Взаимодействие ADEM c другими CAD – системами

К первой относятся предприятия, где ADEM принят в качестве основной системы для конструкторско-технологической подготовки производства и автоматизирует весь цикл от проектирования до изготовления.

Вторую группу составляют предприятия, где ADEM используется в качестве дополнительного средства автоматизации.

Эта статья посвящена именно второй группе пользователей. Постараемся проанализировать проблемы и решения совместной работы системы ADEM с другими САПР.

Вначале рассмотрим причины, по которым такой симбиоз систем во многих случаях является полезным и необходимым.

Итак, когда же применяют ADEM там, где уже есть основной САПР?

Можно классифицировать следующие случаи.

1. Основная система не обеспечивает разработку и выпуск конструкторской документации (КД) согласно ЕСКД. Этот недостаток относится в первую очередь к импортным продуктам. Но стоит отметить, что многие зарубежные системы уже подтянулись в этом вопросе к достаточному решению для отечественных стандартов.
2. Основная система не решает задачу проектирования технологических процессов и выпуска технологической документации согласно ЕСТД. Этим грешат практически все импортные системы. Подобное ограничение связано в первую очередь с тем, что за рубежом эти стандарты по созданию и хранению технологической информации просто отсутствуют, поэтому и отсутствует необходимые инструменты CAPP.
3. Основная система не имеет достаточных средств, для продолжения цикла подготовки производства на базе импортируемых моделей заказчика. В первую очередь это относится к возможности редактирования моделей, разработанных в других CAD системах, отличных от основной. Причина кроется в том, что в большинстве систем существует единственный механизм редактирования 3D объектов — внесение изменений в историю построения модели. А стандартных средств обмена историей между разными САПР практически не существует. Подробнее см. статью «Прямое редактирование в системе ADEM», N7 2010.
4. Основная система не имеет решения для программирования станков с ЧПУ. Существует всего несколько интегрированных CAD/CAM систем, где присутствует встроенное CAM решение. Остальные CAD системы в лучшем случае декларируют в качестве палочки-выручалочки CAM системы других производителей, что не является гарантией успешного применения, а тем более основой для сквозного процесса подготовки производства.
5. CAM модуль основной системы не обеспечивает реализации своих функций для отечественных предприятий. Причины в основном связаны с отсутствием гибких инструментов адаптации к станочному парку или же с безмерно высокой себестоимостью адаптации.
6. Применение CAM модуля основной системы не обеспечивает необходимого качества изготовления. При кажущемся технологическом опережении зарубежными системами отечественных САПР, на самом деле у них есть серьезные недостатки в математическом аппарате для реализации современных стратегий механообработки.

Несколько слов о ЕСТД. Единая Система Технологической Документации — комплекс государственных стандартов, устанавливающих взаимосвязанные правила и положения разработки, оформления, комплектации и обращения технологической документации, применяемой в производстве. Начало создания относится к концу 60-х годов.

Кроме важнейших функций: упорядочения и обеспечения безопасности производителей и потреби­телей, внедрение стандартов ЕСТД дает возможность использовать технологическую документацию как информационную базу автоматизированной системы управления производством.

Функциональность модуля ADEM CAPP в части поддержки ЕСТД, генерации объективных данных для систем управления предприятием, а также задач трудового нормирования, мы также неоднократно освещали в прессе.

Наверное, стоит еще дать комментарий по теме адаптации к станочному парку. Этот вопрос является ключевым к работе и загрузке цехов механообработки, оборудованных станками с ЧПУ. Заметим, что на отечественных предприятиях можно встретить и новейшие зарубежные станки, и отечественную классику.

Затраты на запуск оборудования и запуск детали в серию кардинально зависят от программного обеспечения, которое генерирует управляющие программы непосредственно для конкретного сочетания стойка+станок. Такое ПО называется постпроцессором. Именно постпроцессор переводит геометрический язык CAM в коды управления.

Создание, а главное отладка постпроцессоров, довольно сложная процедура, в которой учитывается не только управление и кинематика оборудования, но и множество нюансов, связанных с традициями и специализацией производства. Универсальность и гибкость системы адаптации как раз и характеризует как саму возможность, так и эффективность внедрения CAD/CAM в производстве.

Есть и еще одна интересная задача, которую попутно решает развитая система адаптации — реновация старых УП. Нередко со сменой оборудования предприятие теряет весь задел УП, который был наработан ранее. Для нового оборудования приходится начинать весь процесс подготовки с нуля. Но если система адаптации позволяет репроцессировать старую УП в формат CLDATA, который независим от модели ЧПУ и станка, то цикл переноса старой УП на новое оборудование сокращается в разы.

Теперь рассмотрим проблему, которая всегда сопровождает симбиоз систем — обмен данными между ними.

Огромную роль в этом вопросе играет подготовленность основной системы к формированию экспортных данных. Опыт показывает, что в этой части CAD системы могут быть разделены на следующие категории.

1. Система предоставляет средства для создания прямого интерфейса обмена данными. Это лучший вариант, который позволяет создать прямую интеграцию сверху-вниз. Среди таких продуктов можно назвать: Autodesk Inventor, Catia, ProE, SolidWorks. С ними в ADEM реализован прямой интерфейс.
2. Система имеет развитый экспорт через стандарты 3D обмена, такие как: SAT, IGES, STEP, и 2D обмена через DXF. При обоюдном желании сторон всегда можно наладить грамотный обмен данными без потери геометрической информации. Тому есть достаточно много практических примеров.
3. Система имеет проблемный экспорт. Причин может быть две. Первая — при разработке системы использованы нестандартные библиотеки обмена. Вторая, значительно более серьезная — само математическое ядро системы не позволяет создавать модели с необходимым качеством данных. Если первая причина может быть исправлена в обозримом времени, то вторая может быть не исправима вообще.

Проиллюстрируем понятие качества данных на таком примере.

Для механообработки детали с погрешностью не более 0,1 мм требуется генерация траектории движения инструмента с погрешностью не более 0,01 мм. Для обеспечения такой точности при создании управляющей программы необходимо опираться на модель с погрешностью не более 0,001 мм. По современным меркам вообще лучше иметь исходную модель с погрешностями, не превышающими 10-6 мм.

А что будет, если уже исходная модель имеет погрешности до 0,13 мм? Это реальная цифра, полученная при анализе файлов, создаваемых в одном из популярных в России САПР.

Если такие системы могут устраивать конструкторов и такой точности хватает для провязки конструкции и выпуска чертежей, то для производства это прямой путь к ошибкам и к полной переработке моделей с нуля. Какой уж тут сквозной процесс подготовки производства?

Несколько слов о дискретных моделях. Имеются в виду модели, где информация об объекте хранится как список аппроксимирующих треугольных граней, которые описывают его поверхность. Подобное представление имеет STL-формат.

Многие системы имеют возможность экспорта моделей только в STL формат. Это относится как к ПО, которое идет в составе с контрольно измерительными машинами и сканерами, так и ко многим дизайнерским САПР.

Нередко STL файл является единственной возможностью обмена данными с подобными программными продуктами.

Работа с этим форматом данных требует специальных дополнительных возможностей от системы.

В системе ADEM с STL объектами можно производить конформные операции типа перенос, поворот, копирование, зеркальное отражение и т.п. Можно также разделять объекты на части линиями разъема. Это в первую очередь представляет интерес для обработки внутренних полостей таких моделей на станках с ЧПУ.

Более того, в ADEM есть уникальная возможность превращения STL модели в твердотельную, с которой потом можно делать любые конформные и некомфорные преобразования. Следует однако заметить, что при работа с реальными STL моделями в твердотельном виде требует существенных компьютерных ресурсов.

В заключение приведем лишь пару примеров совместного использования ADEM с другими САПР.

ADEM & Autodesk Bundle — прямая интеграция

Успешная совместная работа Группы компаний ADEM и Autodesk на отечественных и зарубежных предприятиях привела к мысли создания специализированного ADEM CAM решения для задач машиностроения.

Новый продукт получил наименование — ADEM CAMpact и предназначен для совместной работы с такими продуктами компании Autodesk как Autocad, Inventor, Inventor LT, Inventor Suite, с которыми реализован прямой интерфейс передачи моделей.

Основное назначение ADEM CAMpact — предоставить пользователю компактное CAM решение в области подготовки управляющих программ ЧПУ для обработки широкого класса деталей машиностроения.

Краткий перечень возможностей продукта выглядит так:

• Фрезерная обработка с учетом криволинейных поверхностей, с подбором необработанных зон, с высокоскоростными режимами и оптимизацией подачи по толщине стружки;
• Сверлильно-расточная обработка отверстий;
• Лазерная, газовая, плазменная резка;
• Электроэрозия;
• Листопробивка и листоштамповка.

При этом разработчики ADEM решили не накладывать каких-либо ограничений на функциональность, оставив в ADEM CAMpact все возможности модуля ADEM CAM для данных видов обработки — в том числе и уникальные. Уже только этот факт позволяет считать ADEM CAMpact лидером в области компактных CAM систем.

По своим возможностям ADEM CAMpact превосходит все известные аналоги компактных CAM систем для данных видов обработки.

Группа компаний ADEM осуществляет поддержку продукта в штатном режиме — это касается, в том числе и поставки специализированных постпроцессоров.

При этом пользователи могут не только расширить функциональность продукта до многокоординатной механообработки; они могут полностью интегрировать CAD/CAM/CAPP решение ADEM-VX.

ADEM + IDF (BRD)

Cовременное машиностроение очень плотно переплетено с различными электрическими, электронными и другими устройствами. Приборостроение имеет дело с механическими частями, корпусами и оснасткой, которые изготавливаются методами механообработки. Для проектирования и производства подобных устройств необходима работа двух видов САПР (электронного и механического) в единой связке.

Для обеспечения взаимодействия с электронными САПР в ADEM включен стандартный интерфейс IDF (BRD). Он позволяет формировать по данным из систем типа PCAD плоские и объемные модели компоновки приборов. Опираясь на эти модели, конструктор в системе ADEM может создавать соответствующие корпуса и другие механические конструкции приборов. Более того, по этим данным программируются и станки с ЧПУ.

ADEМ + CATIA + Pro/Engineer (по материалам РКК «Энергия»)

В схеме прохождения сквозного параллельного цикла условно все работы были разделены на 4 этапа.

Первый этап заключался в совместном проектировании ГКБ РКК «Энергия» и ОКБ «Сухой» обводов модели соответственно в САПР «Pro/Engineer» и САПР «CATIA».

На втором этапе в ГКБ РКК «Энергия» происходило объемное моделирование сборочной единицы изделия, а также производились инженерные расчеты при помощи программ Flow Visual/Work с переводом в них через формат STL .

Одновременно с этим осуществлялись процедуры предварительного технологического планирования соответствующим бюро. Эти процедуры представляют собой виртуальное распределение электронной информации без выпуска маршрутно-разрезочных ведомостей.

Посредством взаимодействия с конструкторским бюро через корпоративную сеть в среде Pro/INTRALINK по мере разработки деталей сборочной единицы бюро технологического планирования распределяло их для технологической проработки.

Частично некоторые технологические задачи, связанные с анализом размерных цепей между отдельными деталями в сборке, решались в системе «Pro/Engineer».

При помощи САПР «ADEM» была проведена проверка возможности обработки данных моделей с заданной точностью.

Выявленные замечания устранялись конструкторами в САПР «Pro/Engineer» за счет корректирования электронных моделей на этапе разработки сборочной единицы

Одновременно с окончанием объемного моделирования был завершен процесс технологического планирования, и к началу разработки конструкторской документации бюро технологического планирования выпустило маршрут изготовления изделия. Согласно этому маршруту в соответствующих подразделениях одновременно началась разработка управляющих программ для станков с ЧПУ и комплекта документов на технологический процесс изготовления изделия в ADEM CAM и ADEM CAPP соответственно. Параллельно с этим были разработаны спецификации на проектирование средств технологического оснащения (СТО) для изготовления деталей и КБ средств технологического оснащения осуществило это проектирование.

На третьем этапе в момент выпуска конструкторской документации и передачи ее в производство уже шла доработка и отладка управляющих программ, разработанных с помощью ADEM CAM, и утверждение технологических процессов механической обработки всех деталей сборочной единицы.

На четвертом этапе, после получения производством чертежей деталей, комплекта документов на технологический процесс, управляющих программ, а также необходимых средств технологического оснащения, началось непосредственно изготовление.

Таким образом, при использовании сквозного параллельного цикла проектирования изделия можно выделить 4 основных этапа:

• проектирование изделия
• моделирование изделия и инженерные расчеты, технологическое планирование и отработка на технологичность.
• разработка и утверждение конструкторской документации; разработка техпроцесса изготовления, проектирование и изготовление СТО, разработка управляющих программ
• производство и контроль изделия.

Подводя итог вышесказанному, следует заметить, что использование разных САПР продиктовано необходимостью, т.к. на наш взгляд, ни один САПР не обладает всеми возможностями, требуемыми для создания изделия.

В частности, САПР «ADEM» незаменим при технологической подготовке производства по двум важнейшим причинам:

• использование модуля ADEM САМ для построения траекторий обработки, создания УП и управления ЧПУ за счет отлаженных постпроцессоров для основных станков производства;
• использование модуля ADEM САРР, посредством которого осуществляется автоматизированное создание техпроцесса совместно с построением обработки, что удобно и необходимо, т.к. комплект документов на технологический процесс оформляется в соответствии со стандартом, действующим на предприятии. Удобно и то, что ADEM САРР позволяет реализовать создание различных эскизов, схем, наладок в одном техпроцессе на базе электронной модели.

Использование сквозного параллельного цикла проектирования изделия с применением различных систем дает возможность осуществить прохождение нескольких этапов одновременно, что позволяет сократить временные затраты по подготовке производства изделия до 50% и при этом повысить качество инженерного труда за счет одновременной работы над изделием нескольких инженерных групп.

К сожалению, формат статьи не позволяет более широко осветить вопросы совместной работы системы ADEM с другими продуктами, но надеемся, что даже этот краткий анализ позволит сделать читателю соответствующие выводы.

авторы: Быков А.В., Карабчеев К.С.