5 - 2008

Разработка модуля согласования базы данных FeatureCAM с базой данных инструментов предприятия

Сергей Кугаевский, Игорь Титов

Описание базы данных CAM-системы FeatureCAM

Импортирование XML-файла

Программный модуль сопряжения БД инструмента предприятия с БД FeatureCAM

Внедрение БД предприятия в FeatureCAM с использованием разработанного модуля

Заключение

Программный пакет FeatureCAM предназначен для автоматизированной разработки управляющих программ для станков с ЧПУ. Отличительной особенностью этого пакета по сравнению с другими CAD/CAM-системами компании Delcam является быстрая автоматическая подготовка управляющих программ на основе распознавания типовых элементов обрабатываемой модели. На протяжении всего цикла создания управляющей программы (УП) для станка с ЧПУ пакет FeatureCAM способен автоматически определять и задавать параметры обработки. В результате значительно увеличивается скорость разработки УП. На любом этапе создания УП параметры обработки можно либо оставлять по умолчанию, либо устанавливать желаемые.

Пакет FeatureCAM, конечно же, очень удобен и эффективен в разработке УП, но для их автоматического создания необходимо иметь еще и актуальную базу данных инструментов предприятия. Естественно, в пакете существует встроенная база данных инструментов для всех видов обработки. Поскольку FeatureCAM способен автоматически выбирать и задавать параметры, к которым относится и выбор инструмента, то для эффективного выбора инструмента для данной обработки встроенная база позволяет создавать пользовательский набор инструментов, отражающий наличие реального инструмента в цехе или установленного в данный момент на станке.

Несомненно, разработка такого пакета, как FeatureCAM, — большое достижение в области автоматизации производства. Поэтому такие CAD/CAM-системы активно используются сегодня на различных предприятиях машиностроительной отрасли, применяющих на станках огромное количество разнообразных инструментов. Под влиянием разных факторов, таких как износ инструмента, перевод станка на изготовление другой детали, пополнение магазина станка новым инструментом и т.д., инструмент на производстве находится в постоянном движении. Таким образом, при написании УП бывает сложно выбрать нужный инструмент из огромного количества имеющейся номенклатуры, которая вдобавок еще и перемещается по предприятию. Решение этой проблемы обычно поручается специальному отделу предприятия, который отвечает за хранение инструментов и их поддержание в рабочем состоянии.

Для учета на предприятии огромного количества инструмента используются разнообразные базы данных, позволяющие хранить любую структуру информации и эффективно ее использовать. Поскольку встроенная в FeatureCAM база данных инструментов, конечно же, не может содержать абсолютно весь инструмент, который только существует, у конечных потребителей возникает потребность пополнить ее своими позициями. Такую потребность FeatureCAM удовлетворяет благодаря встроенным средствами импортирования, но зачастую возникает проблема совместимости данных при импортировании, которую приходится решать в полуавтоматическом режиме: необходимо подготовить свою базу данных для импортирования, что занимает достаточно много времени, а в случае обновления базы данных вся процедура импорта повторяется заново.

Поэтому перед нами была поставлена следующая задача: разработать модуль согласования базы данных FeatureCAM с базой данных инструментов предприятия, который удовлетворял бы следующим требованиям:

  • роль пользователя сводится к указанию БД и потока данных, соответствующего данной БД;
  • в случае новой структуры БД инструмента пользователю необходимо создать новый поток данных;
  • подготовка БД инструментов предприятия к импортированию.

Описание базы данных CAM-системы FeatureCAM

Система FeatureCAM имеет встроенную базу данных, которая содержит информацию об инструменте и режимах резания. Эта БД встроена непосредственно в пакет, а следовательно, исключена возможность редактирования внешними средствами. Конечно, такое исполнение БД обеспечивает сохранность целостности хранимой информации, но препятствует ее пополнению и редактированию. Поэтому в пакет встроены инструменты для работы с БД, позволяющие создавать и редактировать записи путем заполнения разных форм и импортировать/экспортировать массивы элементов с помощью распространенных форматов передачи данных.

Пакет FeatureCAM поддерживает все основные типы инструмента: сверла, метчики, развертки, концевые фрезы, расточные оправки, торцевые фрезы и др. Каждый тип инструмента описывается совокупностью размеров. Менеджер инструментов (рис. 1) отображает базу данных инструмента в виде наборов, которые объединяют различные инструменты. В этом окне также имеются все инструменты для создания/редактирования инструментов и функции экспорта/импорта.

Пакет FeatureCAM позволяет создавать новые инструменты в дюймовой и метрической системах измерения (рис. 2).

Рис. 1. Менеджер инструментов

Рис. 1. Менеджер инструментов

 

Рис. 2. Окно создания и редактирования инструмента

Рис. 2. Окно создания и редактирования инструмента

При расчете траектории программа выбирает инструмент из активного набора. Для конкретной детали или станка может быть назначен свой набор инструмента. Можно также создавать пользовательские наборы инструмента, отражающие наличие реального инструмента в цехе или установленного в данный момент на станке.

Пакет FeatureCAM не имеет открытого доступа к своим базам данных, но способен экспортировать и импортировать базы данных инструментов в двух форматах: XML и TDB (рис. 3).

Рис. 3. Окна экспорта/импорта наборов инструментовРис. 3. Окна экспорта/импорта наборов инструментов

Рис. 3. Окна экспорта/импорта наборов инструментов

В начало В начало

Импортирование XML-файла

В пакете FeatureCAM лучше всего реализован импорт баз данных режущего инструмента с помощью расширенного языка разметки XML (eXtensible Markup Language). XML-формат рассматривался как наиболее предпочтительный вариант создания базы инструмента, поскольку он легко формируется, имеет открытый доступ к данным и активно используется в развивающихся интернет-технологиях.

База данных на языке XML выглядит следующим образом — это текст, в котором данные структурируются так называемыми тэгами, которые способны описывать данные любой степени сложности (рис. 4).

Рис. 4. Общий вид формируемого файла XML-формата

Рис. 4. Общий вид формируемого файла XML-формата

Для того чтобы импортировать исходные БД инструмента, был разработан модуль, который формирует файл формата XML с помощью информации об инструменте исходной БД. При изучении поддерживаемой FeatureCAM структуры XML-файла за основу был взят файл, экспортированный из базы данных инструмента FeatureCAM. Выполнен этот модуль на Microsoft Access, так как эта СУБД широко распространена и имеет встроенные возможности программирования БД посредством VBA.

В начало В начало

Программный модуль сопряжения БД инструмента предприятия с БД FeatureCAM

Разработанный нами модуль имеет собственную структурированную БД инструмента, которая унаследована от пустой БД, предоставленной FeatureCAM.

Структура разработанного модуля показана на рис. 5, который показывает все рабочие элементы и движение данных через них. Цветом на рисунке также выделена область немодифицируемых элементов, рабочие модули (модуль добавления новых данных в базу и модуль экспорта данных в XML-файл) и элементы управления.

Связь с БД инструмента предприятия осуществляется через драйверы ODBC-источника. Для того чтобы связать поток данных из БД предприятия с внутренней структурой базы, пользователем разрабатывается SQL-запрос, который может сохраняться для повторного использования. Чтобы пользователь мог отладить свой запрос, предусмотрен буфер данных, выполненный в виде пустой копии структуры встроенной базы.

Рис. 5. Структурная схема модуля сопряжения БД

Рис. 5. Структурная схема модуля сопряжения БД

Через элемент выбора запроса на добавление пользователь выбирает SQL-запрос, соответствующий подключенной БД предприятия, написанный им ранее, после чего запускает систему на добавление информации из БД предприятия во встроенную базу инструмента. Система переходит в автоматический режим, выполняя сначала проверку на совместимость данных (в случае если пользователь неправильно написал запрос), и выводит результат проверки пользователю с указанием рекомендаций (при обнаружении ошибок). При получении положительного результата система выполняет добавление данных из буфера во встроенную базу инструмента и сообщает пользователю об удачной операции.

По окончании добавления пользователь может экспортировать данные, предварительно выбрав необходимую информацию. Данная операция реализована в модуле экспорта данных в формат XML: форма, предоставляющая выбор данных для экспортирования, передает идентификационные номера инструмента методу формирования XML-файла, который по этим номерам находит инструмент в базе и формирует файл, заполняя его параметрами выбранных инструментов.

В начало В начало

Внедрение БД предприятия в FeatureCAM с использованием разработанного модуля

Полностью автоматизировать внедрение БД в FeatureCAM, на наш взгляд, пока невозможно, поэтому процесс внедрения был разбит на этапы.

Первым этапом является создание пользователем связи с внедряемой БД. Для этого необходимо воспользоваться встроенными в Access инструментами связи, из которых следует выбрать связь через ODBC-источник и установить источник данных (рис. 6).

Рис. 6. Выбор ODBC-источника

Рис. 6. Выбор ODBC-источника

Вторым этапом является написание пользователем запроса на чтение из БД необходимой информации для внедрения. Этот этап необходим для того, чтобы разработанный модуль мог работать с отличительной структурой внедряемых БД. В Access запрос пишется на SQL-языке, который можно создать как вручную, так и с помощью мастера (рис. 7).

Рис. 7. Создание запросов

Рис. 7. Создание запросов

Третьим этапом является преобразование информации об инструменте из БД предприятия в XML-формат. Для этого необходимо запустить ранее созданный запрос для добавления информации об инструментах из БД предприятия в разработанный модуль, затем с помощью инструментов данного модуля выбрать необходимую информацию и преобразовать ее в XML-файл (рис. 8).

Рис. 8. Создание XML-файла

Рис. 8. Создание XML-файла

 

Рис. 9. Импортирование XML-файла в FeatureCAM

Рис. 9. Импортирование XML-файла в FeatureCAM

Четвертым этапом является импортирование созданного XML-файла в БД FeatureCAM с использованием средств самой CAM-системы (рис. 9). Полученные файлы можно применять как промежуточную БД инструмента в любых других целях.

В начало В начало

Заключение

Выполненная работа направлена на улучшение условий адаптации программного продукта фирмы Delcam plc к производственным условиям российских предприятий и позволяет в короткие сроки подготовить базу данных технологической оснастки применительно к конкретному предприятию.

В настоящее время разработанный модуль проходит тестовую эксплуатацию на предприятиях Свердловской области.

В начало В начало

САПР и графика 5`2008