12 - 2008

ADEM-VX. Портрет в миниатюре

Андрей Быков, Александр Вальтер, Вадим Дуреев

Введение

Проектирование моделей изделий и выпуск конструкторской документации

Программирование станков с ЧПУ на основе моделей

Проектирование техпроцессов и выпуск технологической документации

Заключение

Введение

Данная статья посвящена популярной отечественной интегрированной конструкторско-технологической системе ADEM-VX, которая играет важную роль не только на производстве, но и при подготовке технических специалистов современного уровня.

Авторы попытались максимально кратко изложить возможности и целевое назначение этого наукоемкого продукта в виде экспресс-обзора учебного курса «Автоматизация конструкторско-технологической подготовки производства»  Юргинского технологического института, филиала Томского политехнического университета.

Основными этапами данного обзора являются три главные составляющие:

  • проектирование моделей изделий и выпуск конструкторской документации;
  • программирование станков с ЧПУ на основе моделей;
  • проектирование техпроцессов и выпуск технологической документации;

Вопросы проектирования сборочных единиц, параметрического проектирования, управления документами, работы с библиотеками и БД, анализа технологичности, оптимального раскроя, создания пресс-форм и многие другие возможности системы ADEM-VX в данный обзор не включены и рассматриваются в рамках общего курса.

В начало В начало

Проектирование моделей изделий и выпуск конструкторской документации

Конструкторский модуль системы ADEM CAD является системой универсального гибридного моделирования. Он одинаково хорошо работает как с плоскими объектами в качестве эффективной «чертилки», так и с твердыми объемными телами и поверхностями.

Одной из уникальных особенностей ADEM CAD является возможность применения к плоским объектам булевых операций: объединения, дополнения и пересечения, что позволяет существенно сократить трудоемкость плоского проектирования и черчения.

Для построения и редактирования объемных тел и поверхностей используются единые методы и команды. Твердое тело можно разбить на составляющие грани и таким образом перейти к поверхностному представлению модели, и наоборот.

В ADEM-VX имеется целый ряд команд, характерных для систем поверхностного моделирования, например создание поверхности по границам твердого тела, где поверхности и рабочие плоскости в равной степени могут использоваться в качестве границ для отсечения участков других тел и поверхностей.

Помимо обычных способов модификации моделей, таких как скругления углов и срезание фасок, система насыщена специфическими командами: локальными операциями, построением оболочек, восстановлением поверхностей и др.

Реализованы в системе и традиционные операции объемного твердотельного моделирования, такие как добавление материала к телу, добавление материала проецированием и смещением. Булевы операции выполняются в явном виде, что позволяет гибко выстраивать модель из независимо построенных фрагментов.

В ADEM CAD предусмотрено несколько способов построения отверстий в телах: как сквозных, так и на заданную глубину с произвольной осью и по нормали к поверхности. Впрочем, в качестве исходных профилей могут выступать замкнутые и незамкнутые контуры. Предусмотрена и команда построения отверстий стандартной формы, в том числе с резьбой.

По построенной трехмерной модели можно в полуавтоматическом режиме получить соответствующую конструкторскую документацию. Данная задача решается с помощью команд создания видов, разрезов и сечений по 3D-моделям. Причем между генерируемыми видами, разрезами и моделями сохраняется ассоциативная связь.

После внесения изменений в модель и регенерации видов изменения отражаются и на чертеже. В случае если на видах были проставлены размеры, система изменит их значение и сообщит об этом пользователю.

В плане подготовки чертежей в ADEM CAD стоит отметить полную поддержку Единой системы конструкторской документации (ЕСКД) с соответствующей гибкой простановкой размеров, знаков шероховатости, допусков на отклонение от формы и расположения поверхности и других элементов оформления.

Таким образом, ADEM CAD является частью интегрированной системы, модулем, предназначенным для автоматизации конструкторского проектирования, который позволяет решать полный спектр задач — от эффективного гибридного построения моделей изделия до оформления конструкторской документации.

В начало В начало

Программирование станков с ЧПУ на основе моделей

Из всех возможностей системы по программированию оборудования с ЧПУ в технологическом модуле ADEM CAM рассмотрим формирование управляющих программ для фрезерования.

Для программирования ЧПУ нужно: cоздать программную операцию; задать модель оборудования, инструмент, форму заготовки, необходимые технологические команды; подключить нужный постпроцессор. К операции можно добавлять конкретные технологические переходы и конструктивные элементы.

При задании конструктивных элементов для 2,5-координатной обработки могут использоваться семь типов: колодец, стенка, окно, паз, плоскость, уступ и плита. Их определение может осуществляться на основе как простых плоских контуров, так и граней и ребер 3D-модели.

Дополнительно при задании геометрии плоскими контурами можно вводить наклон стенок, скругления дна, назначать припуск на дно и стенки индивидуально для каждого из выбранных контуров. Для большинства конструктивных элементов  можно задавать острова с различной глубиной относительно плоскости привязки конструктивного элемента.

Конструктивные элементы для 3-, 4- и 5-координатного фрезерования формируются на основе трехмерной модели изделия или ее комбинации с плоскими контурами. Геометрия задается посредством указания обрабатываемых и контрольных поверхностей, пространственных кривых и пр.

После задания всех необходимых параметров перехода автоматически формируется траектория движения инструмента. Различные виды моделирования движения инструмента позволяют эффективно проводить отладку траектории.

Широкий выбор способов формирования подхода и отхода позволяет формировать эффективные управляющие программы с минимумом нерабочих перемещений.

Система может формировать траектории с большим количеством различных типов обработки: зигзаг, петля, спираль, эквидистанта, контурные и эквидистантные зигзаг и петля и др.

Назначение геометрии инструмента может осуществляться как заданием параметров в одном из шаблонов инструмента, так и на основе построенных контуров.

Широкий выбор возможных вариантов врезания позволяет избегать появления зарезов, а механизм оптимизации подачи в зависимости от толщины стружки, снимаемой каждым зубом фрезы, — продлить срок службы инструмента.

Любой из видов 2,5- и 3-координатной обработки может быть размещен на произвольном теле вращения, позволяя, например, реализовать обработку на конусе или цилиндре.

Между геометрической моделью и маршрутом обработки сохраняется ассоциативная связь: при изменении геометрии автоматически пересчитывается траектория движения инструмента. Связь является двунаправленной, то есть при попытке в модуле CAD внести в модель изменения, которые сделают некорректным задание конструктивных элементов, например при удалении контура, используемого в CAM, система выдаст соответствующее предупреждение.

Сформированная траектория может быть сохранена в текстовом файле и отредактирована вручную в редакторе CL-DATA. Для верификации управляющих программ используется модуль ADEM Verify, позволяющий отследить ошибки управляющей программы, такие как зарезы и столкновения, сравнить результат обработки с эталонной моделью.

ADEM CAM способен решать широчайший спектр задач при формировании управляющих программ для фрезерной, токарной, электроэрозионной, лазерной и других видов обработки, а поддержка таких функций, как высокоскоростная обработка и плунжерное фрезерование,  вкупе с эффективным функционалом модуля, ставит его в один ряд с передовыми системами подобного класса.

В начало В начало

Проектирование техпроцессов и выпуск технологической документации

Модуль ADEM CAPP является системой проектирования технологических процессов, которая позволяет с различной степенью автоматизации проектировать единичные, групповые и типовые ТП по многим направлениям: механообработка, сборка, сварка, гальваника, штамповка и др.

Рассмотрим некоторые его особенности на примере создания единичного технологического процесса механической обработки.

Основным элементом исходных данных в процессе разработки является  конструкторская документация. При этом вся необходимая информация из конструкторской документации, такая как материал изделия, сортамент и масса, автоматически переходит в техпроцесс.

Технологическая информация в системе представляется в виде структурированного дерева операций, переходов, единиц оснастки и других элементов. К каждой операции могут быть добавлены соответствующие эскизы, созданные с привлечением функционала модуля CAD.

 В ADEM CAPP существует несколько методов создания единичных техпроцессов. Один из них — последовательное формирование структуры путем добавления операций, переходов, эскизов и т.д. При этом в распоряжении технологов имеются классификаторы операций и переходов, базы по оборудованию, оснастке, режущему и мерительному инструменту. Применяется контекстная фильтрация, позволяющая отсечь несовместимые сочетания операций, оборудования, переходов и оснастки, вследствие чего сокращается объем обрабатываемой пользователем информации. Автоматизированы процедуры назначения режимов резания и определения норм времени.

Одна из важных особенностей ADEM CAPP — интеграция с модулем CAM, то есть программная операция на общих основаниях включается в технологический процесс. Выбранный при этом инструмент и режимы обработки автоматически добавляются в технологию и при формировании документации заносятся в технологические карты и ведомости. После расчета траектории и создания управляющей программы в данные соответствующей операции вносятся точные значения норм времени.

Порядок операций, переходов и иерархия элементов могут быть с легкостью изменены с последующей автоматической перенумерацией, что обеспечивает гибкую реорганизацию структуры технологического процесса.

Другим способом проектирования техпроцесса является использование типовых технологических объектов. Любой технологический объект, будь то операция или переход, может быть сохранен и в дальнейшем применен при разработке других технологий как в неизменном виде, так и с последующей корректировкой. Наряду с этим в системе возможна работа нескольких технологов над одним большим техпроцессом, состоящим из самых разных операций.

Еще один вариант проектирования — использование объектно-ориентированных технологий, в том числе алгоритмов автоматического создания маршрутов обработки. Ярким примером такого подхода является сервис создания маршрута обработки отверстия, который позволяет на основе данных о размере, точности и типе отверстия сформировать полный маршрут его обработки.

В ADEM CAPP предусмотрены широкие средства настройки и адаптации системы к конкретным требованиям пользователя. Они включают настройку вида формируемой документации, в том числе создание собственных бланков карт и отчетов,  пополнение и редактирование баз данных оборудования, его привязку к производственным подразделениям, баз данных оснастки, режимов резания и норм времени, перечень операций, переходов и т.д.

Конечной целью технологического проектирования является технологическая документация и сводные данные по материалам, оснастке, инструменту и пр. для передачи в системы планирования, учета и управления производством.

ADEM CAPP формирует различные виды карт, ведомостей и отчетов, а это более 50 возможных выходных форм, выполненных в полном соответствии с требованиями пользователя.

Таким образом, ADEM CAPP является гибким средством автоматизации труда технолога и позволяет существенно повысить эффективность технологического проектирования.

В начало В начало

Заключение

Отметим, что модули, рассмот­ренные в этом экспресс-обзоре, а также все остальные модули и компоненты системы ADEM-VX глубоко интегрированы друг с другом. Они представляют единое конструкторско-технологическое пространство, что явно выделяет систему из ряда других продуктов на рынке САПР.

Практически ADEM-VX органично сочетает средства автоматизации для различных видов инженерной деятельности, оперативное взаимодействие которых является ключом к рентабельному производству.

ADEM-VX можно назвать надежной основой для построения процесса конструкторско-технологического проектирования и уникальным средством подготовки специалистов широкого профиля, которые крайне востребованы современным машиностроением.

В начало В начало

САПР и графика 12`2008