ГеММа-3D версии 8 — расширенные возможности управления и технологии обработки
Более чем двухлетний опыт эксплуатации 7-й версии системы ГеММа-3D показал, что расширение ее геометрических и технологических возможностей становится все менее эффективным при сохранении исходного — предельно лаконичного — интерфейса. Поэтому главной задачей разработки 8-й версии стали существенное повышение надежности всех технологических процедур при расширении их состава и подкрепление технологии соответствующим развитием интерфейса технолога-программиста.
Основным требованием к интерфейсу стала высокая степень наглядности, позволяющая упростить как освоение, так и работу с системой и опытным специалистам, и начинающим технологам. В определении технологических параметров обработки традиционно существует некоторая нечеткость, усугубляемая при программной реализации кодирования в виде аббревиатур или пиктограмм. Для решения этого вопроса было принято решение о введении в новую версию «тотальной» системы подсказок — текстовых и графических расшифровок используемых параметров и аббревиатур.
В качестве примера на рис. 1 приведены подсказки — пояснения для ряда позиций, выводимые на экран при нажатии на кнопку «?» в окне диалога. Аналогично комментируется задание стратегии и технологии обработки (рис. 2).
Помимо рассмотренных существенных дополнений интерфейса реализован еще целый ряд изменений, повышающих удобство работы с системой. Вместо привычных по предыдущим версиям текстовых меню управления системой, в 8-й версии использованы панели инструментов с пиктограммами, в результате чего удалось увеличить рабочую область экрана.
Для особо требовательных пользователей, не удовлетворенных традиционным черным фоном экрана, введена возможность дополнительных настроек изображения: теперь можно выбрать цвет фона экрана, размер курсора и кнопок панелей инструментов, толщины линий и т.д.
Завершена обработка процедур выполнения таких необходимых метрических операций, как расчет длин плоских и пространственных кривых, площадей ограниченных участков поверхностей и оболочек, объемов под поверхностями и оболочками, моментов инерции для площадей и объемов под поверхностями и оболочками.
Серьезной отработке подверглись внешние интерфейсы. Многократно проверено для всех возможных геометрических элементов чтение форматов DXF, IGES и STEP при вводе математических моделей и чертежей из систем CATIA, Pro/ENGINEER, EUCLID, PowerSHAPE, Solid Edge, SolidWorks, AutoCAD. Особое место занимает разработка интерфейса с системами КОМПАС-3D и КОМПАС-График. Реализован экспорт моделей объектов в формате STL для последующего использования в системе ГеММа-3D.
За годы эксплуатации в библиотеке системы ГеММа-3D накоплено значительное число постпроцессоров для отечественных и зарубежных систем управления станками с ЧПУ. Входящий в состав системы генератор постпроцессоров отличается простотой и легкостью модификации существующих постпроцессоров и составления новых. Поэтому на многих предприятиях при оснащении различными средствами программирования для постпроцессирования управляющих программ из инвариантного кода в коды определенных систем управления используются постпроцессоры из системы ГеММа-3D. Поскольку инвариантные (АРТ) коды в системах имеют определенные различия, приходилось учитывать их в модуле ввода. В версии 8 закреплено такое использование системы. В качестве штатной сюда введена возможность чтения инвариантных (АРТ) форматов управляющих программ, подготовленных в системах CATIA, Pro/ENGINEER, EUCLID, PowerMILL, Cimatron. Таким образом, при программировании обработки сложной детали на нескольких рабочих местах, оснащенных различными программными средствами, все программы могут быть единообразно проверены, скомплектованы и постпроцессированы для выбранного станочного оборудования.
Для расширения использования ранее подготовленных управляющих программ реализовано их преобразование из АРТ-формата машинного кода в 2D- и 3D-геометрию. Определенное развитие получила работа с данными внутри системы. Наряду с имеющимся автоматическим назначением директорий для размещения АРТ- и MSH-файлов пользователю предоставлена возможность самостоятельного их назначения.
В целях упрощения работы со сложными изделиями обеспечена возможность быстрого перехода к одному из 10 последних проектов. Еще одна новая штатная возможность — подключение компьютера с системой ГеММа-3D непосредственно к устройству управления станком с ЧПУ.
С каждой версией системы совершенствовался макроязык, обеспечивающий доступ при программировании к архиву данных, а также геометрическим и технологическим процедурам. В 8-й версии в него включены процедуры создания диалоговых и графических окон, реализующие комплекс диалоговых элементов управления Windows: списков изображений, панелей управления, окон ввода и др. Редактор макропрограмм дополнен средствами автоматического набора операторов по начальным буквам, автоматического выравнивания текстов, работы с подпрограммами и циклами. Также в целях упрощения работы введено структурирование программ. Подпрограммы и циклы в режиме просмотра и редактирования основного текста автоматически свертываются и присутствуют только в виде заголовков, а при необходимости их редактирования автоматически разворачиваются.
В геометрическом редакторе версии 8 введено автоматическое восстановление осей поверхностей вращения. Усовершенствован алгоритм построения тоновых изображений геометрических объектов. Разработанные процедуры повысили качество отрисовки при повышении оперативности ее выполнения.
Не менее существенно в 8-й версии развитие технологии обработки поверхностей. Прежде всего здесь упорядочены вспомогательные технологические операции, например подход фрезы к точке начала обработки (на рис. 3а-г представлены варианты врезания). Зафиксировано положение фрезы относительно границ, выделяющих зоны обработки детали (недостаточно четкое в версии 7). В частности, различаются ограничения по боковой поверхности фрезы (рис. 4а), по нижней точке «снизу» (рис. 4б), по выходу на ограничения точкой касания — «резания» (рис. 4в).
Технические возможности обработки заметно расширяются посредством реализованных в системе процедур проецирования траекторий инструмента 2D/3D (проход по ряду контуров, обработка в «карманах» и «колодцах» и т.д.) на поверхности и на оболочки (упрощенная схема проецирования траектории показана на рис. 2).
Завершена отработка алгоритмов и процедур черновой и получистовой обработки, поскольку к надежности первой в версии 7 имелись серьезные претензии. Кроме того, теперь заготовка, определяющая зону обработки, может охватить как всю деталь (рис. 5б), так и определенную ее часть (рис. 5а).
Чистовая обработка составных поверхностей дополнена рядом новых стратегий, в числе которых — обработка между двумя кривыми по спирали или кольцу (рис. 6а), вдоль заданных произвольных границ (рис. 6б), ортогонально заданным границам (рис. 6в). На рис. 7 представлена комбинированная стратегия в обработке части детали по замкнутым контурам.
Помимо представленных видов обработки имеется получистовая обработка штриховкой и эквидистантой с оптимизацией перехода между строками, обеспечивающей сокращение времени обработки при фрезеровании с повышенными подачами.
Очень важным является обеспечение всех видов обработки сферическими, торовыми и коническими фрезами без подрезов, которые исключаются уже на этапе построения траекторий.
Непосредственно в состав технологических операций включены макрокоманды 3D/5D-сверления.
Новым элементом системы ГеММа-3D версии 8 стал визуализатор обработки — G-Mill. Некоторые возможности визуализатора показаны на рис. 8 и 9. На первом из них представлен вид поверхности детали после предварительной (получистовой) обработки, на втором — распределение припуска, толщины материала после обработки по данной программе до поверхности изделия. Описанию данного модуля будет посвящена отдельная статья.
«САПР и графика» 3'2002
