Параметризация компас 3д

Ядро C3D

 Решение  о написании собственного геометрического  ядра было принято в компании  АСКОН в 1995 году в рамках  начала работ по созданию системы  трехмерного моделирования КОМПАС-3D, коммерческий выпуск которой  состоялся в 2000 году. До 2012 года  ядро не было коммерческим  продуктом и использовалось только  в составе собственной САПР  КОМПАС-3D. Все эти годы оно совершенствовалось, обеспечивая функциональное развитие  КОМПАС-3D. Перечислим основные вехи:

2000 год: создано  достаточное для использования  в САПР количество алгоритмов  трехмерного твердотельного моделирования; 

2001 год: реализация  решателя геометрических ограничений  и конвертеров в основные обменные  форматы данных;

2002 год: создание  механизма построения ассоциативных  видов по трехмерным моделям; 

2003 год: появление  основ поверхностного моделирования; 

2004 год: описание  математических алгоритмов создания  элементов листового тела;

2005 год: реализация  многотельного моделирования;

2007 год: поддержка  каркасной модели;

2008 год: реализация  кинематических сопряжений для  моделирования механизмов;

2009 год: поддержка  атрибутов геометрической модели;

2010 год: появление  полноценного поверхностного моделирования; 

2011 год: реализация  кроссплатформенности;

2012 год: реализация  элементов прямого моделирования.

17 лет команда  разработки развивала геометрическое  ядро: совершенствовала его архитектуру,  создавала новую функциональность, модернизировала ранее реализованные  методы. Без уникального опыта,  основанного на практическом  применении КОМПАС-3D на десятках  тысяч рабочих мест, невозможно  было бы говорить о возможности  выпуска C3D в свободное коммерческое  плавание. Создать конкурентоспособное  ядро с нуля, без опыта практического  применения, просто невозможно.

 На сегодняшний  день ядро C3D — единственное в  мире, объединяющее в одном продукте  три важнейших модуля САПР:

геометрический  моделировщик C3D Modeler, предоставляющий достаточный набор возможностей для твердотельного и гибридного моделирования, эскизирования и 2D-черчения;

решатель  геометрических ограничений C3D Solver, позволяющий накладывать вариационные зависимости на 2D и 3D элементы геометрической модели;

конвертер данных C3D Converter, обеспечивающий чтение/запись геометрической модели в основные обменные форматы.

 Все эти  модули теперь доступны не  только командам разработки внутри  АСКОН, но и всем желающим.

Первопроходцы

 В эти  дни, весной 2013 года, первый продукт,  разработанный на ядре АСКОН  вне собственных подразделений  разработки, выходит на рынок.  Это ESPRIT Extra CAD — простой в использовании трехмерный моделировщик, встроенный непосредственно в популярную CAM-систему ESPRIT. Интерфейс системы можно увидеть на рисунке 1. Разработка выполнялась совместно компаниями ЛО ЦНИТИ и Rubius и будет анонсирована для международной общественности на конференции ESPRIT World Conference 2013 в г. Тампа, США.

Рис. 1 ESPRIT Extra CAD

 В конце  года лицензию на ядро приобрела  компания Базис-центр, которая  будет использовать наш компонент  в конструкторских модулях своей  мебельной САПР. Уже два этих  события говорят о том, что  компания АСКОН не зря решила  предоставить сторонним компаниям  доступ к своему геометрическому  ядру. Рынок действительно нуждался в новом игроке!

 Кстати, говоря о заказчиках C3D, не будем обходить вниманием и компанию АСКОН, которая в феврале выпустила КОМПАС-3D V14 (рис. 2) — 3D-САПР, построенную на новейшей, уже четырнадцатой, версии ядра C3D. Все текущие разработки АСКОН сегодня также базируются программном компоненте.

 

Рис. 2 КОМПАС-3D V14

C3D V14

 Новая  версия для нас особенная —  ведь это первый релиз продукта  после объявления о старте  лицензирования ядра внешним  разработчикам. Ранее все релизы  выходили только в составе  КОМПАС-3D. Это уже оказало влияние  на продукт: теперь в развитии  ядра мы опираемся на мнение  не только разработчиков КОМПАС-3D, но и на пожелания новых  клиентов. Начиная с V14 ядро имеет свою систему защиты и возможность покомпонентного лицензирования. В остальном же развитие идет так же, как и раньше — совершенствуются алгоритмы, расширяется функциональность, идет постоянная работа над скоростью и надежностью.

C3D Modeler

 Функциональные  возможности модуля:

моделирование тел;

моделирование поверхностей;

моделирование листовых тел;

триангуляция  геометрической модели;

вычисление  инерционных характеристик модели;

анализ столкновений элементов модели;

построение  плоских проекций и разрезов модели.

 В новой  версии доработана операция скругления: появилась возможность остановки скругления (рис. 3в) и остановки с площадкой (рис. 3г).

 

          Рис. 3а                                Рис. 3б                                  Рис. 3в                                  Рис. 3г

Исходная  ситуация     Было возможно ранее      Остановка скругления         Остановка с площадкой

 В операциях  Оболочка, Придание толщины и  Эквидистантная поверхность, имеющими  в своей основе общие алгоритмы,  появилась возможность обработки  вырождения коротких ребер и  поверхностей (граней). Для поверхностей  возможна обработка как явного (невозможность создания эквидистанты), так и неявного вырождения (поглощение  соседними гранями). Наглядно это  видно на рисунке 4.

 

   Рис. 4а Оболочка: было                                        Рис. 4б Оболочка: стало возможным

  Из крупных новинок также стоить отметить построение развертки линейчатого тела (на рис. 5 показан пример эллиптической обечайки).

 

Рис. 5 Эллиптическая  обечайка и ее развертка 

C3D Solver

 Сегодня  C3D Solver — это мощный решатель 2D-ограничений для 2D-черчения и эскизов в 3D, а также решатель 3D-ограничений для создания сборочных единиц и кинематического анализа.

 В новой  версии появилась возможность  диагностики переопределенных систем  ограничений. В КОМПАС-3D данная  функция реализована в виде  выделения оранжевым цветом «лишних»  ограничений (см. рис. 6).

 

Рис. 6 Переопределенный эскиз в КОМПАС-3D

 Доработана  параметризация NURBS-кривых: улучшилась  решаемость системы ограничений,  стало возможным множественное  касание NURBS с другими кривыми.  Особое внимание было уделено  концевым случаям — теперь  обеспечена гладкая стыковка  контуров с участием сплайнов (см. рис. 7).

 

Рис. 7 Параметризация NURBS

 Кроме  этого существенно доработаны  алгоритмы наложения ограничений  на эллипс и проекционную кривую, улучшена работа на крупномасштабных  чертежах.

C3D Converter

  На сегодняшний день модуль  поддерживает следующие форматы: 

STEP (чтение/запись);

Parasolid (чтение/запись);

ACIS (чтение/запись);

IGES (чтение/запись);

STL (запись);

VRML (запись).

 В V14 cущественно улучшена работа с импортированными поверхностями: теперь конвертер всегда распознает элементарные поверхности при импорте NURBS. Также для всех поддерживаемых форматов решена задача преобразования NURBS-поверхностей, описывающих цилиндры или конусы, непосредственно в цилиндры или конусы и задача объединения поверхностей вращения при импорте (например, из половинок цилиндра получаем один).