4 - 2003

CADMECH для Solid Edge, или Как огранить алмаз

Игорь Игонин, Александр Хейман

Подробный анализ существующих систем 3D-моделирования среднего уровня, предлагаемых в настоящее время на рынке СНГ, свидетельствует о том, что среди них нет ни явных лидеров, ни аутсайдеров. Все системы настолько близки друг другу и по технологии работы, и функционально, что выбор той или иной системы обусловливается тем, кто из дилеров победит в соревновании по возможности поиска в предлагаемой им системе каких-то «очень важных особенностей». На самом же деле практически в любой из прелагаемых систем 3D-моделирования можно создавать очень сложные модели и сборки в сотни и даже в тысячи деталей. Так что же выбрать пользователю? Ответ следующий: необходимо выбрать такую систему, которая позволит конструктору комплексно решать вопросы проектирования в едином информационном пространстве и реализовывать свои идеи с максимальной скоростью и высоким качеством. Многообразие задач, решаемых при проектировании и выпуске КД, требует применения специализированных приложений, обеспечивающих их оптимальное решение. Многие 3D-системы среднего уровня окружены достаточно большим количеством самых разных приложений, но при этом очень мало приложений по-настоящему комплексных, отвечающих требованиям конструктора и к тому же соответствующих отечественным стандартам.

В данной статье речь пойдет об одном из таких приложений — системе, разработанной НПП Интермех и работающей на базе пакета Solid Edge, — CADMECH SE.

Основой любого приложения является его информационная база. В качестве информационной базы в CADMECH для Solid Edge используется система IMBASE (разработка НПП Интермех). IMBASE представляет собой конструкторскую базу данных, которая дает возможность создания многоуровневой иерархии выбора, проектирования однотипных элементов с различными материалами, покрытиями, классами прочности и т.д.

Прокомментируем вышесказанное на примере выбора крепежных деталей. При выборе винта конструктор должен выбрать не только его конструктивные размеры (диаметр и длину), но и покрытие, класс прочности, материал крепежной детали. Если использовать традиционный подход к формированию баз данных, то, к примеру, винт М5х20 ГОСТ 1491-88 должен быть представлен в базе данных несколькими десятками записей, представляющих собой все возможные сочетания различных покрытий, материалов и классов прочности. Любому здравомыслящему человеку понятно, что в этом случае база данных крепежных деталей вырастает до невероятных размеров. Именно по этой причине большинство приложений, предоставляющих библиотеки крепежных деталей, дают пользователю возможность выбора либо только геометрических размеров крепежного элемента, либо крепежного элемента с одним покрытием и классом прочности. IMBASE же позволяет без проблем создавать любые варианты и комбинации различных классов прочности, покрытий и др., и при этом лишь незначительно увеличивается объем базы данных. Подобное свойство обусловлено внутренним построением базы данных IMBASE.

Другой важной особенностью информационной базы CADMECH SE является возможность сетевой работы большого количества пользователей. При совместной работе конструкторов в организации база данных устанавливается на сервере предприятия, а доступ к ней осуществляется с конструкторских рабочих мест. Установка базы данных на сервере дает возможность ее оперативной корректировки и обновления, а также ее централизованного ведения. Большинство других приложений имеет внутренние базы данных либо таблицы, которые устанавливаются на рабочей станции конструктора и не обеспечивают сетевую работу.

Еще одним достоинством информационной основы CADMECH SE является то, что вся информация о стандартных элементах, примененных в модели, хранится непосредственно в IMBASE. Сами же стандартные элементы (болты, винты, шайбы и т.д.) хранят в себе только уникальные ключи из базы данных и через них ссылаются на записи IMBASE. При выпуске спецификации на сборочный чертеж информация об элементах, содержащихся в СБ, автоматически передается в подсистему генерации спецификаций AVS (разработка НПП Интермех) в виде уникальных ключей. Подсистема AVS по полученным ключам сама получает информацию об элементах из базы IMBASE и генерирует из нее спецификацию. Таким образом, достигается полное соответствие спецификации с записями в базе данных.

Вообще система AVS является неотъемлемой частью CADMECH для Solid Edge и, как говорилось выше, автоматизирует процесс генерации спецификаций на основе сборочных узлов, спроектированных в CADMECH SE. Кроме единичных и групповых спецификаций форм А и Б, подсистема AVS решает задачи формирования сводных текстовых документов, таких как ведомости спецификаций, ведомости покупных изделий, развернутые спецификации и т.д.

Информация о деталях и сборочных единицах, в свою очередь, сохраняется в системе ведения архива технической документации и управления данными об изделиях SEARCH. Поддерживается ассоциативная связь между параметрами (свойствами) моделей Solid Edge и карточками документов и изделий в архиве Search. Например, обозначение, наименование, материал и другие параметры модели автоматически считываются и записываются в карточку документа и соответствующего изделия в архиве — их не нужно повторно вводить с клавиатуры. При изменении каких-либо параметров в карточке Search автоматически производится синхронное обновление соответствующих параметров в файле модели, а недостающие параметры добавляются в файл модели. Система Search обеспечивает автоматическое считывание состава изделия из моделей сборочных единиц Solid Edge, поддерживает конфигурации моделей и их автоматическую синхронизацию с вариантами исполнения изделия в архиве Search.

Таким образом системы CADMECH SE, Search и AVS ассоциативно связаны между собой и информационно поддерживаются базой IMBASE, что обеспечивает высокую информационную надежность общей системы и исключает возможность потери информации на всех этапах проектирования. Именно в этом и состоит комплексность подхода к проектированию. Многие известные приложения для систем 3D-моделирования хорошо решают отдельные задачи проектирования: ведение архивов и проектов, генерацию спецификации, проектирование конструкции изделий, но не могут быть тесно интегрированы между собой, так как являются разработками различных фирм или не имеют единой информационной основы. Комплексный подход и единая информационная основа служат базой для процесса автоматизации проектирования на предприятии.

Однако, кроме комплексного подхода, необходима высокая степень автоматизации задач проектирования конструкций в различных областях машиностроения. Рассмотрим, как эти задачи решены в приложении, разработанном НПП Интермех для Solid Edge, и в чем отличие CADMECH SE от других приложений.

Следует отметить, что трудно найти систему 3D-моделирования, у которой отсутствует приложение для генерации трехмерных элементов сборочных единиц (винты, болты, штифты, пазы и пр.). Разница между этими приложениями состоит лишь в количестве генерируемых ими различных типов винтов, болтов и т.д. CADMECH SE в этом плане отличается от других приложений тем, что основной задачей этой системы является не возможность сгенерировать модели винта либо болта, а генерация крепежного соединения, включающего в себя крепежную деталь (винт, болт), если это необходимо — шайбы, гайки, шплинты, а также генерация отверстий под крепежный элемент во всех соединяемых деталях. Выбор диаметра и длины крепежного элемента осуществляется из базы данных IMBASE, причем выбор длины производится визуальным дискретным изменением длины крепежного элемента на основании информации, передаваемой из базы данных. В зависимости от выбранной длины крепежной детали автоматически осуществляются анализ необходимости генерации отверстия в соединяемых деталях и определяется их тип (резьбовые либо проходные). По желанию конструктора головка крепежного элемента может находиться в цековке. Количество соединяемых деталей ничем не ограничено.

Если в каких-то из соединяемых деталей отверстия под крепежный элемент уже имеются, а в каких-то нет, то система анализирует данную ситуацию и генерирует отверстия только в тех деталях, где они отсутствуют. Плоскости соединяемых деталей не обязательно должны прилегать друг к другу в месте соединения и могут иметь зазор. Следует особо отметить, что после окончания генерации крепежных элементов CADMECH SE автоматически накладывает сборочные связи между всеми элементами (винтами, шайбами, гайками и др.) и отверстиями в соединяемых деталях.

Важной особенностью генерации крепежных соединений является также возможность генерации массивов соединений (прямоугольных, круговых, с заполнением или без заполнения области, ограниченной контуром, и т.д.). CADMECH SE генерирует массив крепежных соединений, автоматически выполняя многие действия конструктора, которые ему приходилось производить в Solid Edge вручную. Данная функция позволяет, например, в считанные секунды сгенерировать крепление по контуру крышки к плите с определенным количеством крепежных соединений. Одновременно автоматически рассчитываются параметры массива: расстояние между элементами в соответствии с количеством крепежных элементов и т.д.

Крепежное соединение, сгенерированное в CADMECH SE, является объектом, к которому применимы все функции редактирования. Система позволяет изменить диаметр и длину крепежного соединения и даже его тип. При этом изменяются не только связанные с крепежной деталью шайбы, гайки и т.д., но и все отверстия, связанные с данным крепежным соединением во всех соединяемых деталях.

Система также позволяет изменить место расположения крепежного соединения. Возможно и задание нового положения элемента — как относительно базового, так и любым другим способом (от двух граней, соосно и т.д.). Если же примененное соединение необходимо удалить, то функция CADMECH SE удаляет его со всеми связанными с ним отверстиями.

CADMECH SE позволяет генерировать следующие типы крепежных соединений: винтовое, болтовое, заклепочное, штифтовое, соединения установочным винтом, саморежущим винтом, шпильками, шурупами. Кроме того, CADMECH SE позволяет конструктору самостоятельно создавать нужные крепежные элементы в среде Solid Edge, связывать их с базой данных и дополнять этими элементами уже имеющуюся библиотеку крепежных деталей. В общем, даже из краткого описания возможностей работы с крепежными соединениями можно понять, насколько глубоко проработаны эти вопросы в описываемой системе.

Наряду с библиотекой крепежных элементов CADMECH SE предоставляет конструктору библиотеку подшипников качения, содержащую более 25 разнообразных типов подшипников.

Чрезвычайно важной и тщательно проработанной частью CADMECH для Solid Edge является модуль, предназначенный для автоматизации проектирования деталей типа тел вращения (валы, втулки, вал-шестерни и др.). Данный модуль позволяет последовательно либо в произвольном порядке генерировать трехмерные параметрические элементы различных участков тела вращения, включая цилиндрические, конические (с различными способами задания размеров конической части), сферические, резьбовые, шлицевые, зубчатые и прочие внешние и внутренние элементы. Возможность автоматической генерации необходимых технологических элементов (таких, как различные типы канавок для выхода шлифовального круга, резьбонарезного элемента, выход фрезы для нарезания шлицев, центровые и смазочные отверстия и т.д.) выгодно выделяет это приложение из ряда других, решающих аналогичные задачи.

Указанный модуль позволяет генерировать различные типы шпоночных соединений, причем генерируются и шпоночные пазы. Выбор типоразмеров шпонок осуществляется автоматически исходя из диаметра участка вала на основании информации из базы данных IMBASE. Мощные функции редактирования моделей тел вращения, которыми оснащен модуль, позволяют осуществлять в процессе проектирования либо после его завершения изменение типов и размеров элементов вала или втулки, удалять или добавлять элементы.

CADMECH для Solid Edge дает возможность полноценного оформления чертежей в соответствии с требованиями ЕСКД. Если проанализировать процесс оформления чертежей трехмерных моделей, то оказывается, что время, потраченное на получение и полное оформление проекций трехмерной модели, в 1,5-2 раза превышает время, необходимое для создания этой модели. С учетом данного анализа в CADMECH SE очень подробно проработаны вопросы, связанные с оформлением проекций трехмерной модели. Имеются функции генерации рамок, штампов, технических требований, простановки различных типов размеров, простановки отклонений формы и расположения, знаков шероховатости с использованием таблиц и справочников. Очень важно, что все функции оформления выполнены в полном соответствии с требованиями ЕСКД.

После окончательного оформления сборочного чертежа с помощью функции интеллектуального распознавания элементов все сборки, детали, узлы и стандартные элементы на чертеже автоматически подсвечиваются для генерации выносных полок позиционных обозначений. При этом открываются карточки с параметрами выделенных элементов или информацией из базы данных IMBASE (для стандартных элементов). Если в изделии применяются одинаковые стандартные элементы, то система автоматически подсчитывает их количество.

Информация передается в систему формирования спецификаций AVS. Затем происходит автоматическая сортировка полученной информации и простановка позиций, а спецификация формируется на бланке. После формирования, оформления и сохранения спецификации позиции автоматически возвращаются на чертеж и устанавливаются на соответствующие полки.

Таким образом, все описанные выше модули и подсистемы определяют полноту функциональности CADMECH SE и решают широкий спектр задач трехмерного проектирования в рамках системы Solid Edge. Авторы надеются, что по прочтении этой статьи сомнений в этом у читателей не останется.

Сегодня представители практически всех фирм, поставляющих и продвигающих на российский рынок системы САПР трехмерного моделирования, руководствуются одним и тем же принципом: «Каждому конструктору — трехмерный САПР!» Однако, кроме непосредственного решения вопросов сложного и уникального проектирования (что блестяще реализуется системами среднего и тем более высокого уровня), конструктору необходима автоматизация тех работ, которые превращают процесс проектирования в рутину. Сюда относятся ежедневные и ежечасные задачи по созданию и применению стандартных изделий, оформлению чертежей в соответствии с ЕСКД, выпуску спецификаций и т.д. Устранение рутинной работы — цель специализированных приложений, и наличие именно таких приложений для базовой трехмерной системы нередко определяет выбор конструктора. Теперь Solid Edge имеет подобные приложения в виде CADMECH SE.

«САПР и графика» 4'2003