Автоматизированное проектирование станочной оснастки

статистических данных о проекте или данных для расчетных систем; получение

реалистических изоб-

ражений, изготовление анимированных презентаций.

Рассмотрим функциональные компоненты более подробно.

3.1.1.Плоское черчение

Любая система проектирования включает в себя ин-струменты, заменяющие

кульман, вопрос лишь в том, для чего это используется. В конце концов любой

проект должен быть реализован в металле, дереве или пластике и не всегда

(особенно в небольшом производстве) будет использоваться станок с ЧПУ, так

что старый добрый чертеж еще долго будет необходим и исполнить его нужно по

всем правилам.

Так как во главу угла мы ставим экономическую эффективность, следует

задуматься: нет смысла ав-томатизировать лишь построение прямых линий и ок-

ружностей. На этапе исполнения и особенно измене-ния чертежа важным

является ускорение и облегче-ние выполнения сложных и трудоемких работ:

надпи-си, штриховки, простановка размеров, исполнение изображений

стандартных и часто повторяющихся элементов. Именно этим инструментам

уделялось особое внимание при разработке чертежных средств bCAD.

Естественно, обычные геометрические постро-ения не остались забытыми,

каждый примитив может быть построен несколькими способами, с использо-

ванием привязок к уже существующим объектам, сет-ке, в произвольной системе

координат, с использо-ванием ввода точных значений с клавиатуры.

Существенным отличием этой системы от других яв-ляется возможность

последующего изменения любых свойств чертежных элементов - цвета, типа и

тол-щины линий, подробности построения дуг и криволи-нейных контуров,

редактирование надписей, измене-ние шрифта и размеров символов,

переопределение типа, шага и наклона штриховок. Все эти, прежде трудоёмкие,

операции исполняются за считанные се-кунды. Вспомогательные данные,

используемые для построения чертежа (штриховые узоры, пунктиры, шрифты),

будучи однажды использованы, сохраняют-ся, что позволяет с легкостью

архивировать и пе-реносить проекты на другие компьютеры, не забо-тясь о

том, что необходимый для редактирования элемент будет утерян.

Немаловажно, что все чертёжные построения производятся в режиме WYSIWIG

(what you see is what you get - "что видишь то и получаешь"), то есть

изображение на экране максимально соответ-ствует тому, что вы получите

после вывода чертежа на плоттер или принтер. Это исключает досадные ошибки

с назначением толщины и типа линий или масштаба штриховки. Наконец,

интерактивный режим компоновки листа для печати, облегчает финальную

стадию - получение твердой копии чертежа.

3.1.2.Объемное моделирование.

Трехмерная графика долгое время оставалась за-претным плодом для

большинства дизайнеров, рабо-тающих на ПК. Те 3D-системы, которые были

доступ-ны, как правило, ориентированы на презентационные задачи, рекламу и

достаточно простую мультиплика-цию. Проектировщику же нужны возможности

точных построений и прецизионное моделирование располо-жения элементов в

пространстве.

Многие пакеты САПР для ПК имеют 3D лишь в виде отдельных приложений, что

часто неудобно в ис-пользовании. bCAD органически сочетает в себе

возможности электронного кульмана и мастерской макетчика. Еще на этапе

выполнения обычного плос-кого чертежа дизайнер строит (порой еще сам того

не подозревая) настоящие трехмерные конструкции, вернее их остов -

образующие деталей вращения, например. В дальнейшем, используя различные ин-

струменты построения поверхностей, такой привыч-ный плоский чертеж в

считанные минуты превращает-ся в пространственную модель детали или

конструк-ции. При этом вам остаются доступными все сред-ства объектной

привязки, настройки системы коор-динат, ввод точных значений с клавиатуры,

относи-тельные построения. Элементарные или часто упот-ребляемые типы

поверхностей - сферические, цилин-дрические, спирали, прямоугольные блоки -

могут быть построены с использованием специальных команд. Более сложные

поверхности получаются с использованием различного рода протяжек контуров,

оборачивания набора шаблонов и поворотов. Кроме того, bCAD содержит ряд

специфических инструмен-тов, типа построения фрактальных поверхностей (для

генерации реалистичных ландшафтов) или соз-дания объёмных текстов с

использованием шрифтов TrueType. Простые объемные тела могут в свою оче-

редь быть объединены в сложные поверхности или использованы как инструменты

для вырезания или пресечения. Все объемные элементы проекта сохра-няются в

том же файле, что и исходные чертежные элементы. Как и чертежные данные

объемные тела могут быть записаны в виде библиотек стандартных элементов и

использованы в дальнейшем в других проектах. Ставшая сегодня уже

традиционной систе-ма разделов или слоев (layers) позволяет легко разделить

объемные и плоские данные на любом эта-пе работы - создании,

редактировании, визуализа-ции или получении твердых копий. Таким образом,

файл проекта может содержать комплексную инфор-мацию о пространственной

геометрии (в виде объём-ных моделей) и проектно-технологическую докумен-

тацию (в виде чертежных данных).

3.1.3.Генерация чертежей.

Итак, мы получили пространственную модель дета-ли, конструкции или,

скажем, интерьера помещения. Каждый элемент этой модели точно описывает гео-

метрию будущего изделия. Совершенно логичным было бы использовать эти

данные для автоматизации построения чертежей, схем, планов расположения

оборудования и расстановки мебели. bCAD предос-тавляет такую возможность.

Достаточно выбрать вид и соответствующая проекция, в том числе и перс-

пективная, будет построена автоматически.

В отличие от традиционного алгоритма удаления невидимых линий, который

создает изображение, полное лишних отрезков, в bCAD используется ори-

гинальная технология IntelliHIDE, которая позво-ляет не только избавиться

от ненужных элементов изображения но и сохранит, линии невидимого кон-тура.

Полученные проекции представляют собой не что иное как обычный чертёж,

который после внесе-ния небольших изменений (простановка размеров, выбор

цвета, стиля и ширины линий) может быть оформлен как самостоятельный

документ либо ис-пользован как фрагмент более сложного многови-дового

чертежа.

3.1.4.Статистика и расчет.

Проектирование далеко не всегда ограничивается построением геометрических

моделей. Очень часто требуется произвести прочностные, тепловые рас-чёты

или спланировать материальные затраты на изготовление изделия. bCAD

предоставляет базовые функции статистической обработки. Подсчет коли-чества

используемых элементов и деталей произво-дится практически парой щелчков

мышью. Дело в том, что каждый элемент чертежа может иметь наз-наченную

проектировщиком метку (label или attribute), в которую в обычном текстовом

виде помещается информация об этом элементе, например: "болт М12х24" или

"кресло кожаное АРТ123456".

Специальная функция bCAD позволяет затем собрать информацию о всём чертеже

или его выделенной час-ти и составляет отчёт, который можно записать в

файл, напечатать или перенести в любое другое приложение - текстовый

процессор, электронную таблицу, базу данных и т. п. При создании библи-отек

стандартных элементов такая информация явля-ется фактически обязательной

для каждого элемен-та. В крайнем случае она состоит из его названия.

Таким образом, создав из типовых элементов сбо-рочный чертеж, вы получаете

список использованных деталей или, спроектировав оформление офиса, вы с

легкостью подсчитываете затраты на мебель и эле-менты отделки.

Для выполнения прочностных и других технических расчетов необходимо

воспользоваться соответству-ющим приложением. Практически все системы

такого рода позволяют использовать данные о геометрии объектов, записанные

в формате DXF, который под-держан в bCAD в полном объеме.

3.1.5.Получение реалистических изображений.

Ряд отраслей дизайна неотделим от точного пред-ставления о том, как

изделие будет выглядеть. В ряде случаев реалистическая визуализация

является мощным вспомогательным средством, например, при проектировании

промышленных помещений, цехов, систем трубопроводов.

В части получения реалистических изображений bCAD порой не имеет аналогов.

В составе его ин-струментария практически все возможности, прису-щие многим

более дорогим системам. Вы можете рас-ставлять в пространстве точечные и

направленные источники освещения, изменять их цвет и интенсив-ность.

Система разделения проекта на разделы поз-воляет создавать различные схемы

освещения – ти-повое, аварийное, дежурное. Работа с камерами

(предварительно определенные точки зрения) позво-ляет получить вид из любой

точки: обзор с рабоче-го места, общий вид помещения, вид с точки зрения

взрослого или ребенка. Задав путь камеры, можно получить компьютерный фильм

о проектируемом изде-лии, что не оставит равнодушным ни одного заказ-чика.

bCAD включает в себя редактор материалов, с по-мощью которого создание

поверхностей со сложной фактурой не требует излишних затрат времени. Ори-

гинальная технология SolidTexture позволяет полу-чить текстуры типа дерева,

камня или кирпичной кладки буквально одним щелчком мыши, такие тек-стуры

очень просты в использовании и настройке. Традиционные методы наложения

растровых текстур и фактур также доступны. Данные об освещении, каме-рах,

текстурах и фактурах, также как и чертежные элементы, сохраняются в проекте

и гарантированно могут быть без потерь использованы после переноса проекта

на другой компьютер.

В полном комплекте системы поставляются версии тонирующего модуля для

мощных рабочих станций Silicon Graphics, DEC Alpha, Hewlett Packard,

Motorola PowerPC и Sun SPARC. При этом достаточно арендовать несколько

часов машинного времени, так как тестовые изображения (с меньшим

разрешением) можно получить на ПК, а все настройки сохраняются в файле

проекта и не требуют дополнительных регу-лировок.

3.1.6.Пользовательский интерфейс.

Приложения компьютерной графики всегда были и остаются источником новинок

и технологий постро-ения пользовательского интерфейса. Новое поколе-ние ОС

Windows позволяет использовать в bCAD все лучшее, что было наработано в

этой области – пов-семестное использование пиктограмм, плавающие панели

инструментов, мгновенные подсказки, отсут-ствие ограничений на имена

файлов, технологию "принеси и оставь". Для того, чтобы вставить в проект

типовой элемент, достаточно буквально пе-ренести его из папки каталога в

рабочее поле про-граммы. Доступ ко всем функциям программы возмо-жен либо с

помощью мыши, через панели пиктограмм, либо с клавиатуры через систему

"горячих кнопок". Все эти, казалось бы мелочи, позволяют значитель-но

упростить и ускорить освоение и использование пакета, тем самым существенно

ускорить экономи-ческую отдачу от его использования.

Интерактивная система помощи включает в себя электронную версию

технического руководства, пол-ностью повторяющую печатный вариант, и

учебник для начинающих. Учебник состоит из логической последовательности

упражнений, проводящих пользо-вателя-новичка через основные этапы

использования программы. Пользуясь уже привычной клавишей F1,вы получите

подробное описание любого элемента уп-равления системой. В целом, опыт

показывает, что систему можно самостоятельно освоить полностью за одну -

две недели упражнений.

Для создания наиболее комфортной обстановки bCAD выпускается как в

интернациональном - английском варианте, так и в нескольких национальных

верси-ях: русской, немецкой, итальянской и специальной английской для

британцев. Национализации подвер-гаются все компоненты системы, начиная с

меню, диалоговых окон, и, заканчивая подсказками и текстом руководства и

учебника.

Есть несколько незаметных, но эффективных дета-лей интерфейса, например,

ввод координат с клави-атуры полностью идентичен стилю, принятому в

AutoCAD, так что при переходе из одной системы в другую пользователь не

испытывает дискомфорта.

Подавляющее большинство функций настройки редак-тора доступно в любой

момент, без прерывания текущей операции, достаточно лишь нажать оду из

функциональных клавиш. Даже степень "назойливос-ти" программы можно

отрегулировать, выбрав соот-ветствующий режим подтверждения - уверенный в

се-бе пользователь не будет тратить время на бес-конечное нажатие кнопки

"OK".

3.1.7.Совместимость.

Особым аспектом, на котором следует остановить-ся, является возможность

использования данных из других приложений. Разработчики bCAD не стали

изобретать велосипеда. На сегодняшний день оче-видным стандартом на

геометрические данные явля-ется DXF. Для пользователей bCAD не составит тру-

да использовать чертежи, записанные в этом форма-те. Более того при

переносе чертежей из AutoCAD перевод в DXF не потребуется, так как файлы

DWG могут быть прочитаны напрямую. Это особенно удоб-но, так как

большинство уже наработанных библио-тек стандартных элементов записаны

именно в этом формате. Те же, кто работают с реалистичной гра-фикой, знают,

что наиболее популярным форматом для текстурированных моделей является 3DS,

основной формат другого популярного пакета - 3D Studio. При работе с этими

данными bCAD позволяет импортировать не только геометрию объектов но и

параметры материалов, текстуры, освещения и уста-новки камер. Таким

образом, часто не стоит тра-тить время на моделирование отдельных

элементов, например, настольной лампы, необходимо лишь за-грузить

подходящую модель из популярной коллекции на CD. Это сэкономит часы, а

порой и дни работы.

К неоспоримо полезным мелочам стоит отнести также возможность работы с

библиотеками штриховых узоров, пунктиров и чертежных шрифтов для AutoCAD и

возможность импорта текста из файла в чертеж.

Так же легко bCAD справляется с обратной задачей - переносом чертежей и

изображений созданных в нём, в другие приложения. Традиционные чертежи

могут быть перенесены с использованием формата DXF. Для пользователей 3D

Studio поддержан формат ASC, а для разработчиков систем Virtual Reality -

формат Sense8 NFF. Кроме того, плоские изображе-ния могут быть записаны в

HPGL и Encapsulated PostScript или превращены в растровое изображение в

одном из популярных форматов - GIF, TGA, BMP, JPG, TIFF или PCX. Те же

растровые форматы используются для сохранения реалистических изо-бражений.

Их использование в издательских или ил-люстративных пакетах не составит

труда. И, нако-нец, видеоролики могут быть записаны в Windows AVI, Animator

FLC или MPEG.

3.1.8.Перспективы.

Несмотря на то что bCAD, как законченный про-дукт, уже состоялся,впервые

версия для Windows 95 демонстрировалась на CeBIT'95 и уже более полуго-да

успешно эксплуатируется в десятках компаний и организаций, работа над

проектом не остановилась.

В традициях ПроПро Группы (ProPro Group) – ком-пании-разработчика -

периодический выпуск улуч-шенных и усиленных версий. В качестве приоритет-

ных задач на ближайшее полугодие стоит назвать систему программирования

(фактически того же ин-струментария, которым пользуются сами разработ-чики,

но более документированного) и разработки приложений, а также расширение

возможностей моде-лирования кинематики и сложная мультипликация.

Кроме того, появятся ряд новых инструментов для объёмного моделирования,

поддержка дополнительных форматов объемных данных, в частности VRML. Будут

усиливаться средства распределенных вычислений в разнородных сетях

компьютеров (UNIX и Windows NT) и с использованием многопроцессорных

систем.

3.2. СИСТЕМА ГеММА 3D ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ОСНАСТКИ НА ОБОРУДОВАНИИ С

ЧПУ.

В системе ГeMMА-3D обеспечивается программиро-вание обработки наиболее

сложных деталей на фре-зерных (2-х, 3-х и 5-ти координатных), электро-

эрозионных, сверлильных и токарных станках с ЧПУ.

Предусмотрена послойная черновая обработка дета-лей, изготавливаемых из

массивных заготовок или имеющих глубокие выборки, последующая чистовая

обработка.

При интеграции, система ГеММА-3D сохранила основ-ные элементы, существенно

расширяющие гибкость её применения в составе комплекса. Сохранены интер-

фейсы, обеспечивающие ввод/вывод геометрической

информации IGES и DXF.

Поскольку в различных САПР базовые геометрические элементы, экспонируемые в

IGES не одинаковы (кри-вые третьей и более высоких степеней, поверхнос-ти,

В-сплайны, NURBS), в системе ГеММА-3D реали-зовано их восприятие и

переаппроксимация с задан-ной точностью. Описания объектов могут быть пре-

образованы из формата IGES в формат DXF и возвра-щены в проектно-

конструкторские части комплекса.

Геометрический редактор системы ГeMMА-3D исполь-зуется, с одной стороны,

для доработки, в случае необходимости, математических моделей, подготов-

ленных в конструкторской части, с другой, для до-полнения математической

модели специальными тех-нологическими элементами (крепления детали, тех-

нологические сопряжения и зализы, ограничения зон обработки, поверхности

безопасности для подвода и отвода инструмента, эквидистантные поверхности к

исходным и др.). Математические модели со сделан-ными изменениями и

дополнениями, выполненными в системе ГеММА-3D, могут быть также возвращены

в проектно-конструкторские системы комплекса.

Поэтому, при параллельном применении известных конструкторских систем для

ПЭВМ и САПР высокого уровня (например в случае поступления в производ-ство

заказов от применяющей их сторонней органи-зации) информация будет

воспринята в системе ГеММА-3D.

Генератор постпроцессоров системы ГеММА обеспе-чивает выход на любые

отечественные и зарубежные стойки ЧПУ. Модули контроля управляющих программ

визуализируют машинные колы.

Сложность изделий формируемых в системе ГеММА-3D и, следовательно,

чрезвычайно большой объем прог-рамм, обусловили необходимость ее

последующей ин-теграции с оборудованием с ЧПУ. В современной поставке

программного обеспечения ГеММА-3D, наря-ду с возможностью вывода на

перфоленту или записи управляющей программы на гибкий магнитный диск, может

быть укомплектовано программно-техническими средствами подключения станков

с ЧПУ непосред-ственно к персональной ЭВМ. Также вводится допол-нительный

сервис, повышающий эффективность работы технологов-программистов и

операторов станков с ЧПУ - цеховой архив подготовленных управляющих

программ и графический редактор управляющих про-грамм. Станки могут быть

подключены к ЭВМ, вклю-чённой в сеть с рабочими местами технологов–про-

граммистов. К одной управляющей ЭВМ может быть подключено до 31 станка с

удаленностью до 600 метров. В качестве соединительной магистрали ис-

пользуется обыкновенный телефонный провод.

Завершающей операцией, обеспечиваемой системой ГеММА-3D в комплексе

является программирование измерений изготовленного изделия на программиру-

емой контрольно-измерительной машине. По материа-лам измерений, на основе

сопоставления с исходной математической моделью формируется заключение о

точности изготовления и информация по необходимым доработкам изделия.

Рассмотренные возможности позволяют использовать систему ГеММА-3D в

следующих вариантах:

- рабочие места технологов-программистов для станков с ЧПУ в созданном

комплексе программных средств;

- автономная автоматизированная система геомет-рического моделирования и

программирования для ЧПУ, в которой осуществляется построение матема-

тических моделей по чертежам или восприятие моде-лей, подготовленных в

других CAD/CAM системах;

- цеховая система хранения и корректировки управ-ляющих программ, прямого

управления станками с ЧПУ от IBM PC;

- рабочее место метролога, контролирующего точ-ность изготовления изделий

сложной формы по ре-зультатам замеров на программируемой контрольно-

измерительной машине.

В заключении необходимо отметить, что главным преимуществом системы

является простота её осво-ения и соответствие традициям использования обо-

рудования ЧПУ в России. Не уступая по функцио-нальным возможностям многим

зарубежным системам подготовки управляющих программ на ПЭВМ, стои-мость

рабочего места системы в 2 - 3 раза ниже аналогичных зарубежных разработок.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6