كوبالت (برنامج CAD)

كوبالت هو برنامج تصميم بمساعدة الحاسوب (CAD) ونمذجة ثلاثية الأبعاد يعتمد على المعلمات، ويعمل على نظامي التشغيل ماكنتوش ومايكروسوفت ويندوز . يجمع البرنامج بين أسلوب النمذجة المباشرة لإنشاء وتعديل الكائنات (كما في برامج مثل SpaceClaim ) وأسلوب المعلمات عالي التنظيم والقائم على سجل العمليات، كما في برامج مثل Pro/ENGINEER . كوبالت، من إنتاج شركة Ashlar-Vellum ، يعتمد على تصميم الإطار السلكي وسجل العمليات مع خاصية الترابط والمعلمات والقيود ثنائية الأبعاد القائمة على المعادلات. يوفر البرنامج أدوات تصميم الأسطح والقوالب ، بالإضافة إلى ميزات التفصيل والهندسة. يتضمن كوبالت مكتبة تضم 149,000 قطعة ميكانيكية. ^{[ 1 ]}

صُممت واجهة برنامج كوبالت، التي أطلقت عليها الشركة اسم "واجهة فيلوم" تيمناً بمنتجها الرائد الذي يحمل الاسم نفسه، عام 1988 على يد الدكتور مارتن نيويل (مبتكر إبريق الشاي يوتا عام 1975 والذي عمل لاحقاً في مركز أبحاث زيروكس بارك ، حيث طُورت منهجية WIMP لواجهات المستخدم الرسومية ) ودان فيتزباتريك. وتتمثل الميزة الأساسية لواجهة فيلوم في "مساعد الرسم"، الذي يُسهّل إنشاء ومحاذاة الأشكال الهندسية الجديدة.

حظي برنامج كوبالت بإشادة واسعة لأسطحه الحرة على الأجسام الصلبة المصممة. ^{[ 2 ]}

تتميز Cobalt بسهولة استخدامها وسرعة تعلمها للمستخدمين الجدد. ورثت Cobalt ميزات الإطار السلكي ثنائي وثلاثي الأبعاد من برنامج "Vellum". مع ذلك، تتيح Cobalt إمكانية تدوير أو بثق هندسة الإطار السلكي - التي لا يشترط أن تكون مستوية - بالنسبة لأي مستوى أو على طول مسار منحني لإنشاء مجسمات ثلاثية الأبعاد. كما تسمح Cobalt بإنشاء كائنات ثلاثية الأبعاد مباشرةً باستخدام أدوات ثلاثية الأبعاد، مع احتفاظ المصمم بقدرته على تعديل هذه الكائنات عبر المعلمات المستندة إلى سجل العمليات، وإضافة قيود أخرى لاحقًا. ويمكن دمج كلا النوعين من المجسمات - الإطار السلكي ثنائي الأبعاد المبثوق والمجسمات ثلاثية الأبعاد التي تم إنشاؤها مباشرةً - بسلاسة في الرسم نفسه. بينما تتطلب معظم برامج تصميم النماذج الصلبة البارامترية القائمة على التاريخ من المصمم اتباع تسلسل منطقي دقيق أثناء إنشاء النماذج، وتميل إلى اشتراط أن يفكر المصمم مسبقًا في الترتيب المخطط لتحويلات النموذج الصلب، فإن برنامج كوبالت يتميز بطريقة أكثر مرونة وأقل هيكلية لتصميم النماذج الصلبة، والتي يشير إليها المطور باسم "سير العمل العضوي". ^{[ 3 ]}

بيئة النمذجة الأقل تنظيماً في برنامج كوبالت، بالإضافة إلى إمكانية تتبع الأشعة المدمجة، تجعله مناسباً لجلسات العصف الذهني وتطوير المنتجات. تتيح نمذجة البرنامج القائمة على التاريخ، بالإضافة إلى المعلمات والقيود القائمة على المعادلات، للمصممين تعديل أبعاد ومواقع العناصر الرئيسية في النماذج دون الحاجة إلى إعادة تصميم شاملة، تماماً كما هو الحال عند تغيير قيمة خلية واحدة في جدول بيانات معقد .

شركة آشلار-فيلوم الحاصلة على براءة اختراع،يُعدّ "مساعد الرسم" البالغ من العمر 38 عامًا المكون المركزي لواجهة "Vellum" الخاصة بـ Ashlar. ^{[ 4 ]}

يتتبع مساعد الرسم موضع مؤشر المصمم ويبحث عن الأشكال الهندسية القريبة. ثم يعرض تلقائيًا معلومات بجانب المؤشر حول العناصر الهندسية القريبة التي يمكن للمصمم التقاطها. يستطيع المصمم إنشاء أشكال هندسية جديدة عند نقاط الالتقاط هذه، أو إنشاء خطوط إرشادية. مساعد الرسم حساس للخصائص الهندسية التالية: ^{[ 5 ]}

• المراكز
• نقاط النهاية
• التقاطعات
• نقاط المنتصف
• عمودية
• الأرباع
• المماسات
• الرؤوس

يتذكر مساعد الرسم آخر عمليات الالتقاط باستخدام خوارزمية موزونة لاستنتاج نوايا المصمم؛ وبالتالي، من السهل التقاط التقاطعات في مساحة ثلاثية الأبعاد فارغة.

في الرسوم المتحركة على اليمين، يقوم المصمم أولاً بمحاذاة المؤشر مع إحداثيات المحاور س، ص، ع عند منتصف الحافة العلوية، ثم يمحاذاة المؤشر مع نفس النقطة على الحافة الأمامية، والتي لها إحداثيات مختلفة على المحورين س وع. يحرك المصمم المؤشر إلى نقطة في الفضاء ثلاثي الأبعاد حيث لا توجد خصائص هندسية للمحاذاة معها. على الرغم من وجود أسطح ثلاثية الأبعاد أسفل المؤشر، إلا أن مساعد الرسم يستشعر نية المصمم ويقدم نقطة تقاطع تتضمن إحداثيات المحورين ص وع للحافة الأولى وإحداثيات المحور س للحافة الأقرب. عند هذه النقطة، يضيف المصمم دائرة يدويًا ثم يحدد قطرًا قدره 200 مليمتر بكتابته في المربع أسفل اليمين. أخيرًا، يستخدم المصمم أداة "إزالة المقطع من الجسم الصلب" لقطع الكتلة. هنا أيضًا، يُمكّن مساعد الرسم من تحديد عمق القطع بسرعة عن طريق المحاذاة مع الربع الخلفي للثقب المتقاطع.

يوفر مساعد الرسم أيضًا "سطر رسائل" في الأعلى. يعرض هذا السطر تعليمات مناسبة للأداة المحددة، ويوجه المصمم بشأن الخطوة التالية التي يجب عليه اتخاذها باستخدام أي أداة معينة، ويذكره بالأوضاع الاختيارية لتلك الأدوات.

تتيح معلمات Cobalt وتتبع التاريخ للمصمم تعديل قطر وموقع أي من الدائرتين لاحقًا - وكلاهما له تبعيات (ثقوب في الكتلة) - ويتم تحديث النموذج وفقًا لذلك.

تتضمن مجموعة أدوات كوبالت ما يلي: ^{[ 1 ]}

أدوات الرسوم المتحركة

يُوفر برنامج كوبالت عدة أوضاع لإنشاء الرسوم المتحركة، أبرزها "الثابت" (حيث تتحرك الشمس والظلال في مشهد ثابت)، و"التجول"، و"التحليق". كما يُتيح كوبالت ستة مستويات مختلفة من العرض الواقعي، بدءًا من "معاينة تتبع الأشعة [بدون ظلال]" وصولًا إلى "العرض الكامل التلقائي [مع تشغيل الظلال، ومضاد التعرج]". يُتيح اختيار أوضاع أقل واقعية للرسوم المتحركة التجريبية عرضًا سريعًا للغاية، حتى تلك التي تحتوي على مئات الإطارات، لأن كوبالت يستغل المعالجات الدقيقة متعددة النوى بشكل كامل أثناء العرض. يُظهر الرسم المتحرك الذي يُمكن تشغيله بالضغط (أعلى اليمين) مفتاحين صناعيين يعملان بالضغط مُحاطين بـ"استوديو تصوير" افتراضي في نموذج كوبالت. يُتيح نصف الكرة العاكس للمشاهد رؤية الجدار الخلفي والأرضية وأضواء السقف، والتي تُساهم جميعها في طبيعة الضوء المنعكس عن المفاتيح. استُخدمت صورٌ أمامية لهذه المفاتيح في تطوير واجهة تفاعل بين الإنسان والآلة (HMI) تعمل باللمس، والمخصصة للاستخدام في بيئات التصنيع الصناعية. ولإنشاء رسوم متحركة متحركة، يطلب برنامج كوبالت من المصمم تحديد مسار (خط أو منحنى) لتتبعه "عين الكاميرا"، بالإضافة إلى نقطة توجيه الكاميرا إليها، ثم يقوم البرنامج بعرض الرسوم المتحركة. ويمكن للمصمم تحديد خصائص مثل زاوية مجال رؤية الكاميرا، وتفعيل إعدادات مثل المنظور، الذي يُضفي على الصور المعروضة نقطة تلاشي . وسواءً كان المصمم يعرض صورة واحدة أو رسومًا متحركة متعددة الإطارات، يوفر كوبالت تحكمًا واسعًا في الإضاءة، بما في ذلك إمكانية إضاءة الصور بضوء الشمس، حيث يمكن للمستخدم ضبط التاريخ والوقت وخط العرض وخط الطول للحصول على ظلال دقيقة.

السطح

يتضمن برنامج كوبالت نمذجة أسطح NURBS من الفئة A ذات الشكل الحر لإنشاء أشكال معقدة، جمالية أو تقنية. يُظهر الرسم المتحرك ذاتي التشغيل (أسفل اليمين) قدرتين من قدرات كوبالت: 1) كيف يتحكم عدد محدود من نقاط التحكم في هندسة أسطح NURBS المعقدة، و2) يُظهر رسمًا متحركًا سريعًا من إنتاج كوبالت حيث تم ربط "مسار عين الكاميرا" بدائرة 360 درجة.

إطار سلكي ثنائي/ثلاثي الأبعاد

الصياغة

عرض تقديمي بصيغة PDF

اتصالات الكاميرا

يقوم برنامج Cobalt بتصدير ملفات ACIS و Parasolids و STEP الصحيحة طوبولوجيًا لتحليل العناصر المحدودة (FEA).

عرض واقعي للغاية

تُستخدم نماذج الهيكل السلكي غالبًا لتطوير المفاهيم، ويمكن إنشاؤها ثنائية أو ثلاثية الأبعاد حسب الحاجة. ويمكن رسم الأشكال بدقة أو تحريكها وتعديلها حسب اختيار المصمم.

النمذجة الصلبة

يُصدّر برنامج كوبالت ملفات ACIS و Parasolids و STEP ذات بنية صحيحة طوبولوجيًا لإنشاء مسارات الأدوات ورموز G باستخدام برامج التصنيع بمساعدة الحاسوب (CAM) الخارجية. كما يمكن استخدام ملفات IGES و DXF لإرسال بيانات السطح أو المقطع الجانبي إلى برامج CAM الخارجية.

يُعد الكوبالت المنتج الراقي ضمن مجموعة منتجات مكونة من أربعة منتجات. أما المنتجات الثلاثة الأخرى من أشلار-فيلوم فهي "الجرافيت" و"الأرجون" و"الزينون".

• استعار برنامج Graphite بشكل أساسي مجموعة الميزات من منتج Ashlar الرئيسي، Vellum. فهو يوفر رسمًا ثنائي وثلاثي الأبعاد للهياكل السلكية، بالإضافة إلى المعلمات القائمة على المعادلات.
• يُعد برنامج Argon الأكثر تكلفة، حيث يقدم نمذجة ثلاثية الأبعاد صلبة (ولكن ليس قائمة على التاريخ)، وتتبع الأشعة، والرسوم المتحركة.
• يُعدّ برنامج زينون نسخةً أقلّ كفاءةً من برنامج كوبالت، إذ يُقدّم جميع وظائف النمذجة الصلبة ثنائية وثلاثية الأبعاد التي يُقدّمها كوبالت، بالإضافة إلى عرض الرسوم المتحركة بتقنية تتبّع الأشعة. مع ذلك، يفتقر زينون إلى أدوات كوبالت البارامترية الهندسية والمُعتمدة على المعادلات، و"أدوات التجميع الترابطية"، ومكتبة الأجزاء الميكانيكية، كما أنه لا يدعم تحديد الأبعاد باستخدام نظام الأبعاد والتفاوتات الهندسية (GD&T). ^{[ 6 ]}

• برامج رسومات الحاسوب ثلاثية الأبعاد
• رسومات الحاسوب ثلاثية الأبعاد
• النمذجة ثلاثية الأبعاد
• مقارنة برامج الرسومات الحاسوبية ثلاثية الأبعاد
• نمذجة الأسطح الحرة
• الأبعاد الهندسية والتفاوتات
• قائمة محرري برامج التصميم بمساعدة الحاسوب
• مقارنة بين برامج تحرير التصميم بمساعدة الحاسوب (CAD) لهندسة التصميم بمساعدة الحاسوب (CAE)

• الموقع الرسمي