Alibre Design 9 klame cenou

Úvod

Systém Alibre Design zatím patří k těm méně známým strojírenským CADům nabízeným ve středoevropském regionu. Z hlediska uživatele je zajímavý především svojí cenou. Následující článek, který je rozšířenou verzí textu vydaného v aktuálním čísle Computer Designu, vám ve stručnosti představí základní funkce a charakteristiky tohoto programu.

Ambicí tohoto systému, distribuovaného popradskou firmou Techsoft, je poskytnout vyspělé konstrukční nástroje i méně movitým firmám, menším konstrukčním kancelářím nebo konstruktérům, kteří pracují „na volné noze“.
Alibre Design je prostorový parametrický modelář, určený zejména pro vytváření objemových modelů a zpracování plošných modelů importovaných z jiných CAD systémů. Uživatelé mají na výběr ze tří typů distribucí, vzájemně se lišících ve funkčnosti. Vedle bezplatného Alibre Designu Xpress jsou to verze Alibre Design Professional (podporuje tvorbu modelů, sestav, výkresové dokumentace, export dat do jiných CADů a pokročilé vizualizace) a Alibre Design Expert, finančně nejnákladnější varianta, jejíž cena se však i při kvalitní vybavenosti programu pohybuje kolem padesáti tisíc korun bez daně. Všechny varianty byly doposud vybaveny anglickým a slovenským jazykovým prostředím, od verze 9.1, uvolněné 1. září t. r., je dostupná už i česká lokalizace.

CAD a integrovaná grafika?

Program je kompatibilní s operačními systémy Microsoft Windows XP a Windows 2000 SP2. Pro jeho hladký chod je vhodný počítač s minimálně dvougigahertzovým procesorem, 1 GB RAM paměti a grafickou kartou podporující DirectX 9.0c. Alibre Design byl testován na několika počítačích s rozdílným technickým vybavením. Problémy neměl dokonce ani na notebooku vybaveném pouze integrovanou grafickou kartou (Acer Aspire 3000 s procesorem AMD Sempron Mobile, 1 GB RAM a integrovaným grafickým čipem SiS M760GX).
Průběh instalace je naprosto intuitivní, počet dotazů je potlačen na nezbytné minimum, nutné je však zadání licenčního čísla, získaného od firmy Techsoft, a to i v případě zkušební verze.
Po spuštění programu se zobrazí dialogové okno „Home-Alibre Design“, pomocí kterého se vybírá způsob zahájení práce, založení projektu atd., začínající uživatel zde najde také odkaz na výukové materiály. Další možností tohoto panelu je otevření existujícího souboru nebo import souborů z jiných programů (podporovány jsou jen nativní formáty programů AutoCAD a Rhino) a z výměnných formátů dat STP, IGS, SAT. Teprve po zvolení způsobu zahájení práce se zobrazí vlastní pracovní prostředí.

Design Explorer

Pracovní prostředí se rozložením jednotlivých prvků neodlišuje od zaběhnutého standardu používaného i u ostatních CAD systémů stejné kategorie. Vlevo od modelového prostoru se nachází pevně ukotvená oblast (Design Explorer), která zobrazuje „hierarchii vzniku modelu“, tedy informace o postupu vzniku součásti, sestavy nebo výkresu. Nabízí však přístup i k dalším užitečným vlastnostem modelu, například pod historií vzniku modelu jsou nabídky, pomocí kterých je možné procházet vrcholy, hrany nebo plochy. K ostatním nástrojům patří řízení zobrazení řezů modelem, zobrazení explodovaných sestav a dalších informací obsažených v modelu.
Pro vytváření modelů i pro jejich editace slouží pohyblivé nástrojové panely, ukotvené buď nad modelovým prostorem, nebo na jeho pravé straně. Zapínání a umisťování panelů nahoru nebo vpravo se uskuteční prostřednictvím dialogového panelu Toobars. Nástrojové panely ale neobsahují všechny dostupné nástroje. Ty jsou obsaženy v roletových menu. Roletová menu a také nástrojové panely mění svůj obsah podle právě prováděné činnosti; jiná nabídka je v okamžiku tvorby součásti a jiná například při vytváření sestav.

Barevná schémata i neviditelnost

Alibre Design umožňuje v široké míře řídit viditelnost prvků v modelovém prostoru: řídí se viditelnost jak referenčních prvků, tak například zobrazení profilu skici. K řízení zobrazení slouží nástrojový panel Inspection. Pro snadnější vytváření a editace modelů se zapínají výběrové filtry, kterých je také poměrně velké množství, takže je možné vybírat pouze hrany, roviny nebo jen parametrické kóty.
Barevné podání pracovního prostředí lze uživatelsky měnit. V nabídce jsou buď globálně předdefinovaná nastavení, nebo se uživatelsky mění jen určitý prvek prostředí. Všechna nastavení se ukládají do barevného schématu, takže je možné se k němu vždy vrátit.

Netradiční změna pohledu

Změna pohledu na vytvářené objekty je řešena netradičně, a to pomocí současného stisknutí levého a pravého tlačítka myši. Podobný způsob změny náhledu je známý jen z programu Catia. Prostřední tlačítko, resp. kolečko, slouží ke zvětšení/zmenšení velikosti zobrazení (tzv. „quick zoom“). Pouhé stisknutí tlačítka je použito pro posunutí pohledu.
Jedním z průvodních jevů po nainstalování programu je, že hrany válců jsou poměrně hrubě aproximovány. Vyhlazování oblouků a kružnic je nastaveno tak, aby i méně výkonné grafické karty byly schopny odpovídající reakce na změnu pohledu. Podle výkonu grafické karty je možné nastavit úroveň vyhlazování (aproximace) obloukových a kruhových hran na vyhovující úroveň. Ještě než se však začne s modelováním prvního prvku součásti, je vhodné zkontrolovat nastavení jednotek délkových rozměrů a současně je možné nastavit i materiálové charakteristiky.

Referenční prvky a skicář

Pro umístění skici se používá vybraná rovinná plocha, nebo vhodně umístěná referenční rovina. Nově vytvářená referenční rovina má na první pohled omezený počet možností vložení, v podstatě by se jednalo jen o možnost proložit rovinu koncovým bodem hrany nebo její polovinou. Opak je však pravdou. Další možnosti vložení jsou totiž spojeny s výběrem ploch nebo hran ještě před vlastním použitím nástroje pro tvorbu referenčních rovin. Tak je možné vytvořit rovinu tečnou k válci, paralelní rovinu v definované vzdálenosti nebo sklonu. V případě potřeby umístění referenční roviny do libovolného místa je možné použít i referenční body, které se umisťují na konec hrany existujícího prvku, nebo se využije možnosti zadání poměru vzdálenosti od konce hrany.
Pro vytvoření uzavřeného obrysu (při objemovém modelování) nabízí skicář všechny běžné typy nástrojů, k těm méně běžným je možné zařadit rovnostranný polygon nebo obdélník kreslený pod úhlem. Ne všechny skicovací nástroje jsou obsaženy v nástrojovém panelu Sketching. Například elipsy a eliptické oblouky jsou umístěny v roletovém menu Sketch. Pro úpravu tvaru je samozřejmostí dynamické tažení prvku uchopením za celou entitu, nebo za vybraný uzel. Ve skicáři je možné vybrané objekty kopírovat, a to například pomocí schránky operačního systému, přičemž nejsou zachovány vazby ani parametrické kóty.
Posun objektů je možný tažením myší společně se stisknutou klávesou Shift. Do skicovací roviny lze promítnout hrany existujících prvků, což je běžná vlastnost i v jiných CADech. Promítnuté hrany ale mají možnost nastavení vlastností, kdy lze hranu promítnout jako referenční nebo tvořící a navíc zadat, zda má být s promítanou hranou svázána či nikoli.
Vytvářený profil je automaticky doplňován vazbami (Constraints). Dočasné potlačení generování vazeb je možné po stisknutí klávesy Ctrl. Počet vložených vazeb je kontrolován a v okamžiku kolize mezi vazbami je vypsáno chybové hlášení. K dispozici jsou všechny běžné vazby (celkem jich je 15), za zmínku stojí například vazba Midpoint, pomocí které je možné umístit polovinu úsečky na bod.

Parametrické kóty

Rozměry obrysu se definují pomocí parametrických kót. Velikost kóty se zadává nejčastěji číselnou hodnotou, navíc lze všechny rozměry řídit pomocí editoru rovnic. Rozměr každé parametrické kóty je uložen do tabulky a každá kóta dostane po vložení do skicáře obecné pojmenování. Pomocí editoru rovnic (Equation Editor) je možné měnit jak číselnou hodnotu kót, tak přidávat nebo upravovat rovnice. Číselné hodnoty lze importovat například z programu Microsoft Excel. Této vlastnosti lze využít při generování polohy uzlových bodů 2D i 3D křivky.

Objemové modelování

Alibre Design obsahuje všechny v současnosti používané prostorové operace, počínaje vysunutím profilu a konče tažením profilu po 3D trajektorii. Každá operace má svůj nástroj pro přidání nebo odebrání materiálu. Většina modelovacích nástrojů je obsažena v nástrojovém panelu Part Modeling, další nástroje, zejména editační, jsou umístěny v roletovém menu.
Nastavení vlastností 3D operace se provádí pomocí dialogových panelů. Postupy zadání některých speciálnějších operací se oproti jinde obvyklým způsobům liší. Například operace Helical Sweep (tažení profilu po šroubovici) vyžaduje nejprve naskicování profilu, přičemž se ve stejné skice nakreslí i osa šroubovice (referenční čára). Tato referenční čára určuje pouze směr osy šroubovice a vytvořený profil navíc není kolmý k budoucí trajektorii. Požadavek kolmosti je potřeba nastavit až v dialogovém panelu Helical Boss (panel obsahuje možnost přepnutí mezi vytvářením šroubovice a spirály), kde se nastaví orientace profilu do odpovídajícího směru.
Pro vytváření forem nebo obecněji negativního tvaru k existující součásti nabízí Alibre Design množinové (tzv. boolean) operace. Prvky, které se opakují i v jiných součástech, je možné uložit do katalogu a následně je vkládat do libovolného modelu. Katalog prvků (Catalog Features) dovoluje jednotlivé prvky ukládat do uživatelsky vytvořených adresářů. Výhodné je to zejména pro prvky, které obsahují komplikovanější tvar skici, popřípadě pro skici, které jsou opatřeny rovnicemi.

Nebojte se chyb

Užitečnou vlastností programu Alibre Design je jeho chování při nezdařené 3D operaci. V takovém okamžiku nedochází ke stavu zablokování dalších činností až do okamžiku odstranění chyby, pouze se zobrazí panel s chybovým hlášením a ve stromové struktuře se objeví u nepovedené 3D operace křížek – označení nezdařené operace. Záleží na uživateli, zda se pokusí o editaci operace, ponechá ji zatím bez povšimnutí, nebo ji vymaže ze stromové struktury a začne tvořit jiným způsobem.


Netradiční a zajímavou vlastností oblasti Design Explorer (historie vzniku modelu) je způsob aktualizace modelu po úpravách libovolného prvku. Místo tlačítka Update je pod editovaným prvkem zobrazena „příčka“, za kterou je možné táhnout směrem dolů (popřípadě nahoru) historií vzniku modelu. Je tak postupně ověřováno, zda se úprava negativně neprojevila na později vytvořených prvcích a pokud ano, je okamžitě jasné, v kterém prvku se změna projevuje. Naopak tažením směrem nahoru se později vytvářené prvky potlačují, takže je snadné najít požadovaný prvek pro editaci. Samozřejmě, že ikony pro aktualizaci modelu k dispozici jsou, jsou ale umístěny mezi nástroji pro prostorové operace. V souvislosti s editacemi stojí za zmínku skutečnost, že součást editovaná v sestavě se současně neaktualizuje v načteném (aktivním) souboru sestavy, ale že se změna je projeví až po jejím novém načtení.

Plechové díly

Modelování plechových dílů patří ke specifickým činnostem, pro jejichž vytvoření jsou určeny speciální nástroje – Sheet Metal. Při vytváření plechových dílů je ale možné kombinovat standardní nástroje objemového modeláře s nástroji modulu Sheet Metal. Před vlastním použitím nástrojů Sheet metal je vhodné nastavit parametry plechového dílu, zejména tloušťku použitého plechu, způsob výpočtu rozvinuté délky (K-faktor), standardní odlehčení v rozích a další parametry. Základem pro modelování plechové součásti je rovinný list, ke kterému se připojují další prvky, například ohyb (Flage).

Ohyb obsahuje jen nastavení délky prvku, přičemž nedostatkem tohoto nástroje by se mohla jevit nemožnost nastavení odsazení (offset) ohybu od okrajů existujících hran. Dalším nástrojem je například Cut, který odstraní materiál profilu do hloubky tloušťky plechu. V případě potřeby odstranění materiálu do větší hloubky se používá operace ze standardních nástrojů Cut Extrude. Za zmínku pak jistě stojí nástroj Dimple – důlek nebo prolis.

Prolis je v CAD systémech často řešen jako speciální prvek, který se musí nejprve „naprogramovat“. V programu Alibre Design je umístěn přímo v nástrojovém panelu Sheet Metal. V rozvinutém tvaru v modelovém prostoru se sice prolis nezobrazí jako rovný plech, ale stále jako prostorový objekt, ovšem při tvorbě výkresové dokumentace, při vložení pohledu „rozvinutý tvar“, je již všechno v pořádku.

Zjišťování informací o modelu

Nedílnou součástí tvorby modelů je zjišťování jejich rozměrů, hmotnosti a dalších fyzikálních vlastností. Při zjišťování rozměrů je možné vybrat z několika typů měření a nastavení, z kterého do kterého místa se měření provede. Informace o hmotnosti součásti je svázána s přiřazením fyzikálních vlastností. Výsledek libovolného měření je zobrazen v dialogovém panelu v oblasti measurement.

Redline – vytváření poznámek

Poznámkování je velice důležité při práci na jednom projektu v týmu. Nyní mají uživatelé k dispozici nástroj Redline, který obsahuje pomůcky pro označení oblasti (křivka, obdélník, kružnice, chybí běžně používaný revizní mrak – Revision Cloud), které se poznámka týká. Poznámka je 2D objekt, který se vkládá do roviny rovnoběžné s rovinou obrazovky. Znamená to tedy, že pootočením modelu se poznámka automaticky zneviditelní. Označené místo je podle potřeby možné doplnit textem umístěným na odkazové čáře. Každá vložená poznámka má svůj odkaz v oblasti Design Explorer, takže je možné rychle přistupovat k jejich prohlížení a editacím.

Sestavy

Nejčastěji používaný způsob tvorby sestav spočívá ve vytvoření všech součástí jako samostatných souborů, které se pak do sestavy připojí. Samozřejmá je i možnost, kdy se všechny součásti zakládají z prostředí sestavy (i tak se samostatně vytvářejí soubory součástí) nebo se použije kombinace obou způsobů. V sestavě je možné jednotlivé součásti editovat. Při umisťování entit skici je možné použít vazby vzhledem k obrysům jiných součástí.


Poloha jednotlivých součásti sestavy se vůči sobě určí pomocí vazeb. Používají se typy obvyklé v jiných systémech, jako mate, align, orient a angle. Vždy alespoň jedna součást je pevně ukotvená (Fixed by anchoring). Nástroj pro ukotvení se nenachází v nabídce ostatních vazeb, ale je nutné použít roletové menu Tools a použít nabídku Anchor part. To, že je součást ukotvená, je graficky znázorněno v Design Exploreru ikonou ve tvaru malé kotvičky. Pro větší názornost lze sestavu rozložit – vytvořit explodované pohledy. K dispozici jsou dva typy rozložení: manuální a automatické. Manuální rozložení spočívá v tažení vybrané součásti ve směru rovnoběžném s rovinou obrazovky (je dobré mít zapnutý panel View a přepínat pohledy) – při tažení za objekt se zobrazuje trajektorie tažené (viditelnost je možné potlačit ). V případě, že se nejprve zapne manuální rozložení, zobrazí se v modelovém prostoru u vybrané součásti směrová růžice a aktivováním odpovídajícího směru je možné součástí táhnout do konečné polohy.

Výkresová dokumentace

Vytvoření výkresu v prostředí Alibre Design probíhá v několika krocích. Prvním krokem je volba formátu výkresu a volba, zda bude založen výkres bez předdefinovaných pohledů (čistý) nebo se použije dialogový panel s nabídkou předdefinovaných pohledů – Standard Views. Vygenerovaný výkres je automaticky doplněn několika standardními hladinami. Uživatelské hladiny je možné kdykoli doplnit (i vymazat) a přiřadit jim odpovídající vlastnosti: barvu, typ čáry, název. Každý pohled lze zobrazit se dvěma typy grafických informací: zapnutí tangentních a neviditelných hran (standardně je pohled vložen se zobrazenými obrysovými hranami).

Libovolný pohled je možné doplnit kótami, a to tak, že se buď vytvoří referenční kóty (kóty, které se vkládají manuálně) nebo za využití parametrických kót použitých pro vytvoření modelu. Přebytečné parametrické kóty se následně z pohledu vymaží. Ještě než se přistoupí ke vkládání kót je dobré nastavit jejich vzhled. Kromě pohledů jsou součástí výkresů například detaily. Ty se vytváří tak, že se nejprve pomocí skicovacího nástroje, například kružnice (je možné použít i obdélník nebo lomenou čáru) vytvoří oblast detailu a teprve poté je použit nástroj Detail. Řez plný nebo lomený se vytvoří podobným způsobem jako detail, nejprve se tedy nakreslí čára řezu a dále se použije nástroj Section View . Výkres je možné uložit do nativního formátu prt nebo do formátu AutoCAD 2000 až 2004.

Nový soubor – Bill of Material

Zahájení práce s programem Alibre Design je možné také tak, že se vytvoří externí rozpiska – BOM. Při zahájení práce New Bill of Template se zobrazí základní tabulka s jedním řádkem a čtyřmi předdefinovanými sloupci. Pro úpravu obsahu rozpisky souží přehledný dialogový panel. Uživatel tak snadno vloží potřebné sloupce včetně jejich popisu. Rozpisku je pak možné použít jako samostatný soubor nebo se vloží do existujícího výkresu. Vyplnění řádků rozpisky proběhne automaticky na základě informací připojených k jednotlivým součástem.

Vizualizační nástroje

Realistické zobrazení je v programu Alibre Design reprezentováno pouze jednoduchými nástroji. V podstatě se jedná o nízkoúrovňové typy zobrazení: skrytí hran, hladké stínování se zvýrazněním nebo potlačením viditelnosti hran (včetně tangentních hran), poslední možností je stínování se zobrazením všech hran. Pro zrychlení zobrazení velkých sestav nebo případě málo výkonné grafické karty je možné zapnout režim konstantního stínování.
V případě potřeby realistického zobrazení je ale k dispozici vyhovující nástroj Alibre Photorender, který je však nutné nainstalovat z CD (součást dodávky Alibre Design). Spouští se z pracovního prostředí Alibre Design přes nabídku Add-ons z roletového menu Tools. Jako samostatná aplikace pak načte data z právě aktivního souboru (je jedno, zda je to součást nebo sestava). Pro vytvoření scény je k dispozici mnoho typů světel, textur pro přiřazení materiálových charakteristik, samozřejmostí jsou různé typy pozadí. Pro snadné definování vizualizace jsou k dispozici tak zvaná studia, která mají již předdefinované osvětlení a pozadí.

Článek byl publikován v časopisu Computer Design 3/2006