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Erstellen einer konstruktiven Konzept des Modells in Rhino 3D
Rhino 3D – das populäre dreidimensionale CAD für den Bahnsteig Windows von der Gesellschaft McNeel. Sie verwenden wie mindestens 150 Tausende Spezialisten weltweit, die dieses CAD für die entwickelten Möglichkeiten der Modellierung der Oberflächen der freien Form schätzen. Die Lizenz für einen Arbeitsplatz kostet weniger Tausend Euro, obwohl man die ähnliche Funktionalität nur in den Softwareprodukten finden kann, die in 20, sonst und in 50 Male stehen ist teuerer. Rhino ist auf dem offenen Datenformat 3DM, frei zugänglich einem beliebigen Programmierer für die Lektüre/Aufzeichnung im Rahmen der Initiative openNURBS gegründet. Infolge solcher Politik Rajno hat mehr 120 angeschlossen Plugins, erstellt von den unabhängigen Herstellern. Vom Interface, dem Satz der konstruktiven Elemente und der Mannschaften, ist dieses System anderem CAD ähnlich, was den Prozess der Ausbildung vereinfacht und erlaubt leicht, die komplizierten Aufgaben der dreidimensionalen Projektierung zu entscheiden. Jedoch fehlt bei Rhino eine wichtige Besonderheit: In diesem System darf man nicht das erwünschte Verhalten bei der Veränderung der dreidimensionalen Geometrie aufgeben.

Das dreidimensionale Modell, das in der Mehrheit des CAD erstellt wird, es nicht einfach der Satz der dreidimensionalen Formen; ein beliebiges Modell enthält die wichtigen Informationen gewöhnlich, die von der konstruktiven Konzeption genannt werden. Diese Informationen werden für die Verwaltung der Wechselbeziehungen zwischen den geometrischen Elementen innerhalb des Details und zwischen den Details in der Montage verwendet. Die konstruktive Konzeption bestimmt das Verhalten des Modells bei ihrer Veränderung in der Zukunft. Gewöhnlich fordert die Veränderung der Form oder der Lage eines geometrischen Elementes im Modell die entsprechenden intellektuellen Veränderungen ihrer anderen Teile. Die konstruktive Konzeption antwortet auf solche Fragen, wie “Was geschehen wird, wenn der Durchmesser dieser Öffnung geändert sein wird?” “was bei der Vergrößerung der Länge dieses Randes geschehen wird?” oder “welche die Reaktion des Mechanismus auf die Verschiebung dieses Gliedes wird?”

Es ist bekannt, dass man in Rhino das dreidimensionale Modell erstellen kann, aber man darf nicht ihre konstruktive Konzeption aufgeben.

Man muss bemerken, dass die Programmarchitektur Rhino – geöffnet, den Herstellern der Anwendungen das entwickelte Interface des Programmierens auf den Sprachen C/C++ gewährt wird.

Um die Möglichkeit der Bildung der konstruktiven Konzeption des Modells zu haben, hat die russische Firma ЛЕДАС die Utensilien für Rhino, vereinigt vom allgemeinen Titel Driving Dimensions. Mit Hilfe dieser Tools können die Benutzer Rhino die konstruktive Konzeption zu einem beliebigen dreidimensionalen Modell ergänzen und, diese Informationen für die intellektuelle Editierung ihrer Geometrie verwenden. Das erste Tool im Lineal Driving Dimensions für Rhino trägt den Titel Rhino Assembly. Dieser angeschlossene Baustein arbeitet innerhalb der gewohnheitsmäßigen Umgebung Rhino und lässt den Benutzern dieses Systems zu, die geometrischen Beschränkungen und die verwaltenden Umfänge für die intellektuelle Modifikation dreidimensional Baugruppen, bestehend den Details mit der fixierten Geometrie zu verwenden. Nach der Installation Plugin Rhino Assembly können die Benutzer die komplizierten Mechanismen leicht sammeln und, ihre Kinematik analysieren, von verschiedenen Standpunkten eine Arbeit der sich bewegenden Teile betrachtend. Die Einfachheit der Benutzerschnittstelle Rhino Assembly verbirgt die komplizierten mathematischen in sein Grundlage liegenden Algorithmen für die gleichzeitige Auflösung Hundert und Tausende geometrischer Beschränkungen. Die entsprechenden forschungsintensiven innovativen Technologien werden von der Gesellschaft LEDAS ab 2001 die Reife der gegebenen Technologien entwickelt wird von ihrer Nutzung in den zahlreichen Systemen der Klassen CAD (der automatisierten Projektierung) bestätigt, CAE (die ingenieurmässige Analyse) und CAM (die Vorbereitung der Produktion), die Mehrheit aus denen auf dem Markt schon vorgestellt sind.

Wir betrachten einen Job die konstruktive Konzeption ohne Baum der Geschichte.

Die erfahrenen Benutzer “mechanisch” das CAD (MCAD) werden das Interface des Systems Rhino ähnlich den Tools finden, die von anderen Seriensystemen dieser Klasse angeboten werden. Der gewöhnlichen Prozedur folgend, erstellt der Konstrukteur das räumliche Modell: erstens zeichnet die zweidimensionale Kontur, dann Dehnung wandelt es ins Prisma, abgerundet die scharfen Kanten, um “schneidet aus” die Öffnungen usw.

Existiert, jedoch der wesentliche Unterschied zwischen Rhino und anderen MCAD-Systemen, solchen wie Pro/ENGINEER oder SolidWorks. Der Unterschied besteht nicht darin, wie die dreidimensionalen Formen erstellt werden, und darin, wie sie editiert werden. Zum Beispiel, in Rhino darf man nicht den Durchmesser der Öffnung vom einfachen Klick ändern “die Mäuse”. Rhino lässt den Benutzern nicht zu, den Radius der einmal erstellten Abrundung zu ändern. Und wenn Sie die zweidimensionale Kontur ändern Sie, die des dreidimensionalen Körpers bildet, so wird es die Form des Letzten auf keine Weise beeinflussen. Die Benutzer der Serien-MCAD-Systeme werden von solchem Verhalten unangenehm verwundert sein, und aller Wahrscheinlichkeit nach werden auf die Nutzung Rhino verzichten.

Den Grund solchen Verhaltens, unkompliziert zu erklären: während die Mehrheit der MCAD-Systeme auf der Geschichte der Konstruktion des Modells gegründet ist, unterstützt Rhino solche Informationen nicht. Rhino versucht nicht, sich die Veränderungen zu merken, die der Benutzer zum Modell beiträgt. Diese Veränderungen, die wie die Geschichte der Konstruktion bekannt sind, bilden des Jobs die konstruktive Konzeption des Modells. Die Geschichte der Konstruktion ist dem medizinischen oder kulinarischen Rezept ähnlich: wenn Sie etwas im Modell ändern wollen, ändern Sie das Rezept ihrer Konstruktion zuerst ab, und ordnet später das CAD-System Ihr Modell entsprechend dem geänderten Rezept automatisch um. Gewöhnlich sieht solches Rezept des Baumes der Konstruktion aus, der in Form vom Überbauen über realisiert wird “nicht mein” von der Geometrie, der sogenannten Randvorstellung des festen Körpers (BRep, von Englisch boundary representation).

Der Job die konstruktive Konzeption mit Hilfe der Geschichte der Konstruktion ist Gemeinplatz fast aller modernen MCAD-Systeme, obwohl die alternative Möglichkeit der Spezifikation des erwünschten Verhaltens des Modells in der Umgebung existiert, die die Geschichte der Konstruktion nicht speichert. Diese Alternative besteht in der Anwendung der geometrischen Beschränkungen, der verwaltenden Umfänge, der ingenieurmässigen Angleichungen und anderer ähnlicher deklarativen Spezifikationen unmittelbar zwischen den Elementen des BRep-Modells. (Für die Vereinfachung der Darlegung werden wir alle ähnlichen Spezifikationen als die Beschränkungen weiter nennen.)

Die Beschränkungen haben mit der Geschichte der Konstruktion nichts zu tun. Sie können zum Modell in einer beliebigen Etappe der Projektierung beigefügt sein: wenn Sie Ihr Modell oder erstellen wenn Sie sie abändern. Es ist wichtig, dass man die Beschränkungen zu jedem ergänzen kann “nicht mein” des geometrischen Modells, das aus den verschiedensten Quellen bekommen ist: geladen dem öffentlichen Katalog der dreidimensionalen Modelle, eingeführt anderem CAD-System, die übersetzt in eines der neutralen Formate IGES/STEP, u.ä. besteht das Hauptproblem mit der Geschichte der Konstruktion darin, dass man sie zum existierenden Modell nicht ergänzen darf (man kann nur heuristisch ihre irgendwelche Fragmente erraten), da die Geschichte bei der Projektierung des Modells erstellt wird “von der Null”. Deshalb in allen obenangeführten Situationen kann das Herangehen aufgrund der Geschichte vollwertig nicht arbeiten.

Der Apparat der Beschränkungen ist als der Baum der Konstruktion begrifflich einfacher, weil eine Menge der Beschränkungen systemlos ist. Alle Beschränkungen sind untereinander gleich und aller diese werden befriedigt (entscheiden sich) gleichzeitig. (In ihm besteht der prinzipielle Unterschied vom Baum der Konstruktion, dessen konstruktive Elemente sich jedesmal konsequent umstellen, wenn Sie die Änderungen an die früher aufgebauten Teile vornehmen.) in einer beliebigen Etappe der Projektierung können Sie jeden erstellt früher als die Beschränkungen ohne irgendwelchen Einfluss auf andere Beschränkungen löschen, da die Ordnung des Jobs der Beschränkungen keine Rolle spielt. Die systemlose Liste unabhängige Entity zu manipulieren es ist um vieles einfacher, als dem Baum der Konstruktion: Sie können und filtrieren die Liste der Beschränkungen nach einem beliebigen Attribut leicht sortieren: des Namens, dem Typ, den Argumenten, den Werten der Parameter.

Die Beschränkungen mit den Parametern heißen auch von den verwaltenden Umfängen, weil sie den gewöhnlichen Umfängen (die Länge, die Entfernung, die Radien, die Winkel ähnlich sind). Der Verwalter in ihrem Titel bezeichnet das Wort darauf, dass der Optionswert die Geometrie des Modells verwaltet, und nicht im Gegenteil – wie im Falle der gewöhnlichen Umfänge (deren Werte bei der Veränderung der Geometrie nachgerechnet werden). Zum Beispiel, wenn Sie den Wert der verwaltenden Länge editieren, Ihr Modell erneuert die geometrischen Formen automatisch, um dem neuen Wert zu entsprechen. Die Parameter kann man mit den freien variabelen und ingenieurmässigen Angleichungen verbinden, was zulässt, die notwendigen Wechselbeziehungen zwischen den Umfängen aufzugeben.

So ersetzen die geometrischen Beschränkungen und die verwaltenden Umfänge mit sich die konstruktiven Elemente bei der Editierung der Geometrie vollständig. Die Beschränkungen stellen die mächtige Weise des Ausdruckes der konstruktiven Konzeption in der Umgebung ohne Geschichte der Konstruktion dar. Sie können leicht ergänzen, löschen und sie in einer beliebigen Etappe der Projektierung abändern. Sie können sie mit anderen Mitteln der Spezifikation des ingenieurmässigen Wissens (die Formelen, die Regeln u.a.m.) Im bleibenden Teil des Artikels betrachten wir eine Realisierung der vorliegenden Konzeption, die in den Gesellschaften LEDAS in den Rahmen Plugin Rhino Assembly erfüllt ist.

Wir betrachten Projektierung Baugruppen in Rhino mit der Nutzung der geometrischen Beschränkungen und der verwaltenden Umfänge.

Die Projektierung Baugruppen – die typische Anwendung des CAD, in der geometrisch und die größe Beschränkungen sogar in den Systemen mit der Geschichte der Konstruktion verwendet werden. Plugin Rhino Assembly – die erste Anwendung des Lineales Driving Dimensions, die von der Gesellschaft LEDAS für Rhinoceros erstellt sind. Es war als start- ausgewählt, weil die entsprechende Funktionalität den Benutzern der MCAD-Systeme bekannt ist.

Zwei wohlbekannten Herangehens, die in MCAD für die Projektierung Baugruppen verwendet werden: absteigend und steigend. Beim absteigenden Herangehen beginnen Sie um der Projektierung des Mechanismus “von der Null” die Geometrie seiner Teile der Reihe nach erstellend und sie entsprechend der konstruktiven Konzeption Ihres Mechanismus aufstellend. Solches Herangehen verwendend, können Sie die einfache Montage in Rhino, zum Beispiel, das Modell Einzylinder- des Verbrennungsmotors entwerfen.

Aber dieses Modell nach der Bestimmung wird die Beschreibung der konstruktiven Konzeption des modelten Mechanismus – wie auch ein beliebiges Modell nicht enthalten, das in Rhino erstellt wird. Zum Beispiel, wenn Sie den Kolben innerhalb des Zylinders verschieben werden, Ihr Modell wird unkorrekt, während in den Systemen mit der Unterstützung der konstruktiven Konzeption die Absetzung des Kolbens zum Drehen der Kurbelwelle, die mit dem Kolben mittels der Triebstange und den Kolbenfinger verbunden wird führt. Wie nach solchem Verhalten von Rhino zu streben?

Wir werden jetzt vorstellen, dass die Teile Ihres Motors aus dem standardmäßigen Katalog der dreidimensionalen Modelle übernehmen (oder dass waren diese Details von Ihnen im Voraus entworfen). Wie aus den vereinzelten Teilen den Motor zu sammeln (siehe die Zeichnung)? In diesem Fall wird das steigende Herangehen an die Projektierung verwendet, das in der Position jedes Details bezüglich anderer besteht. Im System Rhino ist dieses Herangehen außerordentlich arbeitsintensiv, da die große Menge der Handmanipulationen fordert.

Wie die vereinzelten Teile des Motors zusammenzutragen?
Wie die vereinzelten Teile des Motors zusammenzutragen?


Wie die konstruktive Konzeption bei der Verschiebung der Details des Mechanismus zu speichern? Wie den Prozess der steigenden Projektierung zu vereinfachen und zu beschleunigen? Plugin Rhino Assembly gibt die deutlichen Antworten auf diese Fragen. Es ist die 30-tägige einführende Version es Plugin auf dem Standort www zugänglich. DrivingDimensions.com.

Nach der Installation Plugin und des Startens Rhino werden Sie das neue Instrumentallineal in der bekannten Umgebung sehen:

Das Instrumentallineal Rhino Assembly
Das Instrumentallineal Rhino Assembly


Mit Hilfe dieses Instrumentallineales können Sie geometrisch und die größe Beschränkungen zwischen den Details in der Montage leicht ergänzen. Sie können die Beschränkungen wie auf den schon gesammelten Motor, als auch in die vereinzelten Teile auflegen.

Wir betrachten eine Modellierung der Kinematik.

Wenn Sie die Mechanismen mit den sich bewegenden Details in Rhino entwerfen oder wollen Sie anderes Paket MCAD, sie in Betrieb sicher sehen. Es ist sehr wichtig, die Bahnen der sich bewegenden Details – noch zu analysieren solange, bis Ihr Mechanismus in der Realität aufgebaut sein wird! Doch können die erwünschten und gültigen Bahnen nicht übereinstimmen; Sie können die gegenseitige Durchdringung des Teiles der Details der Freund in den Freund, oder die Unerreichbarkeit der erwünschten Höchstpositionen aufdecken. In diesem Fall sollen Sie die gegenseitige Lage der Teile des Mechanismus oder sogar ändern, auf das Niveau des Jobs ihrer geometrischen Formen und der Umfänge zurückkehren.

Plugin Rhino Assembly lässt dynamisch zu, die Kinematik der Mechanismen zu modeln.




Die Quellen:
1. Uschakow D. Erstellen einer konstruktiven Konzept in Rhino 3D//isicad. – 2009 [http://isicad.ru/ru/articles.php?article_num=13469]
2. Modeling tools for designers [www.rhino3d.com]

Der Autor: Челябэнергопроект
Das Datum: 23.03.2010

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