Концепция рекурсивной конвертации
Для первичной проверки модели на отсутствие дефектов качества можно проводить проверку путем преобразования (конвертации) модели в другую форму и обратным преобразованием в исходную. Назовем такой способ рекурсивной конвертацией.
Рис. 7 Рекурсивная конвертация
Рекурсивная конвертация – способ проверки трехмерных моделей на наличие ошибок. Рекурсивная конвертация используется в процессе моделирования изделий. Можно выделить несколько уровней неоднородности рекурсивной конвертации.
Рекурсивная конвертация первого уровня неоднородности: проверка трехмерных моделей на ошибки. Этот способ заключается в том, что из CAD-системы, где данная модель строилась, модель выгружается в нейтральный формат (в данном случае STEP), загружается обратно и выполняется диагностика импортирования. Если ошибок нет, то первичную (необходимую, но не достаточную) проверку она прошла, можно работать дальше. Этот метод используется в некоторых организациях разработчиков (например, Gulfstream). Следует также сверить характеристики моделей. Такие параметры в конструкторской практике передовых предприятий аэрокосмической промышленности США и Европы называются GVP (Geometric Validation Properties). К GVP относятся: объем, центр масс и площадь поверхности, момент инерции и облако точек, но обычно применяются первые три.
У рекурсивной конвертации первого уровня неоднородности можно выделить два способа контроля: визуальный и измерение характеристик. Если визуально трехмерные модели не совпадают, вероятно, есть ошибка. В этом случае несовпадение характеристик моделей подтвердит ошибку. Если же визуально нельзя отследить различия или же их нет, то несовпадение GVP укажет на ошибку.
|
|
|
При рекурсивной первого уровня неоднородности сравнение GVP (в данном случае - массы) выполняется сравнением вычисленной массы CAD-модели со значением, указанным в штампе чертежа. При этом важно установить, какой может быть допуск по весу, то есть когда можно считать модель готовой и правильной, а когда стоит перепроверить и отправить на доработку. Это зависит от отрасли, где данная деталь будет применяться.
Рекурсивная конвертация второго уровня неоднородности: проверить модель на соответствие ее чертежу. По трехмерной модели генерируется чертеж, сравнивается с исходным. Также модель детали образмеривается в CAD-системе, размеры сравниваются с указанными на чертеже.
Количество изображений (видов, разрезов, сечений) должно быть наименьшим, но обеспечивающим полное представление о предмете при применении установленных в соответствующих стандартах условных обозначений, знаков и надписей. (ЕСКД ГОСТ 2.305-68 ). Отсюда можно сделать вывод, что трехмерная модель тождественна чертежу, что дает основания для применения метода рекурсивной конвертации. .
|
|
|
Рис.8 Рекурсивная конвертация
Рассмотрим применение рекурсивной конвертации обоих уровней неоднородности.
Первый уровень неоднородности.
Рассмотрим случай, когда модель детали, созданная в CAD-системе и модель, выгруженная из CAD-системы в нейтральный формат и загруженная обратно, не совпадают внешне. В этом случае можно измерить GVP моделей, расхождение полученных значений явно укажет на ошибку.
Пример: обойма.
В SolidWorks была создана деталь, показанная на рисунке . Далее деталь была загружена в еще одну систему (APM WinMachine) и была подвергнута разбиению на сетку конечных элементов. При этом разбиении произошли ошибки, поэтому эту деталь в формате STEP снова прочитали с помощью SolidWorks.
В SW была проведена диагностика импортирования для данной детали, выдалось сообщение, что в геометрии не осталось неправильных граней и зазоров, но деталь отличалась от исходной, что видно на рисунке .
Средствами CAD-системы можно измерить характеристики детали. Если у созданной в CAD-системе и выгруженной в STEP и загруженной обратно моделей не совпадают масса, объем, скорее всего, в модели имеются ошибки.
|
|
|
| 
|
| Масса = 2990.93 килограммов Объем = 2990933071.93 мм³ Площадь поверхности = 77312248.21 мм² | Масса = 12608.31 килограммов Объем = 12608308781.16 мм³ Площадь поверхности = 117053267.44 мм² |
| Рис. 9 Деталь, созданная в SW | Рис. 10 Деталь после повторной загрузки в SW |
Но не всегда можно выявить ошибки при внешнем осмотре моделей. Тогда стоит измерить их характеристики, допускается расхождение в 1%. Если же расхождение больше, следует внимательно изучить и более детально проверить модель.
Второй уровень неоднородности.
При преобразовании бумажных чертежей в трехмерные твердотельные модели применима, в первую очередь, рекурсивная конвертация второго уровня неоднородности. Различные случаи применения приведены ниже.
Примеры ошибок при построении трехмерных моделей
Для контроля правильности построения используется чертеж. В процессе моделирования можно создавать чертежи по модели и сравнивать их с исходным. Это позволяет вовремя отслеживать ошибки и неточности и устранять их.
Следует учитывать, что сгенерированный чертеж может не совпасть с исходным по таким причинам, как:
|
|
|
· ошибки, допущенные при построении трехмерной модели,
· различия правил построения бумажных чертежей и электронных чертежей, генерируемых CAD-системами (например, есть линии, которые не изображаются по правилам черчения, но на сгенерированных по трехмерным моделям чертежах эти линии есть, так как показываются все сопряжения поверхностей и переходные поверхности),
· ошибки в исходном чертеже (например, чертеже могут отсутствовать некоторые линии, что может сбивать с толку и усложнять построение или проставленные размеры могут не соответствовать действительным).
Примеры ошибок:
- Ошибка, допущенная при построении трехмерной модели. Была выявлена при сравнении сгенерированного по трехмерной модели чертежа с исходным.
| 
| 
|
| Рис.11 Исходный чертеж корпуса | Рис. 12. Сгенерированный по трехмерной модели чертеж корпуса. | Рис. 13 Сгенерированный по трехмерной модели чертеж корпуса с исправленной ошибкой |
| 
| 
|
| Рис. 14 Объемный вид корпуса | Рис. 15. Объемный вид ошибки в модели | Рис. 16. Вид модели после исправления ошибки. |
Из представленных рисунков видно, что сгенерированный по трехмерной модели чертеж расходится с исходным (выделено прямоугольником и обозначено цифрой 1), то есть был недостаточно глубоко прорезан паз.
Данный способ проверки помог вовремя устранить эту ошибку, пока она не повлекла за собой другие.
Но следует учитывать, что данный метод не дает полной гарантии. Существует небольшая вероятность ошибки в самом чертеже, ниже приведен пример выявления этой ошибки по сгенерированному по трехмерной модели чертежу.
- На исходном чертеже отсутствует элемент.
Рис. 17 Исходный чертеж
|
|
Рис. 18 Трехмерная модель и сгенерированный по ней чертеж
- Несовпадение на чертеже
Деталь 2293: заданы координаты центров окружностей отверстий , также показана окружность, на которой эти центры лежат. Но получилось так, что они не совпали. Это плохо, но это на несколько порядков меньше, чем наименьшие технологические допуски, что при изготовлении значения не имеет, но при построении трехмерных моделей могут возникать ошибки, неточности, это только усложняет работу. 
Рис. 19
На рисунке 19 показано отверстие в масштабе 1:1. Кажется, что оси отверстия и окружность, на которой оно лежит, совпадают.
Но при масштабе 1000000:1 видно, что есть несовпадение.
Рис. 20
- Несоответствие размеров на чертеже.
Рис. 21 Двумерный чертеж детали
Рис. 22. Трехмерная модель, построенная по чертежу.
Из данного примера видно, что на чертеже был неправильно указан размер, а когда была построена трехмерная модель, данная неточность стала видна.
На основании размеров, приведенных на чертеже (см. рис.23), не могут быть выполнены точные построения.
Рис. 23 Исходный чертеж
Рис.24 Два варианта электронных чертежей, построенных по исходному
При построении электронных чертежей по исходному не удается выдержать три размера: размер 1 (вариант 1а и 1б), размер 2 (вариант 2а и 2б) и размер 3 (вариант 3а и 3б), расхождения видны на рис.24.
Выводы
Были рассмотрены способы перевода бумажной конструкторской документации (в частности - чертежей) в электронный формат. Были рассмотрены преимущества и недостатки этих способов, и в результате был выбран наиболее рациональный способ: построение трехмерных моделей по бумажным чертежам с применением CAD-систем. В процессе построения была использована комбинация CAD-инструментов, в зависимости от их функциональных возможностей.
Из-за низкой надежности, обусловленной как низким качеством чертежей, так и возможными ошибками при ручной работе в CAD-системе, требуется постоянный контроль. Поэтому был сформулирован и применен метод рекурсивной конвертации. Метод применим как для деталей, так и для сборочных единиц.
Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 282; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!