طراحی پارامتریک در کتیا CATIA (ماکرونویسی)

در دنیای امروز پیشرفت‌های چشم‌گیری در حوزه طراحی و مدل‌سازی دیده می‌شود. در گذشته طرح‌ها تقریبا غیرقابل تغییر بوده و برای تغییرات کلی و یا حتتی گاها جزئی باید طراحی از ابتدا صورت می‌گرفت، که این امر بسیار وقت‌گیر و موجب طولانی شدن پروژه و به تعویق افتادن فعالیت‌ها می‌شد. در دهه 90 میلادی مفهومی جدید به دنیای طراحی و مدل‌سازی معرفی شد که آن را طراحی پارامتریک (Parametric Design) نامیدند.

تعریف طراحی پارمتریک

به‌طور کلی طراحی پارامتریک یعنی مقید کردن طرح بواسطه روابط منطقی بین پارامتر‌های دخیل در طراحی که طراح به کمک وارد کردن اطلاعات به شکل فرمول، قانون ،ثوابت عددی یا هندسی وغیره آن راایجاد میکند و اصطلاحاً طراحی را دارای شخصیت میکند.

این مفهوم حوزه طراحی و مدلسازی را به کلی دچار تغییر کرد و با به وجود آمدن نرم‌افزارهای جدید زمان طراحی بسیار کاهش یافت. این مفهوم در خیلی از رشته‌های مهندسی از جمله معماری باعث خلق آثار هنری بسیار زیبایی شد.

طراحی هوشمند

پس از پیشرفت حوزه طراحی پارامتریک، مقوله‌ای جدید توسط دانشمندان مطرح گردید که آن را Smart Design و یا طراحی هوشمند نامیدند. طراحی هوشمند با هدف طراحی و تحلیل همزمان قطعه با توجه به آنکه کارایی قطعه چه خواهد بود و یا در کجا ااین قطعه استفاده می‌شود پا به عرصه وجود گذاشت. که همچنان در حال حاضر نیز بر روی این مقوله در دانشگاه‌های معتبر جهان تحقیقاتی در حال انجام است.

به عنوان مثال تصور کنید در حال طراحی یک آویز دیواری لباس هستید، طراحی هوشمند می‌تواند به شما کمک کند تا یک طراحی بهینه نسبت به وزن و نیروی وارده بر روی قطعه داشته باشید. نباید این نکته را فراموش کرد که حوزه طراحی هوشمند همچنان در حال تکمیل است. از این رو هر روزه نرم‌افزارهای طراحی بیشتر و بیشتر به طراحی‌های هوشمند و پارامتریک رو می‌آورند. نرم‌افزار CATIA نیز از این داستان مستثنا نیست. این نرم‌افزار به صورت‌های مختلفی از مقوله طراحی پارامتریک بهره می‌برد.
شناوری طرح و طراحی پارامتریک دو مقوله بسیارمهم در طراحی هستند که این مقاله در ادامه به توضیح آنها در نرم‌افزار کتیا CATIA خواهد پرداخت.

تعریف دیگری از طراحی پارامتریک

طراحی پارامتریک به معنای آن است که مد و یا طراحی به شکلی انجام شده باشد که با کوچکترین تغییرات در ابعاد و یا هندسه شکل بیشترین  تغییرات در مدل اعمال شود.
به عنوان مثال مستطیلی را تصور کنید که همواره طول آن باید دو برابر عرض آن باشد، یعنی اگر طول این مستطیل 100 واحد باشد عرض آن باید برابر با 50 واحد باشد. حال اگر در حین طراحی به این نتیجه رسیده باشید که طول مستطیل باید به 120 واحد افزایش یابد، در این شرایط اگر طراحی شما پارامتریک نباشد باید هر دو اندازه را تغییر داده و خود حساب کنید که عرض این مستطیل برابر یا چه عددی خواهد شد، در صورتی که اگر ترسیم به شکل پارامتریک انجام شده بود، به راحتتی خود نرم‌افزار عرض مستطیل را برابر نیمی از طول آن در نظر می‌گرفت و نیازی به تغییر هر دو اندازه نبود. این ساده‌ترین نحوه بیان طراحی پارامتریک می‌باشد.

چرا طراحی پارامتریک؟

هنگامی که با نرم افزارهای CAD دست به طراحی می بریم این امکان وجود دارد تا با نوشتن روابط علمی علاوه بر یافتن بعد و یا پارامتر مجهول، مدل را وادار کنیم تا هنگام تغیر متغیرهای مسئله برابر با روابط تعین شده تغییر کند. بطور کل میتوان گفت:

• اگر می‌خواهید از علومی چون استاتیک ، دینامیک ، مقاومت مصالح ، طراحی اجزا ، علم موادو….،استفاده کنید و تاثیرات تغیرات آنها را لمس کنید ولذت ببرید حتما پارامتریک طراحی کنید.
• اگر میخواهید کارتان مهندسی پسند باشد و به راحتی طرحتان قابل ویرایش شوند ، پارامتریک طراحی کنید.
• اگر میخواهید یک قطعه و یا یک مجموعه هوشمند داشته باشید.
• و اگر میخواهید جلوی اشتباهات ناخواسته را بگیرید و درنتیجه در زمان صرفجویی کنید.

روش نخست در طراحی پارامتریک در کتیا CATIA

ساده‌ترین نوع طراحی پارامتریک در کتیا CATIA  این نوع می‌باشد و در بعضی از دستورات در محیط‌های مختلف نرم‌افزار گزینه‌هایی به چشم می‌خورند که وظیفه کنترل طرح را به عهده دارند. برای مثال در محیط Part Design  دستوراتی همچون Pad، Pocket ویا Hole دارای انواع (type) مختلفی هستند. هر یک از این  انواع می‌تواند طراحی را به نوعی پارامتریک کند. به عنوان نمونه استفاده از گزینه Up to Next در دستور Pad یک حجم را مجبور می‌کند تا حتما به المان بعدی خود برسد. در این حالت هیچ تفاوتی نددارد که فاصله بین این دو المان چقدر باشد و یا اگر در حین طراحی فاصله این دو المان دچار تغییر شود، باز هم حجم مذکور خود را به المان بعدی می‌رساند.

این بخش یکی از ساده‌ترین و راحت‌ترین انواع طراحی پارامتریک در نرم‌افزار کتیاCATIA  می‌باشد.

روش دوم در طراحی پارامتریک در کتیا CATIA

با یک مثال می‌توان کمی مقوله پارامتریک کردن را جدی‌تر دنبال کرد. تصور کنید در یک Sketch قرار است چندین اندازه همزمان و با یکدیگر تغییر اندازه دهند. برای این کار نیز کتیا CATIA روشی دیگر را در نظر گرفته است
جهت ایجاد، ابتدا باید تمامی اندازه‌ها را اعمال کرده و سپس با انتخاب تمامی آنها، از نوار ابزار Knowledge گزینه Equivalent Dimension را انتخاب کرده و در پنجره‌ی باز شده اندازه مورد نظر وارد  گردد.

حال اگر بر روی هر یک از اندازه‌ها کلیک شود در پنجره تغییر اندازه آن، علامتی در کنار اندازه مشاهده خواهد شد، که نشان از این دارد، اندازه با چند اندازه‌ی دیگر از لحاظ مقدار در ارتباط است.

نکته طلایی:

تنها نکته در استفاده از این دستور این است که باید توجه داشت، تمام اندازه‌ها از یک جنس باشند. برای مثال همگی شعاع یا قطر و یا همگی اندازه، فاصله یا زاویه باشند.
گزینه Equivalent Dimension تنها زمانی مورد استفاده قرار می‌گیرد که اندازه‌ها با یکدیگر برابر باشند حال اگر اندازه‌ها برابر نبودند چه باید کرد؟

روش سوم در طراحی پارامتریک در کتیا CATIA

از مهم‌ترین قابلیت‌های نرم‌افزار کتیا CATIA  می‌توان به گزینه Formula  در نوار ابزار  Knowledge اشاره کرد. این دستور برای ایجاد یک فرمول می‌تواند مورد استفاده قرار گیرد.

برای ایجاد یک فرمول بر روی یک اندازه تنها کافیست بر روی ادازه چه در یک پنجره و چه در محیط سه‌بعدی راست کلیک کرده و گزینه  Edit Formula انتخاب گردد.

در پنجره باز شده می‌توان یک رابطه ریاضی و یک عدد ثاب را وارد کرد و یا می‌توان از محیط سه‌بعدی المان‌های دیگر و یا اندازه‌های دیگر را انتخاب کرد و اندازه آنها را به هم ربط داد. البته می‌توان از لیست‌ها خود پنجره نیز برای انتاب المان‌های سه‌بعددی دیگر نیز استفاده برد.

برای مثال همان مستطیل اول مقاله به همین روش قابل ترسیم است، که می‌توان بر روی اندازه طول آن پنجره Formula Editor را باز کرده و مقدار آن را دو برابر عرض آن قرار داد.

روش چهار در طراحی پارامتریک در کتیا CATIA

در این روش با توجه به ایجاد یک جدول طراحی در قالب نرم افزار اکسل و وارد کردن آن در  محیط کتیا، بدون دانش فرمول نویسی (ماکرو)، میتوان ابعاد قطعه را از جدول فراخوانی داد و دیگر نیاز به وارد کردن ابعاد نباشد.

در فایل ویدیویی زیر به آموزش 4 روش موجود در طراحی پارامتریک کتیا بدون دانش فرمول نویسی می پردازیم

این تنها بخش کوچکی از دستورات Formula را تشکیل می دهند. در مقالات بعدی در مورد ادامه روش های  طراحی پارامتریک توضیح داده خواهد شد که بعد از شناخت کامل دستور Formula وارد محیط Assembly Design شده و روش بدست آوردن BOM دلخواه مطرح خواهد شد.