آموزش پیشرفته سالید –  فرمت های سالیدورک ، کتیا، اتوکد – بخش اول

Solidworks Format

در دروس گذشته توضیحات کاملی در خصوص نحوه ایجاد قالب های آماده در نرم افزار سالیدورکز داده شد. اکنون لازم میدانیم چند جلسه را به توضیح در خصوص آموزش فرمت های استاندارد مدلسازی به کمک کامپیوتر (CAD) اختصاص دهیم. در ابتدا لازم است بدانیم که چرا هر نرم افزار مانند سالیدورک، کتیا، اینونتور و ... از یک فرمت پیش فرض استفاده می کند؟ جواب این سؤال ساده است. از آنجایی که هر نرم افزار مجموعه ای از کد های برنامه نویسی است، و قطعا کدها، روش ها و استراتژی هر شرکت برای ایجاد یک نرم افزار طراحی سه بعدی با سایر شرکت ها متفاوت است، پس طبیعی است که هر شرکت برای کاهش حجم فایل های طراحی از کد های مخصوص به خود و در نتیجه از فرمت ذخیره مخصوص به خود استفاده می کند. اما اگر به تبادل اطلاعات بین نرم افزار های مختلف نیاز داشتیم باید چه کنیم؟ این سؤالی است که از زمان ظهور نرم افزار های مختلف CAD,CAM,CAE ایجاد شد و به سرعت راه حلی برای آن به وجود آمد. این راه حل تعریف فرمت های استاندارد ذخیره فایل های سه بعدی هستند. این فرمت ها باید بگونه ای تعریف شوند که در اکثر نرم افزار های طراحی و شبیه سازی قابل ذخیره و باز شدن بوده و در واقع از زبان مشترکی برخوردار باشند.

یکی از مثال های کاربردی در زمینه استفاده از فرمت های استاندارد، مدلسازی و تحلیل یک قطعه است. چنانچه با نرم افزار های شبیه سازی مانند آباکوس و انسیس کار کرده باشید، حتما متوجه شده اید که مدلسازی با این نرم افزار ها بسیار محدودتر  و زمان بر تر خواهد بود. لذا بسیاری از کاربران حرفه ای و متخصصان نرم افزار های طراحی و تحلیل، ابتدا در نرم افزاری مانند سالیدورکز یا کتیا پروسه مدل سازی را انجام داده، سپس مدل را به فرمت هایی مانند IGS تبدیل و در نرم افزاری مانند آباکوس (Abaqus) تحلیل آن را انجام می دهند.

مثال دیگر در این زمینه می تواند مربوط به شرکت های بزرگ مهندسی، طراحی وساخت باشد. در شرکت هایی مانند زیمنس و جنرال الکتریک که طراح و سازنده انواع توربین های گازی، ژنراتور ها، توربین های بادی و ... هستند، مسلما بخش های طراحی و تحلیل از هم تفکیک شده و هر یک بصورت تخصصی وظیفه مشخص شده را انجام می دهند. ممکن است در این شرکت ها برای طراحی از یک نرم افزار و برای تحلیل از نرم افزاری دیگر استفاده شود. از آنجایی که این بخش ها باید در ارتباط تنگاتنگ با یکدیگر باشند، قطعا نیاز به زبانی مشترک دارند تا پروسه طراحی و توسعه محصول، با سرعتی بیشتر طی شود. در درس های بعدی در خصوص این فرمت ها و ویژگی های آنها توضیحات بیشتری داده خواهد شد.

  

 


 

 

آموزش پیشرفته سالید - فرمت سالید ورک - فرمت IGS - بخش دوم

Solidworks Format - IGES

در مطلب گذشته توضیحات کلی در خصوص فرمت های مختلف ذخیره و بازخوانی فایل های سه بعدی و لزوم این کار گفته شد. در این نوشته یکی از اولین فرمت های استاندارد فایل های سه بعدی را بررسی می کنیم. فرمت IGS یا IGES که مخفف Initial Graphics Exchange Specification است، یک روش ذخیره فایل های سه بعدی برداری می باشد که بر اساس یکی از پروژه های تولید یکپارچه به کمک کامپیوتر (Integrated Computer Aided Manufacturing (ICAM)) که در نیروی هوایی ایالات متحده  United States Air Force (USAF) تعریف شده بود، توسعه یافت. سپس در سال 1980 میلادی، این پروژه توسط مؤسسه ملی استاندارد ایلات متحده بهینه سازی و بصورت یک فرمت استاندارد بر اساس قوائدی تعریف شده بوجود آمد. با استفاده از فرمت IGS واحد های طراحی و تحلیل به راحتی می توانند با یکدیگر تبادل اطلاعات داشته باشند. تقریبا تمامی نرم افزار های مدلسازی سه بعدی از فرمت IGS پشتیبانی می کنند. همچنین نرم افزارهایی مانند Abaqus که مخصوص تحلیل داده ها هستند هم از این فرمت پشتیبانی می کنند.

علاوه بر آن این فرمت برای استفاده در پروسه ساخت و در واقع ساخت به کمک کامپیوتر (Computer Aided Manufacturing-CAM) نیز کاربرد دارد. زمانی که صنایع پیشرو در جهان برای بهبود دقت در ساخت تجهیزات به سمت ماشین های کنترل عددی (Numerically Controlled-NC) حرکت کردند و پس از آن برای افزایش سرعت و پر کردن خلاء بین طراحی و تولید، به سمت ماشین های کنترل عددی توسط کامپیوتر (Computer Numerically Controlled-CNC) رفتند، این فرمت های سه بعدی از لازمه های برقراری ارتباط بین زبان نرم افزار مدلسازی و زبان نرم افزار اپراتوری ماشین های CNC بوده است که فرمت IGS به خوبی این ارتباط را برقرار کرده است.

 

تصویر شماره 1 : نمایش یک قطعه با فرمت IGS که المان های تشکیل دهنده آن مشخص شده است.

فرمت IGS از ماتریس هایی از نوع ASCII تشکیل شده است که هر ماتریس مشخصات یک بردار را بیان می کند. این اطلاعات در کنار هم مشخصات سطوح و در مرحله بعد، مشخصات قطعه و حتی یک اسمبلی را تعیین می کنند که این یکی از مزایای بسیار حائز اهمیت فرمت IGS نسبت به سایر فرمت ها می باشد. برای مثال اگر یک اسمبلی را در سالیدورکز طراحی کنید و با فرمت IGS فایل اسمبلی را ذخیره کنید، نه تنها آن مجموعه، که قطعات و اجزاء تشکیل دنده آن نیز در نرم افزار دیگر قابل تفکیک و بصورت مجزا به نمایش در خواهند آمد. 

تصویر شماره 2: ماتریس ASCII برای یک طراحی تحت فرمت IGS 

 

  

 

آموزش پیشرفته سالیدورک(سالیدورکس) - فرمت سالید - فرمتSTL - بخش سوم

Solidworks Format - STL

پس از توضیح در خصوص فرمت IGS ، در این نوشتار به توضیح فرم STL StereoLithography می پردازیم. این فرمت توسط شرکت 3D-Systems که یک شرکت آمریکایی فعال در زمینه طراحی و ساخت تجهیزات نمونه سازی و Prototyping است، در سال 1986 و برای مدل سازی سریع (Rapid Prototyping) و برقراری ارتباط با ماشین هایی از جمله پرینتر های سه بعدی و تکنولوژی تولید مستقیم دیجیتال (Direct Digital Manufacturing) طراحی شده. فرمت STL تا حدودی مشابه فرمت IGS است و از بردارهایی پیوسته ایجاد می شود. با این تفاوت که فرمت STL تنها حاوی اطلاعات سطح (Surface) است. از این نظر این فرمت ذخیره مدل های سه بعدی، هیچ اطلاعاتی در خصوص رنگ، مواد و مشخصات فیزیکی قطعه در اختیار کاربر قرار نخواهد داد. این در حالی است که یک مدل CAD که با نرم افزارهایی مانند سالیدورکز یا کتیا ایجاد شده، سطوح و منحنی ها بصورت یک فرمول هندسی و نه خطوط به هم پیوسته تعریف شده اند. همچنین در فرمت های استاندارد این نرم افزارها، قطعه علاوه بر مشخصات هندسی سطح، می تواند دارای جنس با ویژگی های فیزیکی و مکانیکی، رنگ، پروسه تعریف پروسه ساخت و ... باشد.

 

تصویر شماره 1 : تفاوت ساختاری فرمت STL با مدل CAD 

فرمت STL نیز از ماتریس های نوع ASCII تشکیل شده و شامل سطوحی متشکل از مثلث هایی با قائده درست راست و سیستم مختصاتی دکارتی است. از این فرمت برای فایل های ابر نقاط (اسکن سه بعدی) نیز استفاده می شود. در نرم افزار سالیدورکز کار کردن با فرمت IGS راحت تر از STL است. این نکته را هم در نظر داشته باشید که فایل های اسمبلی در صورتی که با فرمت STL ذخیره شوند، بصورت قطعات جدا از هم ذخیره شده و از کارایی کمتری برخوردار هستند. اما چنانچه یک مجموعه مونتاژی با فرمت IGS ذخیره شود، کل قطعات مجموعه در یک فایل وجود خواهد داشت و با باز کردن همان یک فایل، میتوان سایر قطعات را نیز بصورت جدا باز، ذخیره و یا تغییر داد. این نکته حائز اهمیت است که در هیچ یک از دو فرمت گفته شده (IGS وSTL) ارتباط بین اجزاء مشخص نمی شود. 

 

 


 

آموزش پیشرفته سالیدورک -تبدیل فرمت سالید به کتیا - STEP - بخش چهارم

Solidworks Format - STEP

فرمت STEP یکی دیگر از فرمت های رایج ذخیره سه بعدی فایل های CAD است. این فرمت ذخیره در سال 1984 به عنوان یک فرمت جانشین برای IGS تعریف شد اما به دلیل پیچیده بودن پروژه، استاندارد های لازم و تعریف فرمت تا سال 1994 میلادی زمان برد. فرمت STEP که مخفف Standard for the Exchange of Product model data است، بر اساس استاندارد ISO 10303-21 تعریف شده و همچنان نیز به روز رسانی می شود. آخرین بروز رسانی این فرمت در سال 2016 اتفاق افتاده. این فرمت با پسوند های   .step, .stp, .stpz, .ste و .p21 نمایش داده می شود.

در حالی که فرمت IGS تنها شامل اطلاعات سطح بوده و به همین دلیل معمولا مشکلاتی در گپهای بین سطوح و از بین رفتن بعضی سطوح بوجود خواهد آمد، در فرمت STEP که شامل مدل کامل جامد است، این نواقص برطرف شده. در صورتی که یک فایل پارت در سالیدورکز  با فرمت STEP ذخیره شود، هنگام بازخوانی آن، امکان تحلیل و دستیابی به ویژگی های ایجاد کننده قطعه وجود دارد. البته این ویژگی ها بر اساس هوش مصنوعی نرم افزار تحلیل می شود و ممکن است با نحوه ایجاد قطعه توسط اپراتور اصلی تفاوت داشته باشد. همچنین در صورت استفاده از تحلیل ویژگی های سازنده قطعه توسط نرم افزار بصورت خودکار، ممکن است بعضی از این ویژگی ها به درستی شناسایی نشده و یا در ایجاد مدل و سطح قطعه، گپ ها و ایراداتی به وجود آید.

تصویر شماره 1 : تفاوت ساختاری فرمت STEP (سمت راست)  با فرمت IGS (سمت چپ) 

همچنین در صورتی که یک فایل اسمبلی را در محیط سالیدورکز با فرمت STEP ذخیره کنید، تک تک اجزاء تشکیل دهنده اسمبلی، قابل باز شدن بصورت مجزا بوده و مراحل تشخیص ویژگی های درخت طراحی را می توان برای هر یک از قطعات بصورت مجزا طی نمود. البته برای اینکه اجزاء اسمبلی نیز ذخیره شوند و در آینده بتوانید از آنها استفاده کنید، باید هر یک از فایل های زیر مجموعه را با فرمت خود نرم افزار (در اینجا سالیدورک) ذخیره کنید. 

 

 

 

 

آموزش پیشرفته سالیدورک- فرمت های سالیدورک - 3D PDF - بخش پنجم

Solidwork Format - 3D PDF

حتما با فرمت ذخیره PDF(Adobe Portable Document Format) آشنا هستید. این فرمت برای ذخیره و بازخوانی فایل های دو بعدی از جمله متن، گزارش، تصاویر، نقشه و یا ترکیبی از اینها توسط شرکت Adobe طراحی و عرضه شد. . ویژگی بسیار مثبت این فرمت در ثابت نگه داشتن فونت و ساختار اعداد، حروف، جداول، تصاویر یا سایر کارکترها می باشد که در نتیجه آن در ورژن های مختلف نرم افزارها و بدون توجه به سیستم عامل و یا نیاز به نرم افزار ایجاد کننده، امکان بازخوانی آن وجود دارد. شرکت Adobe پس از این تجربه موفق و توسعه نرم افزارهای مدلسازی سه بعدی، اقدام به طراحی و کد نویسی فرمت محبوب PDF برای فایل های سه بعدی نمود. بسیاری از فرمت های ذخیره فایل های سه بعدی گفته شده تا کنون برای بازخوانی نیاز به یک نرم افزار تخصصی دارند اما فرمت 3D-PDF مانند برادر بزرگ خود نیازی به هیچ نرم افزار تخصصی نداشته و تنها با استفاده از نرم افزارهای خواندن PDF امکان بازیابی آنها وجود دارد. مانند نسل قبل آن که تنها برای نمایش فایل های دو بعدی بوده و امکان قفل گذاری روی فایل (جهت محافظت از حق ناشر و حذف امکان چاپ و کپی تمام و یا بخشی از فایل) وجود دارد، در فرمت سه بعدی نیز این امکانات موجود است. امکان تبدیل مدل سه بعدی به 3D-PDF تقریبا در هر نرم افزار مدلسازی فراهم آمده اما خواندن این فرمت تنها با استفاده از نرم افزارهای مخصوص خواندن PDF امکان پذیر است.

 

 

مدلسازی سه بعدی و طراحی صنعتی

مهندسی معکوس ماشین آلات و تجهیزات صنعتی

انجام پروژه سالیدورک (سالیدورکز)

شرکت آراکو - محمد قربانعلی بیک

شماره تماس مستقیم : 09124780268

شماره تماس شرکت : 02166561974-02166595231

وبسایت : www.araco.ir

ارتباط با ما در تلگرام :  https://telegram.me/m_ghorbanalibeik 

مشاهده نمونه پروژه های آراکو در اینستاگرام : https://www.instagram.com/araco.ir