Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Основы САПР в машиностроении. Учебное пособие
.pdf
ленность. «Изюминкой» средней системы, определяющей ее предпочтение специалистом, являются не рекордные характеристики, а
наличие предметно-ориентированных модулей, вплоть до уникальных. Например, для инструментальщиков важны прикладные подсистемы, автоматизирующие проектирование и расчет пресс-форм, разработку управляющих программ для станков с ЧПУ, а для конструкторов-предметников – наличие библиотек готовых элементов из их
прикладной области.
3.2. ПОЛНОМАСШТАБНЫЕ АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ
Для конкретизации и иллюстрации рассматриваемых тенденций
развития промышленных автоматизированных систем в данном разделе мы приведем обзор ряда реализаций программно-методических
комплексов САПР, являющихся яркими представителями в своем
классе и распространенных на российских машиностроительных
предприятиях и в КБ.
3.2.1. РЕШЕНИЯ SIEMENS PLM SOFTWARE
Компания Siemens PLM Software за время своего существования
несколько раз меняла название: Unigraphics Solutions, EDS PLM Solutions, UGS PLM Solutions, UGS, UGS PLM Software [10]. Каждое такое переименование было связано с изменением собственника этой
компании. Как показывает история UGS, смена владельца основного
пакета акций практически не меняет содержания деятельности компании, напротив, с каждым таким шагом Unigraphics только увеличивает свою капитализацию и влияние на мировом рынке САПР.
В 2001 г. UGS была приобретена корпорацией EDS, мировым лидером по предложению услуг в области информационных технологий, которая собиралась объединить в своих руках комплекс лучших
автоматизированных систем для промышленности. В результате был
запущен амбициозный проект, названный «NX», в рамках которого
объединялись ресурсы ведущих фирм на рынке САПР:
I-Deas, принадлежавшей ранее CDRC, и Unigraphics.
71
В 2004 г. UGS снова стала независимой, но сохранила заданное
EDS центростремительное направление развития. UGS приобрела
технологическую фирму Tecnomatix и CAE-систему FEMAP, а также
продолжила сотрудничество фирме MSC по интеграции с высокоуровневой CAE-системой NASTRAN.
С 2007 г. компания UGS PLM Software входит в состав подразде-
ления компании Siemens Automation and Drive и объединяет свои достижения в области САПР с разработками в области цифровых систем управления оборудованием, имеющиеся у Siemens.
В результате, по мнению авторитетной аналитической организа-
ции Gartner [30], UGS обладает одним из самых развитых комплексов
средств автоматизации в области машиностроительного производства
(рис 3.1) [10].
Unigraphics Solutions предлагает комплексное решение промыш-
ленной автоматизации (PLM-решение) по разработке и поддержанию
жизненного цикла изделия на всех его стадиях – от концептуального
проектирования до анализа и подготовки производства. Для этого UGS
разрабатывает целую палитру комплексов и компонент САПР, соответствующее информационное обеспечение и системы управления.
72
Р и с. 3.1. По мнению UGS, путь в будущее промышленности
лежит через PLM
Основными брендами (торговыми марками) UGS являются:
− Parasolid – самое популярное в мире САПР геометрическое яд-
ро, используемое не только UGS, но и ее конкурентами;
− Unigraphics NX – программно-методический комплекс САПР,
включающий все базовые компоненты (CAD/CAM/CAE) и прикладные подсистемы;
− TeamCenter Engineering (iMAN) – PDM-система высокого
уровня, обеспечивающая сквозную интеграцию и реализацию
концепции PLM;
− Tecnomatix – комплекс подсистем технологической направлен-
ности для моделирования, планирования и реалистического
представления производственных процессов;
− Solid Edge – САПР среднего класса, поддерживающая облег-
ченные системные решения UGS.
73
UGS, обладая одним из самых больших перечней совместимых
(интегрированных) между собой CAD/CAM/CAE/CAPP/PDM/CNS/ …-
систем, прежде всего делает упор на конструкторско-технологическую
подготовку производства, включая конструирование, разработку
управляющих программ для технологического оборудования с ЧПУ,
инженерный анализ и электронный документооборот.
TeamCenter Engineering (TCE) представляет собой масштаби-
руемый комплекс PDM-систем и их компонент, предназначенный для
интеграции инженерных данных и управления производственными
процессами на всем протяжении жизненного цикла изделий.
Предлагаемый UGS набор технологий e-Factory реализует пол-
ную интеграцию единого информационного пространства предприятия. При этом в единую ассоциативную среду объединяются процессы технической подготовки производства (САПР) и управления производством (ERP), обеспечивая:
− ассоциативные связи моделей изделия, производственных про-
цессов и ресурсов предприятия;
− сохранение и накопление в базе знаний проверенных на практи-
ке технологических процессов для повторного использования;
− интерфейсы с системами управления ресурсами и оборудовани-
ем (ERP, SCADA);
− ведение цеховой документацией (MES).
Комплекс САПР Unigraphics NX. О возможностях этой системы
красноречиво говорит далеко не полный классификационный перечень функций (подсистем, модулей) основного комплексного
CAD/CAM/CAE-решения «NХ», приведенный в табл. 3.2.
Использование PDM расширяет функциональность NX при про-
ектировании больших сборок и организации коллективной работы
над проектом.
Таблица 3.2
Классификационный обзор основных функций системы Unigraphics
Название модуля Функциональное назначение
74
(подсистемы)
Управление системой и процессами проектирования
UG/GATEWAY
Базовый модуль UG, который обеспечивает доступ к базе данных, открывает и создает файлы, а также поддерживает настройку и управление системой.
Геометрическое моделирование изделий машиностроения
NX/Solid Modeling Является основным инструментом гибридного
твердотельного геометрического моделирования.
NX/Feature Modeling
и
NX/User Defined Feature
Содержит дополнительный, ориентированный
на конструктора набор операций твердотельного моделирования: создание типовых форм
(отверстий, карманов, втулок, выступов, пазов); автоматизация построений (фасок, скруглений) и т. д.
NX/Freeform Modeling Модуль поддерживает операции создания и
редактирования NURBS поверхностей сложной
формы.
NX/WAVE Технология WAVE является базой для пара-
метрического моделирования изделия любой
сложности.
NX/Assembly Modeling
и
NX/Advansed Modeling
Обеспечивает создание сборочной модели любой глубины вложенности, состоящей из неограниченного количества компонент. Выполняет автоматический анализ зазоров между
компонентами сборки, весовой анализ, построение разнесенных видов, поддерживает построение и управление упрощенными представлениями компонент сборок.
Продолжение табл. 3.2
Название модуля
Функциональное назначение
(подсистемы)
Автоматизация проектирования и конструирования (СAD)
NX/Geometric Tolerancing Автоматизирует назначение геометрических до-
пусков прямо на твердотельной модели детали,
используя стандарты обозначения допусков
ANSI Y.14.5M-1982, ASME Y14.5M-1994 или
ISO 1101-1983.
NX/Quick Stack Является инструментом анализа трехмерных
размерных цепочек и позволяет провести расчет
полей допусков на модели изделия.
NX/Drafting Автоматизирует получение плоских проекцион-
75
ных видов из трехмерной геометрической модели. Полная ассоциативная связь чертежа с геометрической моделью позволяет автоматически
модифицировать чертеж в соответствии с изменениями геометрической модели.
NX/Sheet Metal Design
и Aerospace Sheet Metal
Содержит набор функций, автоматизирующих
проектирование деталей из листового материала.
NX/Weld Assistant Позволяет проектировать сварные соединения с
использованием различных методов сварки (точечная сварка, роликовый сварной шов, дуговая
сварка и т. д.).
NX/Routing (Mechanical),
включая библиотеки стандартных элементов для трубопроводов (Tubing, Piping),
Автоматизирует создание трехмерной модели
трубопроводных систем различного типа, коробов прокладки кабельной системы, конструкций
из типовых металлических профилей.
гидро- и пневмосистем
NX/Wiring
(Routing Electrical)
Автоматизирует процедуры проектирования и
прокладки проводных коммуникаций.
Промышленный дизайн и компьютерная графика
NX/Freeform Shape Содержит ряд дополнительных функций по
сравнению с модулем NX/Freeform Modeling,
используемых на этапе дизайнерских работ.
Набор инструментов позволяет деформировать и
перемещать поверхности свободной формы.
NX/Analyze Shape Дает возможность анализировать геометрию од-
ного тела относительно другого, определять разрыв между ребрами двух смежных поверхностей,
расстояние от точек до поверхностей, проверять
непрерывность касательной и кривизны при переходе с одной поверхности на другую и др.
Продолжение табл. 3.2
Название модуля
Функциональное назначение
(подсистемы)
NX/Render
Используется для построения фотореалистического изображения деталей и сборок.
NX/Visualize Позволяет управлять текстурами и оптическими
свойствами поверхностей, создавать специальные эффекты, вставлять растровые изображения,
менять источники света, цвет, тени и фон.
Автоматизация технологической подготовки производства (CAM)
76
NX/САМ Base Базовый модуль разработки управляющих про-
грамм для станков с ЧПУ.
NX/Turning Модуль токарной обработки обеспечивает моде-
лирование точения, нарезания резьбы и сверления на токарном станке.
NX/Planar Milling Применяется при производстве пресс-форм и
штампов, обеспечивая автоматизацию программирования для плоского фрезерования.
NX/Fixed Axis, Variable Axis,
Sequential, XCore &Cavity
Автоматизирует моделирование различных видов
сложной и многоосевой фрезерной обработки.
….Milling
NX/Die Engineering Wizard Использует типовые процедуры при проектиро-
вании штампов листовых деталей.
MoldWizard Позволяет автоматизировать проектирование
пресс-форм для деталей из пластмасс.
NX/Wire EDM Моделирует обработку деталей проволокой на
электроэрозионном станке в режиме 2-х и 4-х
осей.
UG/ShopDocs Позволяет автоматизировать разработку техно-
логической документации на основе стратегий и
программ обработки на станках с ЧПУ.
Реверсивный инжиниринг и измерения материальных моделей
UG/Imageware Позволяет проводить измерения деталей слож-
ной формы и сравнения их с геометрической
моделью.
UG/Image Inspection Набор разнообразных функций для ускорения и
облегчения процесса анализа 3D-данных для
сравнения результатов измерений с моделью.
Окончание табл. 3.2
Название модуля
Функциональное назначение
(подсистемы)
UG/Imageware Evaluation Помогает оценить общее качество математиче-
ских свойств поверхности. Функции контроля
непрерывности дают возможность проверить
непрерывность координат, касательных и кривизны, а функции контроля отклонений дают
возможность увидеть, каковы различия между
двумя проверяемыми объектами.
Imageware Point Processing Используется для манипуляции большим объе-
77
мом точек измерения. Модуль воспринимает
данные от большинства оптических сканеров,
координатно-измерительных машин (CMM),
рентгеновских сканеров, а также конечноэлементных сеток.
Модули системной интеграции
программирования и обмена данных
NX/Manager
NX/KF
(Knowledge Fusion)
Image Polygon Modeling Представляет набор инструментов для работы с
NX/Translator Обеспечивает взаимодействие систем автомати-
Обеспечивает начальный уровень управления
объектами NX (Unigraphics) и позволяет эффективно организовать работу группы пользователей системы.
Модуль проектирования на основе баз знаний.
Представляет интеллектуальную информационную подсистему поиска и анализа имеющихся
технических решений.
данными в форме сетки полигонов и триангуляции. В таком виде геометрия представляется в
таких распространенных форматах, как стереолитография (STL), виртуальная реальность
(VRML) и конечно-элементная модель.
зированного проектирования с Unigraphics с помощью перевода различных форматов данных.
группа модулей
NX/Open API
Средства пользовательского интерфейса для
прикладных систем.
Unigraphics NX позиционируется самими разработчиками как ли-
дирующий в мире программно-методический комплекс САПР, построенный на передовых компьютерных технологиях и предназначенный для создания изделий любой сложности.
В основании комплекса САПР NX лежит геометрическое ядро
Parasolid, являющееся собственностью UGS.
UGS предлагает использование компьютерного моделирования
на всем протяжении жизненного цикла машиностроительных изделий, и прежде всего в КТПП. Бесшовная интеграция приложений NX
существенно изменяет процессы создания изделия, заменяя локальные (точечные) решения на единую среду создания изделия, гаранти-
78
рующую то, что изменения 3D-мастер-модели сразу же перенесутся
на все приложения системы. Это позволяет разработчикам оперативно проверять влияние изменений на конструкцию и обеспечивать
быстрое и эффективное изменение чертежей, сеток CAE и информации для CAM-моделей [10].
Интегрированная рабочая среда содержит систему WEBинтерфейсов (INTERNET-технологии), которая позволяет объединить
усилия географически распределенных подразделений разработчиков.
В области инженерного анализа UGS предоставляет пользователю
несколько вариантов работы. Применение FEMAP удобно конструктору с ограниченным опытом в области МКЭ, а NASRTAN-NХ рекомендуется для решения сложных задач. Тесная интеграция Unigraphics c
CAE-подсистемами позволяет инженерам оперативно рассчитывать
действие внешних нагрузок, вибрацию, потерю устойчивости, поведение изделий при температурном воздействии. Кинематический анализ в
NX помогает пользователям предсказать поведение сложных механизмов сборок и изделий во время процесса проектирования. Решение
включает в себя полный набор инструментов для всех видов динамического, статического и кинематического моделирования.
NX CAM позволяет моделировать все виды обработки, в том
числе 5-осевую и высокоскоростную обработку, а также автоматизировать проектирование технологической оснастки, в том числе:
− проектирование литниковых каналов пресс-форм;
− проектирование штампов последовательного действия;
− автоматическое создание кузовных штампов;
− проектирование электродов для прошивочных электроэрозион-
ных станков и др.
Одной из замечательных возможностей Unigraphics является
большое количество так называемых «визардов», или мастеров в
русскоязычной версии (wizard в дословном переводе – волшебник).
Мастера – это программы, выполняющие типовые последовательности действий, которые работают в удобном для инженера режиме детерминированного диалога, ведущего пользователя за собой. Напри-
79
мер: Mold-Wizard – диалоговое создание литьевых форм; GearWizard – построение зубчатых зацеплений; DieEngineer-Wizard – про-
ектирование пресс-форм.
Геометрический моделлер NХ легко справляется с большими
сборками любой сложности, но требует для уверенной работы применения достаточно мощных компьютеров с соответствующей масштабу сборки оперативной памятью.
Чертежный (2D) режим рассчитан на западную технологию до-
кументирования. Существуют доработанные (локализованные) российскими фирмами средства, позволяющие использовать в
Unigraphics стандарты ЕСКД, но, как показывает практика, они по
своим возможностям уступают специализированным отечественным
«чертежным» системам. Потому на российских предприятиях нередко можно встретить сочетание электронных моделей NX, как, впрочем, и других тяжелых систем, с более легкими средствами разработки технической документации.
3.2.2. РЕШЕНИЯ DASSAULT SYSTEMES
Компания Dassault Systemes (DS) [11] лидирует в мировой гонке
рынка CAD/CAM-систем попеременно с другими разработчиками
высокоуровневых САПР.
История DS началась в 1975 г., когда французская фирма Avions
Marcel Dassault приобрела права на САПР CADAM (ComputerAugmented Drafting and Manufacturing) у компании Lockheed и таким
образом стала одним из первых интеграторов САПР в Европе.
С 1977 г. ведутся собственные разработки CAD/CAM в компью-
терном подразделении Dassault, на базе которого в 1981 г. была создана дочерняя компания Dassault Systemes.
В 1982 г. на рынке появилась первая коммерческая версия
CATIA-1 (Computer Aided Three-dimensional Interactive Application)
как специальный продукт для трехмерного проектирования, поверхностного моделирования и разработки программ для ЧПУ. В 1984 г. в
систему CATIA были добавлены возможности черчения, обеспечивающие ей полную независимость от CADAM.
80
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]