|
Реферат: Автоматизированное проектирование станочной оснастки (Технология)
Министерство образования Российской
Федерации
Новосибирский государственный технический
университет
БАКАЛАВРСКАЯ РАБОТА
ТЕМА :
Автоматизированное проектирование
станочной оснастки.
Факультет : ЛА
Группа : С-72
Студент : Варфоломеева М.О.
Руководитель : Нарышева Г. Г.
Новосибирск , 2001 г .
Содержание :
1. Введение……………………………………………………………..3
1. Станочные приспособления - классификация,виды…3
2. CAD/CAM системы – что это ?………………………..6
2. Методология проектирования станочной оснастки :
2.1. Традиционное проектирование………………………8
2. Автоматизированное проектирование………………14
3. Основные функции САПР и изготовления технологической
оснастки…………………………...16
2. Основные характеристики некоторых существующих CAD/CAM систем
…………………………………………………22
3.1. bCAD……………………………………………………25
3.2. ГеММА 3D при производстве технологической
оснастки на оборудовании с ЧПУ…………………….34
3.3. ADEM CAD/CAM……………………………………...37
4. Графика-81 …………………………………………….41
5. Базис 3.5. ………………………………………………45
6. Solid Edge ……………………………………………...56
4. Создание стандартных деталей в системе SolidEdge……………65
1. Палец установочный цилиндрический постоянный...65
2. Прихват предвижной фасонный……………………...67
5. Заключение………………………………………………………….67
6. Литература………………………………………………………….68
7. Приложения………………………………………………………...70
1. Введение .
1. СТАНОЧНЫЕ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ . КЛАССИФИКАЦИЯ , ВИДЫ .
1.1.1. Станочные приспособления .
Основную группу технологической оснастки составляют приспособления
механосборочного производства. Приспособлениями в машиностроении называют
вспомогательные устройства к технологическому оборудованию, используемые
при выполнении операций обработки, сборки и контроля.
Применение приспособлений позволяет:
- устранить разметку заготовок перед обработкой, повысить ее точность;
- увеличить производительность труда на операции;
- снизить себестоимость продукции;
- облегчить условия работы и обеспечить ее безопасность;
- расширить технологические возможности оборудования;
- организовать многостаночное обслуживание;
- применить технически обоснованные нормы времени и сократить число
рабочих, необходимых для выпуска продукции.
Частая смена объектов производства, связанная с нарастанием темпов
технического прогресса, требует создания конструкций приспособлений,
методов их расчета, проектирования и изготовления, обеспечивающих
неуклонное сокращение сроков подготовки производства.
Затраты на изготовление технологической оснастки составляют 15... 20 % от
затрат на оборудование для технологического процесса обработки деталей
машин или 10-24 % от стоимости машины. Станочные приспособления занимают
наибольший удельный вес по стоимости и трудоемкости изготовления в общем
количестве различных типов технологической оснастки.
2.1.1. Классификация приспособлений .
Классификацию приспособлений проводят по следующим признакам:
1. По целевому назначению приспособления делят на пять групп:
- станочные приспособления для установки и закрепления обрабатываемых
заготовок на станках. В зависимости от вида обработки различают токарные,
фрезерные, сверлильные, расточные, шлифовальные и другие приспособления;
- приспособления для крепления режущего инструмента. Они характеризуются
большим числом нормализованных деталей и конструкций, что объясняется
нормализацией и стандартизацией самих режущих инструментов;
- сборочные приспособления используют при выполнении сборочных операций,
требующих большой точности сборки и приложения больших усилий;
- контрольно-измерительные приспособления применяют для контроля
заготовок, промежуточного и окончательного контроля, а также для проверки
собранных узлов и машин. Контрольные приспособления служат для установки
мерительного инструмента;
- приспособления для захвата, перемещения и перевертывания обрабатываемых
заготовок, а также отдельных деталей и узлов при сборке.
2. По степени специализации приспособления делят на универсальные,
специализированные и специальные.
Универсальные приспособления (УП) используют для расширения
технологических возможностей металлорежущих станков. К ним относятся
универсальные, поворотные, делительные столы; самоцентрирующие патроны.
Универсальные безналадочные приспособления (УБП) применяются для
базирования и закрепления однотипных заготовок в условиях единичного и
мелкосерийного производства. К этому типу принадлежат универсальные патроны
с неразъемными кулачками, универсальные фрезерные и слесарные тиски.
Универсально-наладочные приспособления (УНП) используют для базирования и
закрепления заготовок в условиях многономенклатурного производства. К ним
относятся универсальные патроны со сменными кулачками, универсальные тиски,
скальчатые кондукторы.
Специализированные безналадочные приспособления (СБП) используют для
базирования и закрепления заготовок, близких по конструктивным признакам и
требующих одинаковой обработки. К таким приспособлениям принадлежат
приспособления для обработки ступенчатых валиков, втулок, фланцев, дисков,
корпусных деталей и др.
Специализированные наладочные приспособления (СНП) применяют для
базирования и закрепления заготовок, близких по конструктивно-
технологическим признакам и требующих для их обработки выполнения
однотипных операций и специальных наладок.
Универсально-сборные приспособления (УСП) применяют для базирования и
закрепления конкретной детали. Из комплекта УСП собирают специальное
приспособление, которое затем разбирают, а элементы УСП многократно
используют для сборки других приспособлений.
Специальные приспособления (СП) используют для выполнения определенной
операции и при обработке конкретной детали. Такие приспособления называются
одноцелевыми. Их применяют в крупносерийном и массовом производстве.
3. По функциональному назначению элементы приспособлений делят на
установочные, зажимные, силовые приводы, элементы для направления режущего
инструмента, вспомогательные механизмы, а также вспомогательные и крепежные
детали (рукоятки, сухари, шпонки). Все эти элементы соединяются корпусными
деталями.
4. По степени механизации и автоматизации приспособления подразделяют на
ручные, механизированные, полуавтоматические и автоматические.
Современные приспособления - это большой класс технологических объектов,
отличающихся многообразием конструкций, многокомпонентностью и
иерархичностью структуры, сложной геометрией составляющих и широким
диапазоном изменения размеров, различной степенью универсальности и
типовности.
Для авиапроизводства характерным является то, что среди большого объёма
создавамых конструкций удельный вес типовых приспособлений весьма невысок.
Поэтому проектирование невозможно свести только к размерным и некоторым
другим расчётам. В принципе, это цельный комплекс серьёзных проблем и
задач, к решению которых необходимо привлекать современные методы и
средства автоматизации.
2. CAD/CAM СИСТЕМЫ – ЧТО ЭТО?
CAD/CAM системами на западе называют то, что в странах бывшего СССР
принято было называть аббре-виатурой САПР, то есть Системы
Автоматизированного ПРоектирования. Впервые термин СAD прозвучал в конце
50-х гг прошлого века в Массачусетском технологическом институте в США.
Распространение эта аббревиатура получила уже в 70-х гг как между-народное
обозначение технологии конструкторских работ. С началом примения
вычислительной техники под словом CAD подразумевалась обработка данных
средствами машинной графики. Однако этот один
термин не отражает всего того, что им иногда называют. Например,САПР могут
предназначаться для: черчения,для прочерчивания (эскизирования) или и для
того, и для другого сразу. Сама же аббревиату-ра CAD может
расшифровываться так: Computer Aided Design,или Computer Aided Drafting
(проектирование и конструирование с помощью ЭВМ или черчение с помощью
ЭВМ).Понятия «конструирование» и «черчение с помощью ЭВМ» - всего лишь
малая часть функций, выполняемых САПР. Многие из систем выполняют су-
щественно больше функций, чем просто черчение и конструирование. И
существует их более точное обозначение :
САЕ - Computer Aided Engineering (инженерные расчёты с помощью ЭВМ,
исключая автоматизирование чертёжных работ).Иногда этот термин
использовался как понятие более высокого уровня– для обозначения
всех видов деятельности, которую инженер может выполнять с помощью
компьютера.
CAM - Computer Aided Manufacturing. Программирование устройств ЧПУ
станков с помощью CAD-систем отождествляют с понятием CAM (так называемые
CAD/CAM системы).В иных случаях под САМ понимают применение ЭВМ в
управлении производством и движением материалов.
CAQ - Computer Aided Quality Assurance.Определяет поддерживаемое
компьютером обеспечение качества, прежде всего программирование
измерительных машин.
САР - Computer Aided Planning – автономное проектирование технологических
процессов, например, при подготовке производства.
CIM - Computer Integrated Manufacturing – взаимадействие всех названных
отдельных сфер деятельности производственного предприятия, поддерживаемого
ЭВМ.
При традиционном проектировании оснастки трудоём-кость работ составляет
от 50 нормо-часов до нес-
кольких тысяч, а в общем – несколько миллионов. Испольование систем
автоматизированного проекти-рования и изготовления оснастки позволяет не
только снизить трудоёмкость, временные и денежные затраты, но освободить
человека от большого коли-чества однообразной работы, например, от оформле-
ния большей части документопотока.
СAD/CAM-системы находят применение в широком ди-апазоне инженерной
деятельности,начиная с решения сравнительно простых задач проектирования и
изго-товления конструкторско-технологической докумен-тации и, кончая,
задачами объёмного геометричес-кого моделирования, ведением проекта,
управления распределенным процессом проектирования и т.п. Современные
изделия можно создать только с ис-пользованием CAD/CAM-систем на всех
стадиях про-ектирования, изготовления и эксплуатации.
Разработка и создание CAD/CAM-систем является достаточно сложным и
длительным процессом, тре-бует значительных затрат материальных и людских
ресурсов. К сожалению, за последние годы государ-ственная политика по
отношению к коллективам, создающим CAD/CAM-системы, резко изменилась. Из
-за отсутствия централизованного финансирования практически прекращены
новые разработки в этой области. Значительное количество коллективов
–разработчиков распалось. В результате, например, среди отечественных
машиностроительных CAD-систем поставляемых на рынок, продавалось не более
пяти 2D-систем и не более одной-двух 3D-систем. Пол-ностью отсутствовали
системы для проектирования в радиоэлектронике, строительстве и архитектуре.
В то же время значительные средства расходуются организациями на закупку
дорогостоящих зарубежных CAD/CAM-систем.Пользователи на местах оказываются
неподготовленными к применению этих систем,и иногда случается,что в одной
организации скапли-ваются несколько типов дублирующих друг друга
систем,порой практически неэксплуатируемых.
Развитие отечественных CAD/CAM-систем и их широ-кое использование в
промышленности позволит су-щественно сократить затраты на закупку таких сис-
тем за рубежом и тем самым поддержать собственные
научные разработки в этой области.
2. Методология проектирования станочной оснастки .
2.1. ТРАДИЦИОННОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ .
1. Исходные данные .
Разработка конструкции приспособления заключается в постепенном
построении эскиза, выражающего идею приспособления, по контуру
обрабатываемой детали. При конструировании приспособлений тщательному
изучению и анализу подвергают обрабатываемую деталь, станок, на котором
планируется оснащаемая операция, способ подвода режущего инструмента и
охлаждающей жидкости, средства обеспечения установки детали, удаления
стружки и др. Учитывают положение станочника относительно проектируемого
приспособления и оборудования, размер партии деталей и планируемую
производительность обработки, структуру технологической операции и режимы
резания, вес заготовки,способ её загрузки и выгрузки.
В процессе анализа обрабатываемой детали выделяют поверхности, подлежащие
обработке в проектируемом приспособлении, поверхности, назаначенные
технологическими базами и под зажимы. Изучают геометрическую форму,
размеры, координаты взаимного расположения поверхностей, а также
требования точности обработки.
2. Порядок проектирования .
Конструирование функциональных элементов приспо-собления создаётся
постепенно по мере аналитичес-кого рассмотрения функциональных
поверхностей обрабатываемой детали. При этом на стадии констру-
ирования каждой очередной фукциональной группы элементов осуществляется их
увязка с решениями, полученными на более ранних стадиях.
Наиболее общие методические указания по конструи-рованию приспособлений
приведены в следующих пунктах:
1. Конструирование установочных элементов.
При анализе технологических баз (установочной,
направляющей, опорной) принимают решения о типах, размерах,
пространственном положении и точностном исполнении установочных элементов
станочного приспособления. Эти решения фиксирут на чертеже, содержащем
изоборажение обрабатываемой детали. Конструкция установочных элементов
приспособления зависит от формы, размеров, расположения и точности баз
обрабатываемой детали.
2. Конструирование направляющих элементов.
В результате изучения обрабатываемых поверхностей детали принимают решения
о конструкции элементов приспособления для направления режущего инструмен-
та (кондукторных втулок в сверильных приспособле-ниях, установов в
приспособлених для фрезерования и др.)
3. Конструирование зажимных элементов.
Конструкцию зажимных элементов и устройств приспособления определяют при
проектировании после анализа формы и размеров поверхностей обрабатыва-емой
детали, назначенных технологом под зажим. При этом учитывают силовые
факторы, имеющие место в процессе обработки в приспособлении, а также
требования производительности и экономичности конструкции.
4. Конструирование корпуса.
Осуществляют на завершающем этапе разработки приспособления. Конструкция
корпуса в целом должна объединять все функциональные сборочные единицы и
детали, иметь достаточную жёсткость, предотвращающую потери точности
обработки детали.
3. Расчёты .
К основным расчётам можно отнести расчёты зажимных усилий прихватов и
различных зажимных устройств, расчётры пальцев на срез, погрешности
базирования и экономические расчёты.
Примеры :
а) Расчёт пальцев. Нередки случаи, когда в качестве технологической базы
детали использую-тся цилиндрические отверстия (два или одно).
? b ?
?
Рис. 1.
При установке детали на один установочный палец, последний снабжается
двусторонним срезом (см. рис.1.), что позволяет компенсировать допустимые
отклонения размеров между осью отверстия и базовой плоскостью детали и
между осью установочного пальца и той же плоскостью.Ширина направляющего
пояска b:
b=(D??min-S^2)/S (2.1)
где D – номинальный диаметр пальца;
?min – минимальный радиальный зазор между
направляющим пояском и стенкой отверстия;
S=?+?’ – величина возможного смещения отверстия
относительно установочного пальца;
? – допуск на размер от базовой плоскости до оси
отверстия детали;
?’ – допуск на размер от базовой плоскости до оси
срезанного пальца.
При установке на два пальца один из них выполняется срезанным.В этом
случае компенсируются допустимые отклонения размеров между осями отверстий
детали и осями установочных пальцев приспособления. Ширина направляющего
пояска b тогда будет определяться так:
b=(D??min-(S-?’min)^2)/S-?’min
где S=?+?’ – величина возможного смещения
отверстий относительно установочных
пальцев за счёт допусков на межцентровые
расстояния(на детали ? и в
приспособлении ?’);
?’min – минимальный радиальный зазор между стенкой
отверстия и цилиндрическим пальцем,
выбираемый в зависимости от требуемой
точности установки и технологических
факторов и обеспечивающий лёгкость
посадки.
Наибольший перекос детали вследствие имеющихся зазоров между установочными
пальцами и отверстиями определяются по формуле:
Sin ? =( ?o+?n+2?min +?’o+?’n+2?’min)/2L (2.2)
Где ?o , ?’o – допуски на отверстия соответсвенно
под срезанный и цилиндрический пальцы;
?n , ?’n – допуски на пальцы (срезанный и
цилиндрический).
В направлении линии центров погрешности установки составляют:
С’= ?’o+?’n+2?’min
С = С’+2?
Приведённые выше зависимости показывают, что точность установки можно
повысить путём замены цилиндрического жёсткого пальца самоцентрирующимся
разжимным.При этом получим:
С’= 0
С = 2?
Sin ?= (?o+?n+2?min)/2L
Для ещё большего увеличения точности установки детали целесообразно иногда
делать самоцентри-рующимися оба пальца.
б)Эконмические расчёты.Точная проверка экономи-ческой целесообразности
выбора того или иного типа приспособлений сопяжена с известными
трудностями. Обычно прибегают к приближённым методам расчёта.
Критерием для определения целесообразости использования приспособления
является себесто-имость его эксплуатации, которую можно выразить
упрощённой формулой:
А 1 q
C = — • - + ——— (2.3)
n i 100
где А – стоимость приспособления в руб;
n – годовая программа производства деталей в шт;
i – срок службы приспособления в годах;
q – процент расходов на ремонт приспособления и
уход за ним.
Как видно из формулы, при малой производственной программе использование
дорогостоящих специальных приспособлений может оказаться нецелесообразным.
В таких случаях следует применять высокопроизводи-тельные универсальные
приспособления, а также приспособления, собираемые из готовых взаимозаме-
няемых деталей. Время демонтажа и сборки их настолько мало, что
приспособлений, используемых для первых операций, могут участвовать в
приспо-соблениях, применяемых для последующих операций.
Снижение расходов на ремонт и уход за приспособ-лениями достигается путём
высококачественного выполнения самого приспособления, повышенной изно-
состойкости установочных и направляющих элементов, удешевления ремонта и
т. д.
В самолётотроении,в отличие от остальных отраслей машиностроения, большую
долю расчётов при проектировании станочных приспособлении занимают расчёты
специальных приспособлений. Особенностью проектирования таких
приспособлений является то, что кроме необходимости учитывать конкретные
производственные условия и применительно к ним решать задачи о точности и
производительности приспособления (требования: точность приспособления
должна обеспечивать заданную
точность обработки деталей; производительность приспособления должна
обеспечивать наибольшую производительность труда ), необоходимо также
учитывать, что на данное проектирование отводиться сравнительно малое
время, так как издержки проектирования падают на конструкцию,
изготовляемую в одном или нескольких экземплярах.
Следствием этого является значительно меньшее, чем при разработке
серийных конструкций, обоснование расчётами (прочность, жёсткость, износ,
экономичность) принимаемых конструктивных решений. Также, при разработке
чертежей ориентиру-ются на широкое применение в процессе изготовления
приспособления различных методов пригонки деталей и узлов.
4. Оформление результатов .
В общем случае поток документов при проектирова-нии оснастки можно
разделить на 5 частей:
1) Заказ оснастки.
2) Ведомость заказов.
3) Сборочный чертёж, рабочие чертежи.
4) Деталировка.
5) Спецификации.
2.2. АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ .
Между парарметрами оснащаемой детали и формиру-емой технологической
оснасткой существует инфор-мационно-функциональная взаимосвязь. Аналогичные
взаимосвязи существуют также между технологичес-кими решениями по
производству детали и информа-ционными моделями этой детали. Всё это
создаёт предпосылки для комплексной автоматизации: деталь– технологический
процесс изготовления детали – проектирование и изготовление технологической
оснастки – изготовление детали. В связи с этим при автоматизации
проектирования приспособлений и был определён метод построения
технологичекого оснащения на базе информационной модели, получившей
название синтеза конструкций.
В основу этого метода положены следующие принципы:
1. Информация, описывающая конструкцию приспособления, является
результатом переработки сведений об оснащаемой детали и технологических
операциях её изготовления.
2. Для конструкции любого приспособления существует возможность её
декомпозиции на определённое число составляющих – конструктивных элементов.
3. Конструкция всякого приспособления может быть синтезирована из
определённого числа конструктивных элементов.
4. Конструктивные элементы отличаются свойствами и характеристиками,
которые можно представлять в ЭВМ.
5. Между элементами в конструкции существуют некоторое количество
моделированных отклонений, общих для всех приспособлений.
6. В каждом конструктивном элементе как разновидности твёрдого тела можно
зафиксировать его положение для определения значений позиционных отношений
между элементами.
2.2.1. Порядок проектирования.
В компьютер вводиться описание обрабатываемой детали и оснащаемой
станочной операции, на основе чего автоматически строится цифровое
информацион-ное описание проектируемого приспособления в виде
соответствующих цифровых массивов. Управление передаётся блоку составления
спецификаций, результаты работы которого выдаются на печатающее устройство
в форме документа, определённого стандартами ЕСКД.
Затем выполняются работы по формированию прог-рамм вычерчивания при
получении сборочного и деталировочного чертежей конструкции.
Процесс завершается технологической подготовкой производства
приспособления и составлением программ для станков с ЧПУ.
Более подробно методология автоматизированного проектирования
рассматривается в следующем разделе.
2.3. ОСНОВНЫЕ ФУНКЦИИ СИСТЕМ АВТОМАТИЗИРОВАН-НОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ
И ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТЕХНОЛО-
ГИЧЕСКОЙ ОСНАСТКИ.
Своевременное оснащение технологических процессов изготовления ЛА
необходимыми приспособлениями представляет важнейшую задачу подготовки
производства. Поэтому вопросы совершенствования процессов проектирования и
изготовления технологической оснастки на базе использования математических
методов, вычисли-тельной техники и прграммно-управляемого оборудо-вания
преобрели первостепенное значение. Появле-ние идеи создания систем
автоматизации комплексно решает задачи синтеза конструкций, их документи-
рования, технологической подготовки производства и обеспечения процессов их
изготовления на оборудовании с ЧПУ.
Современной системе проектирования и изготов-ления целесообразно
выполнение следующих функций:
1.Анализ оснащаемого объекта, его изготовления, моделирование этого
объекта и процесса изготовле-ния.
2.Синтез конструкций из конструктвных элементов с выполнением точностного,
геометрического и силового анализов, оптимизацией по соответсвующим
критериям полного информационного описания синтезируемой конструкции.
3. Отображение пространственного описания конструкций на плоскости
проекций (построение графика сборочного чертежа).
4. Поэлементный анализ конструкции с отображени-ем описаний оригинальных
деталей на плоскости проекций, получением деталировочных чертежей и
сопоставлением спецификаций.
5. Технологический анализ конструкции, решение технологических задач и
получение управляющей ин-формации для изготовления на оборудовании с ЧПУ.
6. Технико-эконмическая оценка конструкции и определение её качественных
показателей.
7. Разработка необходимой технологической и технико-экономической
документации.
Укрупнённая схема системы проектирования и изготовления технологической
оснастки показана на рис.2.
Информация об оснащаемой детали и схеме её обработки создаётся (в случае
отсутсвия её в базе данных) также средствами системы. Это сведения о
размерах, геометрии, физических характеристиках, точности оснащаемой
детали и отдельных её поверх-ностях, данные о схеме базирования,
закрепления, об обрабатываемых элементах, информация об оснащаемом
оборудовании, требуемой производитель-ности обработки, количестве
одновременно устанав-ливаемых заготовок, режимах и усилиях резания.
Каждая из перечисленных функций с решением задач различного уровня и
степени сложности.
После анализа и приведения исходной информации к каноническому виду
начинается реализация комплек-са программ синтеза конструкций, в
результате чего генерируется информационное описание конструкции
приспособления. Далее составляется спецификация, формируется сборочный и
рабочие чертежи деталей конструкции.
|Информаци-онн|
|ое |
|обес-печение |
|Конструк-тивн|
|ые элементы |
|Типовые |
|изображения |
|Каталог |
|сведений об |
|оснащаемом |
|оборудова-нии|
|Нормативно-сп|
|равочные |
|материалы |
|Сведения об |
|условиях |
|производ-ства|
|приспособ-лен|
|ий |
|Конструкции-а|
|налоги |
Рис. 2.
Прцесс завершается работой подсистемы технологи-ческого проеутрирования и
пдготовкой программ для станков с ЧПУ, формируются сведения для АСУП.
Выполнение функций САПР включает в себя поиск типовых изображений для
графического моделирова-ния конструктивных элементов приспособлений,
компоновку сборочного чертежа из типовых изобра-жений и формирование его
описания, определение сборочного чертежа и его масштаба, распознавание
видимости линий на чертеже из условий видимости и принятого
масштаба,идентификацию структурных единиц конструкции на чертеже.
Посделовательность работ при решении задач синтеза конструкций
приспособлений следующая:
Сначала создаётся общая компоновка конструкции. Решение этой глобальной
задачи связано с анализом информации об оснащаемой детали в целом и далее
локальные задачи, связанные с отдельными поверх-ностями детали.
Для их решения рассматриваются и моделируются локальные проектные
ситуации, которые могут возникать в связи с одной какой-либо поверхностью
детали.Локальную проектную ситуацию характеризуют форма, размеры,
технологическое назначение поверхности обрабатываемой детали, конфигурация,
количество и пространственное расположение функ-циональных элементов
приспособления, контакти-рующих с данной поверхностью.
Примером глобальной задачи является синтез корпуса приспособления на
основе данных об осна-щаемой детали и конструктивных элементах, которые он
объединяет в единую жёсткую систему. Локальной задачей могут быть
определение количетсва и рас-становка пластинчатых опор под базовой плос-
костью, ограниченной контуром.
Процесс синтеза – это накопление информации, отображающее изменения
пространственного образа конструкции во времени. То есть это многоэтапный
процесс, который начинается в момент завершения формирования модели
обрабатываемой детали, а за-канчивается формированием полного описания
требу-емой конструкции приспособлений. Этапы синтеза – это части процесса,
соответсвующие построению определённых групп элементов приспособлений уста-
новочных, направляющих, зажимных, фиксаций и т.д.
Для большинства этапов процесс синтеза протекает в три стадии. Например,
при синтезе установочных элементов на первой стадии из описания обрабаты-
ваемой детали выделяется для анализа информация, характеризующая схему
базирования этой детали.
На второй стадии происходит выбор схемы установ-
ки, которая представляет собой перечень наиме-нований классов установочных
элементов, реализующих выбранную схему (установка на цилин-дрический палец
и штыри, установка с помощью двух призм и пластинчатых опор и т.д.)
На третьей стадии осуществляется воплощение выбранной схемы установки в
виде конструктивно завершённой функциональной группы установочных элементов
приспособления.
Аналогичные стадии проводятся также на этапах синтеза функциональных групп
зажимных, направля-ющих, делительных корпусных и других элементов.
Важным вопросом является получение рациональной конструкции. Трудности
решения задач оптимизации заключаются в их многокритериальности и многопа-
раметричности. Рациональные решения могут быть получены только на отдельных
стадиях проектиро-вания,например, на стадии выбора схемы установки.
Конструкция должна быть работоспособной, пригод-ной для обработки
оснащаемой детали и обеспечива-ющей требуемые параметры точности.
Пригодность конструкции определяется рядом технических, тех-нологических,
эстетических, экономических и других показателей (точности, жёсткости, дис-
баланса, быстродействия, простоты и технологич-ности, удобства и
безопасности, эстетичности внешнего вида и др.)
Последовательность процессов синтеза приспособ-лений строится на аналогии
с практикой традици-онного конструирования. Например, для сверильных
приспособлений процесс синтеза конструкций сводиться к выполнению
последовательно решаемых задач, как определение типа кондукторных втулок,
нахождение толщины кундукторной плиты, определе-ние габаритов поля,
занятого кондукторными втулками, нахождение высот кондукторных втулок,
распознование установочно-зажимной схемы приспо-соблений, проектирование
установочных элементов и элементов зажима.
Завершающими этапами являются синтез несущих специальных конструктивных
элементов типа кондук-торных плит и корпусов, а также проектирование
вспомогатльных и нижних (подкладных) плит.
Все работы, проводимые при синтезе конструкции приспособлений можно
разбить на две группы. К первой относятся работы по компоновке конструк-
ций, ко второй – проектирование специальных конструктивных эелементов.
При формализации процессов компоновки конструк-ций из конструктивных
элементов решаются следующие задачи:
1. Выбор определённых значений из базы по задан-ным условиям.
2. Геометрического анализа.
3. Непосредственного проектирования: определения количества и положения
функциональных кон-структивных элементов, выделении параметров, от
которых зависит возможность использования элементов по ГОСТ (СТП),
проверка возможности применения ГОСТ (СТП).
4. Расчётного типа.
5. Построения результирующих данных по заданным требованиям.
К основным задачам проектирования специальных элементов можно отнести
следующие:
1. Выбор типа элементов.
2. Расчёт конструктивных размеров.
3. Определение материала для изготовления.
4. Синтез формы конструктивных элементов.
Известно, что в базу конструктивных элементов включается отличные по форме
конструктивные элементы, которые нецелесообразно членить на составляющие. В
ряде случаев трудно предусмотреть необходимую форму специального элемента;
она окончательно вырисовывается в процессе проектиро-вания приспособления.
Поэтому в базу конструктив-ных элементов включаются также и элементы формы,
с помощью которых в процессе синтеза дорабатыва-ются базовые конструктивные
элементы.
Система предусматривает хорошо организованную базу данных, состоящую
прежде всего из конструк-
тивных элементов.
Конструктивные элементы – это объекты со своими свойствами (форма,
структура, функции, материал, и др.), колиественными праметрами (размеры,
вес, допуски, состав, и др.). То есть это часть конструкции, обладающая
информационной самостоя-тельностью.
В принципе, каждый конструктивный элемент обладает неисчерпаемой
информацией. Поэтому отбор и классификация информации о конструктивном
элементе должны осуществлятьтся с учётом необхо-димости и
достаточности.Информация о конструктив- ном элементе, по смыслу
содержащихся в ней сведе-ний можно разделить на метрическую (размерные ха-
рактеристики), технологическую (материал, термо- обработка, точность,
шероховатость), спецификаци- онную (наименования, обозначения), графическую
(изображение конструктивных элементов на черте-жах, экране и т.д.). К
конструктивным элементам относятся стандартные детали с постоянной
геометрической формой.
3. Основные характеристики некоторых существующих CAD/CAM систем .
Одной из основных задач, вставшей с появлением ЭВМ и оборудования с ЧПУ
является сокращение времени подготовки управляющей информации и уменьшение
вероятности ошибок.
Впервые задача автоматизированного программиро-вания для изготовления
деталей на станках с ЧПУ была поставлена и решена Ассоциацией авиакосми-
ческой промышленности США в сотрудничестве с Мас-сачусетским
технологическим институтом в 1959-1961 гг. Был разработан специальный
проблемно – ориентированный язык программирования АРТ (Auto-matic
Programming Tools) и основанная на нём система программного обеспечения.
Эта система рассчитана на применение достаточно мощной для того времени ЭВМ
(IBM 360/370) и охватывает
практически все возможные операции от 2-х до многокоординатной обработки.
По опыту использо-вания этой системы в производстве получено снижение
трудоёмкости программирования практичес-ки в 10 раз. На базе этой системы,
а также по аналогии стали появляться во всех во всех странах бесконечное
количество различного рода систем. Достаточно назвать некоторые из них: АРТ-
1,АРТ-2, АРТ-3, и т.д.; ЕХАРТ-1,2,3; ADAPT, AUTOPRESS, CLAM, COCOMAT и т.д.
Многие из них используются до сих пор с некоторыми доработками, с учётом
развития вычислительной техники и адаптации этих систем к современным
ЭВМ.Система АП, как правило, состоит из языка описания геометрии детали, её
технологии, предпроцессора, процессора и постпроцессора.
Но разработки всё новых и новых систем автомати-зированного проектирования
не прекратились. Современные САПР можно условно разделить на «лёгкие» и
«тяжёлые».Их различают по объёму возможностей, а значит,и по требованиям к
ЭВМ, на
котором предполагается их использование.Раличия могут выражаться в
особенностях возможностей 2D (плоского) и 3D (объёмного) проектирования,
наличия возможности твёрдотельного моделирования, возможности вывода
полученных данных на печать, станок с ЧПУ и т.п.
Рассмотрим некоторые из CAD систем.
Успех AutoCAD.
AutoCAD – безусловно, самая широко известная, занимающее одно из ведущих
мест в среде CAD/CAM система.
Компания Autodesk, которой мы обязаны этой разработкой, была основана в
апреле 1982 года группой из 15 программистов. А уже осенью того же года на
проходившей в Лас-Вегасе выставке Comdex компания объявила о создании новой
программы, получившей название AutoCAD . Новый продукт начал продаваться
на рынке в начале 1983 года, и с того момента фактически стал одним из
стандар-тов в области автоматизированного проектирования.
Успех системы AutoCAD в России,по-видимому,можно объяснить отчасти тем,
что она предоставила инструментарий САПР пользователям ПК. Прежде лю-бое
упоминание об автоматизированном проектирова-нии обычно связывалось с более
мощными платформа-ми, к примеру VAX-станциями производства Digital.
Естественно, AutoCAD была относительно недорогой системой, хотя её
функциональные возможности по
сравнению с "настоящими" большими САПР оказались существенно ниже. Однако
эти возможности постоян-но нарастали по мере увеличения мощности ПК, а
одновременно шел процесс освоения технологии САПР
инженерами и конструкторами.
Распространению AutoCAD в России содействовала и маркетинговая политика
компании. В то время как все известные САПР "разговаривали" только по-
английски, компания Autodesk рискнула выпустить русскую версию своего
продукта. Причем несмотря на то (а может быть, как раз благодаря тому), что
среди отечественных пользователей ходило немало нелегальных копий продукта.
В России Autodesk начала работать с 1986 года. В августе следующего года
ЦНИИ промзданий при Госстрое был признан первым официальным центром
подготовки специалистов по AutoCAD.
В октябре 1988 года появилась первая коммерческая версия AutoCAD 10 на
русском языке. Среди маркетинговых шагов компании было решение о продаже
этого продукта по специальным ценам. Так, если оригинальный вариант системы
на английском языке стоил 3000 фунтов стерлингов, то цена рус-скоязычной
версии составляла всего 1200 фунтов. Кроме того, в соответствии со
специальной про-граммой российские вузы могли приобрести AutoCAD 10 гораздо
дешевле - за 240 фунтов стерлингов.
Несмотря на то что к тому времени уже появились компьютеры на базе
процессора Intel 80386 (поставки самого процессора начались в октябре 1985
года), для работы версии 10 AutoCAD было достаточно ПК, оснащенного
процессором 80286 с частотой 6-10 МГц и сопроцессором 80287, опера-тивной
памятью объемом 640 Кбайт и жестким диском
емкостью 40 Мбайт.
Для работы с AutoCAD версии 10 рекомендовалось использовать графический
дисплей с диагональю 20
дюймов и разрешением 1024х768, поддерживающий 256 цветов.
Первое официальное представление локализованной 10-й версии программного
продукта Autodesk состо-ялось в октябре 1988 года на AutoCAD Expo. Помимо
самой системы на выставке демонстрировались различные прикладные программы,
расширяющие воз-можности AutoCAD, представленные фирмами из 22 стран.
Наличие большого числа прикладных программ для AutoCAD было обусловлено
открытостью системы для
пользователя. Сама программа была написана на языке AutoLISP, этот же язык
использовался как средство расширения возможностей AutoCAD и созда-ния
дополнительных приложений.
3.1. bCAD.
Известно, что большинство систем проектирования на ПК запускаются как
cad.exe. Аббревиатура CAD определяет сферу приложений, первые же символы
определяют торговую марку разработчика. Одним словом, если есть А то должно
быть и B. Действи-тельно, bCAD задумывался, разрабатывался и раз-вивается
как доступная альтернатива для тех, кто не может или не хочет позволить
себе рабочее мес-то дизайнера, проектировщика или архитектора за несколько
тысяч (тем более десятков тысяч) долла-ров. Уместно употребить модный
термин SOHO (small office - home office) то есть, дизайнерская сту-дия для
небольшого предприятия, службы продаж, рекламы или просто домашнее рабочее
место архи-тектора, художника или, в конце концов, студента.
bCAD разрабатывался как система для широкого спектра приложений, поэтому
его функциональность достаточно универсальна. Разносторонность системы
достигается тем, что пакет объединяет в себе мощ-ные компоненты для
исполнения различных этапов проектных и дизайнерских работ: разработка
техни-ческой документации в её классическом виде – чер-тежей; построение
объемных моделей различных из-делий и объектов по плоским эскизам;
изготовление финальных чертежей по объемным моделям; подготов-ка
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.
Это делает систему доступной для большинства отечественных предприятий.
Другое важное преимущество системы состоит в том, что коллектив
разработчиков не стоит на месте и постоянно совершенствует систему в
соответствии с требования по созданию техноло-гической оснастки.
3.3. ПРОДУКТЫ ADEM CAD/CAM
Компания Omega technologies работает на рынке СAD/CAM систем около 10 лет.
Основной продукт компании система ADEM постоянно наращивает свои
функциональные возможности. Далее показаны основ-ные конфигурации ADEM,
которые присутствуют сегодня на рынке CAD/CAM в России.
3.3.1.ADEM 2.09
Версия ADEM 2.09 функционирует в среде DOS и принадлежит к классу «легких»
CAD/CAM систем. Она состоит из трех модулей: плоское моделирование,
объёмное моделирование, 2Х, 2.5Х обработка.
Модуль ADEM 2D является частью интегрированной системы. Метод плоского
твёрдотельного моделиро-вания направлен на поддержку творческого процесса
проектирования. Возможность работы с объектами как с плоскими твердыми
телами, безразрывные де-формации, ассоциативность контура и штриховки,
ассоциативность скруглений позволяют применять систему с самых ранних
этапов проектирования.
Автоматическое и полуавтоматическое нанесение размеров, параметрические
библиотеки стандартных элементов значительно ускоряют работу пользовате-лей
по оформлению документации. Два типа парамет-ризации позволяют выпускать
чертежи и делать ме-ханообработку деталей со сходной топологией. Плоские
контура, созданные в модуле, использутся как для создания 3D-моделей, так и
для подготовки управляющих программ для станков с ЧПУ.
Модуль ADEM 3D обеспечивает проектирование как деталей так и сборок. В
модуле реализована воз-можность твердотельного моделирования с отлажен-ным
механизмом булевых операций. Инструментом твёрдотельного моделирования
является метод, по-лучивший название «компоновочный Solid». Его осо-
бенность заключается в том, что каждый объект, полученный с использованием
булевых операций (объединение, дополнение, пересечение), помнит историю
своего создания и знает все элементы, из которых он состоит. Соответственно
конструктор,
управляя формой и пространственным положением входящих элементов, управляет
конечной твёрдо-тельной моделью. Быстрый алгоритм удаления неви-димых линий
для получения чертежей позволяет вес-ти проектирование от 3D-модели.
3.3.2. Модуль ADEM NС.
Выполняет следующие виды 2 и 2.5-координатной обработки: фрезерование,
резка, гравировка, лис-топробивка, сверление. При этом доступны все схе-мы
обработки: эквидистантная, зигзаг/петля, спи-раль, контурный зигзаг и др.
Cистема избегает за-резаний на любых режимах обработки. В процессе работы
присходит автоматическое выделение зон, недоступных для инструмента на
предыдущих прохо-дах, и их обработка. В системе реальзованы раз-личные
схемы врезания инструмента,подхода/отхода, коррекции размеров инстументов,
учет всевозможных технологических параметров.
3.3.3. ADEM 3.03
Версия ADEM 3.03 работает под Windows 3.11 и не потеряла ни одного из
своих лучших качеств,и даже приобрела новые. Появились принципиально новые
возможности: редактирование сканированных черте-жей, 3-координатное
черновое и чистовое фрезеро-вание, генерация технических документов.
Модуль ADEM SDE (редактирование сканированных чертежей) предназн | |
