9 - 2000

Новый EUCLID — по-русски

Александр Лихачев, Андрей Лихачев

Общие сведения

Применение EUCLID

Работа с EUCLID

В соответствии с планом развития комплекса EUCLID до 2012 года компания MATRA Datavision (Франция) выпустила в апреле нынешнего года очередную и значительно обновленную версию EUCLID 3 2.2. В течение лета эта версия была русифицирована. Также разработаны средства автоматизации русификации, которые позволят за несколько дней корректировать русификацию новой версии EUCLID, поступившей в Россию, и обновлять документацию на русском языке в формате HTML в течение нескольких дней. Это актуально, поскольку версии обновляются каждые 6-8 месяцев, а количество изменений возросло до нескольких сот вследствие применения разработчиками средств автоматического программирования.

Комплекс EUCLID предназначен для автоматизации конструирования и подготовки производства изделий любой сложности и назначения, а также для управления работой коллективов разработчиков. Комплекс сертифицирован на соответствие стандарту ISO’9001. В версию EUCLID 3 2.2. входит 37 подсистем, из которых конструкторы и технологи могут выбрать необходимые для комплектации рабочих мест исходя из характера их работы. Обязательной является только подсистема управления распределенной базой данных, плавающими лицензиями и взаимодействием с пользователем.

В настоящее время предлагаются и типовые комплекты подсистем, цены на которые в СНГ снижены после августа 1998 года на 51%. Тогда же, в связи со снижением финансовых возможностей предприятий СНГ в результате кризиса, была разрешена продажа EUCLID для персональных компьютеров. Поэтому стоимость EUCLID для российских предприятий не превышает стоимости систем среднего уровня (типа SolidWorks) при значительно больших возможностях.

Общие сведения

По традиционной трехуровневой классификации систем автоматизированного проектирования изделий и технологических процессов комплекс EUCLID относится к высшему уровню. Исходя из современной классификации САПР можно подразделить на универсальные комплексы, специализированные и специальные системы, а также на программы автоматизации выпуска документации. EUCLID относится к универсальным комплексам, обеспечивающим взаимосвязанную коллективную работу дизайнеров, конструкторов изделий и оснастки, технологов и операторов станков с ЧПУ. Целью применения EUCLID является отработка изделия и процессов его изготовления на электронном макете вместо опытного образца в кратчайшие сроки и с минимальными затратами, выпуск документации, подготовка управляющих программ, а также оценка отпускной цены изделия с точностью до 95%.

В отличие от наборов специализированных систем разных разработчиков (формирование электронного макета, расчеты методом конечных элементов, подготовка управляющих программ для станков с ЧПУ) применение EUCLID исключает проблемы управления проектами, а также искажение данных при передаче между системами. Кроме того, при сопоставимых функциональных возможностях набор систем от разных разработчиков оказывается дороже универсального комплекса EUCLID.

Еще одним характерным свойством набора специализированных систем, о чем обычно умалчивают, является ограниченная область их применения, поскольку они предназначены для решения определенного класса задач соответствующими типовыми методами. Поэтому на рынке сосуществуют, например, десятки систем расчета прочности, теплопередачи и других процессов методом конечных элементов (см. статью «О «достоверности» расчетов конструкций методом конечных элементов», «САПР и графика» № 7’2000). Причем практически во всех этих системах есть средства создания геометрической модели рассчитываемых деталей или узлов (но не макета всего изделия), потому что назначением таких систем является получение результатов расчетов по соответствующей расчетной схеме, в которую бессмысленно включать элементы, не влияющие на результат.

Аналогичная ситуация существует и с системами подготовки управляющих программ для станков с ЧПУ: одни системы имеют ограниченные возможности подготовки программ для 5-координатного оборудования, другие, напротив, ориентированы именно на такие станки, а 2,5-координатная обработка вызывает значительные трудности.

Существенно различаются и средства контроля подготовленных программ. Подробный контроль программ обязателен, если геометрия детали формируется в конструкторской САПР, поскольку любая некорректность в передаче данных в технологическую систему может привести к ошибочным перемещениям инструмента, в худшем случае приводящим к поломке станка.

После подобных случаев на предприятиях произошел переход к созданию электронного макета деталей непосредственно в системе подготовки управляющих программ по чертежам, полученным в конструкторских системах. В итоге разрывается связь между конструкторами и технологами, из-за чего приходится выполнять двойную работу по моделированию деталей.

Естественным решением этих и подобных проблем является использование универсального комплекса EUCLID, дополненного специализированными системами, если это обусловлено особенностями производства на конкретном предприятии. Примером такого решения может служить разработка технологических процессов с оформлением карт по ЕСТД при помощи системы «ТехноПро» (Группа «Вектор», г. Москва) в комплекте с EUCLID и T-FLEX CAD (АО «Топ Системы», г. Москва).

Кроме того, в рамках EUCLID предлагается комплекс услуг по созданию специальных систем любого назначения в соответствии с принятыми на предприятии методиками проектирования или расчетов, а также по увязке имеющихся на предприятии САПР в единый комплекс. В результате разработки в 1994 году фирмой MATRA Datavision комплекса автоматизации программирования CAS.CADE такие работы теперь выполняются в течение нескольких месяцев, а не нескольких лет, как это было раньше. Таким образом, универсальный комплекс EUCLID можно быстро дополнить специальными подсистемами по заказу предприятия. Об одном из примеров использования CAS.CADE можно прочитать в статье «Проект системы проектирования и моделирования морских судов на основе CAS.CADE, «САПР и графика» № 6’99.

в начало

в начало

Применение EUCLID

Более ста предприятий СНГ успешно используют EUCLID для подготовки производства самых разнообразных изделий. Например, быстрое создание и демонстрация заказчику электронного макета новой сеялки (рис. 1) позволили заводу «Красная звезда» (г. Кировоград) выиграть тендер на ее производство.

Все российские модули международной космической станции (МКС) «Альфа» (г. Подлипки) проектируются в Российской космической корпорации (РКК) «Энергия» на комплексе EUCLID (рис. 2). К моменту написания статьи два модуля МКС уже были выведены на орбиту.

В ОКБ машиностроения (г. Нижний Новгород) EUCLID используется для проектирования объектов энергетики (рис. 3).

В середине 90-х годов специалисты завода «Звезда» (г. Санкт-Петербург), подробно изучив пригодность различных САПР для проектирования дизельных двигателей, остановились на комплексе EUCLID (рис. 4).

Большой экономический эффект от применения комплекса EUCLID имеют предприятия, специализирующиеся на производстве специальной оснастки, например пресс-форм и экструзионных головок. Это обеспечивается полным набором эффективных программных инструментов, входящих в EUCLID и представленных, например, в статьях «EUCLID и детали из пластмасс», «САПР и графика» № 4’99, и «Проектирование пресс-форм для пластмассовых деталей», «САПР и графика» № 6’2000. Примером может служить проектирование и изготовление форм для производства упаковки конфет (рис. 5) на предприятии «Ланга» (г. Рига).

в начало

в начало

Работа с EUCLID

Подготовка производства изделия с помощью EUCLID состоит из следующих этапов:

  • создание электронного макета, полностью соответствующего составу и структуре изделия;
  • анализ собираемости, работы механизмов, возможности изготовления деталей из листа без разрывов и трещин, выполнение необходимых расчетов;
  • автоматизированный выпуск конструкторской документации по ЕСКД и стандарту предприятия;
  • создание электронных макетов оснастки, имитация процессов изготовления деталей и сборки изделия, подготовка программ для оборудования с ЧПУ, выпуск технологической документации по принятым на предприятии формам.

Эти этапы выполняются разработчиками агрегатов параллельно (одновременно) и согласованно, что сводит к минимуму общее время на подготовку производства при высоком качестве, поскольку ошибки исправляются сразу же на электронных макетах изделия или оснастки, а не на опытных образцах.

Основой обеспечения коллективной работы конструкторов и технологов с помощью комплекса EUCLID является общая база данных, распределенная по компьютерам участвующих в проектах разработчиков. База данных EUCLID отвечает всем классическим требованиям:

  • структурность (из объектов можно строить иерархические и сетевые структуры);
  • неизбыточность (объект хранится в базе только один раз, что обеспечивает автоматическое распространение сообщений об изменениях всем разработчикам, использующим измененную деталь, агрегат, чертеж или спецификацию);
  • полнота (в одном файле можно хранить всю информацию об изделии: электронные макеты изделия, оснастки, станков, инструментов и крепежных приспособлений, чертежи, спецификации, операционные карты, процессы обработки, текстовые документы произвольных форм, а также все связи между этими объектами);
  • непротиворечивость (однозначность связей между объектами контролируется);
  • защищенность информации (обеспечивается разграничение доступа пользователей с разным уровнем привилегий, разделение данных о проектах и подпроектах, а также блокировка взаимоисключающих операций разработчиков над одним объектом);
  • восстановимость (есть средства восстановления удаленных объектов или их вариантов до изменений);
  • независимость данных от прикладных алгоритмов и типа компьютера (варианты EUCLID для персональных компьютеров и рабочих станций одинаковы).

Таким образом, основные средства управления проектами входят в каждое рабочее место EUCLID любой конфигурации. Единая база данных и встроенная информационно-поисковая система обеспечивают автоматический выпуск документации произвольных форм, включающих текстовую и графическую информацию, например эскиз размещения крепежного приспособления на станке. Кроме того, существует подсистема EUCLID Design Manager, реализующая для руководителей дополнительные функции управления проектами.

Состав подсистем на рабочих местах конструкторов и технологов был описан в статье «Высший уровень автоматизации подготовки производства», «САПР и графика» № 4’98. Здесь же можно отметить, что в EUCLID реализованы все известные в настоящее время методы создания электронных макетов изделий любой сложности: телами, поверхностями и адаптивными элементами форм (поверхностями, обладающими свойствами тел) и их сочетаниями, а также все способы параметризации: адаптивная (автоматическая), назначаемая (соотношения параметров задаются формулами), табличная (задаются возможные сочетания значений параметров). Входящее сейчас в моду адаптивное моделирование стало основой EUCLID еще в 1987 году.

Для исключения ошибок конструкторов и технологов в EUCLID существуют средства контроля двух типов: постоянные и назначаемые. Постоянные средства контроля исключают явные ошибки из-за недопустимых значений различных параметров. Назначаемый уровень контроля задается при имитации работы механизмов, процесса сборки изделия с визуализацией в реальном масштабе времени, а также процессов обработки деталей.

Например, в подсистеме проектирования деталей из листа каждое действие конструктора постоянно контролируется путем проверки допустимости задаваемого расположения элементов детали, а также при помощи расчета на прочность. То есть система определяет диапазон допустимых значений каждого параметра создаваемого элемента, исходя из формы детали на этот момент, а после ввода значений параметров проверяет превышение предела прочности и удлинения для данного материала. Контур развертки строится автоматически также с учетом характеристик материала и толщины листа (рис. 6).

В комплекс EUCLID входит полный набор подсистем подготовки управляющих программ: 2,5-, 3-, 4-, 5-координатного фрезерования, гравировки, 2- и С-осевой токарной обработки, 2-и 4-координатной электроэрозии, лазерной резки листов с оптимизацией раскроя. В эти подсистемы входят средства проектирования соответствующего инструмента и инструментальной оснастки, моделирования крепежных приспособлений и станков. Эффективное управление любыми станками с ЧПУ гарантируется применением генератора постпроцессоров, в том числе для отечественных станков.

На рис. 7 показан останов имитации 5-координатной обработки при обнаружении столкновения элементов станка из-за неправильного установа детали. Кроме того, чтобы исключить обнаруженные при расчете траектории фрезы зарезы детали, были автоматически добавлены отводы инструмента (лиловые отрезки). Крепежное приспособление отсутствует, потому что сначала определяется правильный установ детали и проверяется выбор инструмента. Затем проектируется приспособление и снова, чтобы убедиться в отсутствии зарезов приспособления, имитируется обработка. Аналогичные средства контроля есть во всех подсистемах EUCLID для подготовки управляющих программ.

***

Опыт использования комплекса EUCLID показывает, что в среднем себестоимость продукции сокращается на 20-30%, а время и затраты на подготовку производства — на 30-50% (по некоторым видам оснастки — в 5 раз). Модульная структура универсального комплекса EUCLID позволяет оснастить необходимыми подсистемами рабочие места дизайнеров, конструкторов, технологов и руководителей предприятий любой отрасли.

Наличие русифицированной версии и документации на русском языке помогает освоить систему в кратчайшие сроки. Обучение пользователей производится квалифицированными преподавателями как на российских предприятиях, так и во Франции. Пожелания по развитию EUCLID обсуждаются на ежегодных собраниях клуба пользователей в СНГ и в других странах и направляются разработчикам. В 2001 году запланирован выход нового варианта EUCLID.

В статье использованы материалы фирм MATRA Datavision, Группы «Вектор», ОАО «Красная звезда», РКК «Энергия», ОКБМ, ОАО «Звезда», АО «Ланга».

«САПР и графика» 9'2000