Сравнительный анализ САПР TopSolid и CATIA
Аналитическая статья сравнения двух CAD/CAM систем TopSolid 7 и Catia V5 при моделировании станочного приспособления и ходовой части карта, проведенная в филиале ФГБОУ ВО СамГТУ в г. Сызрани и АО «ТЯЖМАШ», научным руководителем А.В. Рожнятовским и студентами Л.Д. Лазуниной и А.В. Ярцевой.
Сравнение производится по двум лидирующим французских компаниям в разработке CAD/CAM-систем TOPSOLID и Dassault Systèmes.
Цель работы: определить в какой САПР понадобится меньше времени на моделирование приспособления и ходовой части карта.
Для этого необходимо выполнить следующие задачи:
- Проанализировать выбранные программы.
- Смоделировать приспособление и ходовую часть карта в выбранных САПР.
- Сравнить время построения в программах TopSolid и CATIA.
1. TopSolid 7.14 сравнительно молодая САПР на российском рынке, представляющая собой единую CAD/CAM/CAE & PDM систему, которая позволяет оптимизировать производственные процессы, а также обеспечить упорядоченное и надежное хранение проектов в своей встроенной PDM.
2. CATIA V5 (Computer Aided Three-dimensional Interactive Application) — система автоматизированного проектирования (САПР) французской фирмы Dassault Systemes. Это комплексная система автоматизированного проектирования (CAD), технологической подготовки производства (CAM) и инженерного анализа (САЕ), включающая в себя передовой инструментарий трёхмерного моделирования, подсистемы программной имитации сложных технологических процессов, развитые средства анализа и единую базу данных текстовой и графической информации. CATIA это достаточно популярная в мире система, которую используют многие авиа-, авто-, и судостроительные предприятия, а также лидер в области тяжелого машиностроения АО «ТЯЖМАШ».
В каждой из этих программ студентами СФ СамГТУ, одновременно являющимися сотрудниками АО «ТЯЖМАШ», были смоделированы два узла: «Станочное приспособление» (рис. 1 и рис 2.) и «Ходовая часть карта». (рис. 3 и рис 4.).
Время выполнения моделей деталей и сборок измерялось с помощью программы-таймера, установленной на том же компьютере, на котором выполнялось и моделирование.
Среднее время создания деталей для Приспособления в TopSolid составило 16,725 мин, а в CATIA -17,905 мин. А среднее время создания сборок в TopSolid составило -2,275 мин, а в CATIA – 2,475 мин.
Для сборки узла карта потребовалось смоделировать четыре оригинальных детали и экспортировано три узла в форматах Parasolid (x_t) и STEP (stp).
Среднее время создания деталей в TopSolid составило – 67,5 мин, а в CATIA – 94,55 мин. А среднее время создания сборок в TopSolid составило – 7,945 мин, а в CATIA –9,48 мин.
Рисунок 1. Сборка станочного приспособления в TopSolid
Рисунок 2. Сборка станочного приспособления в CATIA
Рисунок 3. Сборка карта в TopSolid
Рисунок 4. Сборка карта в CATIA
3) Сравнение времени моделирования приспособления
Таблица 1. Время моделирования приспособления в САПР TopSolid
| TopSolid | ||||
|---|---|---|---|---|
| Участники | Деталь | Время на деталь, мин | Общее время, мин | Среднее время, мин |
| Студент 1 | Пазовый сухарь | 1,3 | 19,15 | 18,99 |
| Штифт | 0,25 | |||
| Крепежная скоба | 2,4 | |||
| Прихват | 3,3 | |||
| Стол | 4,1 | |||
| Суппорт | 5,5 | |||
| Сборка | 2,3 | |||
| Студент 2 | Пазовый сухарь | 1,38 | 18,83 | |
| Штифт | 0,3 | |||
| Крепежная скоба | 2,25 | |||
| Прихват | 3,2 | |||
| Стол | 4,25 | |||
| Суппорт | 5,20 | |||
| Сборка | 2,25 | |||
Таблица 2. Время моделирования приспособления в САПР CATIA
| CATIA | ||||
|---|---|---|---|---|
| Участники | Деталь | Время на деталь, мин | Общее время, мин | Среднее время, мин |
| Студент 1 | Пазовый сухарь | 1,45 | 20,43 | 20,38 |
| Штифт | 0,25 | |||
| Крепежная скоба | 2,56 | |||
| Прихват | 3,37 | |||
| Стол | 4,3 | |||
| Суппорт | 6,05 | |||
| Сборка | 2,45 | |||
| Студент 2 | Пазовый сухарь | 1,5 | 20,33 | |
| Штифт | 0,23 | |||
| Крепежная скоба | 2,6 | |||
| Прихват | 3,3 | |||
| Стол | 4,2 | |||
| Суппорт | 6 | |||
| Сборка | 2,5 | |||
Таблица 3. Время моделирования карта в САПР TopSolid
| TopSolid | ||||
|---|---|---|---|---|
| Участники | Деталь | Время на деталь, мин | Обще время, мин | Среднее время, мин |
| Студент 1 | Ступица | 10,3 | 74,81 | 75,445 |
| Обод колеса | 9,48 | |||
| Звездочка | 15,25 | |||
| Держатель диска | 32,2 | |||
| Сборка | 7,58 | |||
| Студент 2 | Ступица | 10,45 | 76,08 | |
| Обод колеса | 9,85 | |||
| Звездочка | 17,27 | |||
| Держатель диска | 30,2 | |||
| Сборка | 8,31 | |||
Таблица 4. Время моделирования карта в САПР CATIA
| CATIA | ||||
|---|---|---|---|---|
| Участники | Деталь | Время на деталь, мин | Обще время, мин | Среднее время, мин |
| Студент 1 | Ступица | 18,00 | 105,43 | 104,03 |
| Обод колеса | 12,25 | |||
| Звездочка | 25,56 | |||
| Держатель диска | 40,22 | |||
| Сборка | 9,40 | |||
| Студент 2 | Ступица | 17,58 | 102,63 | |
| Обод колеса | 13,28 | |||
| Звездочка | 28,95 | |||
| Держатель диска | 33,26 | |||
| Сборка | 9,56 | |||
Выводы по проделанной работе
На основании полученных результатов можно сделать следующие выводы:
- Системы TopSolid CAD и модули Catia Part и Catia Product специализированы именно на выполнении 3D-моделей деталей и сборок и позволяют максимально оптимизировать работу конструктора.
- В САПР TopSolid более эргономичный интерфейс. Управление программой и сочетания клавиш аналогично другим программам Windows. САПР CATIA имеет устаревший нетрадиционный интерфейс для того, чтобы к нему привыкнуть потребуется определенное время.
- В TopSolid имеется огромная встроенная библиотека стандартных изделий, что упрощает и ускоряет процесс работы. В CATIA библиотеку нужно отдельно загружать из PDM системы SmartTeem.
- PDM система TopSolid обеспечивает удобное хранение информации об изделии и управление ею.
- Представленные результаты показали, что проектирование деталей и сборок в TopSolid v7.14 выполняются в среднем на 23% быстрее, чем в CATIA. Следовательно, на столько же вырастет производительность работы конструктора, использующего TopSolid v7.14.
- Наиболее ощутимый выигрыш во времени при использовании TopSolid v7.14. наблюдается при моделировании более сложных деталей и сборок.
Список используемой литературы
1. https://sapr.ru/article/25781
2. https://docplayer.ru/256729-Sozdanie-3d-modeley-aviacionnyh-konstrukciy-v-programmnom-komplekse-catia-v5.html
3.Учебное пособие Основы TopSolid.TG.Design.Basics v7. 7, Rue du Sauvage F-91055Evry, FRANCE http://www.topsolid.com