Знания хранящиеся в старой форме
Одной из самых главных ценностей, которыми обладает предприятие - база конструкторских и технологических решений. Новое изделие на пустом месте не рождается. Всегда есть преемственность, заимствование, или как сейчас модно говорить, наследование технических знаний и опыта. Серьезной проблемой внедрения компьютерных технологий является различие новой и старой форм хранения знаний. Для эффективной обработки информация, содержащаяся в чертежах, должна быть представлена в электронном виде, а если быть точнее – в виде математической модели, с которой может работать программное обеспечение.
Возможно ли произвести превращение бумажных архивов в электронные таким образом, чтобы сохранилась вся смысловая информация во-первых, и данные были пригодны для дальнейшей модификации и заимствования во-вторых, и на их основе могли работать новые технологии подготовки производства в третьих?
Рассмотрим схему работы с бумажными документами при переходе на компьютерное проектирование с использованием интегрированной CAD/CAM/CAPP системы ADEM. При этом, последовательно опишем стадии, начиная со сканирования, и насыщения свойствами электронного документа, до конструкторско-технологической подготовки и программирования станков с ЧПУ.
Параллельно мы хотели бы рассказать, как может быть организован процесс хранения и использования универсальных электронных конструкторско-технологических документов.
Проблемы сканирования (мусор, нечеткость, нелинейные искажения)
Задачу перевода чертежных архивов на бумажных носителях в электронный вид нельзя назвать надуманной или маловажной. Действительно, после того, как человек на практике почувствовал достоинства создания и редактирования чертежей в CAD системе, ему уже кажется ненормальным перечерчивать старый чертеж для того, чтобы внести в него незначительные изменения.
Схема сложилась еще в старые времена: сканер — векторизатор — CAD-система.
На первый взгляд, все логично. Но стоит задать вопрос: всегда ли это самый короткий и удобный путь? Чтобы ответить на него, задумаемся: в чем преимущества векторного формата данных перед растровым? Удобство редактирования. Безусловно, это так. Вот только подходит ли это правило к векторизованным чертежам? Не стоит забывать, что сканирование производится, как правило, со старых, истрепанных по сгибам и не всегда четких "синек". В таких условиях окружность может превратиться в цепочку из 40 полилиний, состоящих в общей сложности из 84 элементов (реальные данные). А дуга углового размера, уже едва угадываемая на исходном изображении, представляется практически неразличимыми 3-мя — 4-мя короткими отрезками. Удобно? Вряд ли.
Рис. 1. От растрового изображения к векторному.
Информацию в векторном формате можно использовать для передачи геометрической информации в некоторые прикладные программы — например, при подготовке управляющих программ для ЧПУ (CAM-системы). Но и здесь векторизованные чертежи вряд ли могут пригодиться — подведет точность. Ведь чертеж создавался с помощью кульмана — не самого точного инструмента, был представлен линиями с определенной (до 1 мм по ГОСТу) толщиной, плюс возможные деформации бумаги. Результирующую точность можно себе представить.
Внесение изменений в сканированный чертеж
На практике, при условии, что сканированное изображение использует только конструктор работающий только в плоском CADе, активное редактирование архивного чертежа обычно не требуется. Как правило, редактирование ограничивается небольшими фрагментами или надписями.
Все это говорит о том, что нет необходимости в обязательном переводе каждого сканированного чертежа в векторный вид. Во многих случаях достаточно иметь его растровую модель.
Уже появилось и активно развивается новое понятие — гибридный чертеж. На чертеже данного типа представлены как растровый, так и векторный типы графики, способные активно взаимодействовать друг с другом.
Один из выходов ввести функции работы с растровым изображением непосредственно в развитую CAD-систему, специализированную для работы с векторной графикой. Исходя из опыта, необходимые, требования к CAD-системе, дающие ей возможность эффективной работы с гибридными чертежами:
- загрузка растрового файла с заданным разрешением;
- позиционирование растровой модели в системе координат векторного редактора;
- позиционирование векторных элементов относительно растрового изображения;
- выделение части растровой модели с последующей возможностью ее удаления или проведения над ней конформных операций (копирование, перенос поворот, масштабирование и т.д.);
- сохранение векторной и растровой моделей в качестве единого чертежа;
- вывод чертежа, включающего векторную и растровую модели, на печатающее устройство;
Но создание растрово-векторной модели это лишь часть работ со сканированным чертежом, которое реально требуется современному конструктору, технологу. Часто растровый чертеж удобно использовать для создания технологии, управляющей программы, объемной модели.
Рис. 2. Растровое изображение дополненное векторными построениями.
Такой подход реализован в системе ADEM, поддерживающей:
- автоматизацию плоского проектирования и выпуск чертежей любой сложности;
- автоматизацию объёмного проектирования, создание гибридных моделей, получение любых видов и сечений, расчет геометрических характеристик;
- подготовку управляющих программ фрезерования, точения, резки, пробивки, сверления, гравирования и 4,5х координатной электроэррозии;
- выпуск технологической и технической документации, содержащей текстовую и графическую информацию.
Превращение в электронный документ (свойства Vault)
Каждый документ (чертеж, эскиз, объемной модели, сборке, файлу с рассчитанной траекторией движения инструмента и др.) может сопровождаться карточкой с описанием свойств. В самом упрощенном виде карточка документа содержит поля штампа чертеже. Кроме этого в карточке документа может содержаться любая информация, например сведения об управляющей программе, технологии, общие сведения о графической информации файла, слайд, информация о том кто и когда вносил в документ изменения.
Архив электронных документов представляет собой структурированное по определяемому пользователем принципу дерево с возможностями поиска по различным параметрам.
Рис. 3. Сканированный чертеж – часть электронного архива документов.
Таким образом, сканированный чертеж (импортированное растровое изображение) может сопровождаться такой карточкой. Это делает удобным работу с большой базой сканированных чертежей, обеспечивает легкий и эффективный поиск по базе.
Техпроцесс на базе сканированных чертежей
Сканированный чертеж, дополненный информацией в модуле ADEM Vault, может служить исходной информацией для создания техпроцесса любого типа.
В модуле ADEM TDM, предназначенном для выпуска технологической документации, существует возможность использовать любую геометрическую информацию из модуля ADEM CAD. В том числе и растровую модель. Отдельные части и элементы растрового чертежа могут быть дополнены векторной графикой и применяться в маршрутно-технологических или операционных картах как эскизы.
Создание модели по сканированному чертежу (контуры параметры)
Растрово-векторная модель, исходные данные сканированного чертежа (размеры, обозначения) служат основой для создания объемной модели изделия. Так как и плоское и объемное проектирование в системе ADEM ведется в одном окне, построение объемной модели по такой информации значительно проще, чем те же самые усилия но с последовательное «переключением» между различными модулями. В любой момент времени конструктор или технолог может перейти от растрового изображения к векторному, а от векторного – к объемным построениям.
Рис. 4. Создание объемных моделей на основе растрово-векторного чертежа
Программирование ЧПУ
Кроме вышеперечисленного, на базе растрово-векторного чертежа, а также моделей созданных на основе таких построений в ADEM возможно создание маршрута обработки для обработки, расчет траектории движения инструмента и получени управляющей программы на оборудование с ЧПУ.
Рис. 5. Создание управляющей программы на ЧПУ на основе растрово-векторного чертежа.
Формат файла *.adm комплексный. Таким образом растровый сканированный чертеж органично «вливается» в документ ADEM, хранящийся в структурированном архиве и может быть дополнен любой информацией доступной пользователю системы, будь то растровая модель, библиотеки наработанных фрагментов, объемные модели, технология, управляющие программы.
Использование гибридного чертежа в ADEM, таким образом, более удобно нежели обычная векторизация или хранение растровых файлов.
Все это логично так как сканированные изображения (чертежи) стали доступны в полноценной, мощной CAD/CAM/CAPP системе, уже оснащенной развитыми средствами создания и редактирования машиностроительных чертежей, трехмерных моделей, а так же использования созданной информации в производственном процессе.
авторы статьи: Владимир Михайлин, Константин Карабчеев