Компьютерно-реализуемая система моделирования и разработки конструкторской документации на основе унифицированных по элементарным телам моделей-трансформеров с прямым параметрическим макроизменением Российский патент 2018 года по МПК G06F17/00 G06F17/50 G06N99/00 

Изобретение относится к компьютерно-реализуемой системе моделирования и разработки конструкторской документации.

Данная система обеспечивает достижение технического результата, заключающегося в создании условий для существенного увеличения возможностей по автоматизации процесса моделирования и разработки конструкторской документации.

Система позволяет превратить прикладную программу (моделирования в 3D) в полностью параметрическую (с полным параметрическим управлением).

Система является оригинальной и безальтернативной (одновариантной) по разрешению поставленной цели по трансформированию моделей виртуального пространства 3D и получения по ним конструкторской документации..

Назначение системы:

- значительно повысить производительность труда конструктора при разработке новых (безаналоговых) изделий;

- упростить редактирование КД (существенно сократить его трудоемкость) и сделать тем самым легкодоступной модернизацию изделий;

- повысить качество (безошибочность) разработок.

Решаемые задачи:

- быстро получить модель безаналоговой ("с нуля") детали или сборки,

- получить практически готовый чертеж (полуфабрикат) из модели,

- оперативно вставить модель детали в модель сборки,

- ссылочно использовать 3D-размеры детали для получения чертежа сборки,

- эффективно (с малыми трудозатратами) отредактировать КД, обладая возможностью, так сказать, легко превращать" мышку в слона" и наоборот.

Попутно решаемые задачи - предоставляет возможность (по мере наработок КД) создания широкой базы гибко изменяемых моделей-аналогов деталей и сборок, используемых совместно с трансформенным моделированием (созданием моделей из элементарных моделей-трансформеров) и формирующих эффективную среду для разработки КД новых изделий.

Отзыв АСКОН (разработчика КОМПАС) 14.08.13 г. - предлагаемая вами идея интересна и вероятно имеет определенные перспективы, однако реализация ее в базовом функционале КОМПАС в ближайшие несколько лет не реальна. Существующие у нас ресурсы сосредоточены на развитие запланированного функционала и будут в этом задействованы в ближайшие несколько лет. Для развития вашего предложения видится только один путь - самостоятельное написание библиотеки с использование API КОМПАС.

Альтернативные предложения предлагаемой системе: не выявлены (и не используются в существующих программах 3D-моделирования) и, предположительно, не могут иметь места - предлагаемая система является единственно возможной по своему назначению (решаемой задаче) и структуре (система работоспособна только при наличии и взаимодействии всех ее составных частей - нет ничего лишнего и недостающего) и может быть только дополнена новыми операциями, параметрами и улучшена по своему интерфейсному оформлению средствами программирования (прежде всего за счет раскрытия списка параметров задействованных операций при создании конкретной детали и сворачивания таковых в незадействованных операциях, цветовым разделением строк а также переводом на клавиатурное управление выборки различных операций и параметров).

Что позволило создать систему: использование в интерфейсе системы буквенно-аббревиатурных (и цифровых) обозначений операций и их параметров в альтернативу пиктограммному и текстовому; разграничение одинаковых параметров, но находящихся в различных операциях, с использованием опущенного тире (его различного количества в записи) - для зрительного и компьютерного разделения восприятия; использование сквозных (одинаковых по всем трансформерам) обозначений параметров и операций (за редким исключением); использование их позиционного распределения (междустрочного), группирования записей параметров и операций для облегчения их выборки.

Перспектива использования - навыки, полученные конструкторами при использовании данной системы, сводящиеся к применению буквенно-аббревиатурных обозначений операций и их параметров, должны найти свое применение в перспективе (обладает рядом преимуществ по сравнению с пиктограммным и текстовым обозначениями - легкость восприятия и определения при общении, легкость перевода на клавиатурное управление, возможность содержания большей смысловой нагрузки в совмещенной записи по нескольким операциям и параметрам).

При применении программы трехмерного твердотельного электронного моделирования Компас 3D (и других трехмерных программ: отечественной - T-FLEX, зарубежных - SolidWorks, Inventor, …) пользователь (конструктор) сталкивается со сложностью перехода на разработку КД с двухмерной (2D - графической) на трехмерную (3D - моделирования), обусловленную:

- отсутствием конструкторских документных наработок в 3D (моделей) - заимствованных и аналогов (неоткуда и нечего копировать по сравнению с 2D - где наработки накопились еще от использования двухмерных программ - AutoCAD и аналогичных);

- отсутствие в применяемых программах укрупненного моделирования (как на уровне деталей, так и сборок), позволяющего в какой-то мере сневилировать отсутствие наработок КД в 3D.

Конструктор, создавая современную документацию (в 3D), с большими возможностями для редактирования, с большей наглядностью при разработке, с большими технологическими возможностями (решение сложных пересечений, сопряжений, …; проведение конструктивных экспресс-расчетов, …) зачастую (по условиям производства, экономических соображений, сжатости сроков, …) вынужден разрабатывать КД в 2D (затрат времени в 3D из-за вышеприведенных причин складывается больше), используя 5-10% возможностей программы, которая в своей основе предназначена для трехмерных разработок - все ее механизмы связаны с моделями и обеспечивают во многом автоматическую разработку КД (САПР на 2D невозможно базировать - не хватает третьего пространственного измерения, связанного с двумя другими и дающего полную информативность об изделии; это определяет ограниченные возможности пространства 2D и невозможность его автоматизации).

Предлагаемая система призвана преодолеть этот барьер, разрешить это несоответствие возможностей программы и их применения - предоставить возможность конструктору укрупненно составлять детали и сборочные единицы (модели), манипулируя группами операций и параметров и практически готовыми деталями-моделями и сборками-моделями (аналогами), существенно сократить трудоемкость разработок и корректировок КД.

Система представлена, образно говоря, как бы из '"живых" моделей - ткни пальцем (нажми одну кнопку взамен сотен как при простом моделировании) и она моментально "оживет" - превратится в другую. При таком единичном воздействии в модели-трансформере одномоментно изменяются порядка 20-30 параметров и связанных с ними размеров (шероховатости, …), в аналогах-трансформерах - 100-150, заменяя соответственно выбор и использование массы команд ("ручную" работу в программе), прорисовку эскизов, количественные просчеты, расчеты расположения элементов моделей, … В сборках-трансформерах одномоментно производится значительно больше изменений.

При разработке системы использовались принципы - максимального упрощения интерфейсного восприятия, изучения и применения системы, сквозного использования обозначения операций и параметров по всем трансформерам (с использованием опущенного тире для отличия между собой однотипных), их одинаковости расположения в редакторе Переменные. ….

Предлагаемая мной система состоит из нескольких взаимосвязанных частей:

- подсистемы унифицированных трансформеров деталей - моделей-трансформеров (элементарных трансформеров - параметрически изменяемых шаблонов, являющихся базовой частью системы);

- группы шаблонов-чертежей деталей для моделей-трансформеров;

- подсистемы аналогов - аналогов-трансформеров (изменяемых как по конфигурации так и типоразмерно и параметрически);

- подсистемы сборок-моделей - сборок-трансформеров (централизованно параметрически изменяемых шаблонов), содержащих в себе все необходимые модели, чертежи сборки и деталей, спецификации;

- определенной структуры обозначений деталей и сборок (определяемой составом трансформеров);

- определенной структуры наименований файлов.

Основу системы составляют унифицированные трансформеры - 9 моделей-трансформеров деталей (аналогов элементарных тел - параллелограмма, цилиндра, сферы, листа, …) и ряд профильных моделей-трансформеров (уголок, швеллер, профили из листа, круглые и прямоугольные трубы), гибко изменяемых с помощью ряда операций и параметров, выбранных из команд программы применения системы (например - Компас) и помещенных в редактор Переменные. После небольших изменений трансформеры содержат в себе всю необходимую информацию для получения чертежей и спецификаций (содержат в себе оформительскую часть чертежей - размеры, шероховатость, допуска); 3D- размеры позволяют без измерений получать информацию об элементах деталей, а также проверять ввод параметров, и переносятся в чертеж. Трансформеры содержат в себе свою систему привязки (установки) в сборке, позволяющую максимально быстро помещать их в нее с полным обездвижением (ограничением всех степеней свободы).

Для упрощения изучения трансформеров включение той или иной операции отслеживается в исходной модели (без накладок с предыдущими и последующими операциями).

В редакторе переменных в каждом трансформере (файле детали, аналога, сборки) созданы управляющие переключатели - переменные (операций и параметров) - которые по заложенным в них математическим и логическим формулам-выражениям (так сказать, - "мозгах" редактора переменных) включают те или иные команды (программы 3D) и их параметры (при неуказанных величинах параметров система использует их умолчательно-ходовые - чаще всего применяемые - значения), выполняющие определенные действия по изменению трансформера для получения требуемой модели, например, включение переменной Р (паз) приводит к выключению команды отверстия (например, резьбового ранее созданного) и всех его определяющих 3D-размеров (шероховатости, …), включению эскиза и ряда графических команд для его изменения (команды отрезка, окружности, скругления, вспомогательных линий, …), включению команды на выдавливание из эскиза паза, включению всех его 3D-размеров (шероховатости, …); производит авторасчет расположения пазов (при их количестве, большем единицы) с учетом габаритов детали; графические и оформительские изменения, проведенные в модели, в авторежиме передаются в связанные с ней проекции в чертеже; трансформер можно представить как сводный шаблон массы ранее созданных моделей, который задействует все действия по их созданию (начиная с создания файла модели и кончая оформлением для чертежа - размеры, …) с использованием переключателей операций (переменных) и прямым параметрическим управлением (то есть программа становится полностью параметрической с исключением постоянно повторяющихся действий - вызов массы команд, создание эскизов, расчеты расположения, … - и выполнением пользователем только оригинальных действий-изменений по созданию конкретной детали).

Трансформеры в типоразмерной таблице (в редакторе Переменные) дополнены типовыми конфигуратами (см. подсистему аналогов-трансформеров), позволяющих одновременно включать определенный набор операций и параметров с последующим их уточнением в обычном порядке для трансформера.

Модели-трансфорллеры охватывают разработку КД практически любой детали (за исключением со сложными поверхностями, например - литых, штампованных) и позволяют успешно ее производить и "с нуля" (то есть, без аналога).

Группы шаблонов-чертежей деталей для моделей-трансформеров включают по несколько чертежей (различного формата) для каждой модели-трансформера и содержат в себе типовой набор проекций, разрезов, видов и выносных элементов, разверток, типовые технические требования и запись материала.

После связывания чертежа с новой разрабатываемой моделью в него из модели переносится все необходимое оформление (размеры,записи в основной надписи - наименование и обозначение детали, масса, масштаб), сохраняя имеющуюся структуру проекций, ….

Возможная корректировка чертежа - перераспределение исполнительных и справочных размеров, простановка допусков и шероховатостей, дополнение технических требований. Возможны дополнительные изображения.

Подсистема аналогов-трансформеров основывается на моделях-трансформерах первой подсистемы и дополняет их только в типоразмерных таблицах (редактора Переменные), не изменяя состава операций и их параметров. Для создания новой модели в типоразмерной таблице достаточно выбрать соответствующую строку (производящую автовыбор необходимых операций и параметров для получения выбранной модели). При необходимости в созданную модель вносятся изменения, используя операции и параметры редактора Переменные (то есть как и при обычном изменении модели-трансформера). Новая модель также содержит в себе необходимое оформление для создания чертежа.

По сравнению с моделями, полученными из библиотек программы применения (например, Компаса), аналоги-трансформеры имеют ряд достоинств: полученные из них модели можно изменять по отдельным операциям и параметрам и их копии изменяются ссылочно при изменении исходной модели (как копии обычной модели-детали) - то есть множество копий изменяются одновременно с изменением исходной модели; аналоги-трансформеры содержат в себе чертежное оформление (размеры, шероховатость и т.д.) как обычная модель-трансформер; также для установки в сборке аналоги-трансформеры содержат в себе эффективные привязки (которые, кроме того, например, в трубопроводах позволяют автоматически получать 3D-расположенные трубы - автотрассировка; с помощью них также можно обеспечивать фиксированные сопряжения составных частей в сборках).

Подсистема аналогов-трансформеров позволяет существенно ускорить создание необходимых моделей - выборкой строки в типоразмерной таблице одномоментно определяются ряд операций и параметров (например, 15-20 и более исключаются со старой модели и столько же включаются для новой. То есть модель и ее информационные данные (чертежное оформление) формируются "нажатием одной кнопки" (возможные одномоментные изменения - до 200-300 параметров, размеров, …).

Создать подсистему позволило несущественное изменение объема файла трансформера при значительном увеличении текстово-цифровой информации в типоразмерной таблице (а значит и создания возможностей для большого числа переключений операций и параметров - создания большого числа моделей). Включение в файл текстово-цифровой информации не приводит к большому увеличению файлов (по сравнению с весом трехмерной графики, моделирования).

Первые строки типоразмерной таблицы отведены для простейших аналогов (по одной строке на каждый), так сказать, - конфигуратов (каждый из которых представлен моделью определенной конфигурации, созданной одномоментным включением набора определенных операций и наиболее типовых их параметров - "параметров по умолчанию") В последующем в выбранную модель вносятся необходимые изменения по параметрам. Состав конфигуратов определяется специализацией предприятия по выпускаемой продукции. Обозначение конфигурата состоит из набора условных обозначений операций (имеющихся в редакторе Переменные трансформера), примененных к исходному телу модели-трансформера, например для конфигурата бонки: V_M_GKz - запись говорит, что к исходному телу - бонке (цилиндру) - применены две операции (V - выступ, и K - канавка), на выступе нарезана резьба (М - метрическая резьба) и сформирован шестигранник (G - гранение), канавка также сделана с другой стороны бонки (z - зеркальное выполнение операции K).

Последующие строки типоразмерной таблицы группируются по конкретным аналогам (например, отводится под накидную гайку - несколько строк, например, 15-20; затем под ниппель, штуцер и т.д) с возможностью выборки модели по основополагающему параметру (например, резьбе соединения или диаметру трубопровода) Предполагается размещение в трансформере до 10-15 аналогов (то есть в одном файле создается как бы мини-библиотека с определенной специализацией, например, детали трубопроводов с ниппельно-торцевым уплотнением на прокладку). Предположительно, каждый аналог-трансформер может содержать до 200-300 моделей. Количество используемых аналогов-трансформеров определяется специализацией предприятия.

На основе аналогов-трансформеров (деталей) возможно создание типовых подсборок (например соединение двух трубопроводов на внутренний конус) с их формированием, аналогичным как в подсистеме сборок-трансформеров (то есть, с возможностью изменения по основополагающему параметру моделей всех составных частей, их чертежей, модели и чертежа сборки и спецификации).

Подсистема позволяет создать разветвленную электронную библиотеку аналогов (конструктивно и технологически проработанных) с реализацией ее в виде стандартов предприятия (СТП) и специализированных каталогов к ним. Это, в идеале, может свести разработку КД только к созданию сборочных чертежей (детали будут подбираться цехами по номерам в каталогах). Это позволит существенно снизить затраты на разработку новых изделий и документооборот на предприятии, значительно повысить потенциал предприятия по созданию новой техники (продукции).

Подсистема сборок-трансформеров представлена в виде типовых (каркасы, рамы, контейнеры, …, упаковки) сборок-шаблонов, состоящих из моделей-трансформеров (деталей) системы и обычных моделей. Трансформеры позволяют также легко производить и редактирование КД, созданных с помощью них. Систему сборок-шаблонов возможно дополнять (учитывая специфику производства предприятия) - изменять имеющиеся и создавать новые. Сборки-трансформеры, обладая наибольшим одномоментным количеством изменений по операциям и параметрам, многократно сокращают трудоемкость разработок КД и позволяют существенно усилить специализацию предприятия по выпускаемой продукции на основе сокращения ее себестоимости изготовления и модернизации (тем самым укрепляя конкурентноспособность предприятия).

Сборки-трансформеры представляют собой набор моделей-трансформеров (деталей), изменяемых параметрически из редактора Переменные в контексте сборки и сопрягаемых по имеющихся в них привязкам или универсальных (имеющихся в программе применения, например - Компас).

Управление сборкой-трансформером производится однотипно базовым моделям-трансформерам (для деталей), то есть используется их буквенное (аббревиатурное) обозначение переменных операций и параметров, например, габариты обозначаются также - Н - высота, В - ширина, L - длина изделия.

Сборки содержат в себе необходимые размеры и автопозиции для последующего использования в чертежах и спецификациях. Недостающие размеры можно ссылочно копировать из подсборок и деталей

Разработка оптимальной конструкции изделия (а в этом во многом закладывается успешность его использования потребителем) требует, прежде всего, легкости внесения изменений в конструкторскую документацию в процессе ее разработки и последующей модернизации изделий. Так сказать, - необходимо развязать руки конструктору, дать ему возможность легко и просто вносить изменения в разрабатываемое изделие и у него появится возможность перенацелиться на создание наиболее рациональной конструкции.

Конструкция - это, прежде всего, несущая часть ("скелет" - каркас, рама, корпус, …), на которую в последующем "навешивают" подсборки и детали. Затем несущая часть должна корректироваться в зависимости от компоновки составных частей (подсборок и деталей). Иначе, так сказать, - "у мышки могут появиться слоновые уши". Подетальная корректировка несущей части требует большой трудоемкости (например, каркас может состоять из нескольких десятков деталей, в которые вносятся изменения в процессе размещения на них подсборок и деталей, и каждой необходимо уделить внимание) и не застрахована от ошибок.

Параметрическое изменение модели-сборки несущей части (в его редакторе Переменные) позволяет автоматически вносить изменения в саму сборку (как по габаритам, размещениям составных частей так и по размерам прокатных профилей), входящие в нее модели-детали, а также в связанные спецификации и чертежи (также входящие в пакет сборки-трансформера).

Сборки-шаблоны, аналогичные каркасам, рамам, представлены в виде базовых (для привязок) нитяных каркасов и профильных трансформеров-деталей, изменяемых по размерам стандартных профилей, разделок и длин (ссылочно по размерам нитяных каркасов). Сборка-трансформер представлена как шаблон отдельной сборки, сведенный в одну папку, и содержит в себе модель, спецификацию и чертеж сборки, модели, спецификации и чертежи входящих в нее подсборок и деталей.

В разрабатываемом каркасе типовой (предлагаемый) состав деталей трансформера можно дополнить оригинальными профилями с необходимыми размерами и разделками концов, используя библиотеку (для в последующем не изменяемых деталей) или необходимую профильную модель-трансформер (для в последующем изменяемых деталей) - создания в них крепежных отверстий, пазов, необходимых проемов, … Такие детали выделяются другим цветом (серым).

Сборки-трансформеры типа каркаса позволяют успешно (наиболее рационально) решать компоновочные задачи: прямая задача - принудительное расположение компонентов по привязочным местам каркаса, обратная задача - создание привязочных мест по оптимальному расположению (сопряжению) компонентов. В сборках-трансформерах это достигается параметрическим изменением габаритов сборки и установочных мест (отверстий, пазов, …) в ее составных частях (различных профилях - уголках, швеллерах, …) в контексте сборки. Каркас сначала формируется предварительно, а после завершения распределения устанавливаемых на него компонентов - окончательно. Чем и достигается оптимальная компоновка.

Применению сборок-трансформеров способствует простота управления ими (не требующая специального обучения) - оно осуществляется как введение исходных данных для нового изделия.

Применение специализированных для предприятий сборок-трансформеров усложняется определенной трудоемкостью их разработки, но это быстро окупится их многократным применением для новых изделий и их модернизаций. Учитывая некоторую специфику их разработки, видимо, целесообразно выделять на предприятии определенную группу конструкторов для их создания.

Структура обозначений деталей и сборок направлена на легкость поиска аналогов (возможно, и заимствованных) в компьютере пользователя (или в локальной сети). Она представлена фиксированной разрядностью чисел (по которой можно определить принадлежность к сборке, подсборке или детали; легче, нагляднее воспринимается) и их фиксированной частью (номер использованного трансформера - играет, в какой-то мере, роль классификатора продукции), например:

ДШАК.058_70.20.205,

где ДШАК - код предприятия-разработчика,

058 - номер разрабатываемого изделия,

_70 - сборка (группа футеровки),

.20 - подсборка (2 - группа радиусных тел),

205 - деталь (2 - группа радиусных тел, полученной из модели - трансформера: бонка; 5 - номер однотипной детали по-порядку)..

Первая цифра в обозначении подсборки или детали определяет принадлежность ее к определенной группе трансформеров: 1- призматических тел; 2 - радиусных тел - тел вращения; 3 - радиусных - втулки; 4 - радиусных - фланцы; 5 - радиусных - валы; 6 - листовые тела (обечайки); 7 - профилей (каркасы); ….

Полезность применения:

- обозначения можно читать, напр. ДШАК.067. 2.13.726 - изделие (деталь) входит в состав сварного узла (каркаса) - 1 - и выполнено из прокатного уголка -7, сварных узлов в сборке не менее трех - 3 - и деталей из уголка в данном узле (каркасе) не менее - 26 (обозначение помимо функции входимости изделий приобретает функцию своеобразного классификатора продукции, помогающего ориентироваться в конструкции);

- в спецификации происходит группировка изделий по одинаковым видам выполняемых работ и способам их изготовления (на каком оборудовании) - полезно для подготовки производства и распределения работ;

- такое группирование (типизация) также полезно и для присвоения номеров в обозначении (каждое изделие занимает свое постоянное место в структуре классификатора, например, каркасы всегда на первом месте, и как изначальная база всей конструкции); полезно и для изучения состава изделия, поиска и определения аналогов.

Примеры записи различных составных частей:

ДШАК.058 - изделие,

ДШАК.058_61 - сборка (ДШАК.058_1.61 - при большом количестве сборок),

ДШАК.058_61.1 или ДШАК.058_61.25 - подсборка (ДШАК.058_61.1.2 или ДШАК.058_61.25.2 - при большем вхождении подсборок),

ДШАК.058.605 - деталь, входящая в изделие;

ДШАК.058_61.605 - деталь, входящая в сборку,

ДШАК.058_61.64.605 - деталь, входящая в подсборку.

Предлагается следующая типовая разбивка сборочных единиц, состоящая из деталей:

_01…_09 - прочих; сборки не входящие в нижеперечисленные группы, сборки не из трансформеров, …

_10 - каркасы, сварные СБ (группе принадлежат сборки с _10 по _19),

_20 - механические СБ,

_30 - механизмы,

_40 - пневматические СБ;

_50 - гидравлические СБ;

_60 - вакуумные системы;

_70 - футеровка;

_80 - эл. оборудование;

_90 - упаковка;

_95 - комплекты.

Структура наименований файлов связана с обозначениями сборок и деталей и содержит только неповторяющуюся их часть, например:

_61_ Контейнер - файл сборочной единицы;

5_Рамка - файл подсборки;

64_ Панель - файл подсборки;

64.2_ Упор - файл подсборки;

605_Балка - файл дета л и.

Такая структура наименований файлов продиктована необходимостью сохранения наименований файлов в сборках-трансформерах (при их использовании для создания конкретных сборок) - при изменении наимнований файлов рвутся ссылочные связи параметров с другими файлами, связи между сборками и входящими в них деталями (сборка-трансформер разрушается и перестает работать). Также такое наименование легче (нагляднее) воспринимается - исключена повторяющаяся часть. Полное обозначение, например в файловом диспетчере Total Commander, можно прочитать в всплывающей подсказке (при наведении курсора на определенный файл).

Вхождение деталей (подсборок) видно по наименованию папки файлов (в папках давать полное обозначение, кроме индекса предприятия и номера изделия) или по пути входимости (например в файловом диспетчере Total Commander).

При длинных наименований файлов целесообразно использовать их сокращение с сохранением смысловой части (например, "Трубопровод соединяющий" => "Трубопр соед") - это необходимо для нормальной работы программы (полный путь файла с длинной цепочкой может привести к сбою в работе с файлами - перестанут открываться, копироваться, …).

В свойствах модели в файлах приводится полное обозначение и наименование детали для их переноса в спецификацию.

Только за счет использования моделей-трансформеров система позволяет устранить порядка 70-80% (по объему, ориентировочно; непосредственного вычерчивания-моделирования) постоянно повторяющихся при разработке КД приемов (по сравнению с обычном использовании программы 3D) - за исключением сбора исходных данных, расчетов, проработки вариантов, предоставляя возможность конструктору работать в основном с параметрами команд, а вызов массы команд, эскизирование, создание моделей, оформление чертежей и т.д. устраняются.

Это дает возможность повысить производительность труда конструктора при вычерчивании-моделировании в 2-3 раза (ориентировочно) и сократить, в целом, объемы работ по разработке КД на 25-40% (ориентировочно). Значительно большая эффективность достигается при редактировании КД (особенно по сравнению с корректировками 2D разработок). Существенная экономия достигается за счет использования в трансформерах 3D размеров - получается эффект автопростановки размеров в чертежах (точных и достаточных для каждого введенного элемента модели), что позволяет повысить качество (безошибочность) разработок и исключить трудоемкую полную самопроверку и конструкторскую проверку (которые составляют ~30-60% трудоемкости разработки чертежей) и заменить ее выборочной.

Широкое использование сборок-трансформеров, аналогов, использование трансформенного редактирования может дать еще более существенный эффект, экономию. Например, редактирование (габаритное, …) каркаса-трансформера средней (из ~60 деталей) конфигурации приведет к одномоментному изменению самой сборки (модели и чертежа), 60-ти деталей (их моделей и чертежей) и спецификации, а также расположение компонентов в вышестоящей сборке (крепящихся на каркасе).

В целом, переход на 3D разработку, использование автоматики 3D-программы и применение скоростной разработки и корректировки по предлагаемой системе трансформенного моделирования позволяют перевести разработанную КД и ее использование (при корректировках и в качестве аналогов) на более высокий современный уровень, значительно повышающий их эффективность (по количеству и качеству разработок КД) и существенно расширяющий возможности в достижении расчетно-вариантной и рационально-оптимальной по конструкции и, тем самым, конкурентноспособной продукции.

Приложение.

1. Что позволило создать данную систему трансформенного моделирования (и одновременно - отсутствие применения чего мешает или не позволяет это сделать в программах 3D-моделирования):

- использование элементарных тел (призма, цилиндр, шар, лист, профильный прокат) как исходных моделей-деталей (что позволило трансформерам охватить создание всевозможных деталей); это явилось основой создания всей системы трансформенного моделирования;

- использование строгой (одинаковой) пространственной ориентации элементарных трансформеров - дало возможность определить тыльную и лицевую сторону моделей (выделив их разными цветами) и привязать к ним выполняемые операции;

- введение типовых наборов команд (операций) и их параметров в состав исходных моделей, что позволило получить из них элементарные трансформеры - модели-шаблоны (унифицированные трансформеры);

- интерфейс - сделана ставка на буквенно-аббревиатурное обозначение команд и их параметров (с учетом тестированных и общепринятых обозначений); 3D-программы - ставка на пиктограммное (символьно-образное) обозначение команд и непосредственно текстовое по их параметрам (проигрыш в восприятии параметров, сложности в объединении обозначений команды и ее параметров, сложность в переводе пиктограмм на клавиатурное управление);

- создание сквозного буквенного обозначения операций и параметров по всем трансформерам - то есть под конкретной буквой - заглавной или прописной - предполагается (понимается) конкретная операция или определенный параметр (за редким исключением, но с контекстным смысловым разграничением, пониманием); создать сквозное буквенное обозначение позволило использование в обозначении опущенного тире - для разграничения использования одинаковых операций (параметров) в одном и том же трансформере;

- в обозначении максимально возможно использовалось позиционное чтение - расположение операций и параметров производилось в соответствие с пространственной ориентацией модели, расположением создаваемых операциями элементных объемов (выдавливанием или вырезанием) в модели - то есть наводилось максимально возможное соответствие расположения буквенных обозначении операций и параметров относительно друг друга в интерфейсе (редакторе Переменные) и мысленного их расположения на модели;

- создание одинаковой структуры расположения операций и параметров в исходных элементарных трансформерах (унифицированных трансформерах) - для легкости их запоминания и поиска при создании новой модели;

- в трансформеры заложена функция проведения авторасчетов (при выполнении команд) -размерных и расположения элементов модели (постоянно выполняемых конструктором при обычном моделировании) при их симметрии или асимметрии;

- использование умолчательных значений параметров операций, исключающих накладки выполняемых операций - для удобства при изучении операций, для использования в конфигуратах;

- инвертирование значений исключения из расчета (выключение-включение) операций и придание им значений: "0" - выключение, "1" - включение; что придало смысловую нагрузку вводимым значениям (по общепринятым понятиям);

- использование условностей при введении значений операций и параметров: включение нижерасположенной операции выключает предыдущую (при взаимоисключающих операциях); в совмещенных обозначениях операции и параметра - присвоение параметру значения одновременно включает операцию и отрабатывает значение параметра, присвоение параметру значения "1" - отрабатывает значение параметра по габаритному размеру; придание параметру значения "0" (- для параметров с возможной установкой нулевого значения) - приводит к выполнению значения по умолчанию (выполнению значения такого же параметра в вышерасположенной аналогичной операции); применение приведенных условностей облегчает, упрощает назначение значений операциям и параметрам, производит необходимые автопереключения;

- использование цветовой информации в модели - основное тело - серый цвет, операции - белый, дополнительные операции (не входящие в трансформер) = фиолетовый (обращает внимание конструктора на необходимость образмеривания таких элементов "вручную" - не охватываются авторазмерами);

- использование полупрозрачного изображения основного тела модели - для наглядности производимых изменений в модели (обратная связь);

- использование 3D-авторазмеров (чертежных 3D-оформлений) - необходимы для отслеживания выполнения в модели набираемых параметров операций (обратная связь), а также для последующего отображения их в чертежах с жесткой привязкой к элементам детали (2D размеры не обладают таким свойством - при редактировании модели привязки не сохраняются);

- привязки по сопряжениям модели в сборке-модели - определен один наиболее простой и жесткий (с полным ограничением свободы модели в сборке) - по двум линиям (с возможностью одновременно производить необходимые трехмерные ортогональные повороты), и введен в каждый трансформер и некоторые его элементы (операции, например, отверстия; центровые точки граней);

- конфигураты - призваны укрупненно (одновременно выбором нескольких операций с умолчательными параметрами) производить создание модели, соответствующей по конфигурации создаваемой модели, которая в дальнейшем достигаетя изменением только умолчательных параметров включенных операций; конфигураты определяются выбором строки в типоразмерной таблице по названию создаваемой модели или сочетанию включаемых операций;

- аналоги-трансформеры - типоразмерные трансформеры на базе элементных трансформеров (библиотеки конструктивно связанных моделей - различных по конфигурации - с возможностью их типоразмерного изменения по связывающим базовым параметрам; библиотеки сведены и управляются из типоразмерной таблицы); аналоги-трансформеры позволяют получать одномоментным выбором готовые (законченные по конфигурации и размерам) модели;

- совмещение деталей-трансформеров со сборкой-трансформером (типовыми сборками) - позволило централизованно (из сборки) создавать (изменять), помимо самой сборки, одновременно массу деталей, привязанных компановочно со сборкой, используя принятые в элементных трансформерах обозначения операций и параметров для логических связей со сборкой; данное совмещение определило вершину возможностей трансформенного моделирования (позволило получить максимальный экономический эффект).

- шаблоны чертежей деталей - их применение позволило максимально упростить получение готовых чертежей из созданных по трансформерам моделей; они содержат типовой набор проекций с выведенными из модели размерами по 3D-размерам, позволяющих определить деталь для изготовления; шаблоны чертежей содержат полное (умолчательно-типовое) оформление, подправленное автоматикой программы по информации из модели (наименование и обозначение детали, масса, …); последующие незначительные правки (общей шероховатости, техтребований, допусков) производит конструктор, учитывая конкретное производство детали.

- структура обозначений изделий (деталей и сборок) - позволила идентифицировать полученную модель (деталь) - с какого трансформера получена, ввести мини-классификатор изделий (продукции), позволяющий группировать детали в спецификациях (чем достигается удобство использования их при производстве - привязка к элементарным телам определяет способ обработки, применяемое оборудование изготовления; создаются удобства для определения заимствования, поиска аналогов).

- структура наименований файлов деталей и сборок - продиктована сохранением управляющих связей между сборкой и входящими в нее деталями (изменение наименований файлов деталей приводит к разрушению сборки-трансформера) при корректировании сборки или использовании ее как аналога; принадлежность деталей (файлов) к сборке определяется по наименованию папки (пути) по входимости (которые можно переименовывать по новой сборке).

2. Предполагаемые пути интерфейсного совершенствования предлагаемой системы средствами программирования:

- использование выпадающих меню параметров по применяемой операции или раскрытие списка параметров задействованных операций;

- перевод управления унифицированными трансформерами на клавиатурное управление с отражением на экране (например в прозрачном меню) набираемых значений параметров и отображением фантомом вносимых изменений в модель;

- аналогично предыдущему, но с добавлением - с использованием управляющих 3D-размеров.

Изобретение относится к компьютерно-реализуемой системе моделирования и разработки конструкторской документации. Технический результат заключается в автоматизации моделирования и разработки конструкторской документации. Система содержит подсистему унифицированных трансформеров деталей - моделей-трансформеров, представляющих собой параметрически изменяемые шаблоны и обеспечивающих разработку конструкторской документации деталей, подсистему аналогов - аналогов-трансформеров, изменяемых как по конфигурации, так и типоразмерно и параметрически, обеспечивающую создание электронной библиотеки аналогов-трансформеров, подсистему типовых и унифицированных сборок-моделей - сборок-трансформеров, централизованно и параметрически изменяемых шаблонов, состоящих из связанных между собой моделей сборки и деталей-трансформеров, их чертежей и спецификации и позволяющих контекстно из сборки проводить связанные изменения во всю свою структуру, при этом система обеспечивает хранение и использование группы шаблонов-чертежей деталей для моделей-трансформеров и обеспечивает определенную структуру обозначений деталей и сборок, а также определенную структуру наименований файлов.

Компьютерно-реализуемая система моделирования и разработки конструкторской документации, содержащая связанные между собой:

подсистему унифицированных трансформеров деталей - моделей-трансформеров, представляющих собой параметрически изменяемые шаблоны и обеспечивающих разработку конструкторской документации деталей, выполненную с возможностью использования при моделировании элементарных тел (призма, цилиндр, шар, лист, профильный прокат) как исходных моделей-деталей;

подсистему аналогов - аналогов-трансформеров, изменяемых как по конфигурации, так и типоразмерно и параметрически, обеспечивающую создание электронной библиотеки аналогов-трансформеров и выполненную с возможностью создания на основе аналогов-трансформеров деталей типовых подсборок и с возможностью изменения по основополагающему параметру моделей всех составных частей, их чертежей, модели и чертежа сборки и спецификации;

подсистему типовых и унифицированных сборок-моделей - сборок-трансформеров, централизованно и параметрически изменяемых шаблонов, состоящих из связанных между собой моделей сборки и деталей-трансформеров, их чертежей и спецификации и позволяющих контекстно из сборки проводить связанные изменения (по габаритам, по составу и размещению составных частей, по размерам прокатных профилей и т.д.) во всю свою структуру;

при этом система обеспечивает хранение и использование группы шаблонов-чертежей деталей для моделей-трансформеров;

и обеспечивает определенную структуру обозначений деталей и сборок, определяемую составом трансформеров, а также определенную структуру наименований файлов.