Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Основы САПР в машиностроении. Учебное пособие
.pdf
− создание изометрических изображений изделий (например,
для составления каталогов, создания иллюстраций к технической документации и т. д.).
Моделирование изделий в КОМПАС-3D можно вести различ-
ными способами: «снизу вверх» (используя в том числе готовые компоненты из библиотек), «сверху вниз» (проектируя компоненты в
контексте сборки), опираясь при этом на компоновочный эскиз
(например, кинематическую схему), либо смешанным способом.
Функционал 3D-моделирования, реализованный в КОМПАС,
поддерживает следующие основные возможности:
− гибридное твердотельное и поверхностное моделирование
объемных деталей произвольной формы;
− автоматизацию создания конструктивных элементов – фасок,
скруглений, отверстий, ребер жесткости, оболочек и пр.;
− создание и сопровождение больших 3D-сборок изделий;
− эскизную и вариационную параметризацию объемных дета-
лей и сборки в целом;
− вставку в 3D-модель стандартных изделий из библиотек;
− формирование пользовательских 3D-библиотек;
− расчет и обнаружение интерференции и касания деталей;
− наличие специальных функций и подсистем, учитывающих
технологические особенности изготовления изделий, например, формирование литейных уклонов, линии разъема, полости по форме детали (в том числе с заданием усадки) и пр.
Чертежный редактор КОМПАС-ГРАФИК давно и широко
используется для автоматизации проектно-конструкторских работ в
различных отраслях промышленности многих стран бывшего СССР и
СЭВ [9]. Наиболее успешно отмечается его применение для конструкторско-технологической подготовки машиностроительных производств, при проектировании цехов и участков, составлении различных графических схем и эскизов.
КОМПАС-ГРАФИК может использоваться как в качестве инте-
грированного в КОМПАС-3D модуля работы с 2D-эскизами и фраг-
101
ментами (скетчера), так и в качестве самостоятельного продукта,
полностью закрывающего задачи проектирования и выпуска проектно-конструкторской документации.
КОМПАС по умолчанию настроен на поддержку отечественных
стандартов (ЕСКД, СПДС). При этом он обладает возможностью гибкой настройки интерфейсов и создания шаблонов документов под
стандарты предприятия.
КОМПАС-ГРАФИК автоматически генерирует ассоциативные
виды трехмерных моделей (в том числе разрезы, сечения, местные
разрезы, местные виды, виды по стрелке, виды с разрывом). Все они
ассоциированы с моделью: изменения в модели приводят к изменению изображения на чертеже. Данные в основной надписи чертежа
(обозначение, наименование, масса) синхронизируются с данными из
трехмерной модели.
Модуль «Фотореалистика» предназначен для создания реали-
стичного изображения изделия с трёхмерной модели детали или
сборки, спроектированной в КОМПАС-3D, для использования его в
презентациях и эксплуатационной документации. В модуле реализован режим интерактивного рендеринга, что позволяет осуществлять
предварительное отображение модели с текстурами, назначенными в
сцене. Имеется возможность сохранения изображения с требуемым
разрешением в стандартных форматах машинной графики JPEG,
TARGA, TIFF, BMP.
Использование модуля позволяет:
− имитировать свойства поверхности выбранного из библиоте-
ки материала, такие как цвет поверхности, отражающая способность, зеркальность, прозрачность, текстура;
− учитывать расположение нескольких источников света –
рассеянных, точечных и удалённых светильников;
− управлять тенями с учетом прозрачности объектов;
− создавать эффект заднего плана для усиления эффекта
отображения деталей и сборок;
102
− добавлять декорации к пейзажу и импортировать фон из
стандартных графических файлов рисунков и цифровых фотографий;
− создавать пользовательские надписи и наклейки на модели
изделия.
Модуль «Анимация» является специализированным приложе-
нием для КОМПАС-3D и предназначен для имитации движения
(анимации) изделий, разработанных в системе трехмерного твердотельного моделирования КОМПАС-3D. Использование модуля позволяет:
− имитировать движения составных частей изделия в процессе
реальной работы (могут использоваться сопряжения деталей,
накладываемые пользователем в процессе проектирования
3D-сборки);
− автоматически проверять возможные коллизии (пересечения
и соударения деталей) в процессе движения для предотвращения ошибок в проектировании;
− наглядно имитировать процесс «разборки-сборки» изделия
для применения в интерактивных электронных технических
руководствах (ИЭТР);
− создавать диаграмму последовательных положений машин и
механизмов.
Комплексы прикладных подсистем, предлагаемые АСКОН на
базе инвариантного программного обеспечения геометрического моделирования и специализированных баз данных, позволяют формировать
ряд объектно-ориентированных решений: АРМ Конструктора, АРМ
Технолога, АРМ Электрика и пр. Базовая комплектация КОМПАС дополняется программами, представляющим собой модули проектирования изделий с учетом специфики изготовления и объектноориентированные подсистемы из различных предметных областей.
103
В число проектных модулей в настоящее время входят следую-
щие прикладные программы и подсистемы.
Модуль проектирования деталей из металлического листа,
автоматизирующий выполнение не только типовых процедур сгибов,
замыканий и разверток, но и большого набора штамповочных элементов, таких как подсечки, буртики, жалюзи и пр.
Модуль Трубопроводы 3D, позволяющий выполнять трассировку,
построение и компоновку трубопроводов сложной формы из стандартных и новых деталей.
Модуль Кабели и жгуты 3D предназначен для трехмерного мо-
делирования электрических кабелей и жгутов, а также для выпуска
конструкторской документации на эти изделия.
Модуль проектирования металлоконструкций предназначен
для автоматизации проектирования стальных конструкций из стандартного профильного проката.
Модуль «Сварные швы» содержит параметризованные модели
конструктивных элементов сварных швов и связанные с ними файлы
MS Excel, в которых хранятся значения переменных параметров, позволяющие производить проектировочные расчеты сварных соединений непосредственно в процессе конструирования.
Модуль расчета конструкторских размерных цепей и подси-
стема ведения типовых проектов.
Модуль построения разверток элементов воздуховодов и тру-
бопроводов для проектирования систем вентиляции.
Интегрированная система моделирования тел вращения
КОМПАС-SHAFT 3D.
КОМПАС-SHAFT 3D является развитием библиотеки КОМПАС-
SHAFT 2D и функционирует в среде трехмерного твердотельного мо-
делирования КОМПАС-3D. Система предназначена для проектирования и построения трехмерных твердотельных моделей валов, втулок,
цилиндрических и конических прямозубых шестерен внутреннего и
внешнего зацепления. При этом сложность валов и количество ступеней зацепления ограничены только возможностями техники.
104
С помощью КОМПАС-SHАFT 2D можно выполнять проектные и
проверочные расчеты цилиндрических и конических зубчатых, цепных, червячных, ременных передач, автоматически формировать для
них технические требования, таблицы параметров, выносные элементы с профилями зубьев (при изменении расчетных параметров передач они перестраиваются автоматически). В состав системы входит
модуль КОМПАС-SHAFTCalc, предназначенный для расчета валов и
подшипников, построенных в КОМПАС-SHAFT 2D.
Подсистема проектного и проверочного расчетов пружин
КОМПAС-SPRING. Подсистемам обеспечивает выполнение проект-
ного или проверочного расчетов цилиндрических винтовых пружин
растяжения и сжатия, а также тарельчатых пружин и пружин кручения. По результатам расчетов могут быть автоматически сформированы чертежи пружин, содержащие виды, технические требования,
диаграммы усилий и деформаций.
Специализированный программно-методический комплекс
КОМПАС Штамп. Включает автономную высокоавтоматизирован-
ную систему автоматизированного проектирования штампов и параметрические библиотеки конструктора штампов. С помощью системы возможно проектирование штампов любых конструкций для различных операций холодной листовой штамповки (вырубки, пробивки, гибки, отбортовки, вытяжки и т. д.).
Специализированная САПР «КОМПАС-ЭЛЕКТРИК». Авто-
номная подсистема предназначена для автоматизации проектирования и выпуска комплекта документов (схем и отчетов к ним) на электрооборудование объектов производства. Систему можно применять
в институтах, конструкторских бюро и отделах, которые проектируют
электроприводы, нестандартное оборудование, разрабатывают проекты электроснабжения.
Информационное обеспечение комплексной САПР изделий
машиностроения. Информационные базы данных и библиотеки, раз-
работанные АСКОН и многочисленными партнерами фирмы, включают корпоративные справочники, а также представительный пакет по-
105
полняемых графических библиотек, содержащих параметризованные
стандартные элементы изделий из различных предметных областей.
Справочник материалов и сортаментов обладает широким набо-
ром сервисных функций – поиск и добавление материалов, формирование обозначений, контроль применяемости и т. д. Справочник интегрирован с КОМПАС-3D, КОМПАС-ГРАФИК, КОМПАСАВТОПРОЕКТ, САПР ТП ВЕРТИКАЛЬ и другими прикладными
программно-методическими комплексами АСКОН.
В табл. 3.3 приведены примеры популярных библиотек
КОМПАС, созданных как самими разработчиками системы, так и
пользователями на промышленных предприятиях и КБ.
Применение прикладных библиотек не только существенно со-
кращает затраты времени конструктора при разработке 3D-моделей и
машиностроительных чертежей, но и обеспечивает стандартизацию и
унификацию разрабатываемых проектов.
Возможности параметризации фрагментов и моделей, а также
наличие средств программирования (API КОМПАС-МАСТЕР и
КОМПАС-МАКРО), совместимых с алгоритмическими языками «С»
и «Pascal», позволяют продвинутым пользователям самостоятельно
дополнять и развивать ИО САПР на базе ядра КОМПАС.
Таблица 3.3
Пакет прикладных параметрических библиотек системы КОМПАС
1 Машиностроительная библиотека плоских (2D) типовых общетехни-
ческих нормалей и конструктивов: крепежа, подшипников, элементов
соединений трубопроводов, манжет, профилей, конструктивных мест
и пр.
2 Библиотека объемных (3D) стандартных крепежных элементов и кон-
структивов для КОМПАС-3D.
3 3D-библиотека деталей штампов и пресс-форм, которая может ис-
пользоваться как в составе САПР КОМАС-ШТАМП, так и автономно.
4 Пакет библиотек графических элементов и обозначений «Автоматиза-
ция технологических процессов».
5 Библиотека графических элементов и обозначений кинематических
схем.
6 Пакет библиотек (прикладная подсистема) «Стальные конструкции.
Профили».
106
7 Электронный справочник по подшипникам качения.
8 Электронная библиотека редукторов.
Окончание табл. 3.3
9 Библиотека электродвигателей.
10 Пакет библиотек «Электроснабжение».
11 Пакет библиотек «Коммутационные устройства».
12 Библиотека графических элементов и обозначений элементов гидрав-
лических и пневматических схем.
13 Библиотека трубопроводной арматуры.
14 Пакет библиотек «Сосуды и аппараты».
15 Библиотека (прикладная подсистема) проектирования планов произ-
водственных помещений и сооружений.
16 Пакет библиотек для аэрокосмической промышленности согласно от-
раслевым стандартам.
17 Классификатор ЕСКД и т.д.
3.5. СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ ПРОГРАММНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ
КОМПЛЕКСЫ
В опубликованном журналом «CAD/CAM/CAE observer» рейтинге,
проведенном известным аналитическим центром CIMdata, собраны
данные о коммерческих успехах зарубежных фирм-производителей
программного обеспечения, специализирующихся на автоматизации
технологической подготовки производства (табл. 3.4) [28]. В таблице
приведены доходы фирм, полученные только в области технологических компонент.
Мы приводим почти полностью сводную итоговую таблицу, поскольку она в очень компактной и, что важно, количественной форме
иллюстрирует широту, поименный состав и динамику развития в
сегменте специализированных САПР технологической направленности. К сожалению, в рейтинге не учитывались российские производители автоматизированных систем.
Таблица 3.4
Рейтинг CAM-систем по итогам 2003, 2004, 2005 гг.
Место Компания 2003 г.
млн $
1
IBM/Dassault 139.9 155.5 174.4
107
2004 г.
млн $
2005 г.
млн $
2
3
4
5 Hitachi Zosen (Space Systems) 87.0 83.0 71.4
6 Planit Holdings 44.8 53.0 56.1
7 CNC Software (MasterCAM) 36.7 46.3 52.9
8 Missler Software 31.0 49.9 50.2
9 Tebis 37.3 39.5 40.6
10 DP Technology (ESPRIT) 29.8 31.0 37.0
11 Nihon Unisys 31.4 32.3 33.3
12 OPEN MIND 21.2 22.2 32.7
13 Graphic Products 29.1 28.6 29.9
14 Cimatron 30.8 34.0 29.7
15 Vero Intl 23.7 28.6 29.2
16 CG Tech 21.4 23.0 24.8
17 Sescoi 21.0 22.0 23.0
18 Pathtrace 19.1 20.7 22.1
19 Gibbs (GibbsCAM) 15.4 15.4 21.7
UGS 128.6 135.7 152.5
PTC 91.8 91.8 101.6
Окончание табл. 3.4
Delcam (Power Solution) 64.6 79.7 82.4
В качестве наглядного примера для дальнейшего рассмотрения
состава, содержания компьютерных технологий и средств моделирования в специализированных системах мы выбрали одного из лидеров, располагающегося непосредственно за подсистемами полномасштабных САПР – специализированную компьютерную фирму Delcam
(Великобритания) [13].
3.5.1. КОМПЛЕКСНЫЕ РЕШЕНИЯ DELCAM PLC.
По словам одного из основателей компании и бессменного ее руководителя Хью Хемфриса (Hugh Humphreys), историю своих современ-
ных достижений компания Delcam начинает отсчитывать от середины
70-х. Тогда в Кембриджском университете начинались проводиться исследования и разработки в области автоматизации технологий производства в интересах промышленности Великобритании и, в частности,
известного английского производственного объединения Delta Group.
В 1989 г. инициативная группа сотрудников выделяется из состава подразделений инструментального производства компании Delta и
108
образуют независимую фирму Delcam, которая специализируется в
области технологических САПР. Достаточно быстро программное
обеспечение Delcam становится популярным не только в Великобри-
тании, но и во многих промышленно развитых странах мира – Ита-
лии, Южной Корее, Японии, США.
С 1993 г. начинается активное внедрение программно-методических
комплексов Delcam на промышленных предприятиях и в вузах России,
организуются представительства в Екатеринбурге, Самаре и других
промышленных центрах страны.
В значительной мере успеху программных продуктов Delcam способствовала ее предметная специализация и глубокое понимание специалистами проблематики современных технологий машиностроения, связанных с компьютерным моделированием и применением оборудования
с цифровым программным управлением. В настоящее время Delcam
имеет филиалы и группы разработчиков во многих станах мира, в том
числе и в России, и продолжает расширять свой бизнес. Например, в
2005 г. приобретается американская фирма Engineering Geometry System,
больше известная по своему продукту FeatureCAM, который теперь бу-
дет развиваться под патронажем и в интересах Delcam.
Многие пользователи САПР воспринимают Delcam, прежде всего, как автора эффективных инструментов для программирования
станков с ЧПУ, но важнейшим своим достижением идеологи фирмы
считают комплексный подход к автоматизации технологической подготовки производства, выраженный в концепции тотального моделирования (Total Modelling) [13]. Комплексные технологии автоматизации от Delcam поддерживает целый набор программных средств,
обеспечивающих геометрическое моделирование, промышленный
дизайн, имитацию различных стратегий обработки на металлорежущих и эрозионных станках, генерацию оптимизированных программ,
средства измерения контроля и реверсивного инжиниринга.
В комплекс Power Solution входят следующие основные программные продукты:
– PowerMILL – модуль программирования станков с ЧПУ;
109
– PowerSHAPE – модуль геометрического моделирования;
– PowerINSPECT – модуль цифрового измерения и контроля;
– CopyCAD – модуль реверсивного инжиниринга;
– ArtCAM; – модуль промышленного дизайна;
– FeatureCAM – модуль генерации процессов и программ ме-
таллообработки.
PowerMILL предназначен для моделирования процессов фрезер-
ной обработки машиностроительных изделий сложной формы и создания управляющих программ для ЧПУ (рис. 3.9). PowerMILL считается флагманским программным продуктом Delcam.
а б
в г
Р и с. 3.9. а – загруженная геометрическая модель;
б – одна из использованных траекторий обработки;
в – промежуточная визуализация обработки; г – обработанная деталь
PowerMILL может работать автономно от остальных модулей и
позволяет создавать программы для двух-, трех и многокоординатной
механообработки. Гибкие стратегии черновой и чистовой обработки,
высокая скорость расчета управляющих программ, набор инструментов для редактирования рассчитанных управляющих программ, инте-
110
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]