Что нового в SOLIDWORKS 2021
Новая версия SOLIDWORKS 2021 опять радует пользователей новыми функциями и улучшениями в привычных командах — все для того, чтобы помочь инженерам разрабатывать продукцию не только быстрее, но и эффективнее. На этот раз разработчики поставили перед собой задачу оптимизировать стандартные рабочие процессы, улучшить быстродействие программы и надежность проектных процедур. Рассмотрим подробнее, где произошли изменения.
SOLIDWORKS CAD
Проектирование сборок
В режиме оформления, который впервые появился в SOLIDWORKS 2020, насыщенные графикой чертежи открываются за считанные секунды, но пользователи при этом не ограничены только средствами просмотра. Можно, например, выполнять такие стандартные задачи, как добавление и редактирование размеров и примечаний. Модель при этом полностью не загружается; тем не менее, в ней сохраняется информация, добавленная на видах чертежа. Стало удобнее наносить условные обозначения отверстий, а также добавлять выносные элементы, виды с разрывами и обрезанные виды. Благодаря ускорению операций с файлами, переключению конфигураций и автоматической установке сокращенного режима, работа даже с самыми сложными сборками не вызывает затруднений.
Сохранение упрощенных моделей в виде конфигураций позволяет быстро переключаться между моделями с полной и пониженной детализацией. Для сокращенных компонентов сборки реализован новый метод получения полной конструкторской информации: нужно просто развернуть узел или деталь в дереве, и соответствующий компонент будет динамически загружен и решен. Это исключает задержки в работе, связанные с загрузкой «тяжелых» сборок.
Функция поиска пространственных коллизий — мощный инструмент для быстрого выявления проблем в конструкции изделия. В SOLIDWORKS 2021 появилась возможность сохранять найденные коллизии в электронной таблице. Вы можете «сфотографировать» коллизию на экране и приложить снимок к отчету, чтобы затем вместе с коллегами установить причину возникновения пространственной ошибки и наметить шаги к исправлению.
В SOLIDWORKS всегда поддерживалось гибкое изменение конфигурации отдельных экземпляров компонентов в массивах. Иногда нужно, чтобы все компоненты ссылались на исходный экземпляр. Это может оказаться утомительной процедурой, поскольку выполняется для каждого компонента отдельно. Одна из новинок в SOLIDWORKS 2021 — это опция, синхронизирующая конфигурации всех экземпляров компонентов в массиве. Она помогает избежать непреднамеренного изменения любого из этих компонентов через быстрое меню, блокируя изменения в диалоговом окне свойств компонента. Это также гарантирует корректность распространения изменений, вносимых в конфигурацию корневого компонента массива. Кроме того, массивы цепочек теперь могут строиться по траектории с заданием длины кривой (а не только длины хорды).
Метод «Силуэт», впервые анонсированный в инструменте Defeature в SOLIDWORKS 2019, позволяет создать упрощенное представление сборки с целью защиты проектных данных от несанкционированного распространения, снижения визуальной загроможденности модели и улучшения производительности. Новинкой в SOLIDWORKS 2021 является возможность сохранять упрощенное представление в виде конфигурации в той же сборке, для которой оно было создано. Это избавляет от необходимости управлять отдельным файлом, содержащим упрощенную модель. Для использования упрощенного вида в сборках более высокого уровня достаточно щелкнуть правой кнопкой мыши на компоненте и выбрать «Defeatured».
Конструирование деталей
В SOLIDWORKS 2021 представлено множество новинок, открывающих широкие возможности конструирования деталей. Это, в первую очередь — возможность повтора для более чем 60 элементов и команд работы с деталями, фланцы на неплоских касательных кромках из листового металла, выполнение раскроя для составных фланцев, перенос материалов при создании производных и зеркально отраженных деталей, формулы в свойствах файлов и свойствах списков вырезов, а также повсеместное использование цветовой палитры.
Повышение производительности
Улучшена производительность при выполнении таких операций, как открытие, сохранение и закрытие сборок, обнаружение циклических ссылок и создание отчетов о них, а также добавление файлов в хранилище SOLILDWORKS PDM. Ускорено выполнение операций выбора, панорамирования и зумирования. При удалении скрытых объектов и формировании кромок силуэта в чертежах задействовано больше ресурсов графического процессора.
Пользовательский интерфейс
Инженеры давно ценят интуитивно понятный и настраиваемый пользовательский интерфейс SOLIDWORKS. Однако разработчики не успокаиваются на достигнутом! В SOLIDWORKS 2021 интерфейс стал еще более наглядным и удобным. Улучшена цветовая палитра, которая теперь может ссылаться на другие приложения, такие как веб-браузер. Поиск команд в диалоговом окне настройки позволяет легко компоновать панели инструментов. Диспетчер команд можно сворачивать, чтобы получить на экране больше места для работы, а благодаря полупрозрачным размерам упрощается выбор объектов.
В SOLIDWORKS 2021 больше не нужно искать компромисс между универсальностью интерфейса и быстротой вызова команд. Просто настройте рабочее пространство под свои предпочтения, и после этого ничто не помешает вам сосредоточиться на выполняемом проекте.
Взаимодействие на платформе 3DEXPERIENCE
Подключенная комплексная среда проектирования и производства, компоненты которой связаны через облако, дает возможность конструкторам и технологам взаимодействовать в реальном времени. При этом участник коллектива может физически находиться где угодно: ему нужно лишь устройство, имеющее выход в Интернет.
SOLIDWORKS 2021 предоставляет новые функциональные возможности для перехода от проектирования к производству. Конвертер производных форматов позволяет формировать обладающую высокой точностью геометрию для использования на всех стадиях разработки и выпуска продукции. Пользователи могут управлять режимами открытия данных, полученных из платформы 3DEXPERIENCE®, и конфигурациями, сохраняемыми в этой платформе.
Комплексные рабочие процессы, применяемые при проектировании и производстве, могут легко быть расширены с помощью новых инструментов по мере роста бизнес-потребностей.
SOLIDWORKS Simulation
Новые возможности имитационного моделирования в SOLIDWORKS Simulation 2021 позволяют добиться еще более высокого качества проектов. Процесс инженерного анализа упрощен и сделан более гибким, улучшены точность и скорость расчетов.
Значительно ускорены расчеты при моделировании контактов. Оптимизированы параллельные вычисления, загрузка процессора, расчет жесткости и обработка данных о контактах. Благодаря стабилизации контактов улучшена сходимость расчета.
По умолчанию предлагается новый режим сетки: общие узлы принудительно не формируются, и сетка строится гораздо быстрее, не уступая по точности сеткам с общими узлами между деталями. Кроме того, новые средства диагностики позволяют выявлять в сетках проблемные элементы и исправлять их. Автоматический выбор алгоритма решения уравнений делает имитационное моделирование точным и быстрым.
В SOLIDWORKS Flow Simulation 2021 расширен круг решаемых задач CFD и продолжает совершенствоваться обработка результатов. Для моделирования вращающихся потоков жидкости служит мощная функция Rotating Region. Теперь в Flow Simulation вращающиеся области можно комбинировать со свободно движущимися поверхностями. Это идеально подходит для задач моделирования смешивания и может быть использовано для анализа поведения изделий в эксплуатации.
SOLIDWORKS Plastics
В узлах дерева Plastics Manager более упорядоченными и логичными стали процессы, относящиеся к выбору материала, указанию рабочей области, заданию параметров процесса и другим ключевым задачам моделирования литья пластмасс. Для системы охлаждения добавлена новая функция, которая разделяет поток на две половины путем вставки пластины в канал (в барботерах роль такой пластины исполняет внутренняя трубка меньшего диаметра). Мы установили партнерские отношения с ведущими мировыми поставщиками пластмасс, чтобы обеспечить нашим клиентам самые точные данные о свойствах материалов и помочь им повысить качество моделирования.
SOLIDWORKS Electrical
Производительность трассировки проводов, кабелей и жгутов в 3D значительно улучшена. Теперь в траекториях наряду с отрезками и дугами также поддерживаются сплайны, что значительно повышает качество трассировки в геометрически сложных изделиях. Добавлены средства расчета массовых свойств системы электрических проводов, кабелей и жгутов внутри 3D-модели разрабатываемого изделия. Несколько проводов/кабелей могут быть закреплены зажимом. Сращивание проводов выполняется с помощью соединительного компонента или без него. В таблицах соединителей и библиотеке аксессуаров поддерживается конечная заделка.
В проектах часто бывает, что несколько кабелей, подключенных к одному и тому же разъему, идут к различным частям электрической системы. Трассировка такой группы кабелей в виде единой сборки не обеспечивает конструкторам достаточной гибкости в принятии решений. В SOLIDWORKS Electrical Schematic 2021 к свойствам кабеля добавлено новое поле, позволяющее отделять один кабель от других. Этот же параметр можно контролировать в команде трассировки кабелей SOLIDWORKS.
SOLIDWORKS PDM
Те, кто работает с SOLIDWORKS PDM, наверняка согласятся, что скорость работы в значительной степени определяется эффективностью базы данных. Благодаря улучшениям производительности в новой версии намного ускоряется выполнение большинства стандартных файловых операций и рабочих процессов. Стали быстрее работать такие функции, как добавление и возврат файлов в PDM-систему, изменение состояния, открытие, сохранение и удаление файлов.
SOLIDWORKS PDM 2021 позволяет анализировать и документировать ссылки с помощью вида Treehouse на вкладках «Содержит» и «Где используется». Значки рабочих процессов визуально информируют участников проекта о работе коллег. Стандартные PDM-операции выполняются быстрее, чем в предыдущей версии.
Одной из самых полезных функций SOLIDWORKS PDM уже давно является интеграция с Проводником Windows. В 2021 версии расширена поддержка таких интерфейсных элементов Windows 10, как лента.
Вид Details — это место, где проявляется вся широта возможностей PDM. При работе на этом виде в столбцах определяются наборы свойств, которые видны пользователям. SOLIDWORKS PDM 2021 предоставляет больше возможностей для настройки столбцов и, что самое главное, позволяет работать с несколькими наборами столбцов.
Все новые функции и улучшения невозможно даже кратко описать в одной статье, поэтому мы затронули здесь только самые важные из них. По мере накопления материала мы будем знакомить читателей с подробностями. Следите за нашими публикациями!
Предлагаем вам также ознакомиться с новшествами SOLIDWORKS 2021, посмотрев серию вебинаров:
CAD/CAM-решения SolidWorks для автоматизации производства
В настоящее время решение задач автоматизации производства совершенно невозможно представить без средств компьютерного моделирования и инженерной графики. Внедрение современных гибко настраиваемых комплексов САПР/ЧПУ позволяет сократить проектный цикл, снизить производственные затраты и повысить конкурентоспособность выпускаемой продукции. В данной статье мы рассмотрим преимущества использования интегрального решения SolidWorks/CAMWorks для обеспечения сквозной автоматизированной поддержки изготовления изделий.
SolidWorks — промышленный стандарт 3D-проектирования
Как уже не раз отмечалось в публикациях в нашем журнале, SolidWorks — мощное средство проектирования, ядро интегрированного комплекса автоматизации предприятия, которое позволяет осуществлять поддержку изделия на всех этапах жизненного цикла в полном соответствии с концепцией CALS-технологий. В данной статье мы не будем подробно останавливаться на технических особенностях базового конструкторского модуля SolidWorks, поскольку его высокий функционал ни у кого не вызывает сомнений. В основу SolidWorks положен модульный принцип построения, обеспечивающий масштабируемость системы для реализации сквозной автоматизированной поддержки процессов, связанных с изготовлением изделий, включая проектирование деталей и технологической оснастки, моделирование процессов механообработки и электроэрозии, генерацию управляющих программ для станков с ЧПУ. Базируясь на технологиях гибридного параметрического моделирования, SolidWorks обеспечивает создание точной геометрической модели будущего изделия со всеми атрибутами, необходимыми для его изготовления (допуски на размеры, шероховатости, допуски формы и расположения поверхностей и др.).
CAMWorks — интегрированный CAM-модуль SolidWorks
На основе геометрической модели SolidWorks создаются формообразующие элементы технологической оснастки (штампов и пресс-форм) и выполняется численное моделирование процессов обработки на оборудовании с ЧПУ. Для этого применяется модуль CAMWorks — одна из наиболее совершенных и интеллектуальных систем для создания управляющих программ для станков с ЧПУ, полностью интегрированная в пользовательский интерфейс SolidWorks и обеспечивающая работу на уровне единой геометрической модели (рис. 1). Остановимся подробнее на моделировании процесса обработки в среде интегрированного решения SolidWorks/CAMWorks.
Рис. 1. CAMWorks упрощает выбор инструмента, показывая его динамичное отображение в графической области
CAMWorks поставляется в следующих конфигурациях: 2,5-осевое фрезерование, 3-осевое фрезерование, многоосевое фрезерование (одновременно по 4/5 осям), 2- и 4-осевое точение, токарно-фрезерная обработка, 2-и 4-осевая эрозионная обработка. В CAMWorks реализована полная ассоциативность со всеми изменениями геометрической модели SolidWorks, что обеспечивает адаптацию операций обработки при изменении геометрической модели (рис. 2).
Рис. 2. При столкновении элементов фрезы и патрона с деталью или оснасткой CAMWorks может прекратить имитацию обработки и выдать соответствующее сообщение
К основным функциональным возможностям CAMWorks (рис. 3-11)относятся:
• 2,5-осевое фрезерование — автоматическое или интерактивное выделение обрабатываемых элементов, работа с твердотельными моделями и эскизами, элементы высокоскоростной обработки, операции сверления, обработка резьбы, возможность позиционирования по 4-й и 5-й осям и пр.;
Рис. 3. Количественный анализ результатов обработки детали
Рис. 4. CAMWorks может выполнить удаление остатков материала, учитывая перезакрепление детали
Рис. 5. При изменении любого параметра CAMWorks его физический смысл иллюстрируется динамично меняющейся картинкой в правом верхнем углу окна параметров операции (на примере управления наклоном оси при 5-осевой обработке)
• 3-осевое фрезерование — широкий выбор стратегий черновой, получистовой и чистовой обработки, возможность подбора материала, учет геометрии реальной заготовки, поддержка инструмента всех видов, опциональная возможность обработки поднутрений фрезами типа «ласточкин хвост» и грибковыми и т.д.;
• 4/5-осевое фрезерование — модуль непрерывной обработки CAMWorks позволяет создать траектории обработки таких сложных деталей, которые невозможно эффективно изготовить на 3-осевых станках, например формообразующих поверхностей пресс-форм и штампов, винтов, лопаток турбин, режущего инструмента и др. Модуль 4-осевой непрерывной обработки CAMWorks создан для выполнения сложных работ с вращением заготовки, например для изготовления кулачков и распределительных валов, ходовых винтов и лопаток;
Рис. 6. Изменение пространственного положения оси фрезы для сохранения ее постоянного наклона к местной нормали к поверхности лопатки колеса компрессора
Рис. 7. CAMWorks сообщает о возможных конфликтах как при рабочих, так и при ускоренных перемещениях при обработке (на примере 5-осевой обработки)
Рис. 8. Контроль чистоты обработки поверхности пера лопатки
• токарная обработка — автоматическое выделение обрабатываемых элементов, использование сплошных, полых и фасонных заготовок, поддержка станков с двумя суппортами и с противошпинделем, применение стандартных циклов обработки, обработка наружных и внутренних контуров, единая база сверлильного и расточного инструмента для токарной и фрезерной обработки;
• токарно-фрезерная обработка — сочетание всех возможностей фрезерной и токарной обработки, опциональная фрезерная обработка с непрерывным вращением заготовки, поддержка любых комбинаций токарных и фрезерных обрабатывающих осей (оси C, B, Y), сохранение возможностей отдельного программирования фрезерной и токарной обработки для соответствующих станков;
• фрезерование в режиме сборки — CAMWorks использует возможности сборок SolidWorks для обработки группы деталей и для полного учета реальной обстановки на столе станка;
Рис. 9. Последовательность токарной обработки детали на станке с двумя суппортами: заготовка — чистовая обработка контура — чистовая обработка канавки со второго суппорта — точение резьбы)
Рис. 10. Гравирование надписи на цилиндрической поверхности при использовании токарно-фрезерного центра (с осью C); видны также элементы, обработанные с торца, при наклонном установе и при непрерывном вращении заготовки
• эрозионная обработка — 2- и 4-осевая обработка, автоматическое или интерактивное выделение обрабатываемых контуров, обработка матриц и пуансонов в одном файле, автоматическое создание перемычек и разрушаемых ударом микроперемычек, возможность полного выжигания материала в узких вырезах, множество способов подвода и отвода, библиотеки режимов обработки;
• автоматическое и интерактивное распознавание элементов — CAMWorks автоматически распознает разные призматические элементы, в том числе с уклонами на стенках; элементы, не распознанные автоматически или нуждающиеся в корректировке, можно определить в CAMWorks с помощью специального мастера;
• имитация обработки — управление цветом отображения разных инструментов, возможность остановки имитации при возникновении конфликтов и количественного анализа точности обработки;
• обработка с использованием базы знаний — технологическая база данных поставляется с наполнением, позволяющим в большинстве случаев сразу же ее использовать; для получения максимальной отдачи от CAMWorks можно изменить эти и добавить новые данные, отражающие знания и опыт пользователя и особенности производства. Информация в базе данных разделена на категории: станки и инструмент — описания и параметры станков и инструмента конкретного предприятия, режимы — информация для расчета подач и оборотов на основе материалов детали и инструмента, элементы и операции — последовательности обработки для каждого типа элемента с учетом граничных условий, размеров, материала детали и т.д.
Пользовательский интерфейс CAMWorks, как и SolidWorks, полностью выполнен на русском языке. В комплекте с CAMWorks поставляется русскоязычная документация.
Рис. 11. Пример визуализации эрозионной обработки: два выреза уже выполнены (синие грани; обрезки материала удалены), а третий обрабатывается начисто (отрезанный материал представлен на экране; видны траектории подвода, отвода и обрезки перемычки)
Особенности различных типов постпроцессоров
Передача данных на станок с ЧПУ
В процессе разработки управляющих программ с использованием САМ-систем важным этапом является постпроцессирование, которое заключается в преобразовании выходных данных САМ-системы в формат используемой системы ЧПУ. Именно от того, насколько корректно написан постпроцессор, зависит безошибочная работа станков. В связи с этим CAMWorks имеет встроенные библиотеки постпроцессоров для различных управляющих стоек, а также обеспечивает возможность разработки пользовательских постпроцессоров.
Единого стандарта использования функций G-Code сегодня в постпроцессорах не существует. Принятые национальные и международные стандарты регламентируют использование некоторого числа основных команд, а остальные задействуются производителями систем ЧПУ по своему усмотрению. К тому же, помимо формата G-Code, имеются радикально иная система программирования Heidenhain и множество систем ЧПУ прежних поколений, которые предъявляют особые требования не только к используемым функциям и формату их записи, но и к расчету динамики станка. Реализовать такое многообразие форматов управляющих программ (УП) можно с помощью настраиваемого постпроцессора. В настоящее время все производители САМ-систем снабжают свои продукты именно такими постпроцессорами (включая универсальный генератор постпроцессоров системы CAMWorks) или предоставляют инструментальные средства для их разработки сторонними фирмами.
Как правило, настраиваемый постпроцессор состоит из ядра и файла настройки. Ядро — это сердце постпроцессора, выполняющее математические операции и ввод-вывод и содержащее интерпретатор файла настройки. Обычно ядро неизменно и является своего рода черным ящиком для технолога. В зависимости от степени интеграции ядра с САМ-системой различаются встроенные (интегрированные) и внешние постпроцессоры. Встроенные постпроцессоры получают информацию для обработки напрямую, минуя промежуточный файл в формате CLData или APT. Их использование предпочтительнее, так как они оперируют категориями не только низкого уровня (координатами положения инструмента и так называемыми командами постпроцессора), но и высокого (подвод, отвод, врезание и т.п.), позволяя более точно управлять формированием УП.
В отличие от ядра, файл настройки доступен для изменения. Когда речь заходит о написании постпроцессора, то под этим в основном подразумевается разработка именно такого файла. Его структура может варьироваться — от простейшего хранения используемых команд ЧПУ и других статических параметров (табличный файл) до фрагментов или целых процедур, расширяющих функциональность ядра или описывающих правила формирования УП, написанных на специализированном языке программирования (языковой файл). Каждый из них имеет свои преимущества и недостатки, представленные в таблице.
Практически лишена недостатков комбинация обоих вариантов, реализованная в универсальном генераторе постпроцессоров (UPG) системы CAMWorks. Благодаря использованию диалогового режима можно оперативно назначить правила форматирования адресов и формирования кадров УП (рис. 12).
Рис. 12. Диалоговое окно настройки постпроцессора
Помимо формирования УП, постпроцессор создает сопроводительный файл, содержащий информацию о дате, используемом инструменте и т.п. (рис. 13).
Рис. 13. Сопроводительный файл постпроцессора
В случае необходимости задействовать оригинальные возможности системы ЧПУ можно перейти к ручной настройке с использованием языковых средств (рис. 14).
Рис. 14. Использование языковых средств настройки постпроцессора
Программирование ведется с использованием бейсикообразного языка, который содержит как средства, присущие универсальным языкам программирования, так и специализированные переменные и функции. Благодаря интуитивно понятному построению файла настройки, легкости языка программирования и системе документации, время на разработку постпроцессора снижается до минимума. По завершении создания постпроцессора он становится доступным для использования в пользовательском интерфейсе модуля CAMWorks. Сегодня по заказам пользователей программного комплекса SolidWorks/CAMWorks специалистами компании SolidWorks-Russia создана библиотека постпроцессоров, включающая большую часть оборудования, используемого на предприятиях постсоветского пространства.
Итак, мы рассмотрели основные технические аспекты применения CAM-модуля SolidWorks для автоматизации производства. В заключение еще раз подчеркнем, что только внедрение современных гибко настраиваемых программных комплексов для моделирования процессов механической и электроэрозионной обработки и подготовки управляющих программ для станков с ЧПУ позволяет снизить производственные затраты и повысить конкурентоспособность выпускаемой продукции. Компания SolidWorks-Russia готова помочь всем заинтересованным предприятиям в этом вопросе и предоставить все знания и опыт, накопленные нами за долгие годы проектно-внедренческой деятельности.
Артем Аведьян
Канд. техн. наук, директор по маркетингу SolidWorks-Russia.
Михаил Малов
Зам. технического директора SolidWorks-Russia.