В 2001 году исполняется 15 лет серии популярных Российских продуктов, объединенных под маркой ADEM. За счет высокого качества, надежности и простоты система получила широкое признание в конструкторских и технологических бюро и непосредственно на производстве. На ее основе проходят обучение студенты ведущих машиностроительных ВУЗов страны. ADEM не только представляет Россию на зарубежных рынках, но и является поставщиком новейших технологий в отечественное производство.
А. Адамов ADEM: Восток-Запад
Для комфортного существования в современных условиях необходимо постоянно смотреть в будущее. Порой кажется, что в области технологии машиностроения сейчас это довольно просто - смотри на запад. Через несколько лет и в России появятся эти же станки, инструменты, материалы, возможности. Но иногда стоит остановиться и оглянуться на тот путь, который уже пройден. Опыт нетривиальных решений - это тоже будущее.
Современный программный продукт может быть востребован завтра только в том случае, если он представляет сплав мировых достижений с новыми оригинальными решениями. Посмотрим, насколько это удается разработчикам системы ADEM в традиционных номинациях интегрированных CAD/CAM: черчение, моделирование, программирование ЧПУ, подготовка производства.
Черчение
История развития продукта началась в первой половине восьмидесятых годов. Известность пришла в 1989, когда чертежный модуль системы под именем CherryCAD стал лидером по числу легальных инсталяций среди продуктов данного класса в России.
Система прекрасно зарекомендовала себя во многих отраслях промышленности. Неоднократно получала высшие призы в соревнованиях с конкурентами даже на "чужой территории". Многие принципы, заложенные в систему, отчетливо выделяли ее на фоне других продуктов. Так, например, Cherry была первой CAD системой с иконным интерфейсом для PC. Ассоциативность контура, скруглений и штриховки, аппликации появились в других системах знчительно позже. По своим скоростным характеристикам ей нет и не было равных.
Сегодня черчение в ADEM приобрело новую функциональность, связанную с работой в едином 2D-3D пространстве. Повысилась динамика интерактива с пользователем. "Интелектуальный скетчер" и генераторы форм еще больше ускорили создание чертежей.
ADEM стал гибридным редактором, позволяющим работать с растровым полем в обычном векторном пространстве. Сегодня это наиболее удачный способ внесения изменений в сканированные чертежи.
Разработчики системы не остановились на достигнутом. Целенаправленное изучение рынка показывало, что автоматизация черчения - это лишь частное решение проблемы проектирования и подготовки производства. Даже тотальное обеспечение "чертилками" предприятия не приводит к заметному сокращению затрат.
Моделирование плоское
В проектных и конструкторских бюро решается ряд задач, связаных с геометрическим моделированием. В конструкторской среде более распространены термины "увязка" или "провязка". Традиционно существовали два способа геометрического моделирования: на кульмане и плазово-шаблонный. Принцип один и тот же, разница лишь в точности построений. Оба метода относятся к плоскому моделированию.
Для автоматизации плоского моделирования разработчики ADEM обеспечили систему сплайновой математикой (NURBS). Библиотека включила все необходимые функции по построению и модификации рациональных и нерациональных сплайнов.
Впервые для ускорения двумерного моделирования был применен принцип булевых операций на плоскости. Это эффективное средство позволяет избегать трудоемких процедур обрезки и склейки при создании сложных конструкций.
Точность геометрических моделей в современных версиях системы соответствует 10-6 мм. Для моделей повышенной точности погрешность может не превышать 10-9 мм.
Большим помощником при моделировании является параметризация. Один из самых современных видов - эвристическая параметризация, которая не требует от пользователя задания констрейнов или проведения других трудоемких процедур. Система сама анализирует геометрию и устанавливает связи.
Параметризованный эскиз автоматически превращается в точную модель. При этом учитываются даже допуска размеров. ADEM позиционирует модель на середину поля допуска.
Следует отметить, что моделирование является одним из переходных мостиков от чертежа к производству, о чем речь пойдет ниже.
Рис 1.
Моделирование объемное
Не все задачи удобно решать в плоскости. Для объемных компоновок и провязок просто необходимо выходить в третье измерение. Поэтому уже первые версии ADEM имели аппарат твердотельного объемного моделирования.
Первоначально ADEM 3D базировался на собственном ядре ASK (ADEM Solid Kernal). Эта трехмерная твердотельная библиотека известна тем, что функционировала даже на i286 компьютерах, обеспечивая возможность создания довольно сложных объемных моделей и даже сборок.
Начиная с 1996 года ADEM базируется на ядре ACIS (Spatial Technology). Это одно из самых популярных в мире средств разработки систем трехмерного моделирования. Последние достяжения Spatial Technology обеспечили еще больший интерес со стороны самых крупных разработчиков CAD/CAM систем.
Набор средств объемного моделирования в ADEM не ограничивается традиционной функциональностью систем среднего уровня для моделирования деталей и сборок. ADEM 6.2 дополнен специальными возможностями для производителей оснастки, штампов и прессформ. К ним относятся автоматическое определение линий и поверхностей разъема, генерация деталей, составляющих прессформы, литейные уклоны и др.
С одной стороны, многофункциональность должна приводить к усложнению управления системой, но ADEM сконструирован таким образом, что прекрасно работает и в ВУЗах и даже в нескольких десятках школ и лицеев как средство изучения пространственной геометрии и топологического дизайна!
Рис 2.
Сквозной процесс «проектирование-изготовление»
Наивысший эффект при внедрении САПР наблюдается в тех случаях, когда программное обеспечение позволяет разрушать структурные преграды. А лучше сказать - "наводить мосты" между участниками процесса проектирования - производства. Самая распространенная преграда - пропасть между конструкторским отделом (КБ) и производством.
Традиционное преодоление ее - это помощь технолога или технологического бюро (ТБ). Здесь технолог выступает в роли переводчика с конструкторского языка на производственный. И на каждый конструкторский документ появлется множество технологических. Объем информации увеличивается, и не просто в "разы".
Одним из способов протянуть прямую цепочку является программирование станков c ЧПУ на базе данных, подготовленных конструктором. Для того чтобы цепочка не имела разрывов и, более того, имела двусторонее направление, программный продукт должен быть интегрированной CAD/CAM системой.
Для решения данной проблемы в самом начале девяностых годов произошло слияние двух продуктов: CherryCAD и KatranCAM в единую интегрированную CAD/CAM систему ADEM. Сегодня степень этой интеграции - полная ассооциативность между геометрией и технологией. Уникальным для ADEM, в плане ассоциативности является тот факт, что геометрия не обязательно должна быть разработана в данной системе, она может быть импортирована из других CAD продуктов, а ADEM сам сгенерирует ассоциативные связи!
Различные традиции производства, разнообразие способов моделирования и программирования ЧПУ, существующие в мире, заставили разработчиков воплотить в ADEM принцип "универсальности исходных данных". Так, для механообработки исходной может быть как плоская модель, так и объемная модель, или их комбинация. Более того, для изготовления одной детали модели могут быть импортированы из разных систем. Так, например, объемная модель может быть принята в форматах STEP, IGES, VDA, SAT, плоская - в форматах ADM, DXF, растровая - BMP, TIFF, PCX, JPG. При этом все они могут быть использованы как единая мастер-модель для пограммирования ЧПУ, или для других способов подготовки производства.
Эти и другие уникальные возможности ADEM были высоко оценены на крупнейшей в Европе выставке программных продуктов CeBit 99.
Программирование ЧПУ
Одним из самых наукоемких элементов CAD/CAM систем является модуль автоматизации программирования ЧПУ. Генерация траектории движения режущей части для обработки произвольной поверхности даже для одного типа инструмента и одной стратегии резания является вариационной многопараметрической задачей. Алгоритм решения данной задачи может содержать десятки тысяч условных переходов. Написание и отладка подобных программ требует нескольких лет.
Поэтому, качество и надежность CAM-части системы зависит от общего числа реальных тестов в различных условиях и от разнообразия этих условий. Современный CAM не может быть создан за два-три года только по одной, но очень весомой причине - приобретение необходимых знаний в этой области есть длительный, трудоемкий и чрезвычайно дорогостоящий процесс.
Модуль программирования ЧПУ системы ADEM начал свой путь в 1978 году. Общий объем разработки оценивается, по самым скромным подсчетам, в 400 человеко-лет. До 1995 года эксплуатация ADEM проходила на сотнях предприятий стран СНГ. За последнее пятилетие ADEM работает и в Западной Европе. Опыт западных технологий, внедренный в систему, оказался крайне необходимым и в России, которая все более интегрируется с внешним миром.
Сегодня ADEM управляет следующими технологиями:
* токарными
* фрезерными (2x, 2.5x, 3x, 5x, многопозиционными)
* электроэррозионными (2x, 4x)
* комбинированными
Особое внимание разработчики уделяют комбинированным видам обработки, которые пользуются все более возрастающим спросом. Постоянно совершенствуется управление и остальными видами механообработки, учитывая все больше и больше нюансов и впитывая новейшие методы.
Контроль качества до выхода на станки выполняет ADEM Verify, разработанный Sirius System Corporation (США). Просмотр и редактирование готовых программ, контроль передачи данных на станки, специальное оборудование для станков - все это дополнения, способствующие внедрению ADEM на производстве.
Подготовка производства
Исследуя условия отечественного и зарубежного производства разработчики пришли к выводу о необходимости автоматизации работы технологических служб по созданию документации. Это трудоемкое, во многом рутинное производство и представляет сегодня бумажный мост между конструктором и технологом.
Особенности данного производства:
* большое число типовых действий
* большие и нестандартные базы данных
* множество нестандартных форм документов
* отсутствие формализованных знаний
В 1995 году был создан модуль ADEM TDM (Technical Data Management) предназначенный для автоматизации выпуска разнообразной технической документации:
маршрутно-технологических карт, сводных ведомостей оснаски и инструмента, спецификаций карт контроля, согласования и др. Модуль является универсальной системой технологического проектирования, адаптируемой к традициям подготовки производства. TDM настраивается под любую специфику технологического проектирования, любые сценарии работы и формы документов, позволяет подключать любые базы данных.
На ряде предприятий ADEM TDM используется не только в технологических, но и в конструкторских бюро для автоматической генерации спецификаций и других документов.
Настоящим критерием универсальности TDM было внедрение на зарубежных предприятиях. Дело в том, что с появлением стандарта ISO 9000 выросла потребность в документировании каждого шага проектирования-производства.
Сегодня TDM - один из наиболее быстро развивающихся модулей системы. Он включает все новые элементы, в том числе и некоторые из соседних областей, таких как управление проектом, обеспечивая тем самым органичную интеграцию.
Рис 3.
Подумаем о ближайшем будущем
В марте 2000 года в Москве прошел международный семинар, посвященный перспективам развития системы ADEM. В нем участвовали представители разработчиков (Москва и Ижевск), дистрибьютеры и технический персонал из России, Германии, Австрии, Швейцарии. Семинар длился ровно неделю.
В процессе работы обсуждались проблемы, пожелания и идеи развития системы. В результате был составлен приоритетный перечень из 67 пунктов, который послужил основой для плана разработок на 2001-2002 года.
Приведем лишь ряд основных выводов.
1. Функциональность ADEM v.6 достаточна для успешной конкуренции на отчественном и европейском рынках в области машиностроительного производства и изготовления оснастки.
2. Наиболее перспективным для CAD части является развитие комбинированных методов редактирования с использованием "дерева истории" (History Tree) и без оного. Последнее крайне важно для внедрения системы на конечных этапах проектирования в уже существующий процесс на базе других CAD продуктов.
3. Важнейшим для CAM части является дальнейшее совершенствование методов комбинированной обработки. Все большее значение приобретают вопросы моделирования и верификации изготовления для новейших типов токарного и фрезерного оборудования.
4. Модуль генерации технической документации, зарекомендовавший себя в России, имеет перспективы и на зарубежном рынке, для чего должны быть созданы соответствующие подразделения технической поддержки.
Среди множества вопросов рассматривался перечень комплектующих системы (ACIS, Stingray, Sirius и др.). По сведениям зарубежных коллег, в связи с последними изменениями на западном рынке, данное партнерство для Европы является оптимальным. Сотрудничество с указанными компаниями необходимо укреплять.