12 - 2003

ArtCAM — то, что раньше казалось фантастикой

Даниил Подольский

Новейшие разработки в области быстрого прототипирования и программных средств для гравировально-фрезерных станков с числовым программным управлением позволили использовать эти технологии как для создания оснастки, так и для модельного производства. Современное состояние индустрии, требующие повышенной эффективности производства и минимизации ручного труда, обязывает применять новаторские технологии для удовлетворения запросов покупателей.

Система ArtCAM разработки компании Delcam plc зарекомендовала себя как надежное средство моделирования 3D-рельефов по плоским изображениям с одновременной возможностью подготовки программ для станков с ЧПУ. Многолетний опыт использования ArtCAM показал, что при минимальных людских и финансовых затратах в кратчайшие сроки решается несколько задач: проработка дизайна изделия, создание 3D-модели, быстрое и удобное редактирование уже существующих моделей или данных сканирования (с помощью 3D-сканеров), возможность добавления технологических уклонов, эквидистант, литников и др. В единой программной среде ArtCAM создаются управляющие программы для ЧПУ, производятся расчеты массы изделия, усадки, времени изготовления и т.д.

Еще недавно такие возможности казались фантастикой, но теперь эти технологии активно применяются в производстве и позволяют решать частные проблемы нанесения гравировок на изделие или оснастки и создавать 3D-модели со сложными поверхностями, которые очень трудно строить в традиционных твердотельных моделировщиках.

Рассмотрим методику получения модели в ArtCAM на конкретном примере. Допустим, последовательность операций будет такая:

• получение данных для создания модели;

• ввод плоских эскизов, сканированных на обычном растровом сканере или подготовленных в популярных графических пакетах CorelDraw, Paintbrush и др.;

• передача полученной трехмерной модели при помощи модуля ArtPix в программу ArtCAM Pro;

• создание или дополнение 3D-рельефов;

• сглаживание и исправление ошибок в ArtCAM Pro;

• разработка управляющей программы для фрезерного станка с ЧПУ, напрямую соединенного с компьютером.

Предположим, мы хотим создать такое ювелирное кольцо, как показано на рис. 1. Ход действий в этом случае будет следующим:

1. Создаем эллипс, одна полуось которого равна 16 мм, а другая — 24 мм.

2. Не выходя из команды «Эллипс», создаем еще один эллипс с полуосями 12x15 мм.

3. Выделяем эллипсы и нажимаем клавишу F9 — эллипсы центрируются на листе (рис. 2).

4. Выделяем центральный эллипс нажимаем клавишу N и инструментом «перо» захватываем два узла, как показано на рис. 2. Нажав на клавиатуре пять раз стрелку «вниз», сместим узелки вниз на 5 мм. Получится фигура в виде сердечка (рис. 3).

5. Опять нажимаем F9. Этот элемент будет центрирован на листе.

6. Теперь создаем сечение шинки (верхней части кольца). Рисуем прямоугольник 5x10 мм. Выделяем его левый верхний узел инструментом «стрелка» и нажимаем кнопку D, а затем B. Узел будет удален, а отрезок станет кривой Безье.

7. Изменив направление крайних векторов, получаем контур (рис. 4).

8. Нажимаем кнопку инструмента создания 3D-оболочки. Выбираем в необходимой последовательности три вектора и получаем шинку.

9. Создаем STL-файл верхней части кольца с точностью 0,001 мм.

10. Подставляем полученную модель в новый файл ArtCAM. Отрабатываем команду развертки 3D-элемента на плоскость и преобразуем объект в оттенки серого. Наиболее высокая точка — белый цвет, наиболее низкая — черный (рис. 5).

11. Дополняем плоское изображение вектором, как изображено на рис. 6.

12. Создаем зеркальную копию вектора относительно горизонтальной оси, а сечение получаем автоматически, используя команду создания сечения по выбранному вертикальному вектору.

13. Теперь выдавливаем левую половину нижней части кольца по двум направляющим и выполняем команду сворачивания на цилиндр (рис. 7).

14. Правую половину нижней части кольца получаем зеркальной копией.

В этом примере мы рассмотрели изготовление ювелирного изделия, но с таким же успехом можно было получить медаль, значок, форму для литья, клише для тиснения кожи или бумаги и т.д.

В данном примере мы использовали некоторые функции, появившиеся в ArtCAM 6. Новая версия популярнейшего пакета программ содержит информацию о слоях, предоставляет возможности создания собственных шрифтов, выстраивания текстов вдоль кривых, создания абсолютно реалистичных изображений изделий, рельефов с поднутрениями. Появилась и возможность динамического изменения геометрии при перемещении групп узлов. Команда создания наклонных поверхностей позволяет существенно сократить время при моделировании объемных многогранников и подобных им фигур. В новой версии системы ArtCAM также значительно уменьшено время расчета УП при многослойной обработке. При создании STL-сеток теперь можно получать оболочки, учитывать усадку и ограничивать максимальную длину треугольников. Новая команда наворачивания векторов на поверхности позволяет избежать искажений на сильно изогнутых участках (см. рис. 8).

Менеджер компонентов ArtCAM автоматически управляет всеми компонентами и собирает их в сборке (рис. 9).

Существенные улучшения претерпела черновая обработка. Теперь для получения более равномерного припуска на чистовую обработку можно производить черновую доработку. При такой обработке черновой инструмент срезает только оставшиеся ступени материала без лишних ходов на слоях по воздуху. Уже подготовленные УП могут быть перемещены, скопированы и повернуты на определенный угол (рис. 10).

ArtCAM 6 предоставляет богатейший набор материалов, фонов, источников света и свойств поверхностей при рендеринге. В этом случае изображения изделия получаются настолько реалистичными, что многие заказчики считают их фотографиями готовых образцов (рис. 11).

Дизайнерская проработка изделия без предварительных макетов, оптимизация его формы в соответствии с функциональными и технологическими требованиями, точное определение расхода материала, получение готового изделия в сжатые сроки и с высокими качеством и точностью — все эти условия, естественно, невозможно выполнить без применения компьютерной техники и специальных программных средств. По мнению многих специалистов в области ювелирного производства, лучшее решение для изготовления ювелирных изделий предлагает фирма Delcam.

Дополнительную информацию о программном обеспечении фирмы Delcam plc вы можете найти на сервере www.delcam.com и получить в офисах нашей компании.

«САПР и графика» 12'2003