Наша компания не только строит дома, но и производит собственные материалы — блоки, стеклопакеты, изделия из газобетона и многое другое. Внутри этой структуры конструкторский отдел решает широкий круг задач: сопровождение производственного оборудования, разработка нестандартной оснастки и многое другое.

Мы обслуживаем технику самых разных габаритов: от строительные кранов до фронтальных погрузчиков. Часто требуется проектировать оборудование, которое сложно найти — серийно оно не выпускается. Например, бортоснастку — специальные формы для производства железобетонных панелей для наружных стен и перекрытий. Или детали, выходящие из строя в башенных кранах: шестерни, зубчатые колеса и шлицевые соединения. Все это, как правило, нужно в моменте, «еще вчера».

Работаем на собственных мощностях: прямо под моим рабочим местом находится ремонтно-механический цех. Это позволяет оперативно запускать изготовление деталей, но накладывает и высокие требования к качеству конструкторской подготовки.

Наш конструкторский отдел не первый год использует КОМПАС-3D. Для расчетов и восстановления импортных узлов активно применяем приложение «Валы и механические передачи 3D».

Когда я только пришел на предприятие, по привычке продолжал работать в иностранном ПО, а затем пересохранял модели в КОМПАС. Начальник отдела быстро пресек эту практику: «Занимаешься ерундой — давай полноценно пересаживайся». И переход занял около двух месяцев. Никаких серьезных сложностей я не увидел и ни разу не пожалел.

Для машиностроительных задач КОМПАС удобен тем, что заточен под отечественного пользователя и нужные ему стандарты (ГОСТ, ЕСКД). В части механических передач доступны расширенные расчеты по российским методикам (и не только). Приложение «Валы и механические передачи 3D» позволяет не только выполнить расчет, но и фактически получить готовую модель детали с оформлением по действующим ГОСТам. Стандарты регулярно обновляются, достаточно поддерживать актуальную версию системы.

Одна из показательных недавних задач — ремонт редуктора поворота башни строительного крана зарубежного производства. В конструкции применяется планетарная передача, один из элементов которой нужно было восстановить, — солнечная шестерня. Она изначально была спроектирована и изготовлена по зарубежным стандартам, в частности, имела питчевый (дюймовый) модуль. Под отечественные ГОСТы геометрия напрямую не подходила. Закупить оригинал можно было только в Китае, а сроки поставки нас не устраивали.

Мы пошли по пути реверса: сняли размеры, проанализировали параметры — вершины, впадины, модуль, количество зубьев. В приложении «Валы и механические передачи 3D» можно задать нестандартный исходный контур с поддержкой зарубежных стандартов, что оказалось очень важным. Это позволило корректно воспроизвести геометрию и изготовить деталь на собственных мощностях.

Все измерения выполняем вручную, переносим геометрию с поверхностями в КОМПАС и строим твердотельную модель с нуля. Это дает понимание конструкции.

В какой-то момент на предприятии обсуждали покупку 3D-сканера — казалось, что он ускорит процесс реверс-инжиниринга. Однако практика показывает, что сканирование не заменяет инженерную работу. Отсканированная модель — это облако точек или полигональная сетка. У нас нет ЧПУ-обработки, детали изготавливаются на универсальных станках. Поэтому скан в нашем сценарии использования может помочь верифицировать геометрию: наложить облако точек на твердотельную модель и проверить отклонения. Но сам процесс подбора параметров и расчета зацепления он не ускорит — здесь по-прежнему нужен инженерный анализ. Сканер помог бы только в контроле, но экономически он нецелесообразен — производство деталей у нас не массовое.

С похожей ситуацией мы сталкиваемся и при работе с моделями, созданными в других САПР. Периодически получаем STEP-файлы из различных CAD-систем. Как правило, это уже «глухая» геометрия — без истории построения и параметрических зависимостей.

В КОМПАС-3D такие модели открываются напрямую как обычные 3D-файлы. Если требуется доработка, мы либо редактируем твердотельную геометрию, либо пересобираем модель заново — в зависимости от сложности задачи. В контексте наследования или передачи данных — это не проблема: нам важнее понять геометрию детали и её функциональность, чем сохранить чужую историю построения.

И здесь становится очевидно: сами по себе внешние данные — будь то скан или импортированная модель — не ускоряют процесс. Скорость появляется там, где есть управляемая параметрика.

Вопрос параметризации для нас постепенно стал вполне прикладным. В 2024 году на форуме «Белые ночи САПР» в Петербурге один из докладчиков показал интересный инструмент для работы с задвижками. У них бизнес завязан на тендерах: заказчику нужно очень быстро видеть конечный результат, а сами тендеры проходят в сжатые сроки. Конструкторы физически не успевали каждый раз оперативно перестраивать модели.

Решение нашлось в параметризации. Они разработали инструмент, в котором меняется диаметр проходного сечения — и автоматически перестраиваются и 3D-модель, и 2D-чертежи. По сути, достаточно ввести новое значение, и комплект документации формируется практически мгновенно. Это позволяло им быстро готовить предложения для заказчиков и не терять время на рутинную переработку.

Я загорелся этой идеей и попробовал реализовать похожий подход у себя. Но выяснилось, что у них система была сложнее: они работали совместно с отделом АСУ, использовали дополнительное программное решение, связанное с API, и сам инструмент оказался платным. Повторить это в точности без отдельной IT-поддержки было затруднительно.

Поэтому я пошёл более простым путём — через переменные в КОМПАС-3D. В нашей работе есть элемент, который мы называем «вкладыш» — это конструктивный элемент, формирующий оконный или дверной проем. Его основные параметры — длина и ширина. Я задал их как переменные, и при изменении значений модель автоматически перестраивается, а вместе с ней формируется обновленный чертеж.

В результате мы получили рабочий инструмент без сложных надстроек и дополнительного программирования. Это не такая масштабная автоматизация, как в упомянутом выше кейсе, но для наших задач она оказалась достаточной: мы ускорили подготовку документации и сделали процесс более гибким.

Вот одна из последних работ с такой параметризацией — вкладыш для стеновой панели.

За счет того, что мы параметризуем характерные размеры изделия, потом, принимаясь за новое типовое изделие, просто меняем внешние переменные.

Конечно, это не полностью исключило процесс создания чертежа, так как есть нюансы с привязкой местных разрезов, видов. Но, надеюсь, в дальнейшем, при двухстороннем взаимодействии с поддержкой ServiceDesk, мы сможем достичь требуемого результата.

Для ответственных конструкций мы также регулярно используем приложение APM FEM (разработка НТЦ «АПМ») — считаем модели на прочность и прогиб. Когда изделие габаритное и весит больше тонны, его приходится разбивать на большое количество конечных элементов — тетраэдров и треугольников. Это увеличивает объем расчетов, но позволяет получить корректную картину.

Недавно проектировали траверсу для подъема железобетонных изделий в цехе. Конструктивно она несложная — продольная балка с захватами, блоками, канатными стропами и подшипниковыми узлами. Но при работе с грузами большой массы такие изделия относятся к категории ответственных. Поэтому перед запуском в производство мы обязательно проводим расчет в APM FEM. По результатам испытаний траверса показала себя надежно — расчет подтвердился практикой.

При проектировании подобных изделий нам также помогает приложение «Оборудование: Металлоконструкции». Оно особенно удобно при работе с габаритной оснасткой — например, с бортоснастками длиной до 7 метров. Такие проекты отличает множество типовых бесчертёжных элементов каркаса, которые вручную моделировать и параметризовать довольно трудоемко. В приложении же профиль можно задать командой «от точки до точки» или применить готовое сечение из библиотеки — система автоматически формирует необходимые спецификации. Такой формат работы значительно ускоряет выпуск документации и снижает вероятность ошибок.

В дальнейшем хотелось бы активнее использовать приложение «Механика: Анимация» — прежде всего для демонстрационных и презентационных целей, чтобы наглядно показывать заказчикам работу узлов и поведение конструкций под нагрузкой.

Мы регулярно обращаемся в техподдержку АСКОН для развития функциональности нужных инструментов. Например, просили расширить библиотеки 3D-моделей — добавить электродвигатели, редукторы и мотор-редукторы. У изделий уже есть чертежи внутри каталогов («Каталог: электродвигатели» и «Каталог: редукторы» — примечание АСКОН), кажется логичным добавить и трехмерные модели, чтобы меньше времени проводить в онлайн-поисках.

Рады, что в приложение «Каталог: муфты» вернулся такой элемент, как кулачково-дисковая муфта по ГОСТ 20720-93. Мы направляли предложение, так как для нас это критично — такой тип муфт применяется в высоконагруженных передачах с большим крутящим моментом, где имеет место несоосность валов — в том числе на приводе печи для обжига извести, которые мы используем в производстве и приводе механизма подъема кантователя бортоснастки.

Обращения в ServiceDesk, техподдержку АСКОН, мы затем используем для обоснования перехода на следующие версии КОМПАС-3D. Мы собираем сведения, какие функции были доработаны, какие ошибки исправлены, какие пожелания реализованы из предложенных нами, и отправляем документ руководству. Это позволяет оценить развитие системы не абстрактно, а на конкретных рабочих примерах.

Среди новшеств в последней версии КОМПАС-3D нам показалось особенно интересным расширение функциональности, которое появилось в приложении «Валы и механические передачи». К примеру, реалистичное представление цепи — возможность по нажатию кнопки видеть все звенья целиком — упростит анализ конструкции.

Отдельное направление, которое мне хотелось бы развивать, — применение инструментов искусственного интеллекта. Понимаю, что это сложная и еще формирующаяся область, но важно двигаться в эту сторону, чтобы не отстать от прогресса.

Недавно мне нужно было спроектировать бункер объемом около 5 м³. Я загрузил в ИИ фотографию похожего изделия и в ответ получил изображение с проставленными габаритными размерами. Это нередактируемая 3D-модель, но уже отправная точка для работы. Хотелось бы, чтобы в перспективе и САПР-системы могли предлагать подобные решения — хотя бы для типовых и несложных конструкций.

Знаю, что разработчики уже экспериментируют с интеграцией ИИ в связке с КОМПАС — появляются простые автоматизированные сценарии. Думаю, со временем такие инструменты станут естественной частью конструкторской работы.