Основы САПР (CAD,CAM,CAE) - (Кунву Ли)(2004) (951262), страница 23
Текст из файла (страница 23)
детали из заготовки Эта программа будет работать не с отдельными плоскостя-' - '- ми, а с объемом в целом, что исключит потребность во вводе данных для куклой '.: плоскости. Все эти возможности реализуются в том случае, если модель создает- . ся в виде замкнутого обьема. Однако создание модели в виде замкнутого объема ' . требует большего количества входных данных по сравнению с количеством данных, даю~цих математическое описание. Это одна из причин, по которым были '. Разр азработаны системы моделирования немнопюбразных объектов. Такие систе- ',' мы моделирования позволяют работать с поверхностями и замкнутыми объема-'." ми одновременно.
Речь о них пойдет в разделе 5.4. Если бы система твердотельного моделирования требовала ввода всех данных .' для полного математического описания, она была бы слишком сложнои для ',- пользователей, и они отказались бы от нее. Процесс детализации формы не быд бы похож иа интуитивный процесс физического моделирования, и в результате . получилось бы совсем не то, на что рассчитывали создатели систем геометриче- . ского моделирования.
Поэтому разработчики систем твердотельного моделирования стараются предоставить простые и естественные функции, чтобы пользр- ' ватели могли работать с объемными формами точно так же, как они работают "е:":; физическими моделями, не вдаваясь в подробности математического описаитй;;: Функции моделирования, подобные созданию примитивов, булевским операци-'.;-' ям, поднятию, построению фигуры вращения, повороту и закруглению, требуют'.,' от пользователя совсем немного.
Обо всех деталях математического описания ' системы заботятся сами. Рнс. 5.3. Расчет н проверка траектории станка с ЧПУ (благодаря любезности ОРЕМ МХЧ0 Еоттпвге Тслпс!свеев Отпн., программа Нурегмац Б.З. Системы твердотельного моделирования Системы твердотельного моделтгроеаггпя (зо!Ы лют!е!(пя зуяепгт) предназначены для Работы с объектами, состоящими из замкнутого объема, или лгогголипга (зо!!г!). В системах тве вердотельного моделирования, в отличие от систем каркасного и ' поверхностного мо го моделирования, не допускается создание наборов поверхностей : и характе исгичес р Р сгических линии, если они не образуют замкнутого объема.
Мате- , еское описание об е объекта, созданного в системе твердотельного моделирова"' ', ержит сведения, „,, Р ' д ия, по которым система может определить, где находится точка. 'внУт и объ ' в"утри объема, снаружи него или на его границе, По этим све' о получить люб У любую информацию об объеме тела, а значит, могут пр я. Работающие с объектом на уровне обьема, а не на приложения, Б 3.1 Функции мОдОлирОВзния Функции моделирования, поддерживаемые большинством систем твердотельного моделирования, могут быть разделены на пять основных групп. В первую группу входят функции, используемые для создания простых форм на осноВе объемных заготовок, имеющихся в программе, — так называемые функции создпяпя примитивов (рпт!г(пе сгеаг!оп /ипсгюпз).
К этой же группе относятся функции добавления и вычитания объема — булееские операторы (Впп!еап орстаг(опз), Функции моделирования из первой группы позволяют проектировщику быстро . создать форму, близкую к окончательной форме детали, подобно тому как ребенок сминает пластилин и создает из него приблизительную физическую одел м ель. Ко второй группе относятся функции создания объемных тел путем перемешес ' ния поверхности. Функция замеплтния (зглеер!пя) позволяет создавать объемное' тело трансляцией или вращением области, заданной на плоскости. Пос ро , П т енуве тела вращения из плоской кривой называется также качанием или прагцаоЖ4ьны-и зачетаяием (згл!пя!и!!).
Задавая замкнутую плоскую область, пользователк; может указывать геометрические ограничения или вводить данные о размеФФ . а не рисовать форму вручную. Здесь под геометрическими ограничениями М нимаются соотношения между элементами рисунка (перпендикулярность от(Ж~',: ков, касание дуги окружности отрезком и т. д.). В этом случае система посттют(т" точную форму, удовлетворяющую ограничениям, самостоятельно. Изм , Изменеийе.
г«х)мбтргпгаежцз'е)(т(йггййя((зи"йфй:(уббмвй«Мщу)'„"3)руйуб),;щВ)сйую~бблаоьъ' Й:,дру гпбээбъвмйоб; тело!;.Йк)уйз$9(йод нйзыбавтсйпафймйТ(щййй«м,взэделиРОвапиенмл йОСККОдъйуЪВМЕйанпчвуцяраэвтран ПОВВОЛявт йОЛуЭЧН Въч Рглац6М ОбЪЕКтЫ, ПараМЕтРамилмогут:бытьгпостоянные, входящие в геометричесииеаграничения, а также Размеры. Функция скиннияга (йгпгйпй) создает объемное теЯо, натягивая по" 'верхность на заданные поперечные сечения. Функции второй группы позволяют :,: цупектировщику начать моделирование с формы, весьма близкой к конечному "- рбзультату, поскольку одних поперечных сечений вполне достаточно для точно, гн описания конечного объемного тела.
"В третью группу входят функции моделирования, предназначенные главным : ' образом для изменения существующей формы. Типичными примерами являютея функции скруглвнил или плаеюго сопряжения (тоипдтп Ывпдтй) и поднятия (Йфщ). К четвертой группе относятся функции, позволяющие непосредственно .манипулировать составляющими объемных тел, то есть вершинами, ребрами и ': гранями.
Работа с этими функциями (аналогичными функциям систем поверхностного моделирования) называется моделированием границ (Ьоипдаги тодвйпй). В последнюю группу входят функции, используя которые проектировщик может моделировать твердое тело при помощи свободных форм. Например, он может давать системе команды типа «сделать отверстие такого-то размера в таком-то месте» или «сделать фаску такого-то размера в таком-то месте». Работа с такими функцнями называется объектно-ориентированным модвлироваиивлг ( увагиге-Ьаввгг тог(вбей).
В последнее время функциям пятой группы уделяется особое внимание, поскольку модель, построенная с их гюмощью, содержит информацию о процессе создания, беэ которой невозможно автоматическое формирование плана технологического процесса для детали. Заметьте, что модель, соаданная другими средствами, содержит только элементарные геометрические сведения о верши: 'нах, ребрах и гранях. Фуннции создания примитивов Функции создания примитивов позволяют выбирать и создавать простейшие объекты, заранее определенные авторами системы моделирования. Размер примитива задается пользователем. Примитивы, поддерживаемые большинством систем твердотельного моделирования, показаны на рис.
5.4. Размеры, указанные на этом рисунке буквами, могут устанавливаться пользователем. Примитивы сохраняются в базе данных процедурой, осуществляющей их создание, а паРаметры примитивов передаются этой процедуре в качестве аргументов. Создание примитива описано в приложении В. Вулеаские операции ..Если бы в списке примитивов можно было найти любое объемное тело, это было 'бы замечательно. Однако из-за разнообразия возможных применений систем гео"- метрического моделирования сохранить заранее все мыслимые формы невозмож' но Гораздо проще приблизиться к решению, предоставив пользователю срелства для комбинирования примитивов.
В качестве метода комбинирования в твердотельном моделировании применяются булевские операции теории множеств. ' Лругими словами, каждое примитивное объемное тело считается множеством : точек, ек, к множествам применяются булевские операции, а в результате получает- '-~ объемное тело, состоящее из точек, полученных после преобразований. "У к г к ж и и г Цилиндр У У Брус Шар Тор Клин Рис. бки Нв тивы иболвв типичные прими Болывннством систем твердотельного моделирования поддерживаются сдедугцнй щие булевские операции: объединение, пересечение и Разность (рис. 55, 5.6 и и'..'„' соответственно). До применения булевских операций необходимо определйтй«ь относительное положение и ориентацию примитивов.
Булевские операции мпг)«т." применяться пе только к примитивам, хотя на рисунках в качестве пример(Ф;„ изображены именно примитивы. Аоб Рис. Б.б. Объединение примитивов АлВ Рис. б.б. Пересечение примитивов Направляюща А — В Рис. З.т. Разность примитивов мый обьвм рожоающве сечение Рио. З.З. Заметание прн трансляции Ось вращения Пороядающев сечение Рис. З.10. Заметание при вращении Агтв Рис. З.В. некорректная булевская операция метание Рис. З.11.
Создание объем ого теле ь ол" ше одна функция моделирования реализуется подобно булевским операциям. о функция разрезания объемного тела плоскостью, после применения которой лучается тело из двух частей. Того же результата можно достичь, применив ерацию вычитания к объемному телу, которое должно быть разрезано, и кубу, ой из граней которого является секущая плоскость. По втой причине функ- разрезания также может быть отнесена к булевским операциям. ри использовании булевских операций следует быть внимательным, чтобы получить в результате тело, не являющееся объемным (рис 5.8).
Некоторые стемы вьщают предупреждение о возможности получения некорректного рельтата, другие могут просто завершить работу с аюбшением об ошибке. Сисмы немногообразного моделирования способны обрабатывать и такие спе1фические ситуации, поскольку они работают не только с объемными телами, и с поверхностями и каркасами. нкция занетания (зшеер|пя) формирует объемное тело трансляцией или враением замкнутой плоской фигуры. В первом случае процесс формирования навается занетанием при трансляции (ггапз)агюпа) зтееер(пя), во втором слу— настроением фигуры ераи(ения (зилпя1пя, гоьагтопа! яаеертпя). Если плоская гура будет незамкнутой, в результате заметания получится не объемное тело, ттоверхность.