Характеристика различных систем
3.1 CAD/CAM-системы нижнего уровня
Отечественными представителями простых универсальных систем являются система автоматизированного проектирования и черчения ADEM - продукт, создаваемый и распространяемый фирмой «Omega Technologies ltd» (Россия) и ГеММа-ЗD (фирма АСКОН, Россия).
Ø Система ADEM
Система CAD/CAM ADEM — полностью интегрированная, универсальная система, предназначенная для организации и поддержки сквозного проектирования. Система обеспечивает подготовку конструкторской документации, создание твердотельных геометрических (объемных) моделей изделия и формирование управляющих программ на станки с ЧПУ. В системе ADEMвозможны две стратегии проектирования: от двумерного (плоского) эскиза и от трехмерной твердотельной модели.
Многофункциональность системы совместно с интуитивно понятным интерфейсом делают возможным применение ADEM как в отделах САПР, так и непосредственно на производстве. Наличие учебной версии системы ADEM for Education, практически почти не отличающейся от самой последней модели для профессионалов, и простого ее описания на русском языке позволяет ее использование для обучения специалистов.
Ø Система ГеММа-ЗD
Система ГеММа-ЗD, последняя версия которой 9.0 выпушена в 2004 г. отличается предельно дружественным интерфейсом.
Назначение системы:
- построение математических моделей деталей и агрегатов любой степени сложности:
-доработка математических моделей в соответствии с требованиями технологического процесса обработки конкретным инструментом на определенном оборудовании с ЧПУ:
- подготовка управляющих программ для станков с ЧПУ: фрезерных (2-, 3-, 4-, 5-координатных), электроэрозионных (2-, 3-, 4-координатных), сверлильных, токарных, гравировальных;
- подготовка технологических эскизов и технологических карт;
- обработка результатов измерений изделий для оценки точности изготовления.
Кроме своего основного назначения - программирования механической обработки - система позволяет обрабатывать результаты измерений, полученные с контрольно-измерительной машины, сопоставляя их с исходной математической моделью измеренного агрегата и получая опенку точности изготовления.
Система ГеММа-ЗD может использоваться в следующих вариантах:
1 При автономном использовании в ней создаются математические модели по чертежам и готовятся программы обработки на станках. Возможно использование моделей, подготовленных в других системах. Из систем конструирования могут быть переданы каркасные кривые для построения поверхностей в системе ГeMMa-3D.
2 ГeMMa-3D используется в комплексе с системами низкого и среднего уровня (комплекс Koмпac-3D - ГеММа-ЗD). В системе ГеММа-ЗD дорабатываются переданные математические модели, выполняются геометрические построения, необходимые технологу для формирования программ для станков с ЧПУ. При необходимости переданная в систему ГеММа-ЗD информация может быть возвращена в конструкторскую систему.
3 ГеММа-ЗD используется как расширение технологических рабочих мест для САПР высокого уровня. Также в данном комплексе ГеММа-ЗD может эффективно выполнять построение управляющих программ, подготовленных, в том числе, в САПР высокого уровня, обеспечивая связь со станочным оборудованием.
Для управления станками с ЧПУ система ГeMMa-3D оснащена библиотекой из 70 постпроцессоров (FANUC, BOCSH. CNC-600. Simmieric, 2C42, НЗЗ, 2М42-65 и др.). а также универсальным постпроцессором, позволяющим дорабатывать готовые и создавать новые постпроцессоры. Универсальный постпроцессор обеспечивает использование ряда корректоров в управляющих программах, применение подпрограмм и циклов, включение гладкой аппроксимации траектории движения инструмента.
Для построения технологических ограничений и выделения зон обработки, а также быстрого получения сложного профиля детали на плоскости имеется утилита, позволяющая быстро обозначить зоны ограниченной обработки. Система имеет широкие возможности в области программирования объемного фрезерования.
В качестве заготовки для черновой обработки может быть использован не только параллелепипед или тело, полученное выдавливанием, но и тело, ограниченное произвольной системой поверхностей (например, отливка), а также тонкостенная оболочка.
При черновой обработке деталей, содержащих глубокие карманы, может быть задана последовательность выборки материала, при которой минимален износ инструмента. Реализована возможность создания гладких траекторий рабочих движений инструмента, подвода и отвода инструмента по дугам окружностей, переходов между строками на высоте безопасного перехода и др.
Наряду с оптимизацией траекторий система выполняет оптимизацию режимов обработки. Так, модуль оптимизации подач на основе анализа условий окружения фрезы материалом детали (по радиусу, глубине и ширине) автоматически корректирует заданную типовую подачу. Эта опция позволяет на 20-30 % сократить время обработки детали с неравномерным припуском.
Модуль создания расчетно-технологнческих карт позволяет выдавать формы, необходимые оператору станка для его наладки.
Система ГeMMa-3D работает под управлением операционной системы Windows-95 и выше, предъявляя минимальные требования к аппаратной части компьютера.
3.2 CAD/CAM-системы среднего уровня
Ø Система T-FLEX
T-FLEX- система параметрического трехмерного твердотельного моделирования, разработанная фирмой «Топ Системы», используется для создания трехмерных моделей проектируемого изделия. Функциональные возможности системы T-FLEX
T-FLEX CAD 3D отличает то, что помимо достаточной функциональности в области трехмерного моделирования система содержит в себе полный набор средств двумерного проектирования и оформления чертежной документации. Чертежи и документация, созданные в T-FLEX CAD 3D. доступны в любой другой системе T-FLEX CAD.
T-FLEX CAD 3D поддерживает двунаправленную ассоциативность, т. е. изменение параметров чертежа будет приводить к изменению трехмерной модели, а изменение параметров трехмерной модели приводит к автоматическому обновлению чертежа.
Для подготовки программ для станков с ЧПУ фирма «Топ Системы» предлагает разработку T-FLEX ЧПУ. полностью интегрированную с T-FLEX СAD. Система T-FLEX ЧПУ поставляется в двух вариантах: T-FLEX ЧПУ 2D и T-FLEX ЧПУ 3D и построена по модульному принципу.
T-FLEX ЧПУ 2D состоит из базового модули, модуля электроэрозионной обработки, модуля токарной обработки, модуля сверления, модуля лазерной обработки и модуля 2,5-координатной фрезерной обработки.
T-FLEX ЧПУ 3D состоит из базового модуля, модуля 3-координатной фрезерной обработки и 5-координатной фрезерной обработки.
К токарной обработке (2D -обработка) относится обработка наружных, внутренних, цилиндрических, конических, фасонных и торцовых поверхностей заготовок.
Сверлильная обработка (2,5D-o6pa6oткa) включает сверление, рассверливание, зенкерование. развёртывание отверстий и нарезание резьбы в отверстиях
Фрезерная обработка — самая распространённая обработка, при которой применяются станки с ЧПУ. В системе T-FLEX ЧПУ есть возможность проектировать процесс обработки и генерировать управляющие программы для оборудования с ЧПУ для следующих типов фрезерной обработки:
- 2,5D -фрезерование применяется для обработки цилиндрических и линейчатых поверхностей (контуров) заготовок с произвольными направляющими и образующими либо параллельными оси инструмента, либо имеющими с этой осью постоянный угол в нормальном сечении:
- ЗD фрезерование предназначается для объёмной обработки любых поверхностей;
- 5D -фрезерование предназначается для обработки поверхностей торцовой либо боковой частью инструмента в тех случаях, когда применение обычной объёмной обработки невозможно или неэффективно, и обработки линейчатых поверхностей боковой частью инструмента.
Для генерации управляющих программ пользователь может использовать постпроцессоры, поставляемые в библиотеке постпроцессоров, или самостоятельно создать необходимый для обработки постпроцессор с использованием модуля генерации постпроцессоров системы T-FLEX ЧПУ.
Ø Система КОМПАС
Отечественная CAD/CAM-система "КОМПАС», разработанная АО «Аскон», является полномасштабной интегрированной системой для моделирования сложных изделий с мощными средствами черчения и разработки приложений, а также многочисленными готовыми прикладными САПР и библиотеками.
КОМПАС с набором приложений предназначен для проектирования изделий, выпуска различной чертежно-конструкторской документации, разработки технологических процессов, проектирования управляющих программ для изготовления деталей на станках с ЧПУ и т.д. основные модули комплекса КОМПАС:
- чертежно-конструкторский редактор КОМПАС-ГРАФИК:
- система проектирования спецификации:
- машиностроительная библиотека:
- система управления проектом в рабочих группах и отделах КОМПАС-МЕНЕДЖЕР;
- система проектирования тел вращения КОМПАС-SHAFT с расчетным модулем GEARS:
- система проектирования пружин КОМПАС-SPRING:
-САПР технологических процессов КОМПАС-АВТОПРОЕКТ, интегрированный с КОМПАС-ГРАФИК:
- система автоматизации программирования оборудования с ЧПУ КОМПАС-ЧПУ.
Пакет КОМПАС-ЧПУ. Предназначен для разработки УП для оборудования с ЧПУ. В основу системы положен принципиально новый объектно-технологический подход, освобождающий технолога от традиционного программирования.
Программа формируется из интеллектуальных технологических блоков для всех видов 2,5 координатной обработки (позиционной, фрезерной, лазерной, электроэрозионной, токарной гравировки).
Сквозной CAD/САМ подход позволяет использовать в качестве входной геометрической информации ранее спроектированные с помощью КОМПАС-ГРАФИК чертежи.
Уникальной особенностью КОМПАС-ЧПУ является возможность управления технологией. Помимо УП обеспечивается выпуск карты наладки и расчетно-технологической карты. Автоматический выбор инструмента для обработки и управление его приоритетом, расчет траектории и режимов резания, реалистичный графический контроль обработки, наличие инвариантного постпроцессора обеспечивают высокую эффективность системы.
Ø Система SolidWork
Система SolidWork представляет собой мощное средство проектирования, которое полностью решает проблемы ежедневной практической работы конструктора. SolidWorks служит основой для построения интегрированного комплекса автоматизации предприятия и позволяет осуществить сквозной процесс проектирования, инженерного анализа и подготовки производства изделий любой сложности и назначения.
SolidWorks сертифицирован на соответствие требованиям CALS-технологий и позволяет осуществлять поддержку полного жизненного цикла изделия, включая создание интерактивной документации на изделие и обеспечение обмена данными с другими системами. Преимуществом системы является её полная русификация. SolidWorks полностью поддерживает стандарты ЕСКД в части оформления конструкторской документации.
SolidWoiks предоставляет возможность построения сквозного комплекса автоматизации конструкторских и технологических работ, оптимизируя его состав и функциональность в соответствии с решаемыми задачами и финансовыми возможностями предприятия.
Системы верхнего уровня
Системы верхнего уровня отличаются от остальных систем двумя основными признаками.
Во-первых, возможностью обеспечения всего цикла создания изделия — от концептуальной идеи до реализации - внутри самой системы, без дополнительного использования внешних приложений.
Во-вторых, обеспечением единой среды для разработки изделия и поддержкой параллельного инжиниринга, т. е. созданием единой цифровой модели, с которой все участники проекта могут работать одновременно.
Эти системы называют еще системами сквозного проектирования, т. е. обладающими функциями CAD/САМ/САЕ-систем.
Представление о возможностях полномасштабных CAD/CAM/CAE-систем можно получить, рассмотрев одни из самых распространенных программных продуктов - UNIGRAPHICS и ProINGINEER.
Ø Система UNIGRAPHICS
CAD/CAM-система высокого уровня UNIGRAPHICS наиболее эффективно применяется в авиа- и судостроении.
Unigrapliics имеет много модулей для различных приложений, начиная с концептуального проектирования и заканчивая работой с листовым металлом. Технология «WAVE» позволяет управлять проектом, создав сначала простую модель и добавляя к ней впоследствии детали.
Моделирование сложных поверхностей в системе выполняется следующим образом. На основе полученных теоретических чертежей выстраивается поверхность агрегата. Определяющие поверхность каркасные кривые можно задавать в системе Unigrapliics различными способами: по точкам, по полюсам, при помощи математических формул и т.д.
Возможность создания в Urographies управляющих программ для станков с ЧПУ (до пяти степеней свободы включительно) по любой стратегии обработки позволяет изготовить сложную формообразующую оснастку. Управляющие программы формируются на основе тех же математических моделей, что были созданы на этапе плазовой подготовки производства. Математическая модель создается один раз, после чего используется в различных приложениях: для выпуска чертежной документации, определения технологии обработки деталей, анализа конструкции на прочность и т.д. Поскольку управляющие программы ассоциативно связаны с математической моделью, изменение последней повлечет автоматическое изменение управляющей программы.
Определив стратегию обработки, выбрав инструмент и режимы резания, инженер не тратит время на повторный ввод этих данных: достаточно дать команду на регенерацию программы по новой геометрии.
Часто повторяющиеся операции организуются в виде шаблонов цепочек операций с заранее установленными необходимыми параметрами, что позволяет выполнять работу быстро и эффективно.
Ø Система ProEngineer
Система ProEngineer (Parametric Technology Corporation) представляет собой модульную структуру на математическом ядре ACIS, основа которой базовый модуль ProEngineer с множеством различных подключаемых модулей, охватывающих весь спектр конструкторско-технологических разработок. ProEngineer используется конструктором с самого начала работы над изделием — от момента определения объектов и характеристик конструкции (рис. 4.9).
В настоящее время является наиболее мощной универсальной системой CAD/САМ/САЕ, стандартом de facto и реализован на всех известных вычислительных платформах.
Рассмотренные системы постоянно развиваются, дополняясь все новыми модулями и возможностями, приобретая способность одинаково эффективно решать в своей «весовой» категории предъявляемые пользователем задачи. В этом случае пользователь при выборе той или иной системы руководствуется в первую очередь ее ценой. Развитие всех CAD/САМ/САЕ-систем имеет тенденцию перехода в более «тяжелую» категорию, но никогда наоборот. В большинстве случаев такое усовершенствование приводит к необходимости использования все более и более мощного аппаратного обеспечения, а также более высокой квалификации пользователя.