ГеММа-3D для Windows: развитие продолжается
Настоящая статья является анонсом завершенной к началу 2000 года версии 7.0 системы ГеММа-3D для операционной системы Windows. Неизменным остается основное тематическое направление разработки — математическое моделирование изделий (детали сложной формы, формообразующая технологическая оснастка, пресс-формы, штампы, модели и макеты) и программирование их обработки на станках с ЧПУ.
На рис. 1 показано изображение математической модели аэродинамической компоновки самолета АН-140, подготовленной специалистами авиационного научно-технического комплекса «Антонов». Данная модель была сформирована ими в системе ГеММа-3D версии 6.1 для DOS.
Текущая версия ориентирована для использования в операционных системах Windows 95/98/NT. Поддерживается широко распространенный графический стандарт OpenGL. В результате в системе ГеММа-3D возможно создание чрезвычайно больших комплексных математических моделей и их быстрое отображение как в векторном, так и в тоновом режиме визуализации, включая мультипликационный режим движения.
Структура данных и архив системы модернизированы и обеспечивают удобную работу со сложными иерархическими математическими моделями. Также поддерживается программирование сложной многозонной обработки изделий и формообразующей технологической оснастки (рис. 2).
Система оснащена характерным современным Windows-интерфейсом пользователя. По сравнению с предыдущими версиями она отличается более высокой реактивностью всех основных математических и графических операций. Существенно улучшена визуализация объектов, отображающая работу пользователя. При выполнении всех операций (редактирование, построение управляющих программ, показ процесса обработки) возможен вывод изображения на основных плоскостях проекции, изометрических видах, а также динамическое вращение объектов.
В числе новых возможностей системы реализовано построение технологических эскизов и чертежей по имеющимся математическим моделям. Строятся проекции, выносные размеры, допуски, точки технологической привязки, базирования инструмента и другая информация. Результаты построений могут быть переданы в системы, используемые для оформления сопроводительной технологической документации, например в текстовый процессор Word.
Важнейшим продвижением, упрощающим работу по построению математической модели и проведения операций над ними, стало объединение 2D- и 3D-геометрических редакторов. Построение и работа с объектами в системе ГеММа-3D могут выполняться в любых базовых, конструктивных и видовых плоскостях.
Включены новые функции в состав геометрического редактора системы. В их числе: возможность «оборачивания» сложных кривых относительно пространственных изделий; развертка поверхностей и их композиций на плоскость; построение геодезических линий на поверхностях, соединяющих заданные точки, а также линий перегиба поверхностей.
В числе известных способов построения поверхностей реализованы: автоматическое построение литейных уклонов к элементам форм, а также так называемых подсечек — поверхностей скругления между кривыми, задающими кромки смыкания форм с базовыми поверхностями матриц и пуансонов.
В состав базовых геометрических элементов введены дополнительные объекты: поверхности сопряжения (к двум поверхностям по произвольным линиям) и сглаживающая аппроксимация поверхности для каркаса или массива точек.
Важнейшим развитием в построении математической модели стала реализация оболочек — объединений группы поверхностей (рис. 3).
Под оболочкой понимается композиция поверхностей, объединенных геометрически (у всех включенных поверхностей создается понятие внешней и внутренней стороны), а также информационно. Над оболочкой допустимо выполнение всех геометрических операций, предусмотренных для отдельных поверхностей. Допускается включение в оболочку поверхностей, отстоящих друг от друга, то есть с разрывами или с несоприкасающимися границами. Такое решение существенно расширяет возможности и эффективность технологических операций.
Для оболочек при выполнении геометрических операций автоматически выполняется построение всех возможных линий пересечения (с плоскостью или другой поверхностью), проецирование кривых и плоских шаблонов траекторий обработки на сложные составные поверхности (по направлению, по текущей нормали, наверткой от заданной базы).
Существенное развитие получил раздел фрезерной обработки. Он дополнен послойной черновой обработкой совокупностей поверхностей, составляющих обрабатываемые детали (рис. 4). В зависимости от формы и размеров инструмента автоматически рассчитываются участки траектории относительно детали, обеспечивающие ее бездефектную обработку.
При получистовой обработке также автоматически строится траектория движения относительно совокупности поверхностей инструментом с заданной геометрией.
Последовательно расширяются возможности ввода-вывода геометрической информации. Реализован модуль, осуществляющий полное преобразование геометрических элементов в форматах IGES и STEP для связи с известными CAD/CAM-системами (КОМПАС 3D, SolidWorks, SolidEdge и др.).
Полностью изменен, по сравнению с DOS-версиями системы ГеММа-3D, генератор постпроцессоров. В нем существенно расширен используемый специализированный язык, упрощена разработка постпроцессоров для 4- и 5-осевых станков, включены в полном объеме средства для применения подпрограмм, циклов, других встроенных функций УЧПУ станков. Реализована возможность построения пакета подготовленных управляющих программ в автоматическом режиме (рис. 5).
Коллектив разработчиков системы ГеММа-3D предполагает публиковать в последующих номерах журнала «САПР и графика» более подробное описание отдельных функциональных возможностей системы, а также информировать читателей о ходе развития и внедрения системы ГеММа-3D.
«САПР и графика» 4'2000
