Os desenvolvedores de componentes de software tendem a estar muito distantes dos usuários finais dos produtos nos quais seus componentes são empregados. Recentemente, no entanto, nos conectamos diretamente a um usuário do KOMPAS-3D MCAD para resolver um problema que envolve o design de moldes. Parece que os modelos 3D estavam sendo exportados incorretamente para formatos de troca de dados como STP, X_T e SAT. Infelizmente, a causa estava no nosso núcleo de modelagem geométrica do C3D Modeler. Aqui está como resolvemos o problema rapidamente.

Molde sob ameaça

Aleksei Grekov é o engenheiro-chefe de design da fábrica de instrumentos de Sverdlovsk. Ele desenha moldes há 36 anos, nos últimos 15 com o KOMPAS-3D. Como tal, ele é extremamente consciente. Ele assume a responsabilidade por seu trabalho e monitora o estado de suas criações até a produção. Por esse motivo, você encontra frequentemente Aleksei Grekov no chão de produção da planta.





Além de fabricar seus próprios produtos, a fábrica produz moldes para clientes externos. Um desses pedidos de clientes resultou na fábrica de Sverdlovsk solicitando suporte para um problema intrigante, que acabou com nosso suporte técnico do C3D Labs. A Sverdlovsk Instrument Plant teve que entregar um modelo 3D em um formato de troca de dados, porque o cliente não usou o KOMPAS-3D. Após o procedimento de exportação e importação, o resultado acabou como uma superfície e não como um corpo sólido. As superfícies não podem ser usadas para fazer moldes e, portanto, o cliente não seria capaz de usar o modelo 3D.


Superfície incorreta resultante de erro de filetagem

O problema surgiu quando o departamento de design implantou uma nova versão do KOMPAS-3D. As suspeitas de funcionários foram despertadas depois, como colocaram, "não apenas mudaram a interface, mas também destruíram a função de exportação!"

Aleksei Grekov relata o que aconteceu:

Nosso cliente não usou o KOMPAS-3D e precisou do modelo não apenas para visualização, mas também para processamento e montagem na fábrica. O KOMPAS Viewer seria suficiente se o modelo apenas precisasse ser visualizado. A função de exportação / importação precisava funcionar corretamente para fornecer o modelo sólido e não um modelo de superfície. Nas versões anteriores do KOMPAS-3D, a função de tradução funcionava melhor e raramente encontrávamos problemas ao criar formatos intermediários.

Após analisar o problema, os desenvolvedores do KOMPAS-3D perceberam que o cerne do problema estava em alguma matemática. Do lado de fora, o molde parecia estar fechado e o KOMPAS-3D o tratou como se estivesse. Na realidade, as arestas do modelo não estavam alinhadas, então elas se dividiram, o que transformou o sólido em um modelo de superfície. Foi necessária experiência específica para resolver o problema, pois os algoritmos padrão do kernel de modelagem geométrica do C3D Modeler (no qual o KOMPAS-3D se baseia) não conseguiram resolver o problema.

Primeiro, os desenvolvedores propuseram uma solução alternativa para formar adequadamente o modelo: altere a geometria para alinhar as arestas. Como se viu, alterar a geometria não era uma opção, pois a precisão era da maior importância. A solução proposta não funcionou.

Fórmula do molde

Diagnósticos detalhados mostraram que o modelo estava sendo construído com um defeito que não impedia a edição do KOMPAS-3D, mas o tornava incompatível com a troca de dados.

A pista para o problema veio da observação de que a concha fechada se abriu após a tradução. A causa foi a adição de arestas de fronteira que resultaram de uma operação booleana. O designer de CAD traçou um contorno em um rosto, extrudou-o e uniu-o ao corpo do pai. Mas o contorno excedeu um pouco o tamanho da face devido às peculiaridades das restrições aplicadas.


A seta indica um contorno que excede o tamanho da face

O fato de o contorno se destacar além das bordas não era necessariamente um problema. A questão surgiu porque o contorno se destacou um pouco, em uma quantidade equivalente à tolerância. Portanto, a operação booleana prosseguiu ao longo do ramo que ignorou a criação de faces. Pequenas lacunas não são um problema tão grande para a matemática do kernel quanto faces de tamanhos semelhantes - isso é verdade para algoritmos de modelagem, mas não, como se viu, para a troca de modelos. Tendo determinado o problema, nossos programadores resolveram o problema ajustando os critérios que decidiam criar ou não faces.


Solução matemática para o problema de exportação

Porém, outra fonte do bug nas bordas dos limites foi encontrada. Os parâmetros de entrada da operação de filete envolvem o raio do filete, além de uma cadeia de arestas a serem substituídas por novas faces. Freqüentemente, uma operação de filete não é estritamente local: às vezes afeta não apenas as faces que tocam as bordas da cadeia de filetes, mas outras também. Situações difíceis podem surgir nas extremidades das cadeias abertas, porque a construção de filetes corretamente requer a modificação das faces de todas as arestas adjacentes aos vértices externos.

Se o raio de um filete for maior que a dimensão lateral de uma face (com relação à aresta), as faces que não são vizinhas também precisam ser modificadas. Certos casos foram processados ​​pelas funções regulares projetadas para modificar faces adjacentes a vértices externos; outras faces foram processadas separadamente como casos especiais. Como resultado da solicitação da fábrica de instrumentos de Sverdlovsk, aumentamos o número de casos especiais processados ​​com êxito.

De manhã no Kernel C3D, à noite no KOMPAS-3D

A nova solução matemática foi imediatamente adicionada ao kernel de modelagem geométrica do C3D Modeler e, em seguida, ao KOMPAS-3D v17 como uma atualização expressa, que foi entregue aos projetistas da fábrica de instrumentos de Sverdlovsk. A única coisa a fazer era aplicar o comando "Rebuild" do KOMPAS-3D ao modelo, exportá-lo para o formato de troca e verificar o resultado reimportando o arquivo.

Aleksei Grekov relata o resultado: “Nossa fábrica produziu um molde extremamente complexo para fundição, no qual passamos muito tempo trabalhando. Este projeto envolveu uma série de pedidos de assistência, que foram respondidos com sucesso. Hoje, o equipamento produzido por este projeto foi testado e os resultados são positivos. Todo esse trabalho valeu a pena tempo e esforço, e eu anexo fotografias do resultado final. Muito obrigado a todos os seus funcionários! ”





por Alexander Spivakov, chefe de desenvolvimento de conversores C3D do C3D Labs


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PS é cruzamento .