Если в предыдущих версиях работа с объемными моделями велась в отдельном модуле, то теперь как плоская, так и объемная модель могут отображаться и редактироваться в едином окне. Повысилось качество отображения 3D-модели, средства её визуализации стали проще и удобнее в использовании.

Улучшен модуль подготовки управляющих программ. Появилось динамическое трёхмерное отображение траектории движения инструмента. Стало возможным автоматическое перемещение инструмента выше максимальной высоты Z модели при переходах внутри ними и между конструктивными элементами, а также задание абсолютных координат обработки конструктивного элемента. Появилась библиотека инструмента с данными о подаче, оборотах и т.п., а также возможность считывания таких параметров из различных баз данных.

ADEM 6.0

Основные отличия данного модуля произошли при подготовке NC-программ. Введены функции подбора необработанных зон для 3Х обработки, контроль параметров подхода и отхода от поверхностей. Новыми функциями являются также 5Х фрезерование и объёмная карандашная обработка. Выход версии 6.0 на российском рынке планировался в середине 1999 года.

3.4 ГРАФИКА-81

Работа над комплексом "ГРАФИКА-81" начата в 70-х годах. К 1981 году сложилась основная идеология построения комплекса и создана первая версия.

Идеология построения предполагала создание CAD/CAM - интегрированного комплекса с универсальным ядром, применимым для решения задач различного функционального назначения, и прикладными системами. В комплексе заложена и реализована идея проектирования "сверху вниз", т.е. начиная от ввода модели проектируемого изделия и кончая выпуском конструкторско-технологической документации, подготовкой управляющей информации для станков с ЧПУ, координатографов и фотоплоттеров. Так, например, для проектирования в машиностроении на первом этапе создается объемная геометрическая модель проектируемого изделия (комплекса или отдельной детали), решаются задачи отработки внешнего вида, компоновки, производятся необходимые расчеты и выпускается конструкторско-технологическая документация. Та же объёмная модель используется для моделирования процессов обработки на станках с ЧПУ. Преимущества такого подхода очевидны: на 3D модели выявляются ошибки, допущенные при конструировании, что достаточно трудно обнаружить по трём проекциям, сокращается время создания чертёжной документации, не требуется вводить повторно информацию для моделирования процессов обработки на станках с ЧПУ и т.п.

Помимо возможности проектирования "сверху вниз" комплекс "ГРАФИКА-81" имеет следующие отличительные особенности:

- модульное построение, возможность использования отдельного набора программных модулей для решения

конкретных задач пользователя;

-рациональная структурная организация программных средств комплекса, что позволяет эффективно работать на сравнительно простых технических средствах (минимальный объем требуемой оперативной памяти 600 Кбайт, операционная система MS DOS) или экономить память и повысить быстродействие на других технических средствах;

-информационная совместимость с другими системами по форматам DXF и IGES;

- наличие комбинированного способа создания объёмных геометрических моделей (твердотельных,

поверхностных и 2,5D);

- наличие встроенных средств для создания гипертекстовых систем, с использованием которых написаны инструкции пользователю и разделы HELP;

- использование компактных структур данных в системах комплекса, что позволило, например, для моделей на плоскости сократить объём занимаемой памяти в 2 раза , а для объемных моделей - в 20 раз по сравнению с аналогами, имеющимися на российском рынке;

- возможность переноса программного обеспечения (ПО) на различные платформы и создание интерфейсов по требованию заказчиков.

Комплекс предназначен для автоматизации проектно - конструкторских работ, выпуска чертёжной документации, создания объемных геометрических моделей изделий, в том числе кинематических, моделирования процессов обработки деталей и подготовки управляющей информации для станков с ЧПУ.

Комплекс позволяет решать задачи объёмной трассировки, например, трубопроводов, электрических соединений и т.п., а также автоматической трассировки соединений на принципиальных схемах, печатных платах и микросборках.

Комплекс в свой состав включает систему геометрического моделирования и выпуска конструкторско-технологической документации "ГРАФИКА-81-2D", систему объёмного геометрического моделирования "ГРАФИКА-81-3D", систему трассировки соединений на принципиальных схемах и печатных платах "ГРАФИКА-81-ТР", систему для создания гипертекста "ГРАФИКА-81-ГТ". В комплекс включена система для подготовки управляющей информации для станков с ЧПУ. Комплекс программных средств организован таким образом, что, с одной стороны, все системы тесно связаны между собой по информации, с другой, каждая система может быть использована самостоятельно. В системе "ГРАФИКА-81-3D" помимо объёмного геометрического моделирования имеются развитые средства для проектирования чертёжной документации, при этом нет необходимости дополнительно использовать систему "ГРАФИКА-81-2D". В то же время "ГРАФИКА-81-2D"занимает существенно меньший объём памяти и имеет большее быстродействие из-за отсутствия операций с объёмными телами и упрощенной структуры данных. Ядро этой системы имеет специальные интерфейсы для подсистем проектирования в радиоэлектронике. Система "ГРАФИКА-81-2D" позволяет создавать сложные графические объекты из примитивов (точек, линий, дуг, сплайнов и т.п.); редактировать построенные объекты (удалять, размножать, переносить, изменять масштаб и т.д.);редактирование возможно на уровне графических примитивов и на уровне блоков изображений, рассматриваемых как единое целое; создавать и вести библиотеки различного типа (пользователю могут быть поставлены уже созданные библиотеки для различных областей применения); автоматически получать спецификации на чертежах; получать чертежи на плоттерах и матричных принтерах различных типов.

На рис. 3 приведен пример создания чертежной документации на детали типа "тел вращения". Для такого типа деталей создана параметрическая база данных отдельных элементов (конические валы, резьбы, скругления, фаски, подшипники и т. п.). Использование этой базы данных позволяет ускорить процесс выпуска чертежной документации и подготовки управляющей информации для станков с ЧПУ. Система "ГРАФИКА-81-3D" обеспечивает пространственное моделирование конструкций и моделирование процессов обработки деталей на станках с ЧПУ. Система позволяет проставлять размеры на пространственных схемах, производить расчет массоинерционных характеристик, решать задачи отсечения 3-х мерных объектов произвольной плоскостью, склеивания 3-х мерных объектов, операции объединения, пересечения и разности 3-х мерных объектов.



Рис. 3.

Система имеет возможность комбинированного представления моделей пространственных конструкций: проволочное, состоящее из ломаных, дуг второго порядка и сплайнов третьего порядка; 2,5-мерное, типа многогранников, в виде тела, заданного отдельными сечениями, тела вращения и тела движения, полученных путем преобразования плоских объектов; 3-х мерное представление объектов, аппроксимированных многогранниками, в виде твердых тел и поверхностей, заданных криволинейными участками.

Система обеспечивает следующие режимы работы: пакетный; интерактивный с использованием "подсказок"; интерактивный с использованием меню, создаваемого самим пользователем средствами подсистемы.

С использованием системы были созданы объёмные модели внешнего облика всех модулей орбитальной станции МИР, объёмная кинематическая модель и компьютерный фильм ФЕРМЫ-3.На рис.4 показан фрагмент объёмной геометрической модели орбитальной станции МИР.

Рис. 4.



В комплексе используется система подготовки управляющей информации, разработанная на заводе "Красный пролетарий". Система предназначена для получения управляющей информации для 2,5 координатной обработки. Система имеет встроенный 2D геометрический процессор для построения контуров 2,5 координатной обработки. По заданному контуру автоматически генерируется программа для станков с ЧПУ. Через специальный интерфейс с системой "ГРАФИКА-3D" может быть передан набор сечений 3D геометрической модели детали.

Комплекс "ГРАФИКА-81" эксплуатируется на ряде заводов по ремонту нефтебурового оборудования для выпуска конструкторско-технологической документации и подготовки управляющей информации для станков с ЧПУ.

Комплекс применяется также для объёмного геометрического моделирования крупногабаритных космических конструкций.

3.5 БАЗИС 3.5

Программные продукты для САПР под маркой БАЗИС давно и прочно обосновались на рынке России и ближнего зарубежья. Все они отличаются, прежде всего, строгой ориентацией на решение конкретной и актуальной задачи, а именно на резкое повышение производительности труда конструктора и технолога за счет следующих факторов:

- быстрая разработка, подготовка и выпуск различных эскизов, чертежей, технических рисунков и других чертёжно-конструкторских документов;

- широкие возможности для формирования новых документов на базе ранее созданных прототипов;

- мощный аппарат редактирования любых элементов и чертежа в целом;

- наличие удобных средств фрагментации и дефрагментации изображений;

- большие возможности для работы с типовыми элементами проектирования.

Не стала исключением и новая версия системы. Коротко ее можно охарактеризовать так: БАЗИС 3.5 - это сплав десятилетнего опыта разработчиков системы и её пользователей с новейшими принципами программирования и организации интерфейса. Это не принципиально новая система (принципиально новых отечественных систем в этом секторе программной индустрии, увы, нет, да и зарубежных практически тоже), а доведённая до совершенства автоматизированная реализация традиционных методов и способов конструирования, позволяющая эффективно применять БАЗИС на всём цикле проектирования изделия: от эскизного проекта до ремонтных чертежей.

Аппаратное обеспечение.

Благодаря использованию самых современных инструментальных средств программирования и тщательной проработке всех применяемых алгоритмов система БАЗИС достаточна компактна и предъявляет такие требования к компьютеру, которые в состоянии удовлетворить практически любое предприятие: процессор 486 DX; оперативная память 8 Мбайт; графический адаптер SVGA; видеопамять 512 Кбайт; пространство на жёстком диске 5 Мб; операционная система Windows95/98 или WindowsNT.

Интерфейс пользователя.

При практическом одинаковых функциональных возможностях наиболее распространённых «легких» САПР организация интерфейса пользователя системой приобретает важное, если не сказать определяющее, значение. Ведь интерфейс - это первое, на что обращает внимание потенциальный пользователь любой системы, и то, с чем он ежедневно будет сталкиваться при её практическом использовании. Даже небольшие шероховатости интерфейса могут сформировать стойкое негативное отношение к неплохой, в общем-то, системе, если с ними приходится сталкиваться изо дня в день. Удобство, наглядность и предсказуемость - вот три основополагающих принципа, реализованных в системе БАЗИС 3.5. Все команды системы тщательно сгруппированы по классам с тем, чтобы максимальный уровень их вложенности не превышал двух. Меню команд расположено горизонтально в одном месте экрана. Это обусловлено двумя причинами: во-первых, восприятие горизонтально расположенной информации более привычно для человеческого глаза (хотя есть, конечно, и исключения), а во-вторых, расположение всех команд в одном месте не рассеивает внимание пользователя и минимизирует количество манипуляций, необходимых для обращения к требуемой команде. На первый взгляд пристальное внимание к этому кажется несущественной мелочью, но это далеко не так.

Некоторые системы созданы таким образом, что процесс проектирования в них ведется так, как его представляет себе программист, разрабатывающий программы, а не конструктор. В результате наличие огромного количества экзотических возможностей, интересные математические «навороты» оказываются «мёртвыми» для конечного пользователя и только утяжеляют интерфейс.

В БАЗИСе наглядность интерфейса реализована при помощи ясного и понятного языка пиктограмм, а также кратких и развёрнутых подсказок, выдаваемых системой на различных этапах работы с ней.

Подсказки сделаны таким образом, что с одной стороны они существенно помогают начинающему пользователю, а с другой стороны совершенно «незаметны» для профессионала, за исключением, разумеется, сообщений об ошибках. Это позволяет концентрировать внимание на работе, а не на изучении кнопок. На экране доминирует чертёж, и все подчинено одному - эффективной работе с ним.

БАЗИС позволяет конструктору работать в традиционной для него манере и оперировать привычными понятиями. Функциональные возможности системы ограничены разумной необходимостью, и отобраны в результате тщательного анализа работы конструкторов на предприятиях различного профиля.

Таким образом, БАЗИС - одна из ряда «легких» графических систем, позволяющая не только быстро создавать и легко редактировать чертежи, но и служащая надёжным фундаментом всей дальнейшей работы по комплексной автоматизации предприятия.

И безусловным, скрупулезно отслеживаемым является требование строгого соблюдения требований ГОСТ, и не просто формального соблюдения, а предоставления конструктору такой среды, в которой он просто не сможет сделать чертёж не по ГОСТу.

Построение изображения.

Кроме индивидуального, традиционного редактирования предусмотрены команды группового редактирования:

- ассоциативная линейная деформация элементов с сохранением или изменением их структуры. При первом способе, отрезок, например, всегда останется отрезком при любых параметрах редактирования, а при втором - он может преобразоваться, к примеру, в ломаную линию;

- ассоциативная угловая деформация элементов, которая особенно удобна при построении чертежей трубопроводов и деталей сложной формы из тонкого листа;

- трансфокация элементов относительно центра, которая используется, в частности, для редактирования деталей типа фланцев;

- угловая деформация элементов с построением проекции на плоскость чертежа. Этот способ редактирования используется, например, для получения изображения деталей, видимых на сборочном чертеже под углом.

Для ускорения построений в системе предусмотрены два режима: сетка и ортогональность. При включённой сетке маркер перемещается строго по её узлам в восьми направлениях. Режим ортогональности предназначен для точного построения горизонтальных и вертикальных линий. В системе БАЗИС 3.5 он настраиваемый, то есть пользователь может задать сектор, перемещение маркера, в пределах которого будет считаться горизонтальным или вертикальным.

В системе БАЗИС 3.5 действует режим автономных команд. Он позволяет, не прерывая выполнение текущей команды провести целый ряд дополнительных действий:

-переустановить локальную систему координат;

- изменить размер области рисования;

- точно установить маркер в любую точку или на любой элемент;

- включить или выключить сетку и режим ортогональности;

- изменить тип линии для построения элемента;

- получить различную справочную информацию о любом элементе, а также измерить длины и углы;

- провести различные вспомогательные построения.

Структуризация элементов.

Существует множество предопределенных структурных элементов: это размер, область штриховки, элемент оформления чертежа (спецзнак), основная надпись (штамп, технические требования, вид, блок и фрагмент. Несколько в стороне от них стоит еще один структурный элемент - слой.

Часть из них формируется системой в процессе работы независимо от желания пользователя (размер, спецзнак, штамп), другие - специальными командами по его желанию (блок, слой, вид), а фрагмент является временным структурным элементом, существующим только в процессе выполнения некоторых команд. Общим для них является то, что работа с ними ведется как с единым целым. Вид - это автономная область хранения информации на листе в определенном масштабе. В каждом виде информацию можно разбивать на слои. Слои разных видов не связаны между собой. Все построения записываются в текущий слой текущего вида.

Слой в системе БАЗИС представляет собой некоторую независимую область хранения информации. Он может включать в себя любые элементы и находиться в одном из четырех состояний:

- текущий слой - это тот слой, с которым в данный момент работает пользователь;

- активный слой - слой, в котором имеется информация, и который виден на экране;

- невидимый слой - слой, в котором имеется информация, но который в данный момент не виден на экране;

- пустой слой.

Количество слоев в каждом виде - 256. Для работы со слоями предусмотрены следующие команды:

- назначение состояния и цвета слоя;

- сдвиг и поворот слоя;

- наложение изображения из одного слоя на изображение в другом слое;

- сложение слоев;

- "расслоение" изображения, то есть перенос части (или всего) изображения из одного слоя в другой.

Правильная организация работы со слоями позволяет решить очень многие актуальные задачи проектирования, например, автоматизированное формирование и деталировка сборочных чертежей, проведение несложного кинематического анализа работы механизмов, анализ взаимного расположения коммуникаций на поэтажных строительных планах и многие другие.

В системе БАЗИС 3.5 существует большая группа команд, работающих одновременно с несколькими элементами. Для этих команд введено понятие выделенного фрагмента - множества указанных пользователем любых элементов (кроме слоя), объединённых только для выполнения определенной команды. Он формируется перед выполнением соответствующей команды.

Аппарат работы с выделенным фрагментом достаточно широк и включает в себя следующие команды:

- сдвиг, поворот и удаление фрагмента;

- симметричное отображение фрагмента с сохранением соответствия проставленных на нём размеров требованиям ЕСКД;

- копирование фрагмента по направлению заданного вектора с заданным шагом.

- копирование фрагмента по окружности. Может успешно применяться, например, для обрисовки мест фиксации инструмента на делительной головке;

- копирование фрагмента в указанную точку - незаменимая возможность для размещения фасонных пазов на поверхности плиты;

- временное сохранение фрагмента в буфере и

воспроизведение его по мере необходимости;

- сохранение фрагмента на диске или в специальной библиотеке фрагментов для использования при создании других чертежей.

Фактором, существенно повышающим производительность труда при использовании системы БАЗИС 3.5, является возможность работы с блоками. Блок по смыслу очень близок к фрагменту за исключением трёх моментов: во-первых, структура блока сохраняется до тех пор, пока пользователь не примет решение о его ликвидации; во-вторых, блоки могут быть вложенными, то есть включать в себя другие блоки, причем глубина вложенности ничем не ограничена; и, в-третьих, блок имеет имя. Формируются блоки точно также как и фрагменты. Обратиться к любому блоку можно либо по имени, либо указанием на любой входящий в него элемент.

Область штриховки - еще один структурный элемент системы БАЗИС 3.5. Для задания областей штриховки имеются две основные возможности: перечисление в произвольном порядке элементов, ограничивающих подлежащую штриховке область, и указание произвольной внутренней точки замкнутой области. В последнем случае формируется область минимальной площади вокруг заданной точки. БАЗИС 3.5 поддерживает работу со всеми типами штриховок, предусмотренными ЕСКД, и позволяет редактировать шаг и угол наклона линий штриховки ранее заштрихованных областей.

Под спецзнаками понимаются некоторые стандартные элементы оформления чертежа, такие как обозначение баз, шероховатостей, допусков форм и расположения поверхностей и тому подобное. Множество включённых в БАЗИС спецзнаков соответствует ЕСКД. Выбор нужного спецзнака производится из специального меню.

Создание и заполнение основной надписи (штампа) пользователь может производить в любой момент построения чертежа. БАЗИС 3.5 не требует обязательного определения формата листа в начале работы. В случае насыщенных чертежей удобно строить отдельные виды и сохранять, а затем компоновать из них готовый чертёж. Система поддерживает различные типы штампов, кроме того, имеется утилита для формирования новых их типов. Для заполнения штампа достаточно просто указать мышкой нужную графу и набрать строку. Технические требования также можно размещать на чертеже как в процессе его построения (естественно, после ввода штампа), так и при компоновке. Они размещаются автоматически над основной надписью, выдерживая определенные ЕСКД правила. Одной из отличительных особенностей системы БАЗИС является наличие удобного аппарата для простановки размеров на чертеже.

Система БАЗИС позволяет проставлять и редактировать любые типы размеров. Для каждого типа размера предусмотрен свой, наиболее удобный способ построения. Значения размеров могут вычисляться автоматически с заранее заданной точностью, или же задаваться вручную. Точно также предельные отклонения могут вычисляться автоматически по указанному квалитету, либо задаваться вручную, причём в системе имеется база данных квалитетов, которая открыта для пополнения и редактирования пользователем. Система автоматически отслеживает попадание размерной надписи в запрещенную зону и размещает её в этом случае на выносной полке. Кроме того, пользователь может и сам поместить размерную надпись на выносной полке в случае, если это необходимо. При формировании размерной надписи пользователю предоставлены еще две дополнительные возможности:

- сформировать надпись из двух строк, одна из которых будет находиться под размерной линией;

- задать правило написания квалитета, так как в ряде случаев требуется написание и квалитета, и предельных отклонений, а в ряде случаев - только квалитета, или только предельных отклонений.

При простановке группы однотипных размеров, например, резьбовых, достаточно перед началом группы один раз задать соответствующий атрибут, а далее ставить обычные линейные или диаметральные размеры. Для каждого типа размеров в системе имеются средства редактирования, позволяющие практически полностью перестроить любой размер.

Ввод текстовой информации.

Текстовая информация является неотъемлемой частью любого чертежа. Сюда относятся технические требования, размерные надписи, таблицы, основная надпись и многое другое. Та часть текстовой информации, которая является обязательной на чертеже, в системе БАЗИС фигурирует, как структурные элементы и описана выше. Однако часто бывает необходимо разместить на чертеже таблицу, или просто ввести несколько текстовых строк. Для каждой вводимой строки определяются высота и угол наклона символов, коэффициент сужения и угол наклона строки, а в случае ввода нескольких строк - расстояние между ними. Помимо привычного, строчного расположения текста есть возможность располагать его по окружности.

В системе БАЗИС предусмотрен механизм включения в текстовые строки различных часто встречающихся символов, которых нет на клавиатуре, например, обозначение шероховатости, текстовой дроби, параграфа, математических формул, букв греческого алфавита и т.д.

Достаточно часто на чертежах встречаются различного вида таблицы. Предлагаемые системой БАЗИС возможности позволяют создавать и редактировать таблицы, состоящие из произвольного количества столбцов и строк.

Инженерные расчеты.

Конечно же, для серьёзных инженерных расчетов существуют мощные программы, но бывает необходимо оперативно провести оценочный расчет каких-то параметров изделия. Для этих целей в БАЗИС 3.5 предусмотрена команда расчета весовых и моменто-центровочных характеристик тел вращения и тел выдавливания. Она позволяет рассчитать площадь поверхности, объём, массу, положение центра тяжести и целый ряд других параметров изделия.

Во многих случаях при разработке нового изделия необходимо постоянно отслеживать его прочностные характеристики. Общий вид и параметры изделия еще точно не определены, поэтому постоянно применять МКЭ весьма накладно. БАЗИС 3.5 решает эту проблему, предлагая пользователю произвести оценочные прочностные расчеты, представив изделие в виде консоли или балки на двух опорах. Это можно сделать для достаточно широкого класса изделий. Получаемая при этом точность вполне приемлема, и позволяет сделать выводы о путях дальнейшей работы над изделием с этой точки зрения.

После того, как чертеж или группа чертежей полностью сформированы, их можно просмотреть на экране в том виде, как они будут выглядеть на бумаге. Если плоттер или принтер не позволяют за один раз вывести чертеж большого формата, то система автоматически разобьёт его на нужное количество листов. С другой стороны для экономии времени вывода и бумаги несколько небольших чертежей можно вывести на одном листе большого формата. Компоновка листа производится простым перемещением чертежей при помощи захвата их мышкой и перетаскивания на новое место. При выводе на печать указывается количество и порядок вывода копий, а также отмечаются те листы, которые не надо выводить.



Связь с другими приложениями.

В настоящее время необходимой возможностью любой САПР является наличие средств обмена информацией с другими конструкторскими, технологическими и расчётными задачами. Стандартом де-факто многие приложения CAD/CAM считают формат DXF.В силу этого в БАЗИС включена возможность экспорта и импорта информации в этом формате. Более того, максимально полная поддержка формата DXF и отслеживание его изменений - одно из обязательных условий дальнейшего развития системы.

Помимо обмена информацией через DXF разработчики системы БАЗИС практикуют прямой обмен информацией с другими системами. На этом пути есть целый ряд очень интересных решений. Наиболее глубокой, успешно применяемой на целом ряде предприятий является интеграция с автоматизированной системой технологической подготовки производства АРБАТ.

Данный комплекс решает абсолютное большинство проблем комплексной автоматизации на предприятиях практически любого профиля. Также успешно БАЗИС работает совместно с системой объёмного моделирования и получения управляющих программ для станков с ЧПУ МАСТЕР+.

Сколь современной и мощной ни была бы САПР, она никогда не сможет решить всех проблем предприятия. Практически всегда существует, либо появляется со временем необходимость доработки тех или иных функций, включения в систему специфических, характерных для конкретного предприятия, возможностей, подключения к ней различных пользовательских задач. Для решения этих задач и предусмотрен CALL-интерфейс, предоставляющий пользователю возможность программного доступа ко всем элементам и возможностям системы БАЗИС из стандартных языков программирования.

Написанная с использованием CALL - интерфейса программа является по сути дела новой командой системы БАЗИС, она также интерактивно вызывается из системы, имеет доступ к любому ранее построенному элементу и в результате её работы может получаться фрагмент или полностью оформленный чертёж.

В состав системы БАЗИС входят разработанные с помощью CALL-интерфейса библиотеки типовых элементов и расчётные задачи. Основные из них:

- библиотека крепежных изделий;

- библиотека подшипников качения;

- библиотека стандартных профилей;

- библиотека станочных приспособлений;

- библиотека фрагментов элементов принципиальных

электрических схем;

- библиотека элементов соединения трубопроводов по наружному конусу;

- модуль проектирования и выпуска рабочих чертежей пружин растяжения/сжатия;

- модуль расчета на прочность статически определимых балок.

3.6 SOLID EDGE

По мнению ведущих аналитиков, специализирующихся на системах CAD/CAM/CAE, одной из главных тенденций современного рынка САПР является активное развитие доли средних систем автоматизации, ориентированных на младшие, недорогие модели рабочих станций Unix и платформы Windows 95/NT. Следствием этой тенденции стало осознание большинством пользователей того факта, что системы младшего класса (AutoCAD, VersaCAD, CADKEY и другие) хороши только для решения определённого круга проблем и малоэффективны с точки зрения средних и крупных компаний, деятельность которых далеко выходит за рамки черчения, пусть даже и с расширенными возможностями трёхмерного моделирования. Более развитые системы типа EDS Unigraphics, ProEngineer, CATIA или CADDS требуют мощного оборудования и сами по себе достаточно дорогие. Однако, хотя большие функциональные возможности этих систем привлекли самый широкий круг пользователей, с каждым днём растет число компаний, желающих получить почти такой же "джентльменский" набор, но за более низкую цену. Воистину серьёзный САПР пошёл сегодня в народ.

Система проектирования нового поколения SolidEdge, позиционируемая компанией Intergraph как раз в наиболее активно развивающемся сегодня сегменте средних систем, которые работают в конфигурации Wintel - программной средой Windows или NT, установленной на компьютерах с чипами Intel или младшими моделями RISC-процессоров.

Весной 1996 года компания Intergraph, хорошо известная как производитель мощных графических рабочих станций и семейства продуктов для машиностроения EMS, выпустила на рынок систему SolidEdge - инструмент, предназначенный для проведения всего комплекса работ по твёрдотельному моделированию при выполнении в среде Windows на компьютерах класса ПК. Казалось бы, сегодня трудно удивить искушенного пользователя выходом нового продукта, однако отличительной особенностью SolidEdge является низкая цена около 6 тыс.долл., потребителям предоставляется полная функциональность по выполнению основного объёма работ, связанных с проектированием изделий машиностроения.

Следует заметить, что данная система - это отнюдь не очередная версия чертёжного автомата, заменяющего кульман разработчика, а попытка полного переосмысления самого процесса проектирования в машиностроении. Потребовалось почти два десятилетия с момента появления первых САПР, чтобы сначала тяжёлые, а потом и средние системы автоматизации стали позволять конструктору работать в традиционной, привычной для него манере. Система параметрического твердотельного моделирования SolidEdge - пример одной из реализаций именно такого подхода, в корне меняющего представление о реальных прикладных возможностях машинной графики.

Solid Edge позволяет удовлетворить такие пожелания пользователей, как:

- потребность в лёгкой для освоения САПР с системой команд, ориентированной на конкретный процесс решения прикладной задачи;

- открытость новой системы автоматизации и в первую очередь возможность свободного обмена информацией между различными CAD/CAM/CAE-системами;

- стремление пользователей, на рабочих местах которых установлен двумерный САПР (а таких рабочих мест в мире 600 тыс.) иметь возможность работать с твёрдотельными моделями.

В системе SolidEdge предусмотрены следующие функциональные возможности, которые обеспечивают ей

достойное место в ряду тяжелых САПР:

- моделирование деталей. Набор средств создания сложных твёрдотельных параметрических моделей в

трёхмерном пространстве. Основная задача пользователя при работе с модулем моделирования - представить конечный результат, а система уже сама позволит воплотить его в требуемой форме.

- создание сборочных узлов. Разработка новых узлов и деталей с привязкой их к уже существующим элементам конструкции. Здесь решается задача ориентирования в большом количестве отдельных деталей путем использования многоуровнего дерева, отражающего структуру сборочного узла. На любом этапе проектирования можно выявить и исправить ошибки размещения деталей.

- оформление чертежей. В полуавтоматическом режиме создаются чертежи отдельных деталей и сборочных узлов, а также сборники чертежей. Чертёж вместе с изометрическими проекциями, выносными видами, разрезами и т. п. всегда соответствует текущей версии модели. Предусмотрена автоматическая простановка размеров и формирование спецификаций.

- поддержка рабочих групп. Средства организации работы коллектива проектировщиков, позволяющие

распределить общий проект между рабочими местами, объединёнными в сеть, и обеспечить контроль за ходом процесса создания нового изделия.

- архивация. Кроме хранения в многоуровневом архиве собственных чертежей и моделей, предусмотрена работа по использованию в новых проектах разработок, выполненных или выполняемых с помощью других систем автоматизации (AutoCAD, Microstation, EMS).

- интеграция в электронный офис. Поддержка стандарта OLE позволяет рассматривать Edge как расширение привычного набора функций электронного офиса. Возможна интеграция с Word, Excel, Access, а также доступ к ресурсам SolidEdge из собственных прикладных программ пользователя.

Единый пользовательский интерфейс позволяет управлять всеми перечисленными функциональными возможностями SolidEdge, используя понятный каждому конструктору язык, настраиваемый на специфику конкретного применения. Сегодня SolidEdge - первая из CAD-систем, имеющая сертификат совместимости с продуктами Microsoft-Microsoft Office Compatible.

Твёрдотельное моделирование.

Многие из существующих САПР реализуют возможности твёрдотельного моделирования, однако изначальная ориентация SolidEdge на среду Windows позволяет минимизировать количество операций, необходимых для ввода данных. Это не только ускоряет, но и упрощает моделирование. Если же учесть, что система предназначена специально для пользователей, занятых в машиностроительной сфере, то, по мнению аналитиков, работа с системой становится более естественной и соответствует привычному ходу мыслей конструктора - проектировщика.

В качестве одной из рабочих схем при формировании модели детали в системе используется парадигма добавление - удаление материала. При этом пользователь выбирает рабочую область, рисует в ней контур будущей детали, а затем, как скульптор, указывает пределы и направление перемещения резца, удаляющего "все лишнее".

Для геометрического представления тел SolidEdge использует ACIS - программный продукт компании Spatial Technology. При этом принцип проектирования на основе конструкторско-технологических элементов позволяет избежать использования традиционных булевых операций, приводящих к тому, что поведение модели становится непредсказуемо. При управлении процессом создания элемента в Solid Edge его границы задаются командами типа: «до следующей поверхности», «насквозь», «до пересечения с цилиндром» и т. п. Само собой разумеется, что поддерживается автоматическое вычисление линий и поверхностей при пересечении различных элементарных объёмов, составляющих конструируемую деталь.

Система хранит всю историю работы по моделированию объекта - пользователь в любой момент может «откатиться» назад для исправления геометрии или изменения каких-либо параметров. Кроме того, можно задать режим автоматической проверки на корректность сделанных изменений, например контроль за пересечением поверхностей или предупреждение об изменении целостности контура детали при коррекции каких-либо параметров.

Для оформления построенной модели в соответствии, например, с требованиями ЕСКД в системе имеется полный набор средств, позволяющих придать модели нужный антураж. Создание ассоциативных чертежей, связанных с моделью и отражающих все вносимые в неё изменения, раньше было прерогативой только серьёзных САПР, имеющих не менее серьёзную стоимость. Теперь в системе SolidEdge можно формировать динамическую связь модель-чертёж, позволяющую всегда иметь актуальное состояние чертежа детали или сборочного узла. Для оформления собственно чертежа в системе имеется полный набор соответствующих автоматически выполняемых функций: композиция видов, построение проекций и сечений, нанесение размеров, размещение спецификаций.

Размеры на чертеже можно импортировать непосредственно из модели детали, а затем нанести дополнительные поясняющие надписи в соответствии с принятыми национальными/международными стандартами.

Для создания текстовых пояснений можно использовать встроенный редактор или любой текстовый про-цессор: Word, Notepad, Write и т. п.

Сборки.

Средства создания отдельных, пусть даже твёрдотельных деталей сегодня уже имеют многие системы класса среднего и лёгкого САПР, однако работа со сборками- это обязанность главным образом тяжёлых систем. Система SolidEdge изначально создавалась для параметрического твёрдотельного моделирования сборочных узлов. Каждая отдельная деталь сборки разрабатывается не сама по себе, а в связи с её местом в сборочном узле, частью которого она является. Ясно, что это позволяет исключить многие ошибки ещё на ранних этапах проектирования. Новые детали можно создавать, используя элементы соседних; позиционирование деталей в сборке и автоматическая установка взаимосвязи между ними, управление текущим состоянием работ по созданию сборочного узла - все это возможно в системе SolidEdge.

Остановимся чуть подробнее на сборке сверху вниз, которая позволяет проектировать сборочные узлы и создавать новые детали непосредственно в среде сборки, используя части уже созданных деталей и узлов, разработанных, в том числе, и средствами других САПР. Интересной особенностью SolidEdge является возможность задания мест соединения деталей и условия выравнивания, которые система

должна соблюдать в течение всего сеанса работы над проектом. Определенным интеллектом обладают также средства ориентации деталей в сборочном узле, которые помогают достаточно просто разобраться в сложных конструкциях, содержащих сотни, а при размещении проекта в сети и тысячи элементов. В качестве дополнительной возможности, предполагаемой при работе в режиме сверху вниз, стоит упомянуть отслеживание версий для оценки сразу нескольких вариантов решения, а также автоматический учёт взаимосвязей между деталями для выявления ошибок размещения и нестыковок.

Однако все эти возможности ничего не дадут, если не будет соответствующих средств для управления работой в большом объёме данных, связанных с проектом сборочного узла. Для этой цели в составе SolidEdge предусмотрен навигатор PathFinder, который отображает древовидную структуру сборки и помогает ориентироваться в сложных узлах, выбирать и использовать для работы необходимые детали, а также управлять процессом визуализации сборки на экране.

Очевидно, что потенциал SolidEdge превышает возможность его использования при работе над проектом только на одном компьютере. Кроме того, реалии сегодняшнего дня подразумевают при работе над проектом активное участие группы специалистов. Система SolidEdge предлагает необходимые средства для управления данными, позволяющие обеспечить согласование работы проектировщиков над сборочным узлом. Кроме файлов с геометрической информацией, в системе предусмотрено хранение блока атрибутивных данных, содержащих описание проекта: аннотацию, текущее состояние, версию, данные о конструкторах, уровень доступности и т.п.

Каждый из этих атрибутов может служить критерием поиска, перемещения и использования определённой модели. Для более эффективной организации работы групп файлы модели могут передаваться по электронной почте между членами коллектива разработчиков.

Полезные «мелочи».

Разработки компании Intergraph традиционно отличались оригинальными и весьма интеллектуальными решениями - другое дело, что с ними мог работать сравнительно ограниченный контингент пользователей в силу узкой направленности компании на ВПК, ориентации на собственную аппаратуру и относительно высокой стоимости. С появлением системы SolidEdge, предназначенной для широкого круга пользователей, ситуация в корне изменилась.

В системе SolidEdge можно отметить две полезные «мелочи»,существенно облегчающие работу конструкторов и проектировщиков: набор интеллектуальных средств и стандарт OLE for D&M.

Заложенный в систему интеллект позволяет SolidEdge не только распознавать и воплощать замыслы пользователя, но и предвосхищать его действия в процессе работы над проектом. Это даёт возможность сократить число шагов и операций, а в конечном счёте и время разработки изделия в целом.

QuickPick - автоматический выбор примитива. Облегчение процесса выбора (указания) геометрических примитивов, необходимых для построения. При перемещении курсора рёбра, поверхности, фаски, скругления и другие элементы выбираются и выделяются автоматически. При работе с затенённым изображением QickPick позволяет выбрать невидимые примитивы, закрытые другими поверхностями, что избавляет от необходимости постоянно вращать модель. Особенно полезны функции QuckPick при неоднозначном выборе, когда в области курсора оказывается сразу несколько примитивов-достаточно одного щелчка клавиши мыши, чтобы правильно выбрать нужный элемент. Все это исключает применение весьма часто используемой в традиционных CAD-системах функции отмена/подтверждение.

SmartSketch - интеллектуальный эскиз. При создании профиля автоматически выделяются ключевые точки эскиза: конец или середина отрезка, точка сопряжения, касания и т. п. Также автоматически определяется и соответствующим образом обозначается взаимное расположение примитивов: вертикальность, перпендикулярность, параллельность и т.п.

FreeSketch - точная геометрия при рисовании «от руки». Преобразование наброска, сделанного от руки, в строгие геометрические примитивы: дуги, окружности, прямые и т.п.

SmartStep - история внесения изменений. Данный инструмент позволяет воспроизвести многошаговый процесс построения элементов модели с помощью линейки из пиктограмм. Выбрав нужную пиктограмму, пользователь получает доступ к соответствующему шагу истории своей работы и может непосредственно в нём внести требуемые изменения.

Одной из интересных особенностей SolidEdge является использование разработанного для Windows стандарта на связь трёхмерных объектов - OLE для дизайна и моделирования (OLE for D&M). Стандарт позволяет в среде Windows обеспечить различным приложениям обмен геометрической информацией о трёхмерных моделях. С помощью обычных команд копирования и вставки, использующих буфер обмена оболочки Windows, можно «перетаскивать» трёхмерные модели из одной программы в другую. Эта возможность полезна, например, при работе с текстовым процессором - созданный тест можно поместить непосредственно в поле спецификации или чертежа, либо наоборот, вставить геометрическую модель, созданную средствами SolidEdge, в тело документа, подготовленного с помощью Word. Такой способ интеграции возможен для всех приложений, поддерживающих стандарт OLE, что позволяет объединять в единое целое необходимые для решения задачи приложения.

В системе предусмотрены серверы данных OLE, которые дают возможность не только просматривать геометрические модели, созданные в других CAD-системах, но и использовать их в сборочных узлах. Одним из «побочных» следствий такой возможности является сохранение инвестиций, вложенных в предыдущие реализации САПР на предприятии заказчика - все накопленные на момент перехода к SolidEdge модели, чертежи, спецификации и сборочные узлы можно безболезненно интегрировать в новую рабочую среду.

С точки зрения традиционных,«тяжёлых» САПР перечисленные особенности SolidEdge, может быть, и не являются «откровением». Но если учесть, что функциональность этой системы доступна при существенно более низкой стоимости и при работе с компьютерной конфигурацией, принадлежащей совсем другой категории аппаратных средств, то видно, что SolidEdge заслуживает самого пристального внимания. В результате широкие слои отечественных пользователей, воспитанных на AutoCAD и часто не имеющих под рукой ничего лучше ПК с Windows или NT, получили доступ к реальным полноценным возможностям современного САПР. Для успешного функционирования SolidEdge достаточно следующей минимальной конфигурации: 80486, память 32 Мбайт, диск 100 Мбайт, монитор 1024*768, ОС Windows 95 или NT.

Открытая архитектура SolidEdge позволяет достаточно быстро интегрировать эту систему в уже

функционирующие программно-аппаратные конфигурации, что особенно важно сегодня, когда актуальным является переход к современным САПР не столько от дедовских способов проектирования за кульманом, а скорее уже от чертежно-графических систем класса ПК, для которых уже накоплены к сегодняшнему дню достаточно объёмные архивы электронной конструкторско - проектной документации. Именно возможности 3-хмерного проектирования, присущие больше «тяжёлым» САПР в купе с возможностью работы с данной системой на обычном ПК (прерогатива «лёгких» САПР),а также простота освоения, система подсказок и помощи, совмещение с широко распространённой ОС Microsoft Windows, возможность создания детали в контексте сборки и прочие «полезные мелочи» заставили отдать предпочтение именно этой системе при подготовке к данной работе.



4. СОЗДАНИЕ СТАНДАРТНЫХ ДЕТАЛЕЙ В СИСТЕМЕ SOLIDEDGE

4.1 ПАЛЕЦ УСТАНОВОЧНЫЙ ЦИЛИНДРИЧЕСКИЙ ПОСТОЯННЫЙ

Чтобы получить данную стандартную деталь в системе SolidEdge, необходимо произвести в нужной последовательности ряд операций. В частности, для установочного цилиндрического постоянного пальца, потребуется:

Выбрать программу Solid Edge Part.

Выбрать пиктограмму (команду) Revolved

Protraison и плоскость, в которой будет находиться ось вращения детали.

С помощью пиктограммы (команды) «линия» Line

изобразить контур половины пальца замыкаемый осью вращения (рис.5). При этом в окошке Length будет видна длина вычерчиваемой линии в мм, в том же окошке можно задать точное значение этой линии, а в окошке Angle указывается размер угла в градусах между проектируемой линией и горизонтальной осью Х в данной плоскости.

Относительно же оси Х есть возможность двигать линии, заданные перпендикулярно или с наклоном к ней, то есть параметрически изменять деталь, увеличивая или уменьшая её горизонтально заданные линии. Частично подобную операцию можно проводить и с линиями, заданными параллельно горизонтальной оси.

Задать ось вращения Axis of Revolution. Дать

команду Finish для завершения работы в данной плоскости. При этом может появиться окошко с указанием каких-то ошибок, возможно совершённых при задании контура половины пальца. При отсутсвии ошибок программа вернётся к трёхмерной работе и самостоятельно разместит в пространстве плоскую деталь.

В окошке Angle зададим угол вращения детали:

360 градусов. Нажав левой клавишей мыши в любом месте экрана, команда на вращение будет выполнена (см. приложения, рис.1).Поскольку в данной детали не требуется дополнительных операций типа получения фасок, вырезания отверстий и т.д. то кнопкой Finish подтвердим завершение работы. Сохранить её можно как внутри SolidEdge, так и вне её, например, как картинку с расширением jpg. Запись происходит по той же схеме, как и ан логичная команда в ОС Windows. Так же, с помощью пиктограмм, расположенных в верхней строке, можно производить с деталью ряд простых эволюций: увеличение изображения Fit или части изображения Zoom Area, уменьшение его же Zoom Out,перемещение чертежа с помощью мыши Pan, вращение относительно трёх осей Rotate или по конкретным точкам условного куба Common Views. А при выборе Shade,деталь станет «твёрдой» (приложения, рис.2).

Рис. 5.

4.2 ПРИХВАТ ПЕРЕДВИЖНОЙ ФАСОННЫЙ

Вариант исполнения 1:

Прихват 7011-0576 ГОСТ 14732-69.

Запускаем программу Solid Edge Part.

Выбираем пиктограмму Sketch и плоскость,в ко-

торой задаём нижнюю часть прихвата (приложения, рис.3). Нажимаем кнопку Finish.

3) С помощью пиктограмм Protrusion и Selekt from Sketch делаем эту часть прихвата объёмной, задав толщину в окошке Distance. Затем «вырезаем» в объёмной детали отверстия под крепление приспособления с помощью Cutout, Selekt from Sketh и Distance (приложения, рис.4).

4) Повторяем пункты 2 и 3 для задания верхней части прихвата (приложения, рис.5).

Задаём радиусы скругления через Round,

величина скругления задаётся в окошке Radius (приложения, рис.6). Shade и Finish.

7) «Твёрдая» деталь приложения, рис.7.



ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Использование систем автоматизированного проектирования для создания станочной оснастки является необходимым шагом на пути технического прогресса. Использование CAD/CAM систем для решения конструкторских, технологических, и других задач хоть и требует материального (для покупки и установки программного пакета, например) и временного вложений (на освоение программы),но хорошо окупает себя, так как во много раз снижает временные затраты на проектирование и подготовку производства нового изделия, документирование и при решении многих других задач; а также облегчает работу с библиотеками (банками данных) уже существующих приспособлений; спецификациями и т.д.

Используя САПР SolidEdge, изобразили для примера две стандартные детали (установочный палец и прихват передвижной), что дало возможность оценить некоторые возможности данной САПР и некоторые стандартные ходы, используемые иногда и в других системах.



ЛИТЕРАТУРА

1. Артамонов Е.И. «Комплекс программных средств CAD/CAM Графика-81» // «Автоматизация проекти-ро вания», №1 , 1997 г. (http://www.uns.ru/ap/)

2. «Базис 3.5: конструктор всегда прав» // «Русские инженеры» (http://www.ruseng.ru/).

3. Бокшиц Э.Б., Ракович А.Г. «САПР фрезерных приспособлений» // «Автоматизация и современные технологии», №1,1992 г.

4. Бристоль Б.Н. «Конструирование приспособлений для металлорежущих станков», Москва-Киев: МАШГИЗ, 1959 г.

5. Вермель В.Д., Зарубин С.Г. «Использование системы ГеММА 3D при производстве технологической оснастки на оборудовании с ЧПУ» // «А.П.» , №3, 1998 г.

6. Гельмерих Р., Швиндт П. «Введение в автоматизированное проектирование», М: Маш-е, 1990 г.

7. «Инвариантные компоненты систем автоматизиро-ванного пректирования приспособлений», под редак-цией А.Г. Раковича, Минск: Наука и Техника, 1980.

8. Костромин К. «SolidEdge Intergraph - система твёрдотельного моделирования» // «А.П.», №2,1997.

9. Малюх В.Н.«CAD - вариант b» // «А.П.»,№1,1997.

10. «Продукты Adem CAD/CAM» // «А.П.» №2, 1999 г.

11. Система технологической подготовки производства, Альбом №6, Детали и узлы оснастки для механической обработки деталей: Н-ск, 1989 г.

12. «Станочные приспособления, справочник», под редакцией Вардашкина Б.Н., Данилевского В.В.,

М: Маш-е, 1984 г., т.2.

13. Схирладзе А.Г., Матвеев А.И., Новиков Ю.В., Рогозин Г.И. «Станочные приспособления, альбом» МГТУ (СТАНКИН), ТГТУ, 1999 г.