Rhino Assembly

Modul Rhino Assembly pro návrh a kinematickou simulaci sestav

Rhinoceros je plošný modelář volných tvarů a svoboda návrhu a možnost kdykoliv provést s modelem cokoliv chcete je jeho nejvyzdvihovanější vlastností. Rhino ale stále více proniká i do strojírenství, protože návrháři musí kromě designu výrobku navrhnout i jeho mechanické "vnitřnosti". Zde ale uživatel naráží na absenci stromu konstrukční historie (který by v podstatě degradoval volnost plošného modelování) a nemožnost vytvářet sestavy. Oba problémy nyní intenzivně řeší tým ruských vědců a vy můžeme nyní posoudit první výsledek jejich snažení. Tímto výsledkem je zásuvný modul Rhino Assembly, nástroj pro návrh sestav metodou zdola nahoru a pro simulaci kinematiky s vazbami, které odpovídají schopnostem hlavních MCAD balíků. Rhino se s tímto modulem může stát zajímavým nástrojem pro mechanický návrh s možnostmi velkých CADů, ovšem za zlomek jejich ceny. Rozhodně se nejedná o amatérský skriptík - za tímto produktem stojí ruská firma LEDAS s vývojářským týmem tvořených 25 špičkovými matematiky a inženýry, kteří se po několik let v Dassault Systemes podíleli na návrhu matematického jádra řešičů vazeb pro CATII V5.

Pomocí modulu Rhino Assembly můžete navzájem polohovat tuhé 3D součásti pomocí definice vazeb a řídicích kót.

Po bleskové instalaci zásuvného modulu a spuštění Rhina se na obrazovce objeví nástrojová paleta Assembly, která je navržena tak, aby se svým stylem co nejvíce podobala ostatním ikonám Rhina.

K dispozici jsou následující vazby:

• ukotvení, soustřednost, totožnost, rovnoběžnost, kolmost a tečnost

Dále je možné definovat řídicí kóty (vzdálenosti a úhly) mezi stěnami a hranami tuhých součástí.

První ikona Aktualizovat model slouží k obnovení sestavy. Tato funkce je vhodná v případě, kdy máte vypnutou automatickou aktualizaci, která by v případě rozsáhlých modelů zpomalovala práci. Následují ikony pro jednotlivé typy vazeb a řídicích kót a ikona pro tvorbu pevných sad (rigid sets), které slouží k seskupení více objektů do nehybné množiny. Ikona Animovat model spouští okno Animace a slouží a rozpohybování sestavy.

V tomto okně můžete řídit animaci a pohybovat se mezi jednotlivými snímky pomocí časové osy (posuvníku) nebo ovládacích tlačítek. Během kinematické animace může uživatel posunovat, otáčet i zoomovat svůj model. Pomocí tlačítka Edit můžete změnit počet snímků v animaci a počáteční a koncové hodnoty parametrů vazby prostřednictvím panelu Vlastnsoti vazby, který se po klepnutí na toto tlačítko objeví. V blízké budoucnosti se počítá s tím, že by bylo možné renderovat animace v plné kvalitě pomocí libovolného renderovacího modulu pro Rhino, zatím je možné animace uložit pomocí některého programu pro zachycení dění na obrazovce, jako je například Camtasia.

Další ikona má název Zobrazit Správce RhinoAssembly a klepnutím na ni vyvoláte okno Správce RhinoAssembly, hlavní ovládací centrum tohoto zásuvného modulu. Zde může uživatel snadno editovat nebo mazat vytvořené vazby a definovat animaci řídicích kót. Když v Správce RhinoAssemblyu vyberete řídicí kótu, objekty propojené touto vazbou se zvýrazní v pohledu Rhina. A naopak, pokud vyberete nějaké objekty, zobrazí se jejich odpovídající vazba tučně.

Zatržítko Update Automatically definuje, jak je model aktualizován. Políčko nalevo od tohoto zatržítka může být zelené, žluté nebo červené, podle toho, jaký je stav vazeb a kót (podrobnosti v odstavci Aktualizace geometrie). Správce RhinoAssembly umožňuje výběr více vazeb najednou. Více vazeb lze vybrat obvyklým způsobem pomocí klávesy Shift nebo Ctrl, poté může uživatel všechny vybrané vazby animovat nebo je může odstranit z modelu stiskem klávesy Delete nebo klepnutím na položku Delete v kontextovém menu.

Panel Správce RhinoAssembly je ukotvitelný, můžete ho ukotvit k libovolnému okraji obrazovky Rhina nebo prostě jenom přetáhnout na libovolné místo v pracovní ploše Rhina.

Tvorba vazeb a řídicích rozměrů

Vazby a řídicí rozměry se aplikují na již vytvořené součásti. Pro nastavení vazeb a řídicích kót se využívají existující hrany a stěny ploch nebo spojených ploch. Pro nastavení vazeb v modelu spusťte příkaz, který odpovídá požadovanému typu vazby nebo klepněte na odpovídající ikonu v paletě Assembly a poté vyberte hrany nebo stěny v pracovní ploše Rhina.

Editace vazeb a vlastností řídicích kót

Otevřete okno Správce RhinoAssembly a vyberte vazbu, kterou chcete editovat. Poklepejte na ni myší nebo na ni klepněte pravým tlačítkem a v kontextovém menu zvolte položku "Upravit...". Otevře se panel Vlastnsoti vazby, kde můžete upravit název vazby nebo hodnotu řídicí kóty. Také zde můžete změnit animační parametry vybrané vazby (úhel nebo vzdálenost). Vypnutím zatržítka Zapnutá danou vazbu nebo řídicí rozměr dočasně potlačíte.

Klepnutí na libovolný symbol pravítka vám umožní automaticky vložit hodnotu vypočtenou z aktuální polohy objektů do odpovídajícího políčka v panelu Constraint Properties. Tlačítka s malými šipkami umožňují zvyšovat nebo snižovat hodnoty řídicích kót uložené v příslušných políčkách. Pokud je políčko Update Automatically v panelu Assembly Manager zapnuté, bude při změně hodnoty v políčku pomocí šipek odpovídajícím způsobem překreslována poloha příslušného objektu v modelu.

Klepnutím na tlačítko Flip Side změníte vzájemnou polohu svázaných objektů. Pokud je na příklad rovina tečná k válci, klepnutím na toto políčko u vazby Tangency přesune válec na opačnou stranu roviny.

Aktualizace geometrie

Rhino Assembly podporuje dva různé režimy aktualizace modelu. První režim je automatický (ten je výchozí). Druhý režim je ruční aktualizace. Přepínání mezi těmito režimy se realizuje prostřednictvím políčka Update Automatically v panelu Assembly Manager. V režimu automatické aktualizace jsou vazby a kóty aplikovány na součásti sestavy okamžitě. Aktualizace modelu probíhá automaticky po vytvoření nebo smazání vazby nebo kóty, po změně parametru nebo řídicí kóty nebo po přesunutí nebo natočení objektu uživatelem. Pokud je políčko Update Automatically prázdné, přepočítá Rhino Assembly polohu objektů pouze tehdy, když o to uživatel výslovně požádá.

Nalevo od políčka Update Automatically se nachází indikátor stavu sestavy. Jeho barvy mají následující význam:

• Zelená: všechny vazby a kóty jsou funkční. Objeví se v případě úspěšného přepočítání.
• Žlutá: stav vazeb v modelu je neznámý. V režimu automatické aktualizace se tato barva objeví tehdy, když je model změněn jinou funkcí Rhina, než je přesunutí, otočení nebo přetažení a také tehdy, když byl model právě načten ze souboru .3dm. Když vypnete automatickou aktualizaci, objeví se tento indikátor po jakékoliv modifikaci geometrie nebo vazeb. Pro aktualizaci stavu modelu spusťte příkaz LDDUpdate nebo klepněte na ikonu aktualizace nebo poklepejte na indikátor samotný.
• Červená: některé z vazeb nebo řídicích kót jsou poškozené. Objeví se při nesouladu mezi vazbami nebo parametry řídicích kót a nelze tudíž vyhovět všem vazbám. V takovém případě odstraňte rozporné vazby nebo opravte parametry tak, aby byla obnovena soudržnost modelu.

Vzhůru do (nedaleké) budoucnosti

V posledních letech se ale kromě klasického přístupu ke konstrukční historii začínají objevovat nové technologie pro editaci modelu, říká se jim "direct modeling" nebo "direct editing". Model již nemusí být tvořen konstrukčním stromem, změny můžete aplikovat i na "mrtvou" geometrii bez konstrukční historie, načtenou třeba přes soubor IGES. Klepnete například na plochu zaoblení, napíšete jeho novou hodnotu nebo táhnete myší interaktivně nový rádius a model se podle této změny přegeneruje včetně navazujících ploch. Nebo můžete volně přesouvat či otáčet různé stěny, žebra, výstupky a otvory v modelu, aniž byste je museli mít parametricky definované. Mezi předního představitele přímé editace můžeme zařadit program SpaceClaim, který mimochodem skvěle spolupracuje s Rhinem. Ovšem uživatele Rhina bude asi nejvíc zajímat informace, že vědci z firmy Ledas, která vyvíjí plugin Rhino Assembly pro Rhino, chce tuto technologii začlenit do svého nového zásuvného modulu pro Rhino. Budete tedy moci nejen definovat vazby, ale i přímo editovat rozměry tělesa bez nutnosti zápasit s těžkopádným stromem konstrukční historie... Matematické jádro modulu by mělo umožnit přímo editovat model na úrovni ploch, hran a vrcholů, měl by řešit tečnost a kolmost a umožňovat inteligentní parametrickou a hlavně "bezestromovou" editaci modelu.