ADEM — интегрированный CAD/CAM с распределенными функциями

Эта статья посвящена идеологии системы ADEM, а также новым возможностям версии 6 в области программирования станков с ЧПУ.

Сформулируем ряд современных требований к CAD/CAM-системе:

• в системе должны быть развиты средства как плоского, так и объемного моделирования;
• система не должна навязывать объемное моделирование для решения плоских задач (не должна иметь тенденции к завышению пространства проектирования);
• система должна давать возможность использования любой информации о плоских моделях при объемном моделировании, и наоборот;
• система должна иметь возможность хранения плоской и объемной моделей в виде одного объекта.

Поскольку мы ведем разговор не только о конструкторской части, но и о технологии, то немаловажными условиями являются следующие:

• конструкторская и технологическая части должны быть интегрированы, лучше всего до уровня полной ассоциативности геометрии и технологии;
• система не должна навязывать объемное моделирование для задач плоской механообработки.

Если система отвечает всем этим требованиям, то возможно оптимальное распределение ресурсов автоматизации.

Например, если пик затрат приходится на выпуск рабочей документации, то на первом этапе автоматизации можно приобрести лишь чертежную часть системы, а на следующем — решать вопрос о закупке подсистемы объемного моделирования или программирования для станков с ЧПУ.

Требования, которые мы сформулировали, с одной стороны, определяют систему как интегрированную, с другой — требуют распределения функций по видам работ. Возможно ли существование подобной системы?

Рассмотрим традиционную схему построения CAD/CAM-системы. Условно обозначены:

• 3D — модуль объемного моделирования;
• 2D — модуль плоского моделирования, оформления чертежей;
• NC3 — модуль объемной механообработки (3х, 5х);
• NC2 — модуль плоской механообработки (2х, 2.5х, 4х).

ADEM — одна из первых интегрированных CAD/CAM-систем с распределенными функциями.

Здесь 2D выведен на уровень независимого модуля и является ядром системы для плоских задач. Таким образом, ADEM может быть легкой и тяжелой интегрированной CAD/CAM-системой, потому что возможно существование самостоятельных вариантов.

Распределение функций между 2D- и 3D-ядрами приводит к возможности рационального распределения ресурсов на автоматизацию. При этом для вашего предприятия может быть получена формула, например, следующего вида:

28×(2D)+2×(3D)+7×(3D+2D)+8×(2D+NC2)+2×(3D+NC3)

Если вместо условных обозначений модулей поставить цены, то вы получите сумму затрат на закупку комплексного решения.

Вариант применения системы с распределенными функциями похож на вариант автоматизации типа «Зоопарк», когда оснащение предприятия осуществляется набором разнородных систем. В данном случае вы гарантированы от ошибок при обмене данными самой фирмой — разработчиком программного обеспечения. Последнее для производств, использующих CAD/CAM, является едва ли не самым важным фактором. Слишком дорого обходятся ошибки в процессе, куда вовлечены сотни, а то и тысячи людей.

Любое изделие машиностроения можно представить в виде системы входящих элементов. Известно, что при проектировании теоретическая разбивка на элементы меняется. Так, например, для конструктора могут быть актуальны понятия: шасси, фитинг, вал и т.п. В процессе технологической подготовки производства справедлива своя терминология и свое представление изделия. Деталь, подлежащую механической обработке, можно разложить на конструктивные элементы (КЭ). Здесь и далее под КЭ будем понимать геометрический элемент детали, имеющий свои особенности изготовления. То есть КЭ — это единица информации о конструкции с точки зрения технолога:

• тип элемента (колодец, уступ и т.д.);
• параметры элемента (глубина, припуск и т.д.);
• геометрия элемента (контуры, ломаные и т.д.).

Все процедуры изготовления могут быть описаны элементарными технологическими шагами, называемыми технологическими переходами (ТП):

• тип перехода (фрезеровать, точить и т.п.);
• параметры перехода (подача, частота вращения шпинделя и т.п.).

Процесс механической обработки любой детали может быть представлен совокупностью технологических объектов (ТО). ТО — это единица информации, содержащая данные об обработке одного конструктивного элемента.

Возможные варианты ТО могут быть представлены в виде таблицы, которая отражает современное состояние технологии механообработки (см. таблицу).

Данная таблица и была положена в основу системы ADEM. Поэтому в самом общем случае схема управления станками, например, для изготовления детали, показанной на рис. 3, будет иметь вид:

Одной из важнейших особенностей системы ADEM является то, что весь процесс обработки детали (группы деталей) может быть записан в несколько программ для различных станков или в одну, если существует обрабатывающий центр, позволяющий производить все необходимые технологические переходы.

Последнее становится все более актуальным в связи с появлением нового поколения обрабатывающих центров и комбинированных токарно-фрезерных станков.

По результатам работы на европейском рынке в 1998-1999 годах в версии 6 были модернизированы следующие функции:

• Подбор необработанных зон во фрезерной 3х-обработке.
• «Карандашное» 3х-фрезерование.
• Торцевое 5х-фрезерование.
• 5x-фрезерование боковой частью фрезы.
• Схема обработки «Петля/Зигзаг» контурная.
• Обработка с использованием поворотного стола.

Распределение и модернизация функций системы направлены прежде всего на обеспечение сокращения производственного цикла с достижением предъявляемых требований по качеству продукции. Однако ни высокое качество проектов, ни современный уровень организации производственных процессов сегодня невозможны при традиционно раздельном рассмотрении задач конструктора и технолога.

Поставленные задачи могут быть решены только с помощью совместного решения вопросов автоматизированного проектирования и подготовки производственных циклов, которое поддерживает CAD/CAM ADEM.  

«САПР и графика» 5'2000