Zestawy lic a operacje w Solid Edge Synchronous Technoligy

Rozpoczynając przygodę z modelowaniem synchronicznym w Solid Edge ST, użytkownik może mieć pewne wątpliwości, co do wyniku zastosowanego polecenia. Problemem najczęściej jest edycja tworzonego od podstaw modelu synchronicznego, która w pewnych fragmentach jego geometrii przebiega inaczej niż pozostałych.

Szczególnie widoczne staje się to wówczas, gdy próba zmian jest wykonywana nie bezpośrednio w modelu, a z wykorzystaniem PathFinder, rozumianego w trybie synchronicznym błędnie(!) jako klasyczne drzewo operacji.

Rodzi się wiele pytań, między innymi: Dlaczego po kliknięciu pozycji w PathFinder pojawia się Koło Sterujące?! Dlaczego nie można usunąć operacji?! Aby poznać odpowiedzi na te pytania, należy powrócić do podstaw modelowania bezpośredniego (szerszy opis można znaleźć w artykule pt. "Czym jest Technologia Synchroniczna a czym nie jest?").

Podstawową cechą modelowania synchronicznego jest brak rejestracji procesu tworzenia obiektu 3D w formie sekwencyjnie ustalonych zdarzeń na drzewie. To z kolei oznacza, że mamy do czynienia ze zjawiskiem zupełnie odwrotnym niż w klasycznej technice modelowania z historią operacji (tryb sekwencyjny).

Przyjrzyjmy się zatem poniższemu przykładowi. Rysunek 1 przedstawia model sekwencyjny połówki korpusu pokrywy, w którym próby usunięcia dwóch elementów geometrii z wykorzystaniem PathFinder (a i b) kończą się powodzeniem. Z kolei na rysunku 2 zaprezentowano ten sam model wykonany analogicznie w technologii synchronicznej – tutaj sukcesem kończy się tylko usunięcie pierwszego elementu (a).

Rysunek 1: a) Model sekwencyjny – usunięcie operacji wycięcia tworzącego wybranie; b) Model sekwencyjny – usunięcie operacji wycięcia linią prostą, prowadzącego do uzyskania ćwiartki korpusu; początkowy widok po wywołaniu edycji dynamicznej).

Rysunek 2: a) Model synchroniczny – usunięcie elementu tworzącego wybranie(zestaw lic o nazwie Wycięcie4); b) model synchroniczny – nieudane usunięcie elementu o nazwie Wycięcie5 (lico).

Dlaczego niemożliwe jest usunięcie elementu Wycięcie5 w modelu synchronicznym? Otóż w przypadku modelu sekwencyjnego usunięcie dowolnego elementu z PathFinder (tutaj operacji!) oznacza przede wszystkim cofnięcie się w historii modelowania do stanu poprzedniego, co jest możliwe dzięki usunięciu działania i związanej z nim logiki Boole'a (wszystko zarejestrowane w drzewie operacji). Model synchroniczny przeliczany jest zupełnie inaczej. Widoczne w PathFinder elementy nie stanowią zdarzeń a tylko pomocnicze odzwierciedlenie bryły (reprezentacja brzegowa modelu – podstawowa reprezentacja graficzna stosowana w systemach B-rep do modelowania bezpośredniego).Nie są to "klasyczne" operacje, jak trybie z historią operacji. Zacznijmy od początku...

W modelowaniu sekwencyjnym wynik działania polecenia (np. Wytnij, Obróć, Otwór itd.) zapisywany i rozumiany jest w drzewie zawsze jako operacja (Feature). Taką operację można edytować na każdym poziomie jej tworzenia (każdy krok może zostać powtórzony i zmieniony) lub usunąć, powracając do stanu poprzedniego. W modelowaniu synchronicznym użycie polecenia może dać dwa rezultaty w PathFinder: lico/zestaw lic lub tzw. operację proceduralną (zestaw lic z "wewnętrzną inteligencją/parametrami").

Niezależnie od wyniku (o tym szerzej w dalszej części opracowania), w momencie zaznaczenia elementu (graficznie lub w PathFinder), jest on traktowany lico/lica. To, czy można usunąć element czyli licaczy nie, zależy od bieżącej topologii modelu (analizowana jest bryła B-rep, a nie historia/drzewo, gdyż jej nie ma). Efektem odcięcia fragmentu korpusu (rysunek 2b) jest pojedyncze lico, które zostało wstawione do PathFinder i nazwane jako Wycięcie5. Zaznaczenie elementu w PathFinder jest równoznaczne z zaznaczeniem odpowiedniego lica w modelu – próba usunięcia elementu zakończy się oczywiście niepowodzeniem w obu przypadkach ze względu na topologię modelu. Wcześniejsze usunięcie elementu Wycięcie4 (Rysunek 2a) się powiodło, gdyż po usunięciu zestawu lic formującego wybranie system potrafił "naprawić" model i zachować "ciągłość" geometrii. Po co zatem PathFinder trybie synchronicznym? Więc ma on stanowić pomoc użytkownikowi, a nie być podstawą edycji geometrii. Synchroniczna edycja może być w pełni przeprowadzana bezpośrednio na bryle.

W wyniku działań użytkownika w trybie synchronicznym system automatycznie tworzy zestawy lic i nazywa podobnie jak w trybie sekwencyjnym (nazwa zbliżona do nazwy polecenia). Zaznaczenie takiego zestawu do edycji/usunięcia może się odbyć bezpośrednio w bryle, ale użycie PathFindera może w wielu wypadkach przyspieszyć ten proces. Należy przy tym dodać, że – niezależnie od rodzaju modelu (natywny lub importowany) – możliwe jest tworzenie własnych, niestandardowych zestawów (Rysunek 3).

Rysunek 3: Model zaimportowany do trybu synchronicznego – utworzenie niestandardowego zestawu dwóch lic: otworu i fazy.

Wspomniano wcześniej o dwóch możliwych wynikach działania polecenia w trybie synchronicznym: lico/zestaw lic i operacja proceduralna. Skąd pomysł producenta na wprowadzenie dwóch możliwych wyników? Otóż modelowanie bezpośrednie, a właściwie edycja bezpośrednia w systemie do modelowania bezpośredniego (brak historii operacji) opiera się na bezpośrednich interakcjach z licami obiektu 3D (bryła B-rep). Z punktu widzenia swobody edycji, najlepiej jeśli w modelu nie występują żadne wiązanie geometryczne i wymiarowe, co jest zupełnym przeciwieństwem w stosunku do modelowania z historią operacji (szerzej opisane w artykule Edycja geometrii w Solid Edge ST). Możliwe są wówczas swobodne transformacje geometrii na przykład z użyciem Koła Sterującego.

Wyobraźmy sobie, że tworzymy powielenie przelotowego otworu na kołnierzu. Niezależnie jak otwór został wykonany (wyciągając razem z kołnierzem lub oddzielnie), w trybie synchronicznym zaznaczamy lico otworu i powielamy dowolną techniką (Rysunek 4a i 4b). Gdyby niezależnie od polecenia/ techniki powielenia użytkownik zawsze otrzymywał niezależne lica, nie miałby podstawowego parametru, jakim jest na przykład ilość wystąpień. Zatem, aby w przypadku pewnych cech konstrukcyjnych można było sterować określonymi parametrami, producent w trybie synchronicznym stworzył tzw. operacje proceduralne. Polecenia należące do tej grupy (np. Otwór, Szyk itp.) pozwalają uzyskać w PathFinder/geometrii modelu specjalny rodzaj lic, nazywany operacjami proceduralnymi. Nie wchodząc głębiej w podział producenta na zwykłe operacje proceduralne i operacje obróbkowe, takie operacje to nic innego jak lica/zestawy lic z "wbudowaną wewnętrzną inteligencją". Pomimo, że "wewnątrz" posiadają pewne parametry stanowiące świadomie wprowadzone wiązania (np. w operacji Otwór będą to typ oraz wszystkie wymiary charakterystyczne związane z typem otworu), operacje te nie są ze sobą związane sekwencją wykonywania.

Rysunek 4: a) Bezpośrednie powielenie (w 4 krokach) lica otworu z wykorzystaniem Koła Sterującego, w wyniku którego uzyskano 4 oddzielne lica (brak możliwości sterowania ilością wystąpień z zachowaniem równych kątowych odstępów); b) Powielenie lica otworu z wykorzystaniem polecenia Szyk kołowy, w wyniku którego uzyskano operację proceduralną (możliwość sterowania ilością wystąpień, typem itd.).

Zdarzać z pewnością będą sytuacje, w których trudno będzie podjąć decyzję, w jaki sposób wykonać daną cechę geometrii. Bezpośrednie wykonanie na przykład złożonych otworów, będzie łatwiejsze przy użyciu polecenia Otwór, ale co wtedy, gdy niektóre cechy poszczególnych otworów mają się różnić.

Z pomocą przyjdzie użytkownikowi funkcjonalność Technologii Synchronicznej polegająca na możliwości zerwania definicji operacji proceduralnej i zamianę inteligentnego zestawu na niezależne lica, które mogą być oddzielnie modyfikowane. Rysunek 5 przedstawia złożone otwory w korpusie zaworu, które różnią się położeniem jednego fragmentu ich geometrii. Pogłębienia względem mniejszych otworów lub (analizując odwrotnie) mniejsze otwory względem pogłębień z są położone mimośrodowo i asymetrycznie.

Rysunek 5: Korpus zaworu zawierający dwa złożone niesymetryczne otwory gniazdowe.

Oba złożone otwory mogą być szybko wykonane z wykorzystaniem polecenia Otwór (Rysunek 6), a zmiana położenia mniejszych otworów może być wykonana niezależnie po przerwaniu definicji operacji proceduralnej (polecenie Przerwij – Rysunek 7). Wnioskować należy zatem, że nawet po wprowadzeniu wiązań w postaci operacji proceduralnych, możliwe jest ich szybkie usunięcie, co z kolei oznacza powrót do większej swobody podczas modyfikowania geometrii. Oczywiście, poszczególne lica walcowe nie będą sterowane z jednego okna z wykorzystaniem odpowiednich parametrów, jednak nie oznacza to pełnego wymiarowania niezależnych lic. Solid Edge ST rozpoznaje takie kształty, jak walce (a więc i proste otwory), stożki, kule czy torusy i wyświetla dla nich odpowiednie uchwyty umożliwiające zmianę określonego parametru (np. dla stożka parametr kąta).

Rysunek 6: Dwa identyczne otwory wstawione z pomocą polecenia Otwór (wykorzystanie zapisanych ustawień).

Rysunek 7: a) Stan początkowy - dwa identyczne otwory w PathFinder (operacja proceduralna); zastosowanie polecenia Przerwij (menu podręczne); b) Stan po przerwaniu definicji operacji proceduralnej – pojawienie się zestawu lic w PathFinder; c) Widok od góry - stan po niezależnym przesunięciu mniejszych otworów (bezpośrednio na bryle, bez wykorzystania PathFinder – Zestaw lic 4 obejmuje wszystkie lica i nie może być wykorzystany).

Wspomniane w niniejszym tekście narzędzia to nie jedyne, jakie oferuje Technologia Synchroniczna. Jednak już na tym etapie można stwierdzić, że koncern Siemens z powodzeniem wdrożył technologię, która łączy w sobie zalety modelowania bezpośredniego (bez historii) z modelowaniem z historią działań rozumianych jako operacje (History-based/Feature-based Modeling). Niewątpliwie najważniejszą jej cechą jest to, że synchroniczna edycja geometrii 3D z wszystkimi jej zaletami (m.in. zastosowanie zastawów lic, operacji proceduralnych czy rozpoznawanie kształtów) może być stosowana w identyczny sposób w stosunku do modeli importowanych z innych systemów CAD!

Cecha ta w połączeniu z szeroką gamą narzędzi do bezpośredniej transformacji geometrii (sterujące wymiary PMI, relacje lic i wiele innych) oraz intuicyjnością obsługi, która jest niezależna od pochodzenia edytowanego modelu(!), czyni system Solid Edge ST innowacyjnym pod względem funkcjonalnymi stawia go na pierwszym miejscu wśród rozwiązań CAD 3D klasy mid-range.