Новый подход к автоматизации формирования документации в БАЗИС 8.0

Павел Бунаков (Ведущий специалист компании «Базис-Центр», к. т. н.)

Модели и документы

Настройка алгоритмов создания рабочих чертежей

Настройка алгоритмов создания сборочного чертежа

Создание схемы сборки

Заключение

Литература

В настоящее время наблюдается устойчивая тенденция к повышению интеллектуальности подсистем САПР за счет использования элементов эвристического программирования, экспертных систем и других современных подходов и методик, позволяющих передать определенную часть интеллектуальной нагрузки компьютеру. Только в этом случае можно достичь существенного прогресса в повышении производительности труда специалистов творческих профессий, к которым, без сомнения, относятся конструкторы и технологи.

Традиционное требование к автоматизированным системам заключается в максимальном освобождении специалиста от рутинных работ, предполагающих множество повторяющихся вычислений или иных формализуемых операций. Интеллектуализация программного обеспечения позволяет включить в этот перечень ряд сложноформализуемых задач, решение которых обычно считается прерогативой человека.

При проектировании мебели одной из таких задач является оформление чертежно­конструкторской и эксплуатационной документации.

Модели и документы

Основные особенности проектирования мебельных изделий связаны с наличием художественного аспекта в этом процессе. Само понятие мебельного изделия является достаточно широким и неоднозначным, что обусловлено разнообразием функциональных признаков и классификаций мебели. Именно художественно­технический характер процесса создания новой мебели предполагает преимущественное применение инструментария трехмерного моделирования. В системе БАЗИС эта задача решается в модуле универсального проектирования БАЗИС­Мебельщик и параметрического — БАЗИС­Шкаф [1, 2]. Полученные модели изделий являются основой для решения задач технологической подготовки производства, анализа экономических параметров изделий и производственной логистики, для которых предназначены соответствующие модули системы БАЗИС. Особо отметим, что БАЗИС — это комплексная САПР, поэтому все ее модули работают с единой моделью изделия и в едином информационном пространстве.

Как правило, комплект документов, необходимых для изготовления мебельного изделия, включает сборочный чертеж с указанием позиций деталей и сборочных единиц, рабочие чертежи деталей, на которых отображаются отверстия под установку крепежа и фурнитуры с необходимыми размерными цепями, пазы и условные обозначения облицовочных материалов, а также спецификации. Последний документ представляет собой таблицу, которая в структурированном виде содержит информацию о наличии и количестве сборочных единиц, размерах заготовок деталей под распиловку, необходимости облицовывания габаритных кромок деталей.

Дополнительно могут создаваться таблицы технологических операций, выполнение которых необходимо для изготовления детали, и схемы сборки — рисунки, наглядно показывающие последовательность и правила выполнения операций по сборке изделия у клиента.

Формирование табличных документов особых проблем не вызывает: если в модели изделия есть требуемая информация, то ее достаточно просто структурировать по заданным параметрам.

Иное дело графическая информация — ее автоматическое формирование требует решения трех взаимосвязанных задач, при этом 2­ю и 3­ю из них можно отнести к классу слабоформализуемых:

1. соответствие требованиям ЕСКД;
2. простановка максимального количества необходимых размеров (в идеале — всех);
3. оптимальное размещение размеров и выносных элементов с точки зрения удобства пользования документом.

Изначально в модуле автоматического формирования документов системы БАЗИС был реализован алгоритм с элементами интеллектуального анализа моделей [3]. Однако в предыдущих версиях результаты его работы требовали определенной ручной доводки чертежей перед передачей их в производство. И только в новой, восьмой версии системы при переходе к объектным структурно­атрибутивным моделям мебельных изделий стала возможной реализация действительно интеллектуального алгоритма формирования чертежей и схем.

Настройка алгоритмов создания рабочих чертежей

Концептуальная основа работы модуля осталась прежней — механизм программируемых логических шаблонов, отражающих специфику технологических процессов и организационных особенностей конкретного мебельного предприятия. Изменился качественный и количественный состав возможных настроек и, что самое важное, алгоритмы формирования документов. Главное диалоговое окно модуля показано на рис. 1.

Рис. 1. Главное окно модуля

Все параметры настройки логических шаблонов разделены на функциональные группы.

Большинство размеров относится к крепежной фурнитуре, поэтому от тщательности выполнения соответствующих настроек во многом зависит качество документации.

Опция равномерного заполнения чертежа размерами активизирует рекурсивный алгоритм анализа всей структуры чертежа с целью оптимального их размещения на листе. Критерием оптимальности является требование читаемости чертежа. Применение специальных интеллектуальных методик программирования позволило формализовать этот неформальный критерий, в результате чего практически все формируемые чертежи не требуют никакой доработки (рис. 2).

Рис. 2. Пример работы опции равномерного заполнения

Важной опцией является тип структурирования размерных цепей. Для объяснения принципа ее действия необходимо рассказать о новых принципах объектного моделирования фурнитуры в БАЗИС 8.0. Под элементом фурнитуры понимается объект, предназначенный для выполнения одной из двух функций (крепежная и декоративная фурнитура):

сопряжения панелей между собой и фиксирования их друг относительно друга при сборке мебельного изделия — независимо от того, является оно стационарным или подвижным соединением;

размещения на панели функциональных, конструктивных или декоративных элементов.

Это означает, что узел сопряжения может быть описан множеством сопрягаемых панелей и крепежным элементом (рис. 3). В частном случае множество сопрягаемых панелей может состоять из одной панели, что соответствует декоративной фурнитуре.

Рис. 3. Модель узла сопряжения

В свою очередь, крепежный элемент представляется неким абстрактным понятием, объединяющим параметризованную комбинацию обобщенных отверстий, наименование и 3D­модель. Его структура содержит информацию, необходимую и достаточную для моделирования, визуализации, контроля корректности установки и учета любого используемого элемента фурнитуры. Основным образующим элементом его модели является обобщенное отверстие, под которым понимается совокупность следующих трех элементов:

• тип отверстия: глухое или сквозное;
• односвязный замкнутый контур (сечение) и глубина выборки в случае глухого отверстия;
• координаты характерной точки в локальной системе координат узла.

Важной особенностью рассматриваемой модели является возможность алгоритмического контроля вариантов размещения узлов сопряжения на модели изделия и соответствия параметров каждого узла сопряжения условиям допустимости конструктивно­технологических ограничений. Это гарантирует полное отсутствие субъективных ошибок при моделировании фурнитуры, что характерно для многих мебельных САПР.

Исходя из сказанного, структурирование размерных цепей можно выполнять для каждого типа крепежа или для каждого типа отверстий независимо от того, к каким видам фурнитуры они относятся.

Группа дополнительных настроек формирования чертежей позволяет уточнить правило нанесения размеров для отдельных элементов чертежа. Ввиду их многочисленности остановимся на основных.

При обработке панелей с точки зрения технологии обработки отверстий существенное значение имеют понятия лицевой и нелицевой ее сторон. В зависимости от установленного параметра (рис. 4) в качестве лицевой может быть выбрана либо сторона, с которой расположено больше глухих отверстий, либо сторона, с которой сверлится больше сквозных отверстий. Второй вариант нуждается в определенных комментариях. Во­первых, технология обработки сквозных отверстий в ДСтП*, основном конструкционном материале для мебельной промышленности, допускает образование сколов материала в точке выхода сверла. Естественным вариантом скрытия их представляется размещение сопрягаемой панели со стороны скола, что и достигается путем выбора второго способа идентификации лицевой стороны панели.

Рис. 4. Окно общих дополнительных параметров

Во­вторых, возможность реализации данного варианта появилась только в БАЗИС 8.0 при переходе к полноценным объектным моделям.

Как правило, чертежи панелей содержат большое количество отверстий, что существенно затрудняет их чтение. Для повышения читаемости значительно расширено количество настроек, позволяющих создать на предприятии удобный и наглядный стандарт оформления чертежей (рис. 5).

Рис. 5. Окно параметров отображения отверстий

Важным нововведением стала возможность фильтрации отверстий при выводе на чертеж по заданным признакам (рис. 6). Необходимость подобной операции объясняется тем, что часть отверстий, входящих в структуру крепежа или фурнитуры, реально не просверливается на панели, а лишь намечается или оставляется для обработки «по месту» при сборке изделия у клиента.

Рис. 6. Окно фильтрации отверстий

Настройка алгоритмов создания сборочного чертежа

При формировании сборочного чертежа, прежде всего для сложных изделий, большое значение имеет наглядность отображения состава изделия. Это достигается выбором любой комбинации из шести возможных проекционных видов, включая изометрическую проекцию (рис. 7). Дополнительно можно задать способ отображения изометрической проекции, тип и цвет невидимых линий.

Рис. 7. Окно параметров сборочного чертежа

В зависимости от типа мебельного изделия позиции могут ставиться для определенных его составляющих: панелей, сборочных единиц и фурнитуры. При этом настраивается вид элемента, обозначающего позиции, и задается фильтр для установки одинаковых позиций на видах.

Пример автоматически сгенерированного сборочного чертежа приведен на рис. 8.

Рис. 8. Сборочный чертеж

Создание схемы сборки

Схема сборки относится к документации, которая передается клиенту, чтобы он мог самостоятельно и правильно собрать изделие. Алгоритмически решение этой задачи состоит в том, чтобы разнести панели на некоторое расстояние, показав при этом способы соединения деталей между собой. Создание схемы сборки вручную — длительная и трудоемкая процедура.

Объектная модель в БАЗИС 8.0 позволяет формировать ее автоматически с учетом иерархической декомпозиции мебельного изделия. На рис. 9 хорошо видно, что в схеме сборки присутствует несколько подсхем, соответствующих отдельным структурным составляющим изделия: антресоль, левая и правая угловые секции. Совокупность этих подсхем в точности соответствует последовательности сборки изделия.

Рис. 9. Схема сборки

На всех схемах отображаются позиции всех панелей и элементов фурнитуры, а также направления и места установки фурнитуры. Это делает процесс сборки изделия простым и понятным, полностью исключая причины возникновения брака.

Заключение

Важность широкой функциональности 3D­моделирования в САПР мебельных изделий нисколько не умаляет необходимости формирования конструкторской документации, которая, в конечном счете, и является результатом работы конструктора. В отличие от дизайна и конструктивной проработки изделия эта проектная операция рутинная, хотя и требует выполнения целого ряда нетривиальных задач, в основном оформительского характера. По этой причине ее необходимо максимально автоматизировать. Новые объектные структурно­атрибутивные модели, используемые в системе БАЗИС 8.0, позволили разработать интеллектуальный инструментарий для автоматического формирования документации, которая практически не требует ручной доработки при передаче на производство.

Литература

1. Бунаков П.Ю., Стариков А.В. Автоматизация проектирования корпусной мебели: основы, инструменты, практика. М.: ДМК Пресс, 2009. 864 с.: ил.
2. Бакулина Н.Н. БАЗИС: новая методология проектирования корпусной мебели / Н. Н. Бакулина, П. Ю. Бунаков, Н. В. Каскевич, А. В. Стариков // САПР и графика. 2010. № 4 (162). С. 28­30.
3. Бунаков П. БАЗИС: автоматическое получение 2D­документов по 3D­модели // САПР и графика. 2009. № 1 (147). С. 12­15.

* Древесно-стружечная плита.

САПР и графика 11`2010