Немного подробнее о Cimatron E 3.0

Алексей Пелипенко

В номерах журнала «САПР и графика» за 2001 год (№ 6, 9, 10) мы поместили ряд статей, рассматривающих как предпосылки создания новой CAD/CAM-системы Cimatron E, так и предлагаемую ею организацию решения комплекса технических задач. Специалисты проявили к новой системе большой интерес и задают много вопросов о том, каким образом в системе решаются те или иные задачи. Не так давно вышла очередная версия системы — Cimatron E 3.0, и в этой статье, которая будет публиковаться с продолжениями в нескольких номерах журнала, мы подробнее расскажем читателям о ее функциональных возможностях.

Прежде всего необходимо отметить, что новая система ориентирована не столько на решение отдельных задач предприятия, сколько на поддержку функционально законченных цепочек этих задач, называемых также рабочими процессорами. Поддержку этих процессов обеспечивает встроенная система управления данными процесса (process data management), базирующаяся на известной PDM-системе SmarTeam. Это позволяет эффективно организовывать как горизонтальные процессы (например, коллективную конструкторскую работу группы специалистов над одним проектом), так и вертикальные — сквозную автоматизацию задач от проектирования изделия до подготовки производства, включая проектирование и изготовление необходимой технологической оснастки и инструмента. Кроме того, поддержка данных рабочего процесса обеспечивает отслеживание изменений всех иерархически и логически связанных объектов Cimatron E — моделей деталей, сборочных единиц, оснастки, чертежно-графических документов и управляющих программ для оборудования с ЧПУ.

Поддержка средств PDM дает очевидные организационные преимущества как пользователям-специалистам, так и руководителям предприятий. Пользователи компьютеров хорошо знают, как сложно порой бывает разобраться с версиями созданных файлов: где они находятся на компьютере, с какой целью они создавались, с их содержимым. А если по какой-либо причине произошло изменение файловой структуры, то дополнительно возникнет еще и необходимость восстановления исходного расположения рабочих файлов.

Руководители также постоянно сталкиваются с рядом проблем. В частности, если кто-либо из специалистов отсутствует, то зачастую его работы останавливаются, поскольку другому специалисту приходится все делать заново из-за невозможности разобраться в файлах на чужом компьютере. А если специалист внезапно увольняется и не передал кому-либо результаты своей работы?.. Даже если информация на компьютере останется, можно считать, что она пропала — все библиотеки, проекты, решения. И все по той же причине: разобраться с чужими файлами без какой-либо пояснительной информации крайне сложно.

Для решения этих проблем в Cimatron E PDM-подсистема берет на себя заботу об управлении файлами и дает возможность пользователю работать со структурами данных в терминах предметной области, например с проектом изделия, с проектом формообразующей оснастки, с чертежом, управляющей программой и т.п. Структурой данных является совокупность объектов и связей между ними. Связи характеризуют отношения многих объектов со многими, то есть являются сетевыми. Иерархические связи отражают отношения «родители-дети», например входимость деталей в сборочную единицу, специалистов — в отдел или бюро, а логические связи отражают все другие отношения, например связь технологической оснастки с деталью, для производства которой она предназначена, и т.п. Как объекты, так и связи определяются пользователем и описываются набором характеристик. Таким образом, файл документа является одной из характеристик объекта и пользователь, управляя объектами (моделями, чертежами, управляющими программами), управляет и файлами этих объектов. В целом такое решение имеет очень большое организационное значение, так как обеспечивает накопление, сохранение и безопасность корпоративных знаний (знаний специалистов).

Структуры проектов, предлагаемые системой, настроены под сложившиеся в мировой промышленной практике рабочие процессы, что облегчает пользователям навигацию по проектам и сокращает сроки освоения системы. И действительно, если рассмотреть процесс разработки формообразующей оснастки (рис. 1), то можно выделить ряд его характерных особенностей.

1. Исходные данные поступают в виде 3D-моделей деталей.
2. Часто эти конструкторские модели (исходные данные) создаются в CAD-системе, отличной от системы, применяемой конструкторами оснастки. В этом случае они передаются в виде файлов в известных форматах (IGES, DXF, SAT и т.п.) как совокупность поверхностей и каркасных элементов (не твердых тел). При этом, естественно, ассоциативные связи с исходной моделью в формате исходной CAD-системы не передаются, то есть модели конструктора оснастки не отслеживают изменения модели конструктора изделия.
3. Конструктору оснастки необходимо сделать эталонную копию полученных данных, чтобы в процессе работы, произведя необратимые по каким-либо причинам изменения геометрии, можно было всегда вернуться к оригиналу.
4. Такими необратимыми изменениями могут быть, например, операции по «лечению» модели, необходимые для затяжки щелей между поверхностями, ликвидации петель и восстановления правильных параметров на границах обрезанных поверхностей, действия по решению подобных проблем. Обычно «лечение» необходимо для нормальной работы с импортированными данными и может приводить практически к перестройке импортированной модели, что очень трудоемко (от нескольких часов до нескольких дней и больше — в зависимости от сложности).
5. Модель необходимо отработать на технологичность, согласовав с конструктором изделия внесение изменений (кто будет их вносить и какие изменения конкретно). Отработка на технологичность включает выявление поднутрений, вертикальных стенок, острых углов и решение подобных вопросов в зависимости от особенностей детали, предполагаемой конструкции оснастки, возможностей технологического оборудования и т.д. При необходимости проектируется заготовка (отливка, поковка и т.п.) и используются системы анализа соответствующего технологического процесса (литье, ковка, штамповка и др.).
6. Проектируются формообразующие детали оснастки.
7. Проектируется формопакет, например пресс-форма, штамп.
8. Проектируется конструкторская документация на оснастку.
9. При необходимости проектируются электроды для прошивной электроэрозионной обработки формообразующих деталей и на них выпускается чертежно-графическая документация.
10. Проектируются управляющие программы обработки формообразующих деталей и электродов на станках с ЧПУ.
11. В случае внесения разработчиком инженерных изменений в конструкцию детали конструктору оснастки или электродов, разработчику управляющих программ, специалистам, решающим другие задачи подготовки производства, необходимо внести соответствующие коррективы в выпущенные документы. На практике это часто приводит к повторному выполнению сделанных работ и занимает не намного меньше времени, чем первичное проектирование.

Важно, что работы по проектированию формопакета, электродов, чертежно-графической документации и управляющих программ могут выполняться параллельно. Такую коллективную организацию работы специалистов может обеспечить только совместное функционирование системы проектирования с системой управления (PDM-системой).

В Cimatron E присутствие PDM ощущается постоянно. При инсталляции, например, необходимо ответить на вопрос, какая часть системы устанавливается — серверная, клиентская, или система устанавливается для автономной работы на одном компьютере. При запуске системы также появляется окно PDM со структурами имеющихся в базе данных проектов. Пользователь может как создать новый проект, так и открыть выполненный ранее. Имена файлов создаваемых объектов пользователем не задаются вообще, так как система ведет эту информацию полностью самостоятельно. Также очень удобны часто используемые возможности быстрого выполнения запросов к базе данных и резервное копирование базы данных, при выполнении которого система копирует и все необходимые файлы данных.

При создании нового проекта пользователь выбирает его тип, и структура проекта далее формируется автоматически. Рассмотрим подробнее процесс проектирования и подготовки производства формообразующей оснастки в Cimatron E, типичные особенности которого мы привели выше. Но сначала несколько слов о рабочей среде Cimatron E.

Рабочая среда является сборочно-ориентированной и позволяет производить геометрические операции с моделями деталей в среде сборки (рис. 2). В то же время среда детали является многообъектной — конструктор может создавать независимые геометрические объекты, выполнять операции между ними, экспортировать их в отдельные файлы. При экспорте объектов ассоциативные связи сохраняются, что обеспечивает автоматическое отслеживание изменений связанных между собой моделей. Эргономичный интерфейс системы с контекстно-чувствительными меню обеспечивает минимизацию перемещений и числа нажатий на кнопки мыши, сохраняя внимание пользователя на графической области. «Горячая» помощь включает учебные примеры в форматах HTML, MS Word или Adobe Acrobat, а меню проводника процесса (Process Guide) «ведут» пользователя по всем этапам процесса проектирования и подготовки производства. Штатный режим визуализации моделей при работе в Cimatron E — тонированное представление. Наряду с этим используются полупрозрачный режим, проволочный или режим с удаленными невидимыми линиями. Системой также предлагается возможность динамического формирования сечений моделей в подсистеме моделирования. Сечения твердотельных объектов штрихуются.

1. Импорт данных. Cimatron E поддерживает стандартные интерфейсы обмена данными IGES, VDA, SAT, DXF, STEP, STL и прямые интерфейсы обмена в форматах систем Cimatron IT, CATIA, Unigraphics, AutoCAD/DWG, нейтральный формат Pro/Engineer.

Данные могут импортироваться напрямую в CAD-среду Cimatron E. Однако если пользователь начинает новый проект формообразующей оснастки, он действует другим способом. Сначала выбирается тип нового проекта, который будет определять структуру данных проекта (рис. 3). При этом система выводит окно, в котором предлагает заполнить или оставить без изменения предложенные для проекта атрибуты и параметры. Этими параметрами для рассматриваемого типа проектов являются имя проекта, единицы измерения (размеров геометрии), произвольное описание проекта, имя и расположение импортируемого файла с исходными данными (модель изделия), наименование и описание «мастер-детали» и «рабочей детали». Мастер-деталь — это объект базы данных, описывающий эталонную модель, принятую от заказчика, в формате Cimatron E и используемый для выявления инженерных изменений. Рабочая деталь — объект базы данных, с которого начинается работа по проектированию оснастки.

После выполнения операции по созданию нового проекта автоматически загружается рабочая деталь в CAD-среде, а в подсистеме PDM создаются четыре объекта: новый проект, а в этом проекте — папка, которая, в свою очередь, содержит мастер-деталь и рабочую деталь.

Продолжение следует

«САПР и графика» 1'2002