30多年来,基于特征的参数化建模一直是创建复杂零件和装配体的金标准,并且每天在全球数十万家公司的生产中使用。 

基于特征的参数化建模的美丽之处在于,工程师可以使用可理解的建模特征(草图,拉伸,圆角,壳等)的有序列表创建实体模型。更改尺寸值–或添加,编辑,重新排序或删除功能–自动更新零件’几何以及所有相关的下游可交付成果,例如装配体和工程图。这可以节省大量时间,并有助于减少设计错误。

其他建模技术试图获得市场认可,但是事实证明,参数化建模更可靠,更强大,更强大,从而使工程师和设计师能够在创纪录的时间内创建新产品。 

但是,参数化建模并非没有问题。创建几何图形和引用设计的其他部分时固有的弱点可能导致模型脆弱且不可预测,或者需要比完成任务所需的工作更多的工作。许多“best practice”今天存在文档,以教育用户如何规避这些问题。

一个好(或坏)的例子是相对于装配中的其他零件设计零件,或者称为上下文设计。如果引用的零件发生更改,移动,删除或找不到,则特征树会像圣诞树一样亮起。功能失败,或更糟糕的是,它们没有’不会失败,但是几何形状发生了不可预测的变化,没有警告或表明已发生更新。现在零件不正确,可能会以这种方式制造。许多公司被这种情况咬得太频繁了,实际上完全禁止使用上下文引用!

特色树还是圣诞树?没有人想要这样的礼物。

那些冒险的人很快就会后悔。辐射检测公司的一名工程师最近告诉我,他观察了组件背面板上的孔。“出乎意料地漂浮”他最后一次尝试使用旧的参数化CAD系统进行上下文设计。不用说,无论你’重新设计放射线检测器或圆珠笔时,模型应该没有自己的想法。

Six Ways 形状’设计工具从根本上来说更好

形状 is relatively new to the market, unburdened by decades of “best practices”和先入为主的想法。从头开始使我们有了不同的想法,可以从不同的角度来对待产品设计过程。

但是,由于参数化建模是各地设计专业人员的首选方法,因此使用它很容易–最好不要重新发明轮子,这是很有意义的。使用每个人都使用的相同建模技术来缩短学习曲线。

但是,我们不仅仅是盲目地模仿其他CAD系统的工作方式,而是借此机会重新访问了每个设计工具,并从根本上改变了它们的工作方式,以期改善每个设计工作流程。我们相信我们’ve got it right. The file-less architecture of 形状 is a significant 恩 abler for these process improvements.

您’在Onshape中可以找到参数化建模的所有核心元素,例如草图,拉伸,旋转,圆角,壳和放样。如果你’在过去30年中使用过任何专业级设计工具,然后您 ’我本能地知道如何在Onshape中构建健壮的参数模型。从字面上看,在一两天内’所有工具及其使用方法将与时俱进。如果你’3D设计的新手,’我们简化了流程并简化了工具集,以使过渡尽可能顺利。

尽管许多用于构建零件和装配体的工具会让人很熟悉,但围绕其应用程序的许多工作流程却有所不同。足够独特,可以在此处列出和说明差异。

形状 delivers fundamentally better ways of modeling in many areas, such as:

  1. 多部分设计

  2. 构型

  3. 标准内容

  4. 托管上下文设计

  5. 同时钣金工具

  6. 自订功能

让’仔细看看。

1.多部分设计 

基于文件的3D 计算机辅助设计(实际上是Onshape以外的每个CAD系统)受其存储数据方式的限制–每个零件,装配体和工程图都必须保存到本地硬盘或云中的唯一文件中。这使插入同一零件的多个实例到装配体中变得容易得多,但是“benefits”停在那里各个零件不是孤立设计的,那么为什么CAD系统会迫使您采用这种方式工作? 

例如,每个文件只有一个部分并不能提供设计的整体视图。工程师认为自然而然的方式是使用自上而下的设计技术,其中每个部分都与下一个部分相关。 

So what are your options? 您 could design everything in the assembly, but I think we’ve already established that there are problems there, too (see #4 for more details). 您 could design a multi-body part, but that is really tough and laborious. 

形状 has extended the power of parametric design from one part at a time to multiple interrelated parts that are naturally treated independently in assemblies, BOMs and downstream applications. This may seem subtle, but in practice it is a huge distinction.  

In 形状, if you want to drive multiple parts from a single layout sketch, no problem. Or if you want to fillet all the edges at the interface between two parts, you can do that in one operation. 

When using multi-body techniques in file-based 计算机辅助设计, you have to do each operation twice. If you then want to put these parts in an assembly and use them as independent parts, you can't do it directly. Because in file-based, on-premise 计算机辅助设计, a part has to be a file. So you have to derive each part into its own separate file. 您 恩 d up with all these extra intermediate files that you need to maintain to use the parts in your assembly.

In 形状’s 多部分工作室,彼此相关的所有部分都在一个最有意义的地方设计在一起。这使您能够利用单个参数历史记录的强大功能在多个零件之间建立稳固的关系并实现真正的自上而下的设计。通过在一个地方定义共同特征和零件间关系–而不是在文件之间来回跳动–您可以确保设计更改的结果是可预测的且可靠的。 

现在,多部分设计变得更加顺畅。

2.配置 

配置是一种创建参数模型的变体的方法,该模型涉及不同的参数集和其他选项,您可以在它们之间轻松切换。因此,一个简单的示例就是配置两种尺寸的电话:Plus和Regular。

基于文件的CAD系统要求所有配置选项都必须在单个表中表示,并带有每个可能排列的条目,在某些情况下,这可能导致该单个表中成千上万的行。随着配置的复杂化和更多选项的增加,该表呈指数增长–因此几乎无法理解,排除故障或进行管理。

形状’s approach focuses on making it manageable for users to build and use the sophisticated configurations that designers often need. To do this, 形状 lets you build complex families of parts by creating separate small tables for each set of independent configuration options. This dramatically reduces the number of required table rows and cells. No more monster tables. 

For example, in file-based 计算机辅助设计, a simple bracket with 5 lengths, 5 heights and 5 hole patterns would result in an 恩 ormous 375-cell table to manage in a clumsily embedded Excel spreadsheet. In 形状, this same configuration results in 3 tables of only 5 cells each and is edited with a native intuitive user experience.

The second major difference is what you can configure. In file-based 计算机辅助设计, you can only configure certain things, such as specific dimension values and feature suppressions. With 形状, you can configure practically everything, including things like continuous values and even 恩 tity selection sets.

第三个主要区别是何时将可配置零件插入到装配体中。在基于文件的CAD中,用户被迫浏览一长串文本字符串名称,每个可能的排列名称一个,而没有任何原始配置选项可见。在Onshape中,为用户提供了简洁明了的菜单,其中提供了原始配置选项,从而可以轻松找到所需的排列。

3.标准内容

所有CAD供应商都提供标准紧固件库的附加软件,有时是免费的,通常是收费的。但是,这些紧固件库通常给公司带来两个主要问题:

  • 紧固件零件的自动化程度不高,因此更容易将其添加到装配体中并创建紧固件堆叠。

  • 查找,共享和更新成千上万个零件文件的库很痛苦。

某些系统可以根据孔的几何形状和某种程度的堆叠自动化(仅在演示中能很好地实现)自动调整紧固件的尺寸。但是,整个设置受到文件的约束和阻碍。

标准库文件通常需要安装在共享网络驱动器上的某个位置,以便每个文件’可以从中央位置维护零件属性,每个用户不必在其计算机上安装千兆字节的数据。当用户无权访问库时,这会带来问题’没有许可证代码,或者他们正在远程工作。在公司外部共享数据也会断开库的连接,因此紧固件最终会出现尺寸错误或完全丢失的情况。与安装在不同系统上的库的其他副本冲突也很常见。供应商和客户受害最大。

Fasteners in 形状 have intelligence built-in, making them much faster and much easier to use. 您 can easily create stacks of fasteners, such as bolt-washer-washer-nut, in any order you like. As you add any new fastener anywhere within a stack, the other fasteners shift to accommodate it without requiring you to manually delete, create or debug mates.

Standard content is presented to you right inside 形状’s assembly insert dialog so you don't have to go hunting for it, download it, check out the license for the add-in, etc. 您 also don't have to manage these libraries –它们就在那儿,可以在需要时使用– and you’能够添加您自己的公司零件号。

现在,标准内容非常易于组装并与整个团队共享。

4.托管上下文设计

基于文件的CAD系统使用户能够在装配的上下文中添加零件之间的关系,因此修改一个零件会影响另一个零件。不幸的是,更改上下文中的零件或其父装配经常会以不可预测的方式错误地更改其他零件。 

发生这种令人沮丧的事件的原因是,零件之间的关系存储在零件文件中,并且依赖于装配文件,因此很难跟踪它们之间的相互关系。更新零件文件需要打开装配文件。进行简单的更改可能需要将整个程序集及其所有零件文件本地下载到硬盘驱动器。如果它’千兆字节的数据,您’通过VPN重新拨号,可能需要一些时间。如果程序集文件丢失,损坏或同事将程序集从PDM中检出并锁定,则可以’更新您的角色。或更糟糕的是,您可能会相对于旧的过期装配更新零件。即使是简单的机械运动,也可能导致零件的形状以意想不到的方式改变。

在这种情况下,设计师绝对是无奈的。他们对这些复杂关系的更新方式和更新时间保持零控制:有时,它们在重新构建零件时,重新计算装配体时会重新计算,有时是因为过去某个时候编辑并保存了看似无关的零件文件。

由于这种不可预测性,许多使用基于文件的本地CAD系统的公司完全禁止使用上下文关系。某些CAD工具甚至包括用户定义的设置,该设置将防止使用上下文关系(用户要求的增强功能,稍后会发布一些年度版本)。

With its unique database architecture, 形状 has solved all these problems. Using 形状’s 托管上下文设计 工具,设计总是以可预测的,受控的方式针对装配体的不变历史快照进行更新。 

Assembly motion does not affect in-context relationships either. 您 can now use multiple assembly contexts to edit single or multiple parts, and you can update the assembly context (the state of the assembly) if needed. And remember, even if you make a mistake, 形状 allows you to go back to any prior state of your model –其他CAD系统无法做的事情。

It’终于可以安全地结束上下文关系的禁令了!

5.同时钣金工具

Unlike file-based 计算机辅助设计 systems that calculate flat, folded and tabular sheet metal representations in three separate unsynchronized views, 形状 computes and displays all representations simultaneously. When you edit one view, the other two are 自动同步 using 形状’的并行计算架构。并排查看平面视图和折叠视图,使您可以立即可视化错误和干扰。

通过还允许在“表格视图”中进行编辑,设计人员甚至下游制造商都可以快速更改诸如弯曲半径,弯曲顺序甚至将弯曲转换为裂片的内容,反之亦然。在表中进行更改时,您会立即看到对平面视图和折叠视图的影响。基于文件的CAD系统需要费力地回滚,取消,删除和添加功能,以进行类似的更改并查看其影响。

6.自定义功能

曾经希望您可以更改CAD系统的工作方式吗? 

所有CAD系统都提供某种形式的宏编程语言或API,以使您能够自动向设计添加功能。这些宏的全部作用是允许用户输入一些信息,即时进行一些计算,并为您节省大量的鼠标单击次数。他们所做的只是添加一定大小和顺序的标准现成的CAD功能。它们既不是关联的也不是参数化的。他们不’无法了解其周围环境,其应用或目的。他们不’当设计变更发生时,您可以更新’t回去编辑它们。

自动化在很多方面都值得,以减少重复的设计任务,建立公司或行业特定的逻辑或经验,并减少错误。但是,如果仅在应用时正确,那么自动化就不好。如果在设计更改时由宏创建的功能没有更新,则说明它们的用途有限。

形状 solves this with custom features, built using the same tools and open-source programming language that 形状’开发人员用来创建内置功能– “FeatureScript.” 

这种编程语言使每个用户都可以构建外观和行为与Onshape完全相同的自定义功能’的内置功能,被视为头等公民。这使他们能够智能地了解周围环境,从而在进行更改后,要素几何也会相应更新。 FeatureScript使您可以轻松构建强大的,特定行业的CAD功能’通常在CAD系统中是标准配置。而你不’无需成为程序员即可使用自定义功能–如果其他人创建了新功能,则可以将其添加到工具栏。

作为我们的客户之一,一家豪华橱柜制造商最近表示,“We’实质上是对我们自己的专为橱柜制造设计的CAD系统进行编程 … A core value of our company is that we develop our own systems versus bringing in consultants to develop solutions for us. The fact that we can code and develop within 形状 makes it a really good fit for us.” 

借助FeatureScript,它’s like 形状 built a parametric modeling system just for you, with features made specifically for your work. That’是应该的样子。那’s对类固醇的参数化建模。

Before 形状, the only way to add new built-in features to your 计算机辅助设计 system was to submit an 恩 hancement request to your 计算机辅助设计 vendor –并等待数月,数年或永久等待您的愿望被兑现。使用FeatureScript,您可以创建内置的CAD功能 马上 并与您选择的任何人安全共享。

更多来

形状 didn’虽然发明了参数化建模,但是我们从根本上改善了基于文件的本地CAD的许多过时和令人沮丧的限制。那里’s more to come. 

每三个星期,Onshape会在整个平台上提供具有十几种新功能的新更新。客户要求其中的每一项功能,以改善他们的设计工作流程并进行参数化建模–加上其他所有日常活动–更轻松,更快捷。利用这些更新无需您费力,因为一切都会自动完成。只需留意应用内消息,该消息可让您知道何时有新更新以及新功能可以为您做什么。

Thank you to the many customers who have shared their incredible ideas and feedback that has helped us to develop every aspect of 形状. Please keep ‘em coming!