Параметричне моделювання (параметризація) — моделювання (проєктування) за допомогою параметрів елементів моделі та співвідношень між цими параметрами. Параметризація дає змогу за короткий час розглянути (змінюючи параметри або геометричні співвідношення) різні конструктивні схеми і уникнути принципових помилок.

Параметричне моделювання суттєво відрізняється від звичайного двовимірного креслення або тривимірного моделювання. Конструктор у разі параметричного проєктування створює математичну модель об'єктів із параметрами, в разі змінення яких змінюються конфігурація деталі, взаємні переміщення деталей у збірці тощо.

Ідеї параметричного моделювання виникли ще на ранніх етапах розвитку САПР, але протягом певного часу їх було неможливо реалізувати через недостатню продуктивність комп'ютерів.

Перші відомі САПР із можливістю параметризації вийшли 1989 року. Серед них були Pro/Engineer (тривимірне твердотільне параметричне моделювання) фірми і T-FLEX CAD (двовимірне параметричне моделювання) фірми Топ Системи.История CAD от Marian Bozdoc (перевод на русский)История CAD от Marian Bozdoc (на англ языке)

Двовимірне параметричне креслення та моделювання Параметризація двовимірних креслень зазвичай доступна в САПР середнього та важкого класів. Однак ставка в цих системах зроблена на тривимірну технологію проєктування, і можливості параметризації двовимірних креслень практично не використовуються. Параметричні САПР, орієнтовані на двовимірне креслення (легкий клас), найчастіше є «урізаними» версіями просунутих САПР.

Тривимірне параметричне моделювання Тривимірне параметричне моделювання є значно ефективнішим (але й складнішим) інструментом, ніж двовимірне параметричне моделювання. В сучасних САПР середнього та важкого класів підтримку параметричних моделей закладено в ідеологію самої системи. На параметричному описі об'єкта ґрунтується весь процес проєктування.

Типи параметризації

Таблична параметризація Таблична параметризація полягає у створенні таблиці параметрів типових деталей. Новий примірник деталі створюється через вибір із таблиці типорозмірів. Можливості табличної параметризації дуже обмежені, оскільки задати довільні нові значення параметрів та геометричних відношень зазвичай неможливо.

Однак таблична параметризація має широке застосування у всіх параметричних САПР, оскільки суттєво спрощує та прискорює створення бібліотек стандартних та типових деталей, а також їх застосування у процесі конструкторського проєктування.

Ієрархічна параметризація Ієрархічна параметризація (параметризація на основі історії побудов) полягає в тому, що в ході побудови моделі вся послідовність побудови відображається в окремому вікні у вигляді дерева побудови. У ньому перераховано в порядку створення всі наявні в моделі допоміжні елементи, ескізи і виконані операції.

Крім «дерева побудови» моделі, система запам'ятовує не лише порядок її формування, але й ієрархію її елементів (відношення між елементами). Приклад: збірки → підзбірки → деталі.

Параметризація на основі історії побудови є у всіх САПР, які використовують тривимірне твердотільне параметричне моделювання. Зазвичай такий тип параметричного моделювання поєднується з варіаційною та/або геометричною параметризацією.

Варіаційна (розмірна) параметризація Варіаційна, або розмірна, параметризація заснована на побудові ескізів (з накладенням на об'єкти ескізу різних параметричних зв'язків) та накладення користувачем обмежень у вигляді системи рівнянь, які визначають залежності між параметрами.

Процес створення параметричної моделі з використанням варіаційної параметризації виглядає так:

На першому етапі створюється ескіз (профіль) для тривимірної операції. Далі на ескіз накладаються необхідні параметричні зв'язки. Потім ескіз «обмірюється», уточнюються окремі розміри профілю. На цьому етапі деякі розміри можна позначити як змінні (наприклад, параметру, що позначає довжину певної деталі, надати назву «Length») і задати залежності інших розмірів від цих змінних у вигляді формул (наприклад, «Radius=Length/2»). Потім проводиться тривимірна операція (наприклад, витискання), значення атрибутів операції теж слугують параметрами (наприклад, величина витискання). Якщо потрібно створити збірку, то взаємне положення її компонентів задають, вказуючи спряження між ними (збіг, паралельність або перпендикулярність граней та ребер, розташування об'єктів на відстані або під кутом один до одного тощо).

Варіаційна параметризація дає змогу легко змінювати форму ескізу чи величину параметрів операцій, завдяки чому зручно модифікувати тривимірну модель.

Геометрична параметризація За геометричної параметризації геометрія кожного параметричного об'єкта перераховується, залежно від положення батьківських об'єктів, його параметрів і змінних.

Параметрична модель, у разі геометричної параметризації, складається з елементів побудови та елементів зображення. Елементи побудови (конструкторські лінії) задають параметричні зв'язки. До елементів зображення належать лінії зображення (якими обводять конструкторські лінії), а також елементи оформлення (розміри, написи, штрихування тощо).

Одні елементи побудови можуть залежати від інших. Елементи побудови можуть містити й параметри (наприклад, радіус кола або кут нахилу прямої). При зміні одного з елементів моделі всі елементи, що залежать від нього, перебудовуються відповідно до своїх параметрів і способів їх задання.

Процес створення параметричної моделі методом геометричної параметризації такий:

На першому етапі конструктор задає геометрію профілю конструкторськими лініями та зазначає ключові точки. Далі проставляє розміри між конструкторськими лініями. На цьому етапі можна встановити залежність розмірів один від одного. Потім обводить конструкторські лінії лініями зображення — виходить профіль, з яким можна здійснювати тривимірні операції.

Наступні етапи загалом аналогічні процесу моделювання методом варіаційної параметризації.

Геометрична параметризація дає змогу гнучкіше редагувати моделі. Якщо треба внести незаплановану зміну, то з геометрії моделі не обов'язково видаляти початкові лінії побудови (що може призвести до втрати асоціативних взаємозв'язків між елементами моделі), — можна провести нову лінію побудови і перенести на неї лінію зображення.

Див. також

Комп'ютерна тривимірна графіка

Примітки

Посилання