SolidWorks 2007新技术管窥

作者：SolidWorks大中国区技术总监 陈超祥

欢迎访问e展厅 展厅 1 CAD/CAM软件展厅 CAD软件, CAD/CAM, CAM, 钣金CAD/CAM, CAI, ... 一、 SWIFT，SolidWorks未来的经典技术 SWIFT（SolidWorks Intelligent Feature Technology，SolidWorks智能特征技术）目前包含了Feature Expert（特征专家）、Mate Expert（配合专家）、Sketch Expert（草图专家）和Tolerance Expert（公差专家）四个专家系统。 首先，Feature Expert（特征专家）要解决的核心问题是帮助工程师如何面对三维设计过程中越来越多的特征参数与关系，尤其是对刚从二维CAD软件转换到三维CAD软件的设计新手而言，在设计的过程中将会碰到由于经常的设计修改而使后续众多的特征参数和关系出现一些列的警告与错误等问题而变得无所适从。现在，借助于Feature Expert（特征专家）就可以快速而轻松地解决这些问题了。 其次，Mate Expert（配合专家）主要针对的是轻松解决复杂产品零部件之间的配合关系可能出现的问题。比如，一个由几十个零部件组成的产品，工程师是比较容易去管理各个零部件之间的装配关系的，但如果换成一个由成千上万个零部件组成的产品，那么其装配关系是异常复杂的，特别是当发生设计修改和配合关系更新时，许多关联于配合的问题就会出现，这对于一个普通工程师来讲就可能是很难甚至没有办法来理清和处理这些关系和问题的。现在借助于配合专家就可以轻松地解决这些问题了，系统会自动地帮您去解决在复杂产品设计中因某个零件的修改而带来的连锁反应，这对于设计"新手"而言尤其有效。 第三个是Sketch Expert（草图专家）。三维设计的基础是二维，因此很多时候工程师进行设计是从二维开始的，也就是要先绘制草图，而草图是由许多的点、直线、圆弧、曲线及其之间的几何关系组成的，但通常无法对此进行非常有效的管理和处理，因此，在SolidWorks未来的版本中将通过Sketch Expert帮助工程师解决因草图发生修改之后，自动调整和改变图素的位置、大小及关联关系。 以上三个专家系统都侧重于改进设计手段，旨在帮助二维工程师或新手工程师快速地成为合格的三维设计工程师，并使他们尽快地成为三维设计的高手。 第四个是Tolerance Expert（公差专家）。很多时候工程师在进行产品设计时，不仅仅只要考虑结构本身的设计，而且还要考虑到后续的加工及制造等。因此就有必要考虑加工公差的问题，例如一个螺钉孔，从造型来看就是一个锥形空孔，但由于加工方式及制造方法的不同，其公差就会存在较大的差别。因此在很多时候，我们需要在工程图上将准确的公差参数标注上去，并将制造环节的内容标注到详细的设计图纸中去。这对于那些不直接设计而只进行按图加工的企业是非常有用的。例如模具企业，由于在三维模型的图纸中包含了详细加工公差信息，模具的生产与加工效率就会更高，并且废料/废品率就会大大降低。 以四个专家系统为核心的SWIFT技术是SolidWorks 2007中最大的技术创新，这会使设计变得更方便、高效和轻松。 二、 Scan to 3D，SolidWorks2007最值得期待的功能 在SolidWorks2007中最值得期待的功能非Scan to 3D（从扫描到三维建模技术）莫属，通过该功能，工程师可以实现，将实物模型通过扫描技术准确的形成可编辑的三维实体模型，从而可以大大地提高设计的效率，缩短设计周期，并提高设计的质量。例如设计一个游戏机的手柄，现在的设计方法是先手工做一个手柄模型（即从实物模型开始），通过扫描技术快速形成可编辑的三维实体模型，在三维系统中进行修改和优化设计，再通过快速成型等技术形成新的实体模型，如果发现问题，再扫描，建模、修改、再建模，并进行设计循环，最终满足客户的要求。传统的该设计流程是很一个漫长而烦琐的过程，现在通过SolidWorks的Scan to 3D技术，问题就变得非常简单。 要实现以上的技术，需要在三个方面有所突破与创新： 首先是扫描技术，实现如何通过快速扫描，将实物很准确的变成一个数字化的设计模型。在SolidWorks研发团队的努力下，研究和开发出了One-Button-Scan（一键扫描）功能，使得扫描技术在操作和效率上有了很大的突破，工程师仅需一个按扭就可实现超过每分钟百万个点的高速扫描。 其次就是在扫描完成以后，如何快速的将海量的扫描点形成一个三维实体模型，并方便地在SolidWorks中进行进一步的修改、编辑。此外，扫描所得的模型可能还会有一些"边"需要特别考虑与处理，因此在系统中提供了将点的数据形成特定的边、面等实体单元，并对此进行进一步的编辑和修改，如倒圆角，参数化等；同时，也可以将特定的曲面数据提取出来，在此基础上对曲面数据进行进一步的CAD应用与建模。 最后一点就是在SolidWorks前期的版本中没有解决的，即通过很多的点直接生成三维曲线/曲面（如从上百万个点中提取出曲线或曲面），这样将使建模变得非常方便。 Scan to 3D技术的应用与实现将对大量采用仿形设计的消费品行业的研发与设计带来巨大的影响！ 三、 十大功能推动SolidWorks贴近用户 为满足工程师的设计要求，SolidWorks2007中将在10大方面进行技术上的改进与创新，具体表现在： 第一：SWIFT技术。 第二：二维草图的框架布局设计与机构运动模拟功能。 第三：三维中增加了皮带轮机构的设计功能。比如给定皮带的总长度，挪动不同轮的相对位置时，系统会自动计算或调整整个机构，并自动提示是否需要在旁边添加小的滑轮来保持机构的合理运动等。 第四：自由曲面功能（Free-Formed Surface），我们在创建完实体过程中，用户可以动态地拖动或改动自由型曲面实体上的任何部位，对曲面实现可视化的更加精确的控制。 第五：钣金功能增强。例如钣金的弯曲过程往往一次到位，一次成型的，需要多次弯曲后才能最终成型，在SolidWorks2007中允许工程师在设计时考虑钣金的制造流程。 第六：焊接功能增强。在SolidWorks的以前版本中已经有了焊接功能，但在2007中工程师在设计完后可以直接在SolidWorks环境下，利用COSMOS分析焊件焊点的应力应变分布及整个结构的强度等。 第七：公差分析。例如在进行孔/销配合时，设计时有一个孔，这个孔可以大一点，可以小一点，如果孔小、销大时就不能插进去，通过2007版中的零部件配合的公差分析功能，就可看到在不同的公差情况下，这些零部件是否能得到合理的装配。 第八：COSMOSXpress功能。COSMOSXpress是包含在SolidWorks基本配置中的免费的分析软件插件，在2007中又增加了优化功能，比如可以设定零件在满足特定应力强度的要求下，COSMOSXpress可以实现零件在满足该应力条件下的关键尺寸变化范围的推荐，从而达到零件尺寸的优化和节约原材料的目的。 第九：文档大小大大缩小。在SolidWorks2007中模型文档的大小将得到大大的缩小，通常至少可以缩小50%左右。 第十：复杂装配的管理问题。通常一个复杂产品的零部件有成千上万个，并且可能存储在不同的位置，如果要将其中的某个部件及其关联件与工程图等都找出来传递给其他工程师，以前这种工作是非常烦琐的，需要工程师将零件图一个一个找出来，再将相关的工程图也一个一个的找出并谨慎地处理。在SolidWorks2007中通过Design Copy Function功能，只需选中顶层部件后按一个健，就可以把所有相关文档（三维模型图、工程图等）都打包成成压缩文件，传递给其他的工程师即可。而接收工程师一旦在系统中打开后，整个部件均在一起，这样大大的提高了工作效率。 四、 结论 与SolidWorks 2006版相对于2005版有200多项新增功能而言，2007版在新增功能的数量上可能没有大的变化，但2007版在新技术的应用、改进和创新上将是划时代的。同时通过组建技术的大量应用，2007版的文件仅从占用磁盘的大小上就"瘦身"了一半！对于广大的工程师和用户而言，SolidWorks 2007是非常值得期待的！ －－摘自e-works李翔对SolidWorks公司研发副总裁Chris Garcia先生专访(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (2/21/2006)