemens PLM凭借其Synchronous Technology(同步技术)位于其前端,并具有Live Rules(强大的实时规则)功能和创建混合同步订购模型的能力,现在正是时候。请记住,IronCAD软件比同步技术的使用时间长得多。 铁CAD已经开发了自己的混合建模方法–几乎在雷达之下。

如果您是设计定制设备或处理导入的几何的机械设计师,请知道IronCAD是MCAD产品中的成熟选择。

关于作者

Scott Wertel是国防和航空航天业的配置经理,并为各种兴趣提供自由设计服务。斯科特(Scott)由于他“unnatural affinity”CAD并利用这种见解来最佳地定位其雇主和客户以进行变革。 Scott毕业于密尔沃基工程学院,是亚利桑那州的持牌专业机械工程师。

 

经许可转载的文章 CAD文摘