ADEM: Восток-Запад
Сквозной процесс «проектирование-изготовление»
В 2001 году исполняется 15 лет серии популярных российских продуктов, объединенных под маркой ADEM. Благодаря высокому качеству, надежности и простоте система получила широкое признание в конструкторских и технологических бюро и непосредственно на производстве. На ее основе проходят обучение студенты ведущих машиностроительных вузов страны. ADEM не только представляет Россию на зарубежных рынках, но и является поставщиком новейших технологий отечественному производству.
Для комфортного существования в современных условиях необходимо постоянно заглядывать в будущее. Порой кажется, что в области технологии машиностроения сегодня с этим все довольно просто — смотри на Запад. А через несколько лет и в России появятся те же станки, инструменты, материалы, возможности. Но иногда стоит остановиться и оглянуться на свой собственный путь, ибо опыт нетривиальных решений — это тоже будущее.
Современный программный продукт может быть востребован завтра только в том случае, если он представляет собой сплав мировых достижений с новыми оригинальными решениями.
Посмотрим, насколько это удается разработчикам системы ADEM в традиционных номинациях интегрированных CAD/CAM: черчение, моделирование, программирование ЧПУ, подготовка производства.
Черчение
История развития продукта началась в начале 80-х годов, а известность пришла в 1989-м, когда чертежный модуль системы по имени CherryCAD стал лидером по числу легальных инсталляций среди продуктов данного класса в России.
Система прекрасно зарекомендовала себя во многих отраслях промышленности. Неоднократно получала высшие призы в соревнованиях с конкурентами даже на «чужой территории».
Уже с самого начала ряд принципов, заложенных в систему, отчетливо выделял ее на фоне других продуктов. Так, например, Cherry была первой CAD-системой с иконным интерфейсом для PC. Ассоциативность контура, скруглений и штриховки, аппликации — также появились в других системах значительно позже. По своим скоростным характеристикам ей нет и не было равных.
Сегодня черчение в ADEM приобрело новую функциональность, связанную с работой в едином 2D-3D-пространстве. Повысилась динамика интерактива с пользователем. «Интеллектуальный» скетчер и генераторы форм еще больше ускорили процесс создания чертежей.
ADEM стал гибридным редактором, позволяющим работать с растровым полем в обычном векторном пространстве. Сегодня это наиболее удачный способ внесения изменений в сканированные чертежи.
Однако разработчики системы не остановились на достигнутом. Целенаправленное изучение рынка показывало, что автоматизация черчения — это лишь частное решение проблемы проектирования и подготовки производства. Даже тотальное обеспечение предприятия «чертилками» не приводит к заметному сокращению затрат.
 |
|
Плоское моделирование
В проектных и конструкторских бюро решается ряд задач, связанных с геометрическим моделированием. В конструкторской среде более распространены термины «увязка» или «провязка». Традиционно существуют два способа геометрического моделирования: на кульмане и плазово-шаблонный. Оба метода относятся к плоскому моделированию. Принцип один и тот же, разница лишь в точности построений.
Для автоматизации плоского моделирования разработчики ADEM обеспечили систему сплайновой математикой (NURBS). Библиотека включала в себя все необходимые функции по построению и модификации рациональных и нерациональных сплайнов.
Впервые для ускорения двухмерного моделирования был применен принцип булевых операций на плоскости. Это эффективное средство позволяет избегать трудоемких процедур обрезки и склейки при создании сложных конструкций.
Точность геометрических моделей в современных версиях системы соответствует 10-6 мм, а для моделей повышенной точности погрешность может не превышать 10-9 мм.
Большую помощь при моделировании оказывает параметризация. Один из самых современных ее видов — эвристическая параметризация, которая не требует от пользователя задания констрейнов или проведения других трудоемких процедур. Система сама анализирует геометрию и устанавливает связи.
Параметризованный эскиз автоматически превращается в точную модель. При этом учитываются даже допуски размеров. ADEM позиционирует модель на середину поля допуска.
Следует отметить, что моделирование является одним из «переходных мостиков» от чертежа к производству, о чем речь пойдет ниже.
|
|
Объемное моделирование
Не все задачи удобно решать в плоскости: для объемных компоновок и провязок необходимо выходить в третье измерение. Поэтому уже первые версии ADEM имели аппарат твердотельного объемного моделирования.
Первоначально ADEM 3D базировался на собственном ядре ASK (ADEM Solid Kernal). Эта трехмерная твердотельная библиотека известна тем, что функционировала даже на 286-х компьютерах, обеспечивая возможность создания довольно сложных объемных моделей и даже сборок.
Начиная с 1996 года ADEM базируется на ядре ACIS (Spatial Technology). Это одно из самых популярных в мире средств разработки систем трехмерного моделирования, а последние достижения Spatial Technology вызвали еще больший интерес со стороны самых крупных разработчиков CAD/CAM-систем.
Набор средств объемного моделирования в ADEM не ограничивается традиционной функциональностью систем среднего уровня для моделирования деталей и сборок. ADEM 6.2 дополнен специальными возможностями для производителей оснастки, штампов и пресс-форм. К ним относятся автоматическое определение линий и поверхностей разъема, генерация деталей, составляющих пресс-формы, литейные уклоны и др.
Казалось бы, многофункциональность должна приводить к усложнению управления системой, но ADEM сконструирован таким образом, что прекрасно работает и в вузах, и даже в нескольких десятках школ и лицеев в качестве средства для изучения пространственной геометрии и топологического дизайна.
|
|
Сквозной процесс «проектирование-изготовление»
Наивысший эффект при внедрении САПР наблюдается в тех случаях, когда программное обеспечение позволяет разрушать структурные преграды. Проще говоря, протянуть прямую цепочку между участниками проектирования и производства. Самая глубокая пропасть обычно лежит между конструкторским отделом и производством.
Традиционно ее преодолевают с помощью технолога или технологического бюро. Здесь технолог выступает в роли переводчика «с конструкторского языка на производственный». В результате каждый конструкторский документ вызывает к жизни множество технологических, а объем информации многократно возрастает.
Одним из способов протянуть прямую цепочку является программирование станков c ЧПУ на базе данных, подготовленных конструктором. Для того чтобы эта цепочка была неразрывной и, более того, имела двустороннее направление, программный продукт должен представлять собой интегрированную CAD/CAM-систему.
Для решения данной проблемы в самом начале 90-х годов произошло слияние двух продуктов — CherryCAD и KatranCAM — в единую интегрированную CAD/CAM-систему ADEM. Сегодня степень этой интеграции — полная ассоциативность между геометрией и технологией. Уникальным для ADEM в плане ассоциативности является то, что геометрия не обязательно должна быть разработана в данной системе — она может быть импортирована из других CAD-продуктов, а ADEM сам сгенерирует ассоциативные связи(!).
Различные традиции производства, разнообразие способов моделирования и программирования ЧПУ, существующие в мире, заставили разработчиков воплотить в ADEM принцип универсальности исходных данных. Так, исходной для механообработки может быть как плоская, так и объемная модель либо их комбинация. Более того, для изготовления одной детали модели могут быть импортированы из разных систем.
Так, например, объемная модель может быть принята в форматах STEP, IGES, VDA, SAT, плоская — в форматах ADM, DXF, растровая — BMP, TIFF, PCX, JPG. При этом все они могут быть использованы как единая мастер-модель для программирования ЧПУ или для других способов подготовки производства.
Эти и другие уникальные возможности ADEM были высоко оценены на крупнейшей в Европе выставке программных продуктов CeBit 99.
|
|
Программирование ЧПУ
Одним из самых наукоемких элементов CAD/CAM-систем является модуль автоматизации программирования ЧПУ. Генерация траектории движения режущей части для обработки произвольной поверхности даже для одного типа инструмента и одной стратегии резания является вариационной многопараметрической задачей. Алгоритм решения данной задачи может содержать десятки тысяч условных переходов. Написание и отладка подобных программ занимает несколько лет.
Поэтому качество и надежность CAM-части системы зависит от общего числа реальных тестов в различных условиях и от разнообразия этих условий. Современный CAM не может быть создан за два-три года по одной, но очень весомой причине: приобретение необходимых знаний в этой области — длительный, трудоемкий и чрезвычайно дорогостоящий процесс.
Модуль программирования ЧПУ системы ADEM начал свой путь в 1978 году. Общий объем разработки оценивается, по самым скромным подсчетам, в 400 человеко-лет. До 1995 года эксплуатация ADEM проходила на сотнях предприятий стран СНГ, а в последнее пятилетие ADEM работает и в Западной Европе. Опыт западных технологий, внедренный в систему, стал крайне необходимым и в России, которая все больше интегрируется с передовыми странами.
Сегодня ADEM управляет следующими технологиями:
- токарными;
- фрезерными (2-, 2,5-, 3-, 5-, многопозиционными);
- электроэррозионными (2-, 4-позиционными);
- комбинированными.
Особое внимание разработчики уделяют комбинированным видам обработки, которые пользуются все возрастающим спросом. Постоянно совершенствуется также управление остальными видами механообработки — на основе новейших методов и с учетом максимально возможного числа нюансов.
Контроль качества до выхода на станки выполняет ADEM Verify, разработанный Sirius System Corporation (США). Просмотр и редактирование готовых программ, контроль передачи данных на станки, специальное оборудование для станков — все эти дополнения способствуют внедрению ADEM на производстве.
|
|
Подготовка производства
Основные особенности подготовки производства таковы:
- большое число типовых действий;
- большие и нестандартные базы данных;
- множество нестандартных форм документов;
- отсутствие формализованных знаний.
Исследуя условия отечественного и зарубежного производства, разработчики пришли к выводу о необходимости автоматизации работы технологических служб по созданию документации. Это трудоемкое, во многом рутинное производство разделяет сегодня конструкторов и технологов.
В 1995 году был создан модуль ADEM TDM (Technical Data Management), предназначенный для автоматизации выпуска разнообразной технической документации: маршрутно-технологических карт, сводных ведомостей оснастки и инструмента, спецификаций карт контроля, согласования и др. Модуль является универсальной системой технологического проектирования, адаптируемой к традициям подготовки производства. TDM настраивается под любую специфику технологического проектирования, под любые сценарии работы и формы документов, позволяет подключать любые базы данных.
На ряде предприятий ADEM TDM используется не только в технологических, но и в конструкторских бюро для автоматической генерации спецификаций и других документов.
Весомым подтверждением универсальности TDM стало его внедрение на зарубежных предприятиях. К тому же с появлением стандарта ISO’9000 возросла потребность в документировании каждого шага процесса «проектирование—производство».
Сегодня TDM — один из наиболее быстро развивающихся модулей системы. Он включает в себя все новые элементы, в том числе некоторые — из соседних областей (таких, например, как управление проектом), обеспечивая тем самым органичную интеграцию.
|
|
Подумаем о ближайшем будущем
В марте 2000 года в Москве прошел международный семинар, посвященный перспективам развития системы ADEM. Семинар длился ровно неделю. В нем участвовали представители разработчиков (Москва и Ижевск), дистрибьюторы и технический персонал из России, Германии, Австрии, Швейцарии.
В процессе работы обсуждались проблемы, пожелания и идеи развития системы. В результате был составлен приоритетный перечень из 67 пунктов, который послужил основой для плана разработок на 2001-2002 годы.
Приведем лишь ряд основных выводов
- Функциональность ADEM v.6 достаточна для успешной конкуренции на отечественном и европейском рынках в области машиностроительного производства и изготовления оснастки.
- Наиболее перспективным для CAD-части является развитие комбинированных методов редактирования с использованием дерева истории (History Tree) и без него. Последнее крайне важно для внедрения системы на конечных этапах проектирования в уже существующий процесс на базе других CAD-продуктов.
- Важнейшим для CAM-части является дальнейшее совершенствование методов комбинированной обработки. Все большее значение приобретают вопросы моделирования и верификации изготовления для новейших типов токарного и фрезерного оборудования.
- Модуль генерации технической документации, хорошо зарекомендовавший себя в России, имеет перспективы и на зарубежном рынке, для чего должны быть созданы соответствующие подразделения технической поддержки.
Среди множества тем был рассмотрен и перечень комплектующих системы (ACIS, Stingray, Sirius и др.). По сведениям зарубежных коллег, в связи с последними изменениями на западном рынке данное партнерство для Европы является оптимальным, поэтому сотрудничество с указанными компаниями необходимо укреплять.
«САПР и графика» 9'2000
