ГеММа-3D – 30 лет!

Сергей Айвазов, генеральный директор НТЦ «ГеММа»

Сергей Зарубин, главный инженер НТЦ «ГеММа»

Григорий Иванец, ведущий специалист техподдержки НТЦ «ГеММа»

История САМ­системы ГеММа­3D (Геометрическое Моделирование и Машинная обработка) началась в 1989 году, когда команда инженеров­программистов из аэрокосмической отрасли разработала программы обработки вентилятора системы охлаждения для крупнейшего отечественного трактора T800 (рис. 1), спроектированного и изготовленного на Челябинском тракторном заводе для алмазных приисков Якутии. Это был трактор, который попал в Книгу рекордов Гиннесса как самый мощный трактор, произведенный в мире, и который спустя 30 лет остается самым мощным трактором, произведенным в Европе. Именно тогда выяснилось, что отечественная промышленность нуждается в программном обеспечении для программирования 3­ и 5­осевой обработки на станках с ЧПУ. Тогда же стали доступны персональные ЭВМ, которые обеспечивали неплохую вычислительную производительность и хорошие графические возможности в одной «вычислительной машине».

Рис. 1. Трактор Т800 и его вентилятор

Это было время, когда мировые флагманы CAD/CAM Catia, Unigraphics, Pro/Engineer, CADDS5 работали только на дорогущих рабочих станциях и были недоступны массовому потребителю. «Большой взрыв» отечественного САПРа конца 1980­х породил почти все отечественные CAD/CAM­системы, до сих пор широко используемые предприятиями России и стран СНГ: КОМПАС, T­FLEX, Cherry (ADEM), «Спрут».

Система ГеММа­3D в этом ряду с самого начала обладала важной отличительной особенностью среди прочих отечественных САПР — она со дня своего рождения включала в себя трехмерный геометрический редактор и обеспечивала 2,5­, 3­, 4­ и 5­осевую фрезерную обработку параметрических фасонных поверхностей.

За 30 лет развития в систему ГеММа­3D были включены модули для разработки управляющих программ практически ко всем видам обрабатывающего оборудования:

• фрезерного, сверлильного, гравировального (2­, 3­, 4­, 5­координатного);
• электроэрозионного (2­, 3­, 4­координатных);
• токарного и токарно­фрезерного с одним и двумя шпинделями;
• машин плазменной, водно­абразивной и лазерной резки;
• координатно­револьверных прессов;
• установок лазерной наплавки по 3D­, 2D­, STL­моделям.

Система ГеММа­3D работает на многих предприятиях оборонного комплекса, авиационной и автомобильной промышленности, приборостроения, ремонтных предприятиях нефтегазового комплекса России от Калининграда и Смоленска на западе страны до Большого Камня и Владивостока на востоке, на ряде предприятий Беларуси, Азербайджана, Казахстана, Узбекистана, Литвы. До 2014 года много поставок системы ГеММа­3D было выполнено на предприятия Украины.

Многолетний опыт использования для обработки монолитных лопаточных колес и одиночных лопаток на запорожском заводе «МоторСич» лег в основу расширенного модуля 5D­обработки системы ГеММа­3D (рис. 2).

Рис. 2. Моноколесо с широкохордными лопатками

Возможности программного обеспечения ГеММа­3D достаточны для обработки таких сложных деталей, как шнеки ТНА жидкостных ракетных двигателей, для которых в 2005 году была разработана специализированная система на основе макропрограммирования. Данная система до сих пор применяется НПО «Энергомаш», несмотря на появление у предприятия таких продвинутых зарубежных средств проектирования и программирования обработки, как Siemens NX.

В то же время система ГеММа­3D позволяет выполнять разработку простых, но эффективных управляющих программ для настольных гравировальных станков за счет использования собственных «скелетных» шрифтов, которые, в отличие от TrueType­шрифтов, обеспечивают обработку по средней линии символа с симметричной нагрузкой на инструмент. Система поддерживает шрифты для гравировки по ГОСТ 2930­62;
ГОСТ 26.008­85; ГОСТ 50140­92, а также трафаретные шрифты по ГОСТ 14192­96.

Программное обеспечение ГеММа­3D применяется при изготовлении художественных и ювелирных изделий. С помощью гравировального модуля системы ГеММа­3D в свое время была выполнена обработка памятных мраморных панелей Храма Христа Спасителя, посвященных событиям Отечественной войны 1812 года (рис. 3).

Рис. 3. Галерея памятных плит в Храме Христа Спасителя

На основе обобщения тридцатилетнего опыта применения цифровых технологий обработки на предприятиях различных отраслей машиностроения в системе ГеММа­3D разработаны специальные стратегии обработки, направленные на повышение эффективности УП и точности полученных после обработки деталей. Так в электроэрозионной обработке обеспечивается многопроходная обработка по одному контуру, что позволяет получить окончательные размеры детали с учетом допуска.

В феврале 2016 года в ООО «Ино­Тех» (г.Рязань) внедрен модуль электроэрозионной обработки системы ГеММа­3D для станков AGIE DEM 315 и ONA AF 25. После трехдневного обучения два специалиста предприятия смогли самостоятельно выполнять производственные задания. Одним из таких заданий стал срочный заказ на изготовление трех шестеренок для ремонта станка. Специалисты предприятия измерили радиусы выступов и впадин, по формуле
De = Dд + 2 × (1+x) × m определили коэффициент смещения и построили контур детали, используя стандартный макрос ГеММы­3D, предназначенный для получения контуров корригированных зубчатых колес. Затем они сгенерировали управляющую программу для обработки с помощью переданного предприятию постпроцессора; вырезали три шестеренки и вставили в сломанный станок, который сразу заработал без дополнительной притирки. Одна такая шестеренка стоит 500 евро. Таким образом предприятие окупило все затраты на приобретение ГеММы­3D одним этим заказом.

В настоящее время система ГеММа­3D позволяет, построив или импортировав трехмерную геометрическую модель детали произвольной сложности, разработать управляющие программы для ее обработки с различных сторон, обеспечив максимальную точность за счет использования средств 2D­, 3D­ и 5D­коррекции положения инструмента на 3­, 4­ и 5­осевом фрезерном и токарно­фрезерном оборудовании.

В большинстве случаев конструкторская система координат геометрической модели отличается от системы координат обработки на станке. Эту проблему система ГеММа­3D решает наличием удобных средств создания систем координат обработки и установки заготовки на станок (для 3+2­обработки) без преобразования исходной модели изделия.

Управляющая программа в системе ГеММа­3D формируется на основе таблицы блоков, в состав которой включаются команды смены систем координат, фрагменты траектории (технологические проходы), стандартные технологические команды для указания точек останова, поворота стола, смены типа системы координат, измерительные и сверлильные циклы, а также специальные станочные команды, представляющие собой строки текста с кодом команды, идентификаторами параметров и их значениями. Станочные команды записываются в паспорт постпроцессора. Сам постпроцессор в системе ГеММа­3D состоит из инвариантной части, преобразующей СLDATA во внутренние списки параметров команд, и текстового (постпроцессора станка) описания алгоритма обработки этих параметров и записи строк УП на языке системы ЧПУ. Взаимосвязь постпроцессора станка и паспорта постпроцессора, содержащего описание синтаксиса станочных команд, позволяет системе ГеММА­3D создавать УП токарно­фрезерной обработки с несколькими каналами управления основным и вспомогательным шпинделями, перехватом детали, подачей прутка, ловителем готовых деталей. Использование станочных команд преобразования и повтора фрагмента управляющей программы позволяет обеспечить минимизацию объема управляющей программы. Это, например, дало возможность на экспериментальном производстве Волжского автозавода разрабатывать УП для обработки сложных листовых деталей для координатно­револьверного пресса с ЧПУ, имеющего ограниченный объем памяти.

Стратегии токарной обработки направлены на замену обработки фасонными резцами, стандартными канавочными резцами и резцами с круглой режущей частью. Одна из таких стратегий — нарезка винтов, которая позволяет обрабатывать транспортные шнеки с переменным шагом и нарезать коническую резьбу с закругленными вершинами профиля.

Но достаточно истории — наших уважаемых заказчиков интересует, что же нового появится в системе
ГеММа­3D в ближайшем будущем?

В мае 2020 года стартует продажа новой, 14­й версии системы ГеММа­3D,
в состав которой войдут новые системы и модули.

Система управления технологической информации (СУТИ) разработана на основе конфигурации «1С» и предназначена для обеспечения коллективной разработки управляющих программ обработки, технологических процессов. Система обеспечивает хранение технологической информации (программ и технологических карт) в общей базе данных, а также их выгрузку и загрузку на цифровое оборудование и автоматизированные рабочие места операторов и наладчиков этого оборудования. За счет выбора распространенной информационной платформы «1С» СУТИ должна легко интегрироваться в системы управления предприятием и производством, в том числе для получения норм времени для обработки деталей, необходимых для планирования производства. Кроме того, система будет включать базу данных режущего инструмента и режимов резания, а также базу 3D­моделей используемой оснастки и оборудования. Одной из важных особенностей системы является применение цифровой идентификации ресурсов методом штрихкодирования.

Другой новинкой станет оригинальный верификатор работы оборудования, который позволит проверять разработанный технологический процесс (последовательность вызовов управляющих программ) на цифровой модели оборудования с использованием трехмерных моделей инструмента, заготовки и оснастки.

При этом верифицируемая управляющая программа может быть задана как на языке CLDATA, так и на языках цифровых систем управления. Помимо станков с ЧПУ верификатор позволит работать с роботами­манипуляторами, производственными линиями и многофункциональными обрабатывающими центрами.

В заключение коллектив разработчиков и технической поддержки НТЦ «ГеММа» выражает благодарность нашим друзьям и пользователям системы ГеММа­3D. Мы обязуемся обеспечить вас надежным и недорогим отечественным программным продуктом для проектирования и программирования оборудова