Co je skutečná synchronní technologie?

Při čtení podobných článků vždy jako člověk, který si je vědom svých nedostatků, poněkud znejistím, zda tyto informace autor myslí vážně, nebo zda si dělá legraci. A začínám si pokládat jednoduché otázky. CAD systém Catia umí obrábět i dřevo. Kde je rozdíl mezi obráběním železa a dřeva, pominu-li vliv vstupních parametrů a nástrojů, které s CAD/CAM nemají až tak moc společného?

Co je vlastně synchronní technologie

Prvky synchronního modelování jsou obsaženy v systému Inventor již delší dobu. Jak mohou být prvky synchronní technologie obsaženy v Inventoru, když nemá režim modelování nezávislého na historii, a navíc jsou tyto prvky vlastněny a patentově chráněny firmou Siemens PLM Software? Oficiálně je tato jedinečnost dostupná v systému NX více než rok. Systém Inventor Fusion se v současné době nachází ve fázi „technology preview“, což není ani betaverze, takže jeho oficiální uvedení na trh je v nedohlednu. Proto jsem se rozhodl podělit se s vámi o zkušenosti se skutečnou a v současné době již dostupnou novinkou v oblasti CAD/CAM/CAE, a to s již zmiňovanou synchronní technologií, tentokráte od společnosti Siemens Product Lifecycle Management Software, a jejími možnostmi využití. Synchronní technologii stále nazývám novinkou, přestože na trh byla v systémech NX 6 a Solid Edge se synchronní technologií jakožto průlomová novinka světa CAD/CAM/CAE, kterou se konkurence od té doby snažila nejedenkrát bagatelizovat, uvedena již v loňském roce.

Synchronní technologie jako taková je nadstavbou geometrického jádra Parasolid umožňující topologicky nezávislé modelování za pomoci rozeznávání geometrických podmínek modelu. V praxi to znamená, že dosavadní klasický způsob modelování na základě historie vzniku modelu, kdy jednotlivé prvky modelu jsou vázány vztahy rodič – potomek, byl rozšířen o další přístup k modelování, a to bez historické závislosti. Tzn. právě bez závislostí rodič – potomek. Velmi příjemná a užitečná je možnost tyto dva přístupy mezi sebou kombinovat. Podívám-li se na věc očima praxe, rád říkám, že synchronní technologie zpřístupnila další část prostoru modelování, která byla doposud uzavřena. Následující výpis možných – do té doby v jediném systému nevídaných – přístupů budiž toho dokladem.

Modelování závislé na historii vzniku

Tento základní přístup k modelování, známý ze současných CAD systémů, asi není třeba příliš představovat. Model vzniká za pomoci přehrávání historie svého vzniku. Každý, kdo pracoval s CAD, zcela jistě jednou narazil na situaci, kdy převzal cizí model, na kterém měl udělat několik drobných úprav. V této situaci má konstruktér dvě možnosti: buď prostuduje historii modelu a seznámí se s jeho stavbou, pochopí veškeré závislosti a provede změnu na stávajícím modelu spolu s historií, nebo druhou alternativou je použití prvků přímého modelování, což umožňuje částečně měnit stávající geometrii její okamžitou úpravou. Samozřejmě pro druhou možnost musím mít CAD systém, který funkcionalitu přímého modelování poskytuje. V každém případě se konstruktér dostává do schizofrenní situace, jelikož prvek může být na modelu definován na dvou místech své historie – v okamžiku svého vzniku a v okamžiku úprav pomocí přímého modelování. Této situaci se dá předejít neparametrizováním upravovaného modelu a následnou úpravou pomocí prvků přímého modelování. Provede-li úpravu neparametrizováním modelu, ztrácí tím možná velmi důležité parametrické vazby uvnitř modelu. Pouze se systémem NX je schopen pomocí synchronní technologie vystavět parametrizující prvky a tím parametry zanést na neparametrickém modelu zpátky tam, kde je potřebuje (viz níže).

Modelování nezávislé na historii

Tento přístup nebyl dosud v exaktním konstrukčním prostředí příliš využíván, avšak je to přístup, jakým se dají velmi jednoduše upravovat neparametrické modely, které neobsahují nic víc než informaci o geometrii modelu. Jedná se většinou o konverze dat mezi CAD systémy s využitím obecných formátů typu STEP, IGES. Nebo jsou to modely vzniklé přímým importem z jiných CAD systémů.

Úpravy spočívají v posunování ploch, přiřazování geometrických podmínek, vše jednoduše, bez použití jakýchkoliv parametrů. Další velmi podstatnou vlastností tohoto přístupu je možnost okamžitého použití geometrií z jiných modelů, ať již parametrických nebo neparametrických, pouhým kopírováním sady ploch. Pakliže se k tomuto způsobu modelování přidá ještě intuitivní a inteligentní ovládání, je brána do světa úprav pomocí modelování nezávislého na historii napůl otevřena. Proč napůl? Neparametrickými úpravami získáváme v neparametrických systémech opět neparametrický model.

V systému NX však při tvorbě nezávislé na historii nevznikají pouze neparametrické geometrie, ale vznikají tzv. lokální prvky, což jsou prvky závislé nikoliv na historii, ale na okolních geometrických podmínkách modelu. Tyto prvky ovšem nesou svůj parametr – jako příklad nám může posloužit prvek rádius. Vytvoříme-li prvek rádius s parametrem poloměru, nemá tento prvek v modelování nezávislém na historii žádný vztah rodič – potomek, ale přesto si s sebou nese stále svůj parametr poloměru. Budou-li změněny okolní podmínky modelu, prvek rádius se těmto změnám přizpůsobí a stále si ponese svůj parametr poloměru, který je tímto kdykoliv editovatelný. Podobný přístup je zvolen i pro další velice zajímavé prvky, které se skrývají v přístupu synchronního modelování, a to jsou prvky Linear Dimension, Radial Dimension a Angular Dimension – prvky kót, které lze vystavět na sadách ploch neparametrického modelu, zadat jim parametr a tím model zpětně parametrizovat přesně tam, kde je potřeba. Brána do světa svobodného modelování, kde konstruktér není omezen používaným CAD systémem nebo formátem dat, je nyní otevřena dokořán.

Kombinace přístupů

Parafrází klasika bych mohl tento odstavec uvést slovy: „Vytvořit neparametrický model z parametrického není žádné umění, ale vytvořit parametrický model z nekompletní, neparametrické geometrie, to je úkol hodný vědce.“

Výše popsané přístupy jsou konce pomyslné řady a jak již bylo naznačeno, tyto přístupy je možné v systému NX snadno kombinovat a tím si volit postup, který nejlépe bude vyhovovat povaze vstupů, jež máme k dispozici, stejně jako výstupů, které požadujeme. Začneme-li opět od současně nejvíce používaného přístupu – plně parametrického modelu –, nabízí nám tento model komplexní informaci o celé geometrii modelu, nicméně v této komplexnosti je velice jednoduché se zamotat nebo ztratit. Hledání východiska je potom časově náročné a zamyslíme-li se nad poměrem „cena/výkon“ takovéto úpravy, nebylo by výhodnější model neparametrizovat a změnu provést na modelu bez jakýchkoliv závislostí pouze v místě, kde je potřeba? Takovou úpravou bychom se dostali do světa kombinování obou přístupů v jeden navzájem propojený funkční celek. Aby toho nebylo málo, můžeme využít úpravy neparametrického modelu opět buď cestou s historií, nebo cestou bez historie.

Začneme-li opět první variantou, máme zneparametrizovaný model a na tomto modelu začínáme úpravy, které se nám řadí do stromu prvků s klasickými historickými závislostmi. Druhá varianta nám nabízí přístup modelování nezávislého na historii, kde lze provádět úpravy na aktuální geometrii bez ohledu na historii vzniku modelu. V obou přístupech máme dostupné prvky synchronního modelování, pouze s tím rozdílem, že v modelování závislém na historii se prvky řadí do stromu dle historie vzniku, který je možné v případě potřeby zpětně procházet, kdežto u modelování nezávislého na historii se tvoří pouze jako prvky lokální, závislé pouze na geometrických podmínkách modelu.

Svoboda konstruování

Nyní již mohu otevřít otázku, na kterou se většina konstruktérů ptá bez znalosti výše popsané problematiky. Tou otázkou je zachování parametrů/historie při přechodu mezi jednotlivými přístupy. Z logiky věci plyne, že parametry, resp. historie modelu při přechodu z prostředí závislého na historii do nezávislého a naopak zákonitě vyjmuty být musí. Nicméně systém NX zde nabízí celou škálu přístupů a je pouze na konstruktérovi, který z nich si zvolí. Jako vám nikdo neříká, že musíte modelovat nezávisle na historii, tak si nenechte tvrdit, že musíte modelovat plně parametricky. Důležitější je, že takto modelovat můžete. Záleží pouze na uvážení, který přístup je v daném případě výhodnější. Systém NX na obou koncích spektra nabízí nástroje k docílení požadovaného cíle a úrovně parametrizace modelu.

Je zřejmé, že konkurence nespí a snaží se na nastalou situaci více či méně úspěšně reagovat, a to od pouhého bagatelizování až po snahu přiblížit se funkčnosti synchronní technologie. Chcete-li vidět rozdíl, není nic jednoduššího, než si nechat synchronní technologii předvést na vlastní oči. Jednu z příležitostí představuje letošní MSV v Brně, kde kromě stánků partnerů můžete navštívit i seminář Uvedení nové verze Solid Edge se Synchronní technologií 2, který se koná 16. září od 9:30 v sále A kongresového centra na výstavišti. Seminář je zdarma, je však třeba zaregistrovat se na webových stránkách společnosti Siemens PLM Software.

Ing. Filip Nechvátal

Umístění na MSV: pavilon Z, stánek 109 a pavilon P, stánky 9 a 28

Siemens PLM Software

www.siemens.cz/plm

lenka.chabicovska@siemens.com