6 - 2006

Ступени интеграции ADEM

Алексей Казаков, Андрей Быков

Интеграция методов конструирования

Интеграция конструирования и технологии

Интеграция методов проектирования технологии

Интеграция проектов

Читая о современных системах проектирования, часто встречаешь упоминания об их интеграции. Многие разработчики даже используют этот термин в названиях своих программных продуктов, чтобы подчеркнуть их интегрированную природу. Но возникает вопрос: насколько высока степень интеграции? Другими словами, насколько длинную цепочку элементов конструкторско-технологической подготовки производства (КТПП) можно выполнить в рамках единой системы проектирования?

Несколько слов о важнейшем преимуществе интегрированных систем. В отличие от использования отдельно стоящих систем: А — для конструкторов, В — для технологов, С — для программистов ЧПУ и т.д., интегрированная система типа АВС позволяет исключить все проблемы, которые возникают при взаимодействии А, В и С. А как показывает практика, на переходы между системами разных типов уходит существенная часть времени КТПП, к тому же при этом  возникает большая часть ошибок.

Итак, если говорить об автоматизации КТПП, то для успешной работы система проектирования должна обеспечивать глубокую интеграцию модулей, входящих в ее состав. Условно можно выделить следующие уровни интеграции:

•  интеграция методов конструирования;

•  интеграция конструирования и технологии;

•  интеграция методов проектирования технологии;

•  интеграция проектов.

Не вдаваясь в подробности функционала, посмотрим, как обстоят дела в отечественной интегрированной CAD/CAM/CAPP-системе ADEM.

Интеграция методов конструирования

Интеграция методов конструирования предусматривает:

•  совмещение методов растровой и векторной обработки документов;

•  совмещение методов плоского и объемного моделирования;

•  совмещение методов объемного твердотельного и поверхностного моделирования.

Одним из важнейших шагов внедрения САПР на предприятиях является переход от бумажных документов к электронным. Перевод бумажных документов  в современную векторную форму представления информации крайне трудоемок по объективным причинам, связанным как со сложностью задачи восстановления данных, так и с низким качеством исходных бумажных документов. Поэтому наиболее подходящей формой преобразования бумажных данных в  электронные архивы является хранение сканированных бумажных документов в растровом виде с последующей возможностью растрового редактирования и  векторного дополнения. Данный метод носит название гибридной растрово-векторной обработки и является промежуточной стадией компьютеризации проектно-конструкторских работ. В системе ADEM реализованы возможности фильтрации, стирания, преобразования и копирования растровой информации. А для векторного дополнения или замены доступна вся функциональность плоского черчения и оформления документации.

Очевидно, что подобные электронные документы могут служить своего рода компактным вариантом информационной базы для компьютеризации КТПП, но, к сожалению, их наличие не является достаточным условием ускорения этого процесса.

В основе автоматизации КТПП сегодня лежит метод математического моделирования разрабатываемых объектов. Самый простой вариант — плоское моделирование, подобное черчению с высокой точностью, которая недоступна для традиционных способов. В этом случае модель описывается знакомыми всем видами, сечениями и разрезами, которые предписывает проекционное черчение.

ADEM давно известна как одна из самых эффективных систем для автоматизации черчения и оформления КД. При этом аппарат плоского моделирования в ADEM имеет ряд уникальных возможностей. Например, конструктор может работать с плоскими объектами точно так же, как с твердыми телами, применяя аппарат логических операций сложения, вычитания и пересечения. Эффективные алгоритмы параметризации  позволяют создавать модели не только в соответствии с номинальными размерами, но и по середине поля допуска, что очень важно для последующего использования моделей в технологии. Автоматический контроль геометрии позволяет избегать многих ошибок, свойственных плоским задачам.

Объемная модель изделия

Объемная модель изделия

Более высокий уровень моделирования — объемное моделирование, позволяющее описывать объекты в трехмерном пространстве и лишенное необходимого условия представления одного объекта несколькими видами.

Следует отметить, что плоские и объемные модели находят свое применение в зависимости от типа задачи. Для того чтобы пользователь чувствовал себя в равной степени комфортно при решении задач разной размерности, в системе ADEM  функции плоского и объемного моделирования интегрированы. Иными словами, пользователь не чувствует никакой разницы, какой бы тип моделирования он ни выбрал для решения задачи, и всегда может продолжить данную работу в любой пространственной размерности. Что касается оформления конструкторской документации, то система ADEM одинаково эффективно поддерживает и плоское черчение, и получение чертежей по объемным моделям, и комбинацию этих методов.

Напомним, что в системе ADEM реализовано так называемое гибридное моделирование. Оно состоит из методов твердотельного моделирования, эффективно работающих для проектирования изделий машиностроения, и методов поверхностного моделирования, которые необходимы для создания изделий со сложными поверхностями, технологической оснастки высокого уровня и т.п.

Самое важное, что оба этих подхода в ADEM органично интегрированы в единую методику работы. Границы между ними практически стерты, что позволяет использовать весь инструментарий как единое целое для обоих способов моделирования.

Итак, конструкторское пространство системы ADEM — это единая среда, включающая весь спектр объектов начиная от сканированных чертежей и заканчивая моделями, на основе которых можно проектировать технологические процессы и создавать УП для оборудования с ЧПУ.

В начало В начало

Интеграция конструирования и технологии

Важность этой интеграции становится особенно заметной прежде всего при обработке на станках с числовым программным управлением. Кроме того, приведенные ниже задачи практически невозможно решить, применяя различные, хотя и весьма функциональные системы.

После завершения этапа конструирования наступает очередь технологов. Прежде чем приступить к проектированию маршрута обработки, технологу следует проверить соответствие размеров, указанных на чертеже/модели изделия, фактической геометрии модели. От этого зависит точность получаемой детали. Специальная функция контроля геометрии, используемая в ADEM, позволяет почти мгновенно выявить проблемные места и откорректировать их либо вручную, либо с применением параметризации. Данный механизм позволяет проанализировать геометрию эскиза и автоматически перестроить его в соответствии с заданными размерами, превращая его тем самым в точный конструкторский чертеж. Как уже было сказано, параллельно выполняется автоматический пересчет геометрии на середину поля допуска, что избавляет технолога от множества рутинных перестроений.

Но основное преимущество второй ступени интеграции в CAD/CAM-системе проявляется после того, как получена УП и изготовлена тестовая деталь. Изменения в конструкции детали могут возникнуть как на этапе опытного производства, так и при модернизации существующего изделия. В подобной ситуации, используя отдельную CAM-систему, придется практически заново перестраивать маршрут обработки либо, поделив его на отдельные фрагменты, пересобирать из кусочков (фрагментов обработки). ADEM позволяет исключить этот трудоемкий процесс, так как технологическая часть системы постоянно наблюдает за действиями конструктора и оперативно вносит изменения в маршрут. Таким образом, после изменения конструкции технологу-программисту, работающему в ADEM, достаточно просто выполнить регенерацию УП, которая коснется только тех переходов, геометрия которых претерпела изменения. Подобный объектно-ориентированный подход к созданию маршрута обработки не только упрощает создание и отладку УП, но и значительно сокращает время переподготовки.

К тому же интеграция конструкторского и технологического модулей ADEM существенно упрощает проектирование технологических процессов для универсального оборудования. В первую очередь это касается применения возможностей конструкторского модуля для создания операционных эскизов и выходных карт техпроцесса. ADEM в этом плане является  самодостаточной системой, так как для проектирования и выпуска технологической документации не требуется дополнительное ПО.

В начало В начало

Интеграция методов проектирования технологии

Сегодня существует четкое разделение между системами проектирования техпроцессов для универсального оборудования и системами подготовки УП для программного оборудования. Однако это исторически сложившееся разделение не является логичным. В идеале объектом проектирования технологии должен быть техпроцесс изготовления изделия, включающий различные операции, в том числе и программные. Такая трактовка дается в ЕСТП, поэтому разделение технологических систем только нарушает логику проектирования. В то же время даже программные операции должны содержать установочные, контрольные и другие вспомогательные переходы. Но разработчики CAM-систем, озаботившись выпуском УП, совершенно забыли о месте операций с ЧПУ в едином технологическом цикле.

До недавнего времени подобная ситуация была характерна и для системы ADEM. Но с выходом на рынок новейшей версии 8.0 ADEM перешла на следующую ступень интеграции — проектирование единого сквозного технологического процесса обработки изделия.

Проектирование технологического процесса ведется с использованием специализированных рабочих мест, позволяющих группе специалистов работать над одним техпроцессом одновременно. Если ведущий инженер-технолог решает выполнить определенные этапы обработки на станке с ЧПУ, то в состав техпроцесса включается необходимое количество программных операций. Технологи, отвечающие за создание универсальных операций, оформляют свою часть, а технологи-программисты могут приступать к созданию УП. При этом им доступны общие базы данных по инструменту, приспособлениям и любая другая нормативно-справочная информация.

Вся информация, заданная в программной операции, становится доступной в общем техпроцессе, особенно это касается режимов резания, что, в свою очередь, обеспечивает более точное, почти прецизионное нормирование техпроцесса. А для программных операций становится возможным автоматическое получение карт наладки и других необходимых документов вместе с управляющей программой.

В начало В начало

Интеграция проектов

Функциональность изначально разработанного модуля ADEM Vault, как среда авторизованного хранения и поиска документов, постоянно расширяется. Поэтому, организуя проект в виде структуры изделия, можно формировать разного рода ведомости и отчеты, например ведомость используемых материалов и инструментов, сводные ведомости трудоемкости, карты технологического планирования и другие виды документов. Таким образом, в рамках технологического или конструкторского бюро модуль ADEM Vault можно рассматривать как недорогой и легко настраиваемый компонент, выполняющий функции легкой PDM-системы (PDM light), который в то же время обеспечивает интеграцию ADEM в общезаводскую систему управления предприятием.

Окончательный вид изделия

Окончательный вид изделия

Резюмирем вышеизложенное:

•  если дать краткую характеристику системы ADEM, то можно сказать, что это универсальный программный продукт, включающий возможности нескольких различных предметно-ориентированных САПР под общей логикой управления и на единой информационной базе, гарантирующей однозначное представление разнородных объектов. Только за счет этого интегрированная система ADEM позволяет экономить ресурсы на внедрение, подготовку специалистов и поддержку автоматизации КТПП;

•  исключение разрыва информационных потоков между конструктором и технологом обеспечивает максимально короткие сроки КТПП;

•  по уровню интеграции модулей, входящих в состав системы, ADEM сегодня обеспечивает максимально длинную цепочку этапов конструкторско-технологической подготовки производства. А ее функциональные возможности позволяют осуществлять сквозной цикл проектирования — от формирования облика изделия до его материального воплощения.

В начало В начало

САПР и графика 6`2006