home   |   А-Я   |   A-Z   |   меню


Использование переменных и выражений в моделях

Развитие технологий постоянно предъявляет все более жесткие требования к инженеру-конструктору. На первое место в современном конструировании выходят скорость и динамичность выполнения проектов (чертежей или моделей) в графическом редакторе, а также возможность быстрого внесения в них изменений при необходимости. Причем все это не должно отражаться на качестве выполняемых работ. Наверное, каждому инженеру приходилось не раз сталкиваться с задачей создания чертежа или модели на основе уже существующего, когда, казалось бы, детали не очень различаются, но перерисовывать нужно все заново. Для решения этой проблемы существуют специальные средства, с помощью которых можно задать определенные связи между отдельными компонентами графического элемента или модели, позволяющие при последующей разработке типовых конструкций не переделывать всю модель, а изменить лишь несколько параметров. Процесс задания таких зависимостей называется параметризацией объекта. Параметризация разрешает многократно использовать один раз построенную модель и значительно сокращает время на формирование новых ее модификаций.

Суть параметризации состоит в том, что пользователь может присваивать переменные состоянию трехмерных объектов, а также их характерным параметрам (например, величине выдавливания, уклона, угла вращения, размерам геометрических примитивов эскизов и т. п.). Эти переменные можно вводить в различные выражения в специальном редакторе формул, устанавливая определенные математические зависимости между ними так, чтобы при изменении одного (или нескольких) параметров автоматически изменялись все остальные переменные модели. В результате получится параметрическая модель, для создания типовых модификаций которой достаточно просто изменить значение одной или нескольких переменных.

Примечание

Здесь идет речь о параметризации трехмерных моделей, включая двухмерные изображения в эскизах операций. Параметризацию можно также использовать и в графических документах, однако такое встречается крайне редко.

Параметризация трехмерной модели начинается с параметризации эскизов трехмерных операций. Команды для наложения параметрических зависимостей между элементами плоского изображения находятся на панели инструментов Параметризация (рис. 3.40). Эта панель доступна на компактной панели инструментов при создании или редактировании эскиза.

КОМПАС-3D V10 на 100 %

Рис. 3.40. Панель инструментов Параметризация


Используя команды этой панели, на графические объекты можно накладывать ограничения по горизонтали, вертикали, устанавливать совпадение или выравнивание характерных точек, фиксировать положение точек, жестко задавать положение размера и пр. Мы не будем детально рассматривать эти команды, потому что при включенной параметризации эскиза ограничения на объекты накладываются автоматически. Установка ограничений, которые будут накладываться при вводе геометрических объектов, производится на вкладке Новые документы окна Параметры в разделе Модель -> Эскиз -> Параметризация (рис. 3.41).

КОМПАС-3D V10 на 100 %

Рис. 3.41. Установка ограничений, автоматически накладываемых на графические объекты эскиза


Автоматическая параметризация очень удобна. Фактически, система выполняет большую часть работы по наложению ограничений, вам же остается только нанести размеры на эскиз, назначить переменные и установить зависимости между ними. Однако при автоматической параметризации могут возникнуть непредвиденные проблемы. Например, после параметризации эскиза и попытки изменить один из размеров программа выдает сообщение, что система не имеет решений. Многих пользователей это приводит в тупик, поскольку далее они ничего не могут сделать с эскизом. На самом деле в этом сообщении нет ничего страшного: система просто уведомляет вас о том, что на параметризированный графический объект наложены лишние ограничения, которые и не позволяют изменить его размер. Достаточно просто удалить лишнее ограничение, и двухмерное изображение будет корректно перестраиваться. Просмотреть и удалить ограничения можно с помощью команды Показать/удалить ограничения

КОМПАС-3D V10 на 100 %

панели инструментов Параметризация. После нажатия данной кнопки выберите объект с наложенными ограничениями (щелкните на нем в документе), после чего на панели свойств должен отобразиться список его ограничений (рис. 3.42), в котором следует выделить и удалить все лишнее.

КОМПАС-3D V10 на 100 %

Рис. 3.42. Список ограничений графического объекта


Совет

Если после удаления ограничений графический объект все равно не желает перестраиваться, это значит, что на все изображение наложено слишком много ограничений. В таком случае их лучше удалить все сразу и заново параметризировать объект. Для удаления всех параметрических связей служит команда Удалить все ограничения

КОМПАС-3D V10 на 100 %

После нажатия данной кнопки, выделяя по очереди каждый объект и вызывая команду Параметризовать объекты

КОМПАС-3D V10 на 100 %

установите требуемые типы ограничений вручную. Точно так же (с помощью команды Параметризовать объекты) необходимо параметризировать эскиз, если во время его вычерчивания в настройках была полностью отключена параметризация.

Рассмотрим практический пример разработки несложной параметрической модели.

Создайте новый документ КОМПАС-Деталь и сразу сохраните его под именем Параметризация.m3d. Убедитесь в окне Параметры, что в системе включена полная параметризация эскизов, после чего можно приступать к построению.

1. Запустите создание эскиза, в качестве базовой плоскости которого выберите XY. Нажмите кнопку Прямоугольник по центру и вершине на панели инструментов Геометрия и постройте квадрат с центром в точке начала координат и длиной стороны 48 мм. Если у вас была включена параметризация, то система должна автоматически наложить на созданное изображение следующие ограничения:

· совпадение точек отрезков-сторон квадрата в его вершинах;

· горизонтальность – на горизонтальные отрезки (стороны) квадрата;

· вертикальность – на вертикальные отрезки.

Чтобы убедиться в этом, выделите любой отрезок и выполните команду Показать/удалить ограничения контекстного меню.

2. Теперь необходимо задать переменные для изображения эскиза так, чтобы при изменении одной из них квадрат перестраивался, сохраняя положение своего центра и равенство длин сторон. Для этого перейдите на панель инструментов Размеры и нажмите кнопку Линейный размер. На панели свойств в группе кнопок Тип нажмите кнопку Вертикальный, чтобы включить создание вертикального размера. Установите размер от центра квадрата, совместив первую точку размера с точкой начала координат, до его верхней горизонтальной стороны, привязав вторую точку к вершине квадрата (рис. 3.43).

КОМПАС-3D V10 на 100 %

Рис. 3.43. Простановка первого параметрического размера


Поскольку на геометрические объекты наложены ограничения, после фиксации размера система сразу предложит установить его значение и присвоить ему переменную (рис. 3.44). Назовите эту переменную b, а ее значение пока оставьте таким, какое есть (равное половине длины стороны квадрата). На размере немного ниже размерной надписи в скобках будет отображено имя, присвоенное размеру переменной.

КОМПАС-3D V10 на 100 %

Рис. 3.44. Присвоение значения и имени переменной параметризированного размера


Примечание

Отредактировать значение или имя переменной можно, дважды щелкнув на размерной надписи параметризированного размера или нажав кнопку Установить значение размера

КОМПАС-3D V10 на 100 %

на панели инструментов Параметризация.

Теперь немного отвлечемся от документа детали. Для задания параметрических зависимостей между переменными как чертежа, так и модели, в КОМПАС-3D существует специальное окно – редактор формул. Оно вызывается с помощью кнопки Переменные

КОМПАС-3D V10 на 100 %

панели инструментов Стандартная или команды меню Вид -> Панели инструментов -> Переменные. В этом окне отображаются все переменные, которые были присвоены параметризированным размерам графического документа, эскиза или модели. В нем также задаются значения этих переменных и вводятся формулы, по которым они будут рассчитываться. Окно редактора формул может быть зафиксировано у одной из сторон главного окна программы, отображаться в плавающем состоянии (то есть скрываться за границей окна, когда неактивно), размещаться свободно в пределах главного окна или вообще не отображаться на экране. По умолчанию окно переменных закрыто.

1. Не выходя из режима редактирования эскиза, вызовите окно Переменные и убедитесь, что в нем автоматически появилась добавленная в эскизе переменная b (рис. 3.45).

КОМПАС-3D V10 на 100 %

Рис. 3.45. Окно Переменные


2. Вернитесь в окно документа детали и добавьте еще один размер, фиксирующий расстояние от центра квадрата до его вертикальной стороны (назовите ее переменной b_), а также два линейных размера, обозначающих длину сторон квадрата (присвойте этим размерам переменные a и a_) (рис. 3.46). Новые переменные должны сразу появиться в списке переменных эскиза на вкладке Переменные окна редактора формул. В столбце Выражение редактора формул напротив переменных b_ и a_ введите имена переменных b и a, чтобы сделать их равными.

КОМПАС-3D V10 на 100 %

Рис. 3.46. Параметризированный эскиз


3. Если вы сейчас измените значения этих переменных, то объект перестроится, но не сохранит форму квадрата. Это объясняется тем, что переменные пока не связаны между собой. Чтобы задать определенную зависимость между ними, в столбце Выражение редактора формул напротив переменной a введите выражение 2*b (рис. 3.47). После этого можете изменять значение переменной b параметризированного эскиза, и при этом квадрат будет правильно перестраиваться.

КОМПАС-3D V10 на 100 %

Рис. 3.47. Задание выражения для переменной


В столбце Выражение можно вводить уравнения, неравенства (например, чтобы ограничить какой-либо параметр), а также логические выражения типа a ? b : c (если a – истина, то выполняется оператор b, иначе – c). Уравнения или неравенства могут содержать математические выражения неограниченной сложности, включающие любые математические функции. Синтаксис уравнений, неравенств и логических выражений подобен синтаксису языка программирования C (если вы с ним сталкивались, то у вас не возникнет сложностей при вводе формул). Подробно с требованиями к написанию формул вы можете ознакомиться в справочной документации к системе КОМПАС-3D.

4. Завершите редактирование эскиза, отжав кнопку Эскиз на панели инструментов Текущее состояние.

5. Щелкните на кнопке Операция выдавливания панели инструментов Редактирование детали и выдавите эскиз на 48 мм в прямом направлении. В результате вы должны получить куб.

6. Теперь посмотрите в окно Переменные. В нем значительно увеличилось количество переменных. Это переменные, позволяющие исключить из расчета тот или иной трехмерный элемент модели (плоскость, операцию, эскиз), переменные операций (в нашем случае – величина выдавливания и угол уклона), а также внешние переменные эскизов. Чтобы использовать все эти переменные в выражениях, им сначала лучше присвоить псевдонимы (в столбце Выражение таблицы переменных). Напротив переменной v29 (такое значение было по умолчанию присвоено величине выдавливания) операции выдавливания введите имя переменной h. Переменная автоматически добавится в верхнюю часть списка переменных (рис. 3.48). Переменной h сразу поставьте в соответствие переменную a (поставив переменную a в столбце Значение напротив переменной h). Обратите внимание, что при выполнении трехмерной операции все параметрические размеры эскиза отображаются на экране. Такое новшество стало доступно пользователям десятой версии программы.

КОМПАС-3D V10 на 100 %

Рис. 3.48. Переменные модели


Примечание

Переменные детали также можно сделать внешними. Тогда они будут видны в редакторе формул для сборки. Чтобы сделать переменную внешней, ее необходимо выделить и выполнить команду контекстного меню Внешняя.

7. В результате выполненных действий мы получили полностью параметризированную модель куба. Измените значение переменной b в списке переменных эскиза и нажмите кнопку Перестроить

КОМПАС-3D V10 на 100 %

на панели инструментов Вид. Модель куба перестроится, и при этом значения его параметров изменятся таким образом, чтобы ребро куба равнялось 2 · b.

8. Немного усложним модель и добавим на все грани куба скругления радиусом 5 мм (рис. 3.49).

КОМПАС-3D V10 на 100 %

Рис. 3.49. Скругление ребер параметрического куба


В окне Переменные появятся новые переменные операции скругления, среди которых и радиус скругления. Задайте этой переменной выражение b/4 (рис. 3.50).

КОМПАС-3D V10 на 100 %

Рис. 3.50. Добавление переменных и выражений в модели


9. Измените еще раз значение b и убедитесь, что модель перестраивается полностью, включая эскиз, операцию выдавливания и скругления. Не забывайте перестраивать модель после каждого изменения значения переменной. Вы можете изучить разработанную модель, открыв файл Параметризация.m3d, который находится в папке Examples\Глава 3 прилагаемого к книге компакт-диска.

Думаю, нет смысла дальше развивать пример. Аналогичным образом вы можете строить сколь угодно сложные трехмерные модели (как сборки, так и детали) и параметризировать их, начиная от изображения эскиза и заканчивая размещением компонентов сборки. Использование параметризации вместе со средствами создания ассоциативных чертежей позволяет в десятки раз сократить время подготовки конструкторской документации, особенно если вы часто сталкиваетесь с проектированием типовых изделий. Конечно, на создание сложного параметрического чертежа или модели уйдет намного больше времени, ведь реальные изделия гораздо сложнее кубов со скругленными ребрами, однако при последующей разработке типовых моделей вы сможете сэкономить очень много времени. Другими словами, если вы уверены, что ваша деталь уникальна, не будет видоизменяться, служить прототипом для других изделий или использоваться другими проектировщиками, параметризацию в модели лучше отключить, чтобы лишние ограничения не мешали работать. Однако если вы считаете, что деталь или сборка, которую вы выполняете, может эффективно использоваться в последующих разработках – не бойтесь потратить лишнее время на создание полной параметрической модели. Поверьте, это окупится с лихвой.

Однако перед тем, как перейти к практическому моделированию, справедливо будет отметить, что редактор формул версии V10, как и сам принцип работы с переменными, существенно отличается от предыдущих версий программы.

Во-первых, появилась возможность присваивать значение переменной в модели другой переменной, взятой с совершенно другой модели, таким образом, связывая эти переменные.

Во-вторых, состав колонок редактора формул данной версии программы КОМПАС-3D изменен, кроме того, теперь не обязательно присваивать переменным псевдонимы – все они участвуют в выражениях под своими именами (ранее в КОМПАС-3D необходимо было обязательно вводить псевдоним для переменных параметров модели).

В третьих, для работы с эскизом теперь используется тот же редактор формул, что и для работы с целой моделью (то есть все переменные эскиза сразу видны в модели). Ранее переменные из эскиза не отображались в редакторе формул после выхода из режима редактирования эскиза. Чтобы работать с такими переменными, их сначала нужно было объявить внешними в эскизе.

А самое главное – появилась возможность формирования таблиц переменных. Таблица переменных – это таблица предопределенных значений переменных модели, хранящаяся в отдельном файле. Ее можно открывать из редактора переменных, выбирать определенный ряд значений и присваивать его переменным модели. Данная возможность позволяет формировать различные конфигурации какого-либо изделия, если большинство его параметров изменяются дискретно и имеют строго нормированные значения.

Более подробно о работе с переменными в КОМПАС-3D V10 вы можете узнать, используя справку к программе.


Создание сборок | КОМПАС-3D V10 на 100 % | Практическое моделирование