11 - 2003

ADEM: о старых документах и новых технологиях

Владимир Михайлин, Константин Карабчеев

Знания, хранящиеся в старой форме

Проблемы сканирования: мусор, нечеткость, нелинейные искажения

Внесение изменений в сканированный чертеж

Преобразование документа в электронный вид (свойства Vault)

Техпроцесс на базе сканированных чертежей

Создание модели по сканированному чертежу (контуры, параметры)

Программирование ЧПУ

Знания, хранящиеся в старой форме

Одна из самых главных ценностей, которыми обладает предприятие, — это база конструкторских и технологических решений. Новое изделие из ничего не рождается — всегда существует преемственность, заимствование или, как сейчас модно говорить, наследование технических знаний и опыта.

Серьезной проблемой при внедрении компьютерных технологий является различие новых и старых форм хранения знаний. Для эффективной обработки информации, содержащейся в чертежах, она должна быть представлена в электронном виде, а точнее — в виде математической модели, с которой может работать программное обеспечение.

Возможно ли осуществить такое преобразование бумажных архивов в электронные, чтобы, во-первых, сохранилась вся смысловая информация, во-вторых, данные были пригодны для дальнейшей модификации и заимствования, а в-третьих, на их основе могли работать новые технологии подготовки производства?

Рассмотрим схему работы с бумажными документами при переходе на компьютерное проектирование с использованием интегрированной CAD/CAM/CAPP-системы ADEM и при этом последовательно опишем все стадии — начиная со сканирования и насыщения свойствами электронного документа и заканчивая конструкторско-технологической подготовкой и программированием станков с ЧПУ. Кроме того, мы расскажем о том, как следует организовать процесс хранения и использования универсальных электронных конструкторско-технологических документов.

В начало В начало

Проблемы сканирования: мусор, нечеткость, нелинейные искажения

Нельзя недооценивать значение перевода бумажных архивов в электронный вид: после того как человек на своем опыте почувствовал преимущества создания и редактирования чертежей в CAD-системе, ему уже кажется странным перечерчивать старый чертеж для того, чтобы внести в него незначительные изменения.

Традиционная уже довольно давно сложившаяся схема: сканер — программа-векторизатор — CAD-система. На первый взгляд все логично, но всегда ли это самый короткий и удобный путь? Чтобы ответить на этот вопрос, следует выяснить, в чем заключаются преимущества векторного формата данных перед растровым.

Удобство редактирования? Безусловно, это так, но вряд ли это правило подходит к векторизованным чертежам. Дело в том, что сканирование обычно производится со старых, истрепанных по сгибам и не всегда четких синек. Вследствие этого окружность может превратиться в цепочку из 40 полилиний, состоящих в общей сложности из 84 элементов (реальные данные), а дуга углового размера, едва различимая даже на исходном изображении, будет представлена тремя-четырьмя практически невидимыми короткими отрезками. Едва ли здесь можно говорить об удобстве редактирования.

Далее информацию в векторном формате можно использовать для передачи геометрической информации в некоторые прикладные программы, например при подготовке управляющих программ для ЧПУ (CAM-системы). Однако и здесь векторизованные чертежи вряд ли могут понадобиться — подведет точность. Это и понятно, поскольку прежде чертежи создавались с помощью кульмана (не самого точного инструмента) и были представлены линиями с определенной (до 1 мм по ГОСТу) толщиной. А если приплюсовать к этому возможные деформации бумаги, можно себе представить результирующую точность!

В начало В начало

Внесение изменений в сканированный чертеж

На практике, при условии что сканированное изображение использует только конструктор, работающий исключительно в плоском CAD, активное редактирование архивного чертежа обычно не требуется. Как правило, редактирование ограничивается небольшими фрагментами или надписями.

На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что нет необходимости в обязательном переводе каждого сканированного чертежа в векторный вид — во многих случаях достаточно иметь его растровую модель. Уже появилось и активно развивается новое понятие — гибридный чертеж, где представлены и растровый, и векторный типы графики, способные активно взаимодействовать друг с другом.

Таким образом, можно ввести функции работы с растровым изображением непосредственно в развитую CAD-систему, специализированную для работы с векторной графикой. Исходя из собственного опыта, сформулируем необходимые требования к CAD-системе для эффективной работы с гибридными чертежами:

• загрузка растрового файла с заданным разрешением;

• позиционирование растровой модели в системе координат векторного редактора;

• позиционирование векторных элементов относительно растрового изображения;

• выделение части растровой модели, чтобы впоследствии иметь возможность ее удалять или проводить над ней конформные операции (копирование, перенос, поворот, масштабирование и т.д.);

• сохранение векторной и растровой моделей в качестве единого чертежа;

• вывод чертежа, включающего векторную и растровую модели, на печатающее устройство.

Но создание растрово-векторной модели — это лишь часть работ со сканированным чертежом, которые реально требуются современному конструктору, технологу. Часто растровый чертеж удобно использовать для создания технологии, управляющей программы, объемной модели. Такой подход реализован в системе ADEM, поддерживающей:

• автоматизацию плоского проектирования и выпуск чертежей любой сложности;

• автоматизацию объемного проектирования, создание гибридных моделей, получение любых видов и сечений, расчет геометрических характеристик;

• подготовку управляющих программ фрезерования, точения, резки, пробивки, сверления, гравирования и 4,5-координатной электроэрозии;

• выпуск технологической и технической документации, содержащей текстовую и графическую информацию.

В начало В начало

Преобразование документа в электронный вид (свойства Vault)

Каждый документ (чертеж, эскиз, объемная модель, сборка, файл с рассчитанной траекторией движения инструмента и др.) может сопровождаться карточкой с описанием свойств. В упрощенном виде такая карточка содержит поля штампа чертежа. Кроме того, в карточке документа может содержаться любая информация, например сведения об управляющей программе и технологии, общие сведения о графической информации файла, слайд, данные о том, кто и когда вносил в документ изменения. Все это оптимизирует работу с большой базой сканированных чертежей, обеспечивает простой и эффективный поиск по базе.

Архив электронных документов представляет собой структурированное по определяемому пользователем принципу дерево с возможностями поиска по различным параметрам.

В начало В начало

Техпроцесс на базе сканированных чертежей

Сканированный чертеж, дополненный информацией в модуле ADEM Vault, может служить исходной информацией для создания техпроцесса любого типа.

В модуле ADEM TDM, предназначенном для выпуска технологической документации, существует возможность использования любой геометрической информации из модуля ADEM CAD, в том числе и растровой модели. Отдельные части и элементы растрового чертежа могут быть дополнены векторной графикой и применяться в качестве эскизов в маршрутно-технологических или операционных картах.

В начало В начало

Создание модели по сканированному чертежу (контуры, параметры)

Растрово-векторная модель и исходные данные сканированного чертежа (размеры, обозначения) являются основой для создания объемной модели изделия. А поскольку и плоское, и объемное проектирование в системе ADEM ведется в одном окне, то построение объемной модели на базе такой информации значительно проще, чем в случае последовательных переключений между различными модулями. В любой момент времени конструктор или технолог может перейти от растрового изображения к векторному, а от векторного — к объемным построениям.

В начало В начало

Программирование ЧПУ

Кроме вышеперечисленного, на базе растрово-векторных чертежей, а также моделей, созданных на основе таких построений, в ADEM возможно создавать маршруты обработки, проводить расчеты траектории движения инструмента и получать управляющие программы на оборудование с ЧПУ.

Формат файла *.adm — комплексный, вследствие чего растровый сканированный чертеж органично вливается в документ ADEM, хранящийся в структурированном архиве, и может быть дополнен любой информацией, доступной пользователю системы, будь то растровая модель, библиотеки наработанных фрагментов, объемные модели, технология, управляющие программы. Следовательно, использование гибридного чертежа в ADEM будет более удобным, чем обычная векторизация или хранение растровых файлов.

Таким образом, сканированные изображения (чертежи) стали доступны в мощной CAD/CAM/CAPP-системе ADEM, оснащенной развитыми средствами создания и редактирования машиностроительных чертежей, трехмерных моделей, а также средствами использования созданной информации в производственном процессе.

В начало В начало

«САПР и графика» 11'2003