Куда движется CAD: эскизы, элементы построения, сборки

WebCAE начинался как решатель, к которому прилагалось ровно столько работы с геометрией, чтобы подготовить модель. Теперь это уже не предел: в этом месяце появились выдавливание из линий и поверхностей, создание тел из замкнутых контуров, двенадцать операций лечения и упрощения, системы координат по указанию на геометрию. Естественный вопрос — как далеко это зайдёт.

Поэтому вот план, опубликованный именно как план, а не как обещание. Цель — добротный машиностроительный CAD среднего уровня, сопоставимый с FreeCAD Part Design или базовым Fusion 360, без претензии сравняться с полноценным SolidWorks в сложном поверхностном моделировании, листовом металле и производственных чертежах. Конвейер, к которому идём: эскиз → ограничения → профиль → элемент построения → тело → сборка → обмен CAD → расчёт.

Это надстраивается над тем, что есть, а не рядом

Правило для всего этого: новая функциональность встраивается в существующие группы Create, Modify, Import, Inspect и Display. Никаких новых вкладок верхнего уровня под каждую CAD-операцию. Панель эскиза расширяется, а не заменяется, и инструменты, которыми вы пользуетесь сегодня, остаются на своих местах.

Есть и очевидные быстрые выигрыши, и о них стоит сказать: геометрическое ядро и скриптовый язык уже умеют вращение, движение по траектории, лофт и обмен через IGES. Просто в интерфейсе они пока не представлены обычными CAD-командами.

Сначала — эскизы с ограничениями

Панель эскиза делится на четыре раздела: геометрия, правка, ограничения и размеры. Геометрия — это дуги, окружности, сплайны, вспомогательные линии и спроецированные рёбра рядом с нынешними точкой, линией и прямоугольником. Правка — обрезка, продление, эквидистанта, скругления эскиза, зеркало и массивы, управляемые выбором, а не вводом индексов.

Ограничения — то, что делает эскиз эскизом: совпадение, горизонтальность, вертикальность, параллельность, перпендикулярность, касание, равенство, концентричность, середина, симметрия, коллинеарность плюс размерные — расстояние, угол, радиус, диаметр. И статус решателя, читаемый с одного взгляда: полностью определён, недоопределён с подсчётом оставшихся степеней свободы или переопределён с перечислением конфликтующих ограничений. Автоматический вывод ограничений будет, и его можно будет отключить — тому, кто его выключил, ограничения молча добавляться не будут.

Затем — элементы построения с историей

Вращение, движение по траектории и лофт становятся полноценными элементами построения с явными ссылками: ось вращения — это то, что вы выбрали, а не то, что вывели из габаритного бокса или нормали поверхности. Отверстия получают собственный параметрический элемент построения с цековкой, зенковкой и резьбой, проверяемую до применения, а не остаются булевым вычитанием цилиндра, поставленного руками.

За ними — редактируемое дерево построения: каждый узел хранит свои входы, параметры, результирующее тело и состояние, так что изменение выше по цепочке помечает устаревшее и пересчитывает его. CAD среднего уровня без этой цепочки невозможен, а журнал действий, который есть сейчас, — совсем другое, и смешивать их мы не станем.

Затем — сборки, которые действительно сборки

Нынешние группы — это папки, и мы не позволим папкам и дальше притворяться компонентами. Настоящие сборки означают компоненты и экземпляры как разные объекты: одна деталь, несколько вхождений, геометрия хранится один раз, положение — на каждый экземпляр. Это различие — не формальность: для расчёта материал и топология принадлежат детали, а положение и контактная привязка — экземпляру.

Вместе с ними — сопряжения: для начала фиксация, совпадение, концентричность, расстояние и угол, каждое с двумя явно выбранными ссылками и без скрытого запасного варианта по нормали или направлению габаритного бокса. И спецификация, считающая экземпляры, а не уникальные тела, потому что заказывают именно это число.

Правило, которое мы не нарушим

Любая ссылка на грань, ребро, вершину или тело использует стабильный топологический идентификатор либо числовой журнал проекта. Адресация геометрии по осям или габаритному боксу запрещена и в интерфейсе, и в состоянии, и в сохранённом файле, и в скриптовом языке, и в целях решателя.

Причина — в характере отказа. Когда операция меняет топологию, мы сохраняем точную историю происхождения топологии, которую отдаёт ядро, переприкрепляем только доказуемо неизменившееся, а всё остальное помечаем требующим проверки. Чего мы делать не будем — так это тихо подбирать замену грани по центроиду, нормали или габаритному боксу. Граничное условие, молча переехавшее на другую грань, — худший класс ошибки в этом продукте: расчёт проходит успешно и отвечает на вопрос, которого никто не задавал.

И что вне рамок

Явно не в ближайших планах: полноценные PMI и допуски формы, сложные кинематические сборки, поверхностное моделирование класса A, CAM и траектории обработки, интеграция с PLM, чтение Parasolid или JT без коммерческого коннектора и автоматическое восстановление дерева построения из произвольного STEP. Листовой металл появится, когда его сценарий заработает от начала до конца, — и до тех пор не будет висеть в ленте, притворяясь готовым.