7 - 2000

Проектирование художественно оформленной тары из стекла и пластмассы в CAD/CAM ADEM

Андрей Быков, Алексей Казаков, Андрей Мальцев

Подготовка производства изделий (в данном случае — тары) из стекла и пластмассы с применением CAD/CAM-технологий состоит, как правило, из двух этапов.

  • На первом этапе создается трехмерная модель изделия и технологическая оснастка. Второй этап заключается в подготовке управляющих программ и непосредственно в изготовлении оснастки. Для автоматизации создания модели с помощью системы ADEM могут быть предложены два подхода:
  • формирование объемной модели на основе плоского чертежа и другой конструкторской документации;
  • изначальное формирование объемной модели и выпуск конструкторской документации на ее основе.

Каждый из этих методов учитывает уровень квалификации пользователя, традиции проектирования и может быть предпочтителен для тех или иных производственных условий.

При использовании первого подхода следует иметь в виду, что чертежи изделий невозможно использовать напрямую в качестве модели, так как графическая информация, содержащаяся в них, выполнена с недопустимо низкой для модели точностью. Традиционным методом перевода чертежей в модели является повторный ввод данных с чертежа в компьютер вручную с заданной точностью.

В системе ADEM существует специальная функция, которая предназначена для автоматического превращения графики чертежа или эскиза в точную плоскую модель с учетом середины поля допуска. Эта функция получила название «эвристическая параметризация».

Для специалистов кратко поясним принцип действия. ADEM анализирует геометрию эскиза и создает топологический аналог. Под топологией мы понимаем определение свойств геометрического элемента по отношению к другим элементам. К таким свойствам относятся: эквивалентность, параллельность, симметричность, концентричность и др. Следующий шаг — формирование параметрической модели на базе топологии и, как следствие, автоматическое устранение коллизий, несоответствия размерам и получение точной модели.

Построение объемной модели по плоской производится современными методами твердотельного и поверхностного моделирования.

Ведение проекта непосредственно от объемной модели также имеет свои преимущества. В ходе работы конструктор-дизайнер может увидеть «виртуальное» изделие, не создавая его материальный образ. На спроектированную модель могут быть нанесены декоративные элементы, надписи или рисунки, товарные знаки и элементы маркировки. Используя такую модель, можно получить различные расчетные характеристики изделия: объем и массу, площадь поверхности, положение центра масс и др. По результатам этих расчетов форма модели может быть изменена. Для получения группы однотипных изделий (например, бутылок) можно использовать метод безразрывных деформаций, реализованный в CAD/CAM, системе ADEM. Именно таким образом создаются и наполняются библиотеки типовых элементов пользователя.

Для создания фотореалистичных изображений проектируемого изделия модель, созданную в системе ADEM, можно экспортировать в системы, обеспечивающие подобные возможности.

На основе спроектированной модели бутылки, используя механизм булевых операций, можно получить составные части стеклоформы и дополнить ее стандартными элементами.

Вторым этапом процесса проектирования стеклоформы является создание технологии обработки полученной модели. В системе доступно использование разнообразных технологических приемов, реализующих 2,5, 3- и 5-координатное фрезерование: большое количество траекторий обработки, использование библиотеки инструментов, подбор необработанных зон и т.д. Обеспечивая необходимое качество поверхности, система ADEM автоматически выполняет расчет траектории режущего инструмента для заданного числа черновых и чистовых операций. Процесс обработки стеклоформы можно визуально смоделировать, используя существующие в системе средства. Подобная визуализация позволяет ускорить процесс отладки управляющей программы и сократить расходы заготовки, а также уменьшить износ режущего инструмента. Следует добавить, что в системе доступны практически все виды механообработки: фрезерование, точение, электроэрозионная обработка, лазерная и газовая резка, листоштамповка и т.п. Рассчитанная траектория движения может быть адаптирована для любых видов станков с ЧПУ, что подтверждено многолетней практикой использования для российских и зарубежных предприятиях модуля генерации постпроцессоров на оборудование с ЧПУ.

«САПР и графика» 7'2000