Дане повідомлення створене на основі статті Черніков О.В., Назарько О.О., Усенко І.С. Розробка та впровадження бібліотеки додатків до пакету Autodesk Inventor (Прикл. геометрія та інж. графіка. К.: КНУБА, 2023. Вип.104. С.190-200. URL: http://ageg.knuba.edu.ua/article/view/283917 ).
Робота є продовженням попередніх досліджень з питань розширення можливостей комп’ютерного моделювання та адаптації інструментів відповідних пакетів програм для розробки конструкторської документації у відповідності до стандартів. Метою даної роботи є розробка та використання модулів, що дозволяють спростити роботу користувача пакетів 3D-моделювання. Основним завданням є дослідження об’єктних моделей на основі API програм та розробка/удосконалення алгоритмів і методів створення цифрових моделей об'єктів. Це передбачає використання мов програмування та можливостей, що з'явилися в останніх версіях програм Autodesk Inventor, Fusion 360, AutoCAD та ін. Раніше були запропоновані модулі для побудови правильної конічної фаски для призматичних тіл та для отворів, які виходять на циліндричні поверхні.
В роботі розглянуті й розв’язані питання відображення на креслениках у відповідності до стандартів нарізних з’єднань та ребер жорсткості у перерізах, а також спрощеного відображення ліній переходу в місцях застосування ливарних радіусів.
Ключові слова: комп'ютерне моделювання; стандартизація; кресленик; Autodesk Inventor; API; iLogic; VBA.
Постановка проблеми. На сучасному етапі практично всі конструкторські роботи виконуються з використанням програм 3D-моделювання. Такі програми суттєво прискорюють розробку нових виробів та дозволяють уникнути помилок в проектуванні. Однак розробники програм не завжди враховують важливі вимоги конструкторів і стандартів, зокрема при оформленні креслеників. Можливо, це може пояснюватись перспективним переходом до безпаперових технологій, але, поки стандарти щодо конструкторської документації не змінені, їх треба виконувати.
Всі ці вимоги, звісно, можна виконати за допомогою додаткових операцій, але ті з них, що спрощували роботу конструктора при виконанні креслеників олівцем на папері, зараз суттєво уповільнюють процеси комп’ютерного моделювання. Тому важливою є задача автоматизації виконання найбільш поширених рутинних операцій, зокрема, створення програмних модулів й самостійного додавання нових команд.
Аналіз останніх публікацій. Було проведено аналіз українських [1], європейських та американських стандартів [2-4] стосовно правил побудови креслеників. Основні вимоги до умовних позначень елементів машинобудівних деталей виявились досить схожими, але, на жаль, не всі ці вимоги враховані в програмних продуктах. Деякі спроби робіт в цьому напрямку описані, зокрема у [5-9].
Формулювання цілей роботи. На основі вищевикладеного виникає потреба в розробці додаткових модулів та інструментів, які б допомогли автоматизувати вказані задачі. Завдяки наявності вбудованої в програму Autodesk Inventor (AI) мови програмування iLogic та загального засобу програмування API на основі VBA, ці задачі можуть бути розв’язані на основі теоретичних матеріалів з основ програмування [10-14].
Основна частина. В цьому матеріалі ми зупинимось на двох досить поширених проблемах. Обидві вони пов’язані з умовностями відображення у перерізах ребер жорсткості та нарізних з’єднань.
На основі проведеного аналізу вимог стандартів стосовно правил побудови креслеників, з’ясовано, що в них висуваються такі ж самі вимоги, як і у стандартах ЄСКД та СКД України. Зокрема, ребра жорсткості не мають штрихуватись при перерізі, перпендикулярному їх товщині (рис. 1).
Рис. 1. Вимоги до відображення ребер жорсткості [4]
Підхід до цієї задачі був запропонований раніше [5], але, як зазначено [9] він досі не був реалізований. Звісно, що можна редагувати види кресленика, видаляючи штрихування перерізу та створюючи нові контури штрихування, але при цьому порушується асоціативний зв’язок з моделлю і при зміні її геометрії все приходиться переробляти.
Було запропоновано вносити зміни у моделі, а саме створити в середині ребра жорсткості порожнину, дуже малої товщини (наприклад, 0.001 мм), границі якої зміщені від контуру ребра жорсткості всередину на таку ж величину. Зміни маси, яка може використовуватись в інших розрахунках, в такому випадку несуттєва. Крім того, якщо використовувати «Стани моделі», ці елементи можуть бути активними тільки для кресленика.
Зараз створено програмний модуль, який реалізує цей алгоритм. Кресленик деталі з ребрами жорсткості при стандартній побудові та з використанням описаного методу наведений на рис. 2.
а) б)
Рис. 2. До (а) та після (б) використання запропонованого інструменту
При побудові деталей з ливарними радіусами, в тому числі навколо ребер жорсткості, виникає ще одна проблема, пов’язана з відображенням ліній переходу – за замовчуванням вони не відображаються (рис. 3, а).
В програмі є опція, яка дозволяє ввімкнути відображення таких ліній, але в такому випадку кресленик становиться перевантажений ними (рис. 3, б). Але, якщо перед побудовою спряжень для ливарних радіусів, створити на відповідних ребрах моделі елемент «3D-ескіз», то потім у видах кресленика його можна відобразити, і в цьому випадку вид буде більш наочний (рис. 3, в). Дана операція також була автоматизована при обробці ребер жорсткості.
а)
б) в)
Рис. 3. Відображення деталей з ливарними радіусами
Інша проблема, для якої пропонується розв’язок, також дуже давно відома. Вона полягає в тому, що у більшості CAD пакетів неможливо правильно (у відповідності до вимог стандартів ISO, СКД та ін.) відображати у перерізі з’єднання деталей із наріззю. Помилка полягає в тому, що лінії штрихування розрізів суміжних деталей перекриваються, хоча за стандартом у спільній частині кресленика має відображатись деталь з зовнішньою наріззю (рис. 4, а). Про це неодноразово писали, в тому числі, на форумах Autodesk [14].
Варіантом виправлення були досить трудомісткі операції видалення однієї зі штриховок, створення та редагування додаткових ескізів для виправленої штриховки, які, до речі, необхідно було переробляти при кожній зміні геометрії деталей складання.
Пропонується метод, який дозволяє досить просто позбутись цієї проблеми на рівні моделі складання, що повністю виключає необхідність додаткових побудов на будь-яких видах кресленика. До речі, цей метод є асоціативним – при зміні геометрії всі побудови оновлюються (рис. 4, б).
а) б)
Рис. 4. Проблема з відображенням нарізі у перерізі в складанні (а) та результат запропонованої процедури виправлення (б).
Він полягає в тому, що в середовищі складання можна зробити додатковий отвір з розмірами, що відповідають номінальному розміру нарізі, глибині вставки втулки та з конусом від свердла з кутом 90о. Для більш складної форми елемента з зовнішньою наріззю, можна скористатись операцією обертання з видаленням матеріалу. Потім слід залишити вплив цієї операції тільки на корпус (відеозапис операцій можна передивитись за посиланням https://youtu.be/wFDcV1vpzKY). В силу особливостей роботи в середовищі складання в самій корпусній деталі цього отвору не буде.
Слід зауважити, що після зміни параметрів складання, (наприклад, для Inventor – Insert1 – глибина вставки втулки) слід виконувати команду "Rebuild all", для оновлення моделі. Зараз розробляється макрос/правило на iLogic, яке має автоматизувати описаний метод: вказати на складальному кресленику дві суміжні деталі з наріззю та виконати описані дії.
Окрім вищезгаданих, розроблено ще декілька макросів для середовища креслення, які дозволяють правильно позначати види моделі у різних масштабах та положеннях. В AI завжди додається позначення масштабу, якого не має бути, якщо масштаб співпадає з масштабом базового виду, також, досить складно додавати позначку « х» для повернутих зображень. Також іноді є потреба заокруглювати розміри, в першу чергу, габаритні, з заданою точністю, наприклад, робити їх кратними «5», «10» та ін., (а не тільки керувати кількістю знаків після коми). Для цих дій також створені макроси, що об’єднані в стандартному файлі default.ivb й можуть бути завантажені на будь-який комп’ютер з встановленим AI. На рис. 5 наведено приклад робочої стрічки інтерфейсу з доданими інструментами (User Commands) для середовища 3D-моделі (а) та кресленика (б, в).
а)
б)
в)
Рис. 5. Приклади змін у стрічці інтерфейсу
а – середовище створення деталі; б – середовище кресленика (розміщення видів); в – середовище кресленика
Висновки та перспективи. При розв’язанні описаних задач увага була приділена більш глибокому оволодінню можливостями API об’єктів, методів та властивостей їх елементів. В принципі зрозуміло, що всі операції, які виконуються у діалоговому режимі, можуть бути запрограмовані за допомогою відповідних макросів, які будуть викликатись відповідно створеними кнопками команд, розташованих на вкладках стрічкового інтерфейсу програми (зокрема, «3D-модель» та «Кресленик»). Впровадження цих додатків, організованих у вигляді додаткової бібліотеки до пакету AI, в навчальний процес довело їх корисність для студентів та може бути запропоновано для поширення серед інших користувачів, що дозволить суттєво прискорити та спростити роботу з пакетом.
Запропоновані програмні додатки розв’язують типові задачі при розробці цифрових моделей як деталей машинобудування, так і, можливо, елементів будівельних споруд. Використання мови програмування Visual Basic, інтегрованої до середовища Inventor (як і більшості інших Windows-додатків), та правил iLogic дозволяє продовжувати розвиток можливостей програм.
Зацікавленим особам пропонується ставити свої питання та надсилати інші побажання щодо розв’язку подібних задач, які зустрічаються в їх практиці створення цифрових прототипів у коментарях після цього повідомлення.
Література
- ДСТУ 3321:2003 Система конструкторської документації: Національний стандарт України. Київ. Держспоживстандарт України. 2005. 55 с.
- Frederick E. Giesecke, Shawna Lockhart, Marla Goodman, Cindy M. Johnson Technical Drawing with Engineering Graphics (15 ed.). Pearson education, inc. 2016. 1076 p.
- Colin H. Simmons and Denis E. Maguire Manual of Engineering Drawing (to British and International Standards). Elsevier Newnes. 2004. 308 p.
- Horst-W. Grollius Technisches Zeichnen für Maschinenbauer. Carl Hanser Verlag GmbH & Co. 2017. 192 p.
- Черников А.В., Иванов Е.М., Грайворонский Е.С. Адаптация пакета Autodesk Inventor для учебного процесса и научных исследований. Технічна естетика і дизайн. К.: КНУБА, 2012. Вип. 11. С. 208-212.
- Черніков О.В. Використання можливостей параметричного моделювання пакету Inventor в наукових дослідженнях та навчальному процесі. Прикл. геометрія та інж. графіка. К.: КНУБА, 2008. С. 98-102.
- Черніков О.В. Впровадження сучасних технологій комп’ютерного моделювання в навчальний процес ХНАДУ. Вісник Харківського національного автомобільно-дорожнього університету. Зб. наук. пр. Вип. 73. Харків: ХНАДУ, 2016. С. 239-244.
- Черніков О.В., Калюжна Н.Є., Ламдаіні А. Особливості автоматизації процесів моделювання в пакеті Autodesk Inventor Прикладні питання математичного моделювання: науковий журнал. Т. 4, № 2.1. Херсон: Херсонський національний технічний університет, 2021. С. 261-268.
- Черніков О.В. Розширення можливостей комп’ютерного моделювання за рахунок використання API (на прикладі пакету Autodesk Inventor). Вісник Харківського національного автомобільно-дорожнього університету. Зб. наук. пр. 2022. Вип. 99. С. 111–117. DOI: https://doi.org/10.30977/BUL.2219-5548.2022.99.0.111
- Inventor – Documentation for API / Macros. URL: forums.autodesk.com/ t5/inventor-customization/ inventor-documentation-for-api-macros/td-p/7505186 (дата звернення 5/10/2022).
- Inventor API User's Manual. URL: help.autodesk.com/view/INVNTOR/ 2023/ENU/?guid= GUID-5901102A-F148-4CD4-AF50-26E2AFDEE6A7 (дата звернення 20/10/2022).
- Autodesk® Inventor® API Object Model reference document. URL: knowledge.autodesk.com/akn-aknsite-article-attachments/d20aa033-13a7-4b23-a790-1897b317c523.pdf (дата звернення 21/01/2023).
- Modeling and recognition of 2D/3D images ( ООП на VB примерах / API CAD / CAD Systems API). URL: api-2d3d-cad.com/oop_vb; api-2d3d-cad.com/autodesk; api-2d3d-cad.com/category/ cad-systems-api (дата звернення 10/09/22).
- Inventor iLogic and VB.net Forum. URL: forums.autodesk.com/t5/inventor-ilogic-and-vb-net-forum/bd-p/120/page/816 (дата звернення 29/11/2022).
You must be a registered user to add a comment. If you've already registered, sign in. Otherwise, register and sign in.