Сегодня одним из важнейших параметров CAD/CAM-систем является открытость. Какими бы универсальностью и «интеллектом» ни обладал продукт, существуют целые пласты знаний, технологий и традиций, еще не учтенные разработчиками.

В CAD/CAM ADEM предложены четыре способа расширения и адаптации системы, характерные для различных групп пользователей.

Открываем ADEM!

Виталий Феоктистов

Чему можно научить САПР? Такой вопрос, заданный пользователю ПК, еще совсем недавно мог показаться странным. Процесс освоения производственных компьютерных систем предусматривал адаптацию человека к системе, а не наоборот.

Развитие программного обеспечения (ПО), ориентированного на технологическую подготовку производства, базируется на сложных отношениях между разработчиком ПО и пользователем, исполнителем и потребителем.

А теперь остановимся на тех противоречиях и несоответствиях, которые имеют место при внедрении автоматизированных рабочих мест на производство. Почти идеальным является вариант прямого заказа предприятия на выполнение работ, связанных с разработкой САПР, группе программистов. Преимущества таких отношений налицо, и система, полностью соответствующая выданному техническому заданию (предположительно оптимальному), работает весьма эффективно. Основными же недостатками здесь являются большие временные и финансовые затраты, связанные с содержанием штата программистов, выделением людей для формирования технического задания, дальнейшей поддержкой программного продукта.

Часто, пытаясь сэкономить деньги и время, потребитель ищет на рынке продукт, удовлетворяющий его в большей степени. Однако готовая система в большинстве случаев не в состоянии ответить всем потребностям предприятия, учесть его специфику, кадровую политику, изменяющуюся структуру производства и перспективы роста.

Поэтому с точки зрения потребителя, умеющего экономить свои ресурсы, оптимальным будет обращение к открытым системам автоматизированного проектирования, способным безболезненно и быстро адаптироваться к конкретным условиям производства.

Применение открытых САПР является компромиссом в отношениях между разработчиком и пользователем. Развитие данного программного продукта производится параллельно: с одной стороны — исполнителем, с другой — потребителем, использующим открытую его часть. Открытая система может являться базой для построения автоматизированных рабочих мест (АРМ) любой узконаправленной специализации для заказчика с повышенными требованиями. Работы, связанные с настройкой, эксплуатацией и насыщением такого АРМа, вполне по силам самому заказчику без привлечения специалистов извне.

В выгодном положении оказывается и разработчик. Не занимаясь в дальнейшем судьбой поставленной системы, он развивает свой программный продукт более быстрыми темпами. Его временные затраты связаны лишь с обучением узкого круга специалистов предприятия-заказчика, способных поддерживать функциональность и линейное развитие открытой системы у себя на предприятии.

Проанализируем открытую пользовательскую часть системы CAD/CAM ADEM версии 6.2 фирмы Omega Technologies Ltd.

Имея в своей основе модульный принцип построения, являющийся ключевым для всех открытых производственных систем, ADEM решает широкий круг задач, связанных с конструкторско-технологической подготовкой производства на разных стадиях:

• плоское и объемное моделирование изделия — от внешнего облика до подробной детализации;
• выпуск конструкторской документации в соответствии с действующими стандартами;
• проектирование операции обработки изделия на оборудовании с ЧПУ;
• настройка системы на конкретную стойку с ЧПУ;
• получение управляющей программы;
• визуализация и анализ обработки до получения изделия в металле;
• передача управляющей программы на оборудование с ЧПУ;
• разработка технологического процесса на изделие с выпуском необходимого комплекта документации.

Вышеперечисленные задачи диктуют необходимость наличия в модулях «подводной» составляющей, доступной пользователю для собственных разработок при переменных условиях производства в период адаптации и эксплуатации ADEM. Например, наполнение библиотеки конструкторского модуля ADEM CAD стандартными плоскими и объемными параметризованными элементами на основе многолетнего опыта работы предприятия.

Многообразие оборудования с ЧПУ, индивидуальный подход к программированию каждого станка обусловили необходимость создания пользовательской среды для оперативного внесения изменений в процесс формирования тела управляющей программы, каковой является модуль «Генератор постпроцессоров ADEM GPP».

Предложить технологу готовое решение на тему автоматизированного проектирования технологического процесса — значит, ограничить его в возможностях. Все ограничения на разработку сопроводительной документации снимает модуль ADEM TDM.

И наконец, за написание собственных приложений под ADEM отвечает модуль ADEM USER.

Приведем несколько конкретных примеров использования открытой среды в ADEM.

Любое оригинальное решение в области проектирования может состоять из множества типовых. Заранее подготовленные и объединенные в пользовательскую библиотеку, они представляют собой незаменимый рабочий материал для конструктора. Именно для этого предназначена пользовательская часть функций конструкторского модуля ADEM CAD. Наличие нескольких уровней параметризации чертежа, создание на этой основе стандартных элементов крепежа, типовых деталей-представителей и технологических эскизов — все это стимулирует поиск искомого решения, позволяет передавать накопленный опыт предприятия новым поколениям инженеров. Параметры объекта-представителя (плоского или объемного) автоматически группируются в виде записей электронной таблицы. Для ведения инженерных расчетов организована поддержка платформы Microsoft Excel. Выбор нужного элемента и вставка его в проект происходит при его полнофункциональной визуализации (рис. 1).

Параметризация плоских и объемных элементов в ADEM — ключ к оптимальному использованию ресурсов автоматизированного рабочего места, занятого в подготовке производства.

Степень гибкости системы в области механообработки определяет свойство Генератора постпроцессоров ADEM GPP поддерживать любое возможное оборудование с ЧПУ сверх фиксированного списка, входящего в стандартную поставку в виде библиотеки. Каждый постпроцессор представляет собой набор алгоритмических инструкций по формированию кадров УП и состоит из нескольких связанных частей. Ряд параметров стойки с ЧПУ группируется в виде анкеты с определенным набором ответов (рис. 2).

Формирование макета кадра целиком отдано на откуп пользователю (под макетом кадра подразумевается типовой кадр УП, состоящий из максимального количества всех одновременно используемых технологических функций и числовых величин). Все переменные, присутствующие в типовом кадре, разделены по смысловому значению и имеют обширный список свойств, достаточный для тонкой настройки УП, например числовое значение перемещения по координате X (рис. 3).

И наконец, важная часть постпроцессора, коренным образом влияющая на все переменные кадра УП, — алгоритм формирования кадров программы. Результатом проектирования операции обработки изделия на оборудовании с ЧПУ является расчет траектории движения инструмента с рядом технологических инструкций, сведенный в исходный файл CLDATA.

При анализе данного файла система присваивает технологическим командам фиксированный код, а числовые значения всех параметров траектории и команд распределяются по обширному списку так называемых системных переменных.

Задача пользователя — алгоритмически назначить последовательность и законы вывода в кадр значений параметров на основе системных и пользовательских переменных в соответствии с кодом приходящей команды CLDATA.

Допустим, требуется описать формирование команды CLDATA под номером 181: Линейная интерполяция:

Подпрограмма алгоритма
181; (код команды CLDATA)
IF DX!=0 X->DX; (если приращение координаты по оси X не равно 0, то в переменную 
  кадра с литерой X занести значение приращения)
IF DZ!=0 Z->DZ; (если приращение координаты по оси Z не равно 0, то в переменную 
  кадра с литерой Z занести значение приращения)
КАДP; (закончить формирование кадра)
END; (конец подпрограммы)

Вышеуказанным образом описывается весь массив технологических команд, что позволяет достичь высокой степени точности формирования УП для любого оборудования с ЧПУ.

Десятилетний опыт эксплуатации Генератора постпроцессоров в составе ADEM на предприятиях бывшего СНГ и за рубежом доказал его жизнеспособность и актуальность. За этот период пользователями были созданы сотни рабочих вариантов постпроцессоров на различные стойки ЧПУ, в том числе и зарубежных производителей (Fanuc, Bosch и т.д.). Некоторые из них были включены в библиотеку стандартной поставки системы, насчитывающую около 200 готовых решений.

Следующая задача, решаемая в ADEM, — автоматизированное проектирование технологических процессов с выпуском комплекта документации — тоже обладает целым рядом признаков и свойств открытой системы:

1. Интеграция с конструкторским интерфейсом, позволяющая технологу работать непосредственно с изображениями технологического объекта и максимально использовать визуальную информацию в процессе технологического проектирования.
2. Интеграция с системой управления базами данных, позволяющая использовать накопленный технологический опыт, справочную и специфическую информацию предприятия, получать, обрабатывать и передавать рабочие параметры технологических объектов.
3. Гибкая система адаптации под специфические условия того или иного предприятия, включающая в себя модули построения информационно-технологических связей, пользовательских интерфейсов и генерирования любой возможной технологической документации.
4. Минимальный относительный объем временных и финансовых затрат, в том числе на обучение пользователей и разработчиков.

Технологический модуль ADEM TDM системы представляет собой сводный набор тематически сгруппированных пользовательских функций:

• прямое обращение к пользовательской базе данных посредством SQL-запроса, включая выбор, добавление и удаление записей;
• построение пользовательских диалогов для формирования технологических объектов в иерархической структуре (техпроцесс — операция — переход — оснастка) и управление ими (рис. 4);
• управление графической информацией.

В модуле ADEM TDM реализован специализированный язык программирования, способный насыщать систему собственными решениями, учитывающими технологический опыт предприятия, пожелания технологов и специфические условия производства.

Следующий алгоритм показывает, как осуществляется пользовательское программирование диалога доступа к таблице базы данных при проектировании технологического процесса обработки резанием:

S_INFO1=’Выбор материала’; (заголовок диалога)
SetDSN ‘Salut’; (назначение источника данных ODBC)
Table1=’matdet’; (задание имени таблицы)
SQLSelect=’SELECT *’; (формирование SQL-запроса)
SQLFrom=’ FROM ‘+Table1;
SQLQuery SQLSelect+SQLFrom+SQLWhere;
BrowseRecs; (вывод на экран диалога выбора материала)
if ISFIND=1 Do; (если условие выбора истинно, то соответствующим
_m_det=GetField(1)+’ ‘+GetField(2); переменным присвоить значения полей таблицы)
_gost_m=GetField(3);
_hb=GetField(4);
EndDo;
End; (конец алгоритма)

Построение типового пользовательского диалога осуществляется визуально путем настройки соответствующего файла инициализации (рис. 5 и 6).

В основе формирования результирующего комплекта технологической документации (рис. 7) также лежит алгоритмическая связь между параметрами технологических объектов и графическими шаблонами форм, выполненными в конструкторском модуле ADEM CAD:

GrBlank ‘1118-1.ADM’; (загрузка шаблона маршрутной карты)
SetBlock ‘MK’ 1;
PgToBl;
n_list=1; (текущая нумерация маршрутных и операционных карт)
n_list_t=n_list_t+1;
PosTxt 161 258.8; Write _litera 11 CENTER; (вывод переменных в шаблон)
CurRow=3.75; CurCol=272; if _is_num!=0 Write n_list_t 20 CENTER;
sTypeBlank=’Маршрутная карта’;

………………………

Сохранение технологической информации возможно как в стандартном файле ADEM — *.adm, так и в виде последовательности записей базы данных. В последнем варианте работа в модуле может быть организована в виде удаленного терминала.

Реализация технологических алгоритмов дает пользователю мощный инструмент проектирования и документирования с возможностью самостоятельного изменения и построения АРМ технолога без участия разработчиков. Многочисленные варианты решения САПР в среде ADEM TDM уже помогли оснастить рабочие места технологов различных направлений (механообработка, термообработка, сборка и т.д.) на десятках предприятий в России и за ее пределами. Значимость открытого технологического модуля ADEM TDM особо возросла вследствие повышения интереса отечественных производителей к международной сертификации согласно стандарту ISO’9000.

Еще одной открытой составляющей системы является модуль программирования — ADEM USER. В основу модуля заложен принцип управления параметрами системы в реальном времени отдельным пользовательским приложением, выполненным на языках высокого уровня, поддерживающих технологию COM, например Visual Basic или Visual C++. Круг задач, охватываемых модулем ADEM USER, довольно обширен:

• автоматизированное построение и редактирование элементов внешнего облика изделия с построением пользовательских интерфейсов в модуле ADEM CAD;
• управление параметрами настройки технологических переходов механической обработки при проектировании операции с ЧПУ в модуле ADEM CAM;
• создание связующих приложений для оптимизации информационного потока данных модулей системы ADEM CAD, ADEM CAM, ADEM TDM;
• использование инженерных расчетов при проектировании технологических объектов.

Ниже приведен пример приложения на Visual Basic для работы с проектной частью ADEM CAM:

Attribute VB_Name = «Module1» (объявление переменной для хранения объекта ADEM    CAM)
Dim objManager As AdemCAM
Const AdemTest = «Adem User for NT (VB-версия)»
Sub Main()
On Error Resume Next

(присоединение к приложению ADEM CAM)

Set objManager = GetObject
(, «Adem.CamManager») 
If Not objManager Is Nothing 
Then 

(получение коллекции проектов базы данных приложения)

nProjects = objManager.CAMTopObject.Collection(«Code=» & camPROJECT).Count
MsgBox «Adem CAM имеет « & nProjects & «проект(ов)», , AdemTest
Else
MsgBox «Adem не загружен», , AdemTest
End If
End Sub

Результат работы данного приложения — доступ к коллекции проектов ADEM CAM (маршруты обработки) и подсчет их количества, что является отправным моментом при подготовке рабочих параметров технологической модели для дальнейшего использования.

Разработка пользовательского программного обеспечения в среде ADEM может решить специфические технологические и конструкторские задачи, например: расчет и изготовление кулачков к станкам-автоматам, автоматическое проектирование элементов на основе типовых, использование рабочего места ADEM в качестве узла на общей информационной линии предприятия в составе различных систем и многие другие. Дополняя систему новыми возможностями, ADEM USER стимулирует творческий подход к работе пользователя, владеющего навыками работы с открытыми САПР.

Итак, анализ различных вариантов вмешательства в типовые операции, выполняемые CAD/CAM-системой ADEM, показывает преимущества применения открытых систем в современном производственном процессе, их колоссальные возможности адаптации к реальным условиям изменяющихся входных и выходных технологических данных. Подобные программы могут использоваться в наиболее нагруженных местах подготовки производства, помогая человеку накапливать опыт и знания, интенсивно развивать круг своих функциональных обязанностей.

«САПР и графика» 10'2000