2.3. Ппп Pro/engineer. Программный комплекс для сквозного параллельного проектирования и подготовки производства [18]

Спектр задач проектирования и подготовки производства включает в себя:

- концептуальный дизайн изделия;

- создание его трехмерной модели и подготовку чертежей;

- инженерный анализ и оптимизацию характеристик изделия;

- проектирование технологической оснастки и подготовку управляющих программ для оборудования с ЧПУ.

Все программные модули Pro/ENGINEER разработаны компанией РТС, благодаря чему нет проблем преобразования или потери данных, неизбежных при совместном использовании программных продуктов от разных производителей.

В Pro/ENGINEER реализовано параметрическое моделирование, то есть все данные являются параметрами, доступными для изменения на любой стадии их использования. Это позволяет без больших затрат вносить изменения в изделие за короткое время, находить многовариантные решения конструкции, создавать библиотеки типовых деталей, узлов и технологических процессов.

Использование в Pro/ENGINEER единой информационной модели изделия дает возможность конструкторам, технологам, расчетчикам вести параллельную работу над проектом, используя коллективный опыт. Это значительно сокращает время и средства, затрачиваемые на конструкторско-технологическое проектирование, и позволяет получать на выходе качественный продукт.

Единая информационная структура обеспечивает полную двунаправленную ассоциативность для всех инженерных приложений Pro/ENGINEER. Изменения, внесенные на каком-либо этапе разработки изделия, автоматически переносятся на все участки проектирования.

В 2003 году выпущена действующая в настоящее время версия Pro/ENGINEER – Wildfire, имеющая три особенности [19]:

- кардинально усовершенствованный пользовательский интерфейс для максимального упрощения работы и освоения системы;

- реализация нового уровня интеграции систем проектирования и управления инженерными данными в единой Web-среде;

- усовершенствованный уровень взаимодействия между конструкторами при выполнении проекта.

Система Pro/ENGINEER основана на ядре параметрического твердотельного и поверхностного моделирования GRANITE ONE (разработка РТС). Его особенностью является единый набор команд для твердотельного и поверхностного моделирования, а также реализация всех средств моделирования процессов на уровне ядра, что обеспечивает максимальную простоту и гибкость при проектировании изделий неограниченной сложности.

Pro/ENGINEER Wildfire функционирует на следующих компьютерных платформах:

- MS Windows NT 4.0, 2000, XP, Vista;

- UNIX: Solaris (Sun), IRIX, HP-UX (Hewlett-Packard), LINUX.

Pro/ENGINEER Foundation Advantage – пакет инструментальных средств, являющийся базовым для многих решений в среде разработки Pro/ENGINEER. Он обеспечивает создание твердотельных и поверхностных моделей деталей и узлов, конструирование изделий из листового металла, построение сложных сборок, разработку сварных конструкций, генерацию чертежно-конструкторской документации по всему перечню производимой продукции. Кроме того, базовый пакет содержит расширенный набор стандартных промышленных интерфейсов, а также прямых трансляторов для сокращения времени проектирования и распараллеливания конструкторских разработок.

Pro/ENGINEER Foundation Advantage является законченным решением для организации корпоративной системы CAD/CAE/CAM машиностроительного предприятия. В то же время базовый пакет является основой специализированных рабочих мест (прокладка трубопроводов и кабелей, дизайн, спектр технологических задач, расчетные задачи).

В состав базового пакета Pro/ENGINEER Foundation Advantage входят программные модули:

AutobuildZ – новое приложение для создания трехмерной параметрической модели по двумерному чертежу.

Assembly Perfomanse Extension (APX) – средства работы со сложными сборками, параллельной работы и нисходящего проектирования.

Mechanism design (MDX) – средства моделирования и кинематического анализа механизмов.

Advanced Surface Extension (ASX) – средства с расширенными возможностями по работе с параметрическими поверхностями.

ModelCheck – средства контроля качества проектирования и подготовки документации.

Pro/ECAD – средства связи с программными CAD-продуктами радиоэлектронных изделий.

Import data Doctor – средства корректирования и редактирования геометрии, импортированной из других CAD/CAM –систем.

Возможности базового модуля:

- Pro/ENGINEER Foundation Advantage содержит ядро твердотельного моделирования GRANIT ONE release 2, обеспечивающее точное представление геометрии, массы и проверки взаимных пересечений. Поддерживает основанное на операциях гибридное параметрическое твердотельное и поверхностное моделирование. Обеспечивает полную ассоциативность между всеми разделами проектирования с тем, чтобы изменения, внесенные в любой части разработки, распространились на весь проект.

- Инструменты моделирования, заложенные в Pro/ENGINEER Foundation Advantage, полностью решают сложные задачи проектирования внешних обводов самолетов и судов, деталей кузова и интерьера автомобиля, гребных винтов, сложной бытовой техники, особо сложных литых деталей.

- Полностью ассоциативные возможности сборки позволяют пользователю собирать и определять взаиморасположение узлов и отдельных деталей при формировании сборочной конструкции, получать ассоциативно связанные со сборкой спецификации и технологическую документацию, определяющую все основные и вспомогательные операции технологического процесса сборки.

- Наличие механизмов управления большими сборками, создания ассоциативных наборов данных и обмена ими, с возможностью управления ассоциативными связями, позволяет обеспечить реальное параллельное проектирование несколькими инженерными группами сложного изделия и технологической оснастки для него.

Средства гибридного моделирования Pro/ENGINEER Wildfire реализуют усовершенствованный подход к организации пользовательского интерфейса и технологии работы – команды построения поверхностных и твердотельных элементов доступны из одних и тех же меню.

Например, следующие команды являются общими для твердого тела, поверхности, оболочки:

- выдавливание сечения;

- вращение сечения, протяжка сечения вдоль трехмерной кривой;

- набор продольных сечений как параллельных, так и непараллельных;

- построение кинематических объектов – протяжкой сечения вдоль любого количества трехмерных кривых (в том числе протяжка инженерного треугольника);

- продольные сечения, расположенные вдоль трехмерной кривой, и т.д.

Внутри команды также назначается знак операции – добавление или удаление материала.

Следует отметить существенные особенности:

Редактирование геометрии (без удаления и перестроения) позволяет переопределить не только размеры или топологию элемента, но и принцип построения – переопределить твердотельную геометрию в поверхностную или превратить операцию добавления материала в операцию удаления материала.

Режим динамического моделирования и внесения изменений обеспечивает:

- предварительный просмотр создаваемой геометрии в режиме реального времени;

- создание сложных переменных скруглений и фасок с назначением типов переходных зон;

- создание сложных уклонов, переменных и разделенных на зоны;

- операции над отдельными гранями твердого тела без нарушения параметров модели;

- операции свободной деформации любого твердого тела или поверхности;

- операции свертки – развертки для твердого тела или поверхности;

- реальные габариты модели в соответствии с полями допусков размеров;

- возможность директивного назначения массо-инерционных характеристик модели;

- с помощью средств построения массивов элементов – создание массивов с использованием размеров, таблиц значений, контуров и кривых произвольной формы, с заданием правил заполнения;

- при моделировании – задание любых соотношений между параметрами объектов с использованием арифметических или логических операторов либо графиков;

- создание таблично-управляемых семейств и для деталей, и для стандартных конструктивных решений. Благодаря встроенным средствам программирования типовые объекты могут быть наделены «интеллектом»;

- проектирование простых трубопроводов, возможное уже в базовой поставке.

Возможности средств разработки деталей из листовых материалов:

- Моделирование от свернутого и от развернутого состояния.

- Преобразование твердотельной и поверхностной геометрии в тонколистовую.

- Получение разверток с учетом припуска на изгиб (припуск определяется автоматически в зависимости от толщины листа и материала).

- Набор алгоритмов для развертки с пластической деформацией (развертка неразвертываемых деталей).

- Автоматическая генерация таблиц гиба (последовательность гибочных операций, радиусы, углы и направления сгиба).

AutobuildZ (из 2D в 3D)

Автоматизированная конвертация двухмерного чертежа в трехмерную модель.

- Поддержка форматов AutoCAD DWG и DXF.

- Автоматизированная предварительная «чистка» чертежа.

- Указание и корректировка соответствия проекционных видов.

- «Мастер» для конвертации двухмерного чертежа в трехмерную модель в реальном времени.

- На выходе – параметризованная модель Pro/ENGINEER.

Оформление чертежей

Оформление поддерживается ЕСКД и европейскими стандартами конструкторской документации.

В комплекте с Pro/ENGINEER Foundation Advantage поставляются чертежные форматы, бланки типовых автоматически заполняемых отчетов и библиотека чертежных обозначений в соответствии с ЕСКД. Возможна настройка правил оформления технической документации в соответствии с требованиями предприятия.

Режим черчения обеспечивает полную ассоциативность с моделью. Любые изменения параметров твердотельной модели приведут к изменениям в соответствующих чертежах деталей и сборок.

Табличные отчеты (спецификации и групповые спецификации, ведомости, технологические карты) создаются автоматически по настроенному на ЕСКД шаблону и динамически обновляются при внесении изменений в источник данных (сборку, технологическую модель).

Возможен выбор из широкого перечня различных видов и проекций, включая секущий, частичный, детализированный, с указанием вырезов, половинный, перспективный, аксанометрический и «взорванный».

Образмеривание упрощено и почти полностью автоматизировано. Обеспечивается простановка всех типов условных обозначений – выносные элементы, сварные швы, шероховатость поверхности, допуски отклонения формы и расположения поверхностей и т.д.

Assembly Performance Extension (APX)

Проектирование сборок любой сложности. Средства работы со сборками, параллельной работы и нисходящего проектирования.

Интуитивно понятный механизм проектирования сборок, основан на понятиях – соединить, ориентировать, вставить, выровнять, касательные поверхности, точка на поверхности, грань на поверхности и т.д.

При проектировании возможны сборки по кинематическим парам и комбинирование подходов к нему «сверху вниз» и «снизу вверх».

На основе системы внешних ссылок и передачи образов геометрии обеспечивается процесс параллельной работы и нисходящее проектирование.

Управление ассоциативными связями.

Отдельный агрегат, созданный с использованием средств нисходящего проектирования, не требует позиционирования в сборке верхнего уровня – он встанет в отведенную ему зону автоматически.

Имеются средства облегчения сборок, частичной загрузки сборки, задания зон и упрощенных представлений сборок, фильтрации сборки по указанным параметрам, создание «конвертов» (облегченных оболочковых представлений компонентов), замены компонентов на их упрощенные представления.

Расчет или прямое задание массо-инерционных характеристик, проверка зазоров и пересечений. Задаются любые соотношения между параметрами деталей с использованием арифметических, логических операторов и графиков.

Создаются таблично-управляемые семейства сборок.

Моделирование сварных швов

Модуль создания сварных швов поддерживает параметрические сварные конструкции. Пользователь выбирает тип сварки, параметры процесса сварки и присоединяемые компоненты. После этого система создает сварочный фичерс, который параметрически связан с моделью сборки. Если модель изменяется, операция сварки будет обновлена автоматически. С другой стороны, параметры модели, в частности, массо-инерционные характеристики, будут изменены при изменении параметра плотности сварочных электродов. Пользователь может также проверить взаимные пересечения компонентов сборки и сварных швов. Все это позволяет выявлять на ранних стадиях проектирования ошибки, связанные со сваркой.

Mechanism Design Extension (MDX)

Разработка механизмов.

Pro/ENGINEER Foundation Advantage предоставляет средства проектирования, эмуляции и анализа работы подвижных узлов и агрегатов, обеспечивая возможность создания между компонентами кинематических связей.

- Возможные типы соединений между частями механизма: штифтовые, цилиндрические, шаровые, подшипниковые, кулачковые, зубчатые и др.

- Произвольная комбинация статических (полностью определенные и недоопределенные) и подвижных соединений в сборках.

- Автоматическая конвертация статических соединений в подвижные.

- Анализ механизма на недостаточность или избыточность кинематических связей.

- Визуализация поведения механизмов в ответ на интерактивную буксировку деталей.

- Задание движения механизма введением приводов осей соединений.

- Динамический контроль коллизий, возникающих в процессе сборки механизма (пересечение, столкновение элементов или их сближение меньше заданного допустимого зазора).

- Кинематический анализ движения механизма.

- Получение сметаемых зон по всему механизму или выбранному набору звеньев (так называемые «чулки»).

- Получение кривых – траекторий, описываемых выбранной точкой механизма при его работе.

- Просмотр результатов в разнообразных специальных форматах (включая анимацию движения), построение траекторий движения в различных системах отсчета, графики положений и скоростей.

Advanced Surface Extension (ASX)

Неограниченные возможности поверхностного моделирования – уже в базовой поставке.

- Моделирование по образующим – вдоль одной или более двумерной и/или трехмерной кривой или линии пересечения поверхностей; управляя параметром поперечного сечения (в том числе инженерного треугольника); размером или через график, используя параметры в виде уравнений; по касательным вдоль сопряженных поверхностей или плоскостей; определением кривизны вдоль границ смещения; управлением ротором и направлением сечения, задавая спин и Х-вектор.

- Моделирование гладких поверхностей по сетке кривых: между граничными кривыми; по неограниченному числу двух- или трехмерных кривых в одном или двух направлениях, с возможностью задания касательности и неразрывности второго порядка (условия G1 и G2).

- Аппроксимирование поверхности по множеству кривых, имеющих произвольную форму.

- Моделирование сглаженных стилевых поверхностей из массива точек, полученных с координатно-измерительной машины или любого другого трехмерного сканирующего устройства.

- Моделирование вдоль заданной траектории с непрерывным управлением зоны поперечного сечения.

- Продолжение поверхности за ее границу посредством неизменной касательной либо продолжением кривизны.

- Моделирование эквидистантных и квазиэквидистантных поверхностей.

- Развертка поверхностей двойной кривизны.

- Анализ поверхностей – гауссова кривизна, нормали, векторы касательных и т.д.

- Любая поверхность может быть использована как вспомогательный элемент для построения твердого тела, любой элемент твердотельной геометрии может быть источником построения поверхности.

ModelCheck

Контроль правильности создания и оформления модели, чертежа по предварительно заданным формальным критериям. Поиск геометрически подобных деталей в базе данных по заданным правилам.

Pro/ECAD

Средства связи с программными CAD-продуктами радиоэлектронных изделий.

Обеспечивается возможность прямого двунаправленного обмена информацией между Pro/ENGINEER и системами проектирования электрической части (Elektrical Computer Aided Design systems – ECAD). Pro/ECAD позволяет конструировать и поддерживать в системе Pro/ENGINEER ассоциативность печатных плат и механических компонентов, импортированных из системы ECAD, или взятых из библиотеки компонентов Pro/ENGINEER по названию электрического компонента. Pro/ECAD позволяет передавать данные в обоих направлениях в стандартном нейтральном файле ECAD. Данные могут состоять из двумерных контуров печатных плат, разъемов на краях плат и ключевых пазов, параметров монтажных и юстировочных отверстий, двумерных областей вырезов для больших компонентов или микросборок, параметров зон ограничений, а также координат компонентов и других параметров, необходимых для автоматического размещения всех компонентов на плате.