Черепашков А.А., Носов Н.В. Компьютерные технологии, моделирование и автоматизированные системы в машиностроении

Подождите немного. Документ загружается.

342

343

Раздел 5. Компьютерные технологии и моделирование в САПР

Стандартная конфигурация ЛОЦМАН :PLM для машино.

строения является своеобразным информационным полуф

брикатом и содержит готовую структуру данных, необходимую

для конструкторско-технологической подготовки производства

продукции машиностроительного предприятия.

На этапе подготовки производства PDM обеспечивает нако-

пление данных о результатах конструкторско-технологического

проектирования и обмен информацией между инженерными

службами.

Утвержденные данные и документация передаются в соответ-

ствующие службы предприятия для материально-технического

обеспечения, производства и эксплуатации выпускаемых изде-

лий. Таким образом при помощи подсистемы ЛОЦМАН может

быть организовано эффективное управление изменениями про-

изводственной документации.

Основные функциональные возможности ЛОЦМАН, входя-

щие в стандартную поставку, включают следующие операции

и задачи управления инженерными данными.

Импорт в базу данных ЛОЦМАН:РЬМ информации об изде-

лиях (состав, атрибуты и взаимные связи) из документов, соз-

данных в системах: КОМПАС; Unigraphics; SolidWorks; Solid Edge;

Inventor; AutoCAD; ProENGINEER Wildfire; CATIA.

Двусторонний обмен файлами между ЛОЦМАН.РЬМ и: КОМ-

ПАС-ЗВ; КОМПАС-График; SolidWorks; Microsoft Office.

Вставка объектов базы данных ЛОЦМАН.РЬМ ъ качестве ком-

понентов сборок KOMLTAC-3D и SolidWorks.

Интеграция с популярными отечественными прикладными

программами и системами: КОМПАС-Автопроект; ВЕРТИКАЛЬ-

Технология; 1С-Предприятие.

Описание сложных бизнес-процессов предприятия (с вложен-

ными подпроцессами, поддержкой условий, циклов и др.) с гра-

фическим представлением алгоритмов бизнес-процессов.

Маршрутизация документооборота (Workflow). Встроенные

средства маршрутизации интегрированы с системой электрон-

ной почты.

Электронно-цифровая подпись электронных документов и дан-

ных при помощи сертифицированных в России средств крипто-

графической защиты (например, КРИПТОН-Подпись).

344

12- Отечественные машиностроительные программно-методические комплексы

5.12.2. САПР технологических процессов ВЕРТИКАЛЬ

САПР технологических процессов ВЕРТИКАЛЬ решает

основные задачи автоматизации процессов технологической

подготовки производства, в том числе проектирование техпро-

цессов и выпуск полного комплекта стандартной технологиче-

кой документации.

Как компонент единого информационного пространства

редприятия САПР ТП ВЕРТИКАЛЬ успешно интегрируются

и с линейкой ПО, поставляемого компанией АСКОН, и с про-

граммными продуктами многих других разработчиков.

Бесшовная интеграция САПР ТП ВЕРТИКАЛЬ с системой

трехмерного моделирования КОМПАС-ЗБ обеспечивает сквоз-

ное решение задач конструкторско-технологической подготовки

производства. При этом технолог получает возможность работы

со всеми видами графических документов — ЗО-моделями, чер-

тежами и эскизами изделий, разработанных в KOMHAC-3D, не-

посредственно в среде САПР ТП. А в техпроцесс автоматически

передаются все необходимые данные из конструкторской доку-

ментации (рис. 5.12.3).

Приложение ЛОЦМАН-Технолог обеспечивает двухсторон-

нюю связь САПР ТП ВЕРТИКАЛЬ с PDM-системой. Таким

образом, технолог может использовать прямой доступ к едино-

му информационному пространству предприятия и управлять

технологическим составом изделия из прикладной технологи-

ческой системы. А модуль формирования отчетов, входящий

состав PDM ЛОЦМАН, позволяет автоматизировать получе-

ние различных ведомостей, списков и выборок по документам,

^Ранящимся в электронном архиве.

При разработке техпроцесса технологу постоянно требует-

ся различная справочная информация - данные о материалах,

345

Электронно-цифровая подпись любых файлов при помощи

риптографических функций операционной системы Windows.

Двтономный просмотр, аннотирование и печать изображе-

ний, которые содержатся в документах ЛОЦМАН:РЬМ, без ис-

пользования программных продуктов, в которых созданы файлы

с документов.

346

т отечественные машиностроительные программно-методические комплексы

5ji: •

__ трудовое и материальное нормирование;

автоматическую генерацию и оформление технологической

документации (технологических карт).

5.12.3. Программно-метолический комплекс KOMT1AC-3D

Заглавным продуктом АСКОН [100] является универсальный

программно-методический комплекс КОМПАС (Комплекс Ав-

томатизированных Систем), в который входят две автономные

подсистемы: КОМПАС-ГРАФИК, КОМПАС-ЗБ и большое

число стандартных библиотек и проблемно-ориентированных

модулей (рис. 5.12.4).

КОМПАС-ГРАФИК представляет собой один из самых удоб-

ных и совершенных графических редакторов (ядро легкой CAD-

системы), предназначенный для автоматизации разработки

и оформления проектно-конструкторской документации.

КОМПАС-ЗИ — полноценная твердотельная система геоме-

трического моделирования, позволяющая проектировать па-

раметризованные детали и большие сборки неограниченного

размера.

Главным достоинством программно-методического комплек-

са КОМПАС выступает сочетание этих двух компонент, позво-

ляющее при максимальной автоматизации проектных процедур

получать из ЗБ-моделей ассоциативные плоские виды и разраба-

тывать на их основе полный комплект проектно-конструкторской

Документации, полностью соответствующей ГОСТ. При этом не

только автоматизируется разработка графических электронных

Документов, но и осуществляется полуавтоматическое формиро-

вание конструкторских спецификаций, ассоциативно связанных

с чертежами и объемными геометрическими моделями.

Ключевой особенностью КОМПАС-ЗБ является использо-

вание уникального геометрического ядра и параметрических

технологий, разработанных специалистами АСКОН. Соб-

ственное математическое обеспечение геометрического моде-

лирования позволяет разработчикам быстро и неограниченно

Развивать возможности системы и напрямую (бесшовно) реа-

Изовывать интеграцию графических функций в прикладных

Подсистемах.

347

Основные функции ядра геометрического моделирования

КОМПАС поддерживают автоматизацию разработки как от-

дельных трехмерных параметрических моделей деталей сложной

формы, сборочных единиц (подсборок), так и многоуровневых

сборок изделий.

Иерархическая и вариационная параметризация дают воз-

можность быстро получать модели типовых изделий на основе

однажды спроектированного прототипа.

Функциональные возможности системы обеспечивают вы-

полнение основных проектно-конструкторских задач в КБ и на

машиностроительных предприятиях самого различного уровня:

- моделирование машиностроительных изделий с целью соз-

дания конструкторской и технологической документации, не-

обходимой для их выпуска (деталировок, сборочных чертежей,

спецификаций и т.д.);

- моделирование изделий с целью расчета их геометрических

и массо-центровочных характеристик;

348

-\ j Отечественные машиностроительные программно-методические комплексы

_ моделирование изделий для передачи геометрии в любые

асчетные пакеты и подсистемы;

_ моделирование деталей для передачи геометрии в любые

подсистемы и программы разработки управляющих программ

для оборудования с ЧПУ;

- создание изометрических изображений изделий (напри-

мер, ДО

составления каталогов, создания иллюстраций к техни-

ческой 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 компо-

ненты в контексте сборки), опираясь при этом на компоновоч-

ный эскиз (например, кинематическую схему), либо смешанным

способом.

Функционал ЗБ-моделирования, реализованный в КОМ-

ПАС, поддерживает следующие основные возможности:

- гибридное твердотельное и поверхностное моделирование

объемных деталей произвольной формы;

- автоматизацию создания конструктивных элементов — фа-

сок, скруглений, отверстий, ребер жесткости, оболочек и пр.;

- создание и сопровождение больших 3D-c6opoK изделий;

- эскизную и вариационную параметризацию объемных де-

талей и сборки в целом;

- вставку в ЗБ-модель стандартных изделий из библиотек;

- формирование пользовательских ЗБ-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 [100]. Наиболее успешно отмечается его

Применение для конструкторско-технологической подготов-

ки машиностроительных производств, при проектировании

Цехов и участков, составлении различных графических схем

И эскизов.

349

Раздел 5, Компьютерные технологии и моделирование в САПР

КОМПАС- ГРАФИ К может использоваться как в качестве ин-

тегрированного в КОМПАС-ЗБ модуля работы с 20-эскизами ц

фрагментами (скетчера), так и в качестве самостоятельного про-

дукта, полностью закрывающего задачи проектирования и вы-

пуска проектно-конструкторской документации.

КОМПАС по умолчанию настроен на поддержку отечествен-

ных стандартов (ЕСКД, СПДС). При этом он обладает возмож-

ностью гибкой настройки интерфейсов и создания шаблонов до-

кументов под стандарты предприятия.

КОМПАС-ГРАФИК автоматически генерирует ассоциа-

тивные виды трехмерных моделей (в том числе разрезы, сече-

ния, 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, наиме-

нование, масса) синхронизируются с данными из трехмерной

модели.

Комплексы прикладных подсистем, предлагаемые АСКОН на

базе инвариантного программного обеспечения геометрическо-

го моделирования и специализированных баз данных, позволя-

ют формировать ряд объектно-ориентированных решений: АРМ

Конструктора, АРМ Технолога, АРМ Электрика и пр.

Базовая комплектация КОМПАС дополняется програм-

мами, представляющими собой специализированные подси-

стемы проектирования изделий с учетом специфики изго-

товления.

Модуль проектирования деталей из металлического листа, ав-

томатизирующий выполнение не только типовых процедур сги-

бов, замыканий и разверток, но и большого набора штамповоч-

ных элементов, таких как подсечки, буртики, жалюзи и пр.

Модуль Трубопроводы 3D, позволяющий выполнять трассиров-

ку, построение и компоновку трубопроводов сложной формы из

стандартных и новых деталей.

Модуль Кабели и жгуты 3D предназначен для трехмерного мо-

делирования и трассировки электрических кабелей и жгутов.

Модуль проектирования металлоконструкций предназначен

для автоматизации проектирования стальных конструкций из

стандартного профильного проката.

350

^ 12 Отечественные машиностроительные программно-методические комплексы

351

Модуль «Сварные швы» содержит параметризованные модели

конструктивных элементов сварных швов и связанные с ними

файлы MS Excel, в которых хранятся значения переменных па-

раметров.

Модуль построения разверток элементов воздуховодов и тру-

бопроводов для проектирования систем вентиляции.

Интегрированная система моделирования тел вращения

КОМПАС-SHAFT 2D и 3D.

SHAFT-3D является развитием программы КОМПАС-

SHAFT 2D и функционирует в среде трехмерного твердотель-

ного моделирования КОМПАС-ЗБ. Система предназначена

для проектирования и построения трехмерных твердотельных

моделей валов, втулок, цилиндрических и конических прямозу-

бых шестерен внутреннего и внешнего зацепления. С помощью

КОМПАС-SHAFT 2D можно выполнять проектные и провероч-

ные 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 пара-

метров передач они перестраиваются автоматически). В состав

системы входит модуль КОМПАС-SHAFTCalc, предназначен-

ный для расчета валов и подшипников.

Подсистема проектного и проверочного расчетов пружин

КОМПАС-SPRING. Подсистемам обеспечивает выполнение

проектного 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, содер-

жащие виды, технические требования, диаграммы усилий

и деформаций.

Специализированный программно-методический комплекс

КОМПАС Штамп. Включает автономную высокоавтомати-

зированную систему автоматизированного проектирования

Штампов и параметрические библиотеки конструктора штам-

пов. С помощью системы возможно проектирование штампов

любых конструкций для различных операций холодной листо-

вой штамповки (вырубки, пробивки, гибки, отбортовки, вы-

тяжки и т.д.).

Раздел 5. Компьютерные технологии и моделирование в САПР

Специализированная САПР «КОМПАС-ЭЛЕКТРИК». Автоном-

ная подсистема предназначена для автоматизации проектирова-

ния и выпуска комплекта документов (схем и отчетов к ним) щ

электрооборудование объектов производства. Систему можно

применять в институтах, конструкторских бюро и отделах, ко-

торые проектируют электроприводы, нестандартное оборудова-

ние, разрабатывают проекты электроснабжения.

Модуль «Фотореалистика» предназначен для создания реа-

листичного изображения изделия с трёхмерной модели детали

или сборки, спроектированной в КОМПАС-ЗВ, для использо-

вания 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 стан-

дартных форматах машинной графики JPEG, TARGA, TIFF

BMP.

Использование модуля позволяет:

- имитировать свойства поверхности выбранного из библио-

теки материала, такие как цвет поверхности, отражающая спо-

собность, 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 ото-

бражения деталей и сборок;

- добавлять декорации к пейзажу и импортировать фон из

стандартных графических файлов рисунков и цифровых фото-

графий;

- создавать пользовательские надписи и наклейки на модели

изделия.

Модуль «Анимация» является специализированным приложе-

нием для КОМПАС-ЗВ и предназначен для имитации движе-

ния (анимации) изделий, разработанных в системе трехмерного

твердотельного моделирования КОМПАС-ЗБ. Использование

модуля позволяет:

- имитировать движения составных частей изделия в процес-

се реальной работы (могут использоваться сопряжения деталей,

352

^ 12 Отечественные машиностроительные программно-методические комплексы

353

накладываемые пользователем в процессе проектирования ЗБ-

сборки);

- автоматически проверять возможные коллизии (пересече-

ния и соударения деталей) в процессе движения для предотвра-

щения ошибок в проектировании;

- наглядно имитировать процесс «разборки-сборки» изделия

для применения в интерактивных электронных технических ру-

ководствах (ИЭТР);

- создавать диаграмму последовательных положений машин

механизмов.

Информационное обеспечение комплексной САПР изделий ма-

шиностроения. Информационные базы данных и библиотеки,

разработанные АСКОН и многочисленными партнерами фир-

мы, включают корпоративные справочники, а также предста-

вительный пакет пополняемых графических библиотек, содер-

жащих параметризованные стандартные элементы изделий из

различных предметных областей.

Справочник материалов и сортаментов, предлагаемый

АСКОН, обладает широким набором сервисных функций -

поиск и добавление материалов, формирование обозначений,

контроль применяемости и т.д. Справочник интегрирован

с КОМПАС-ЗБ, КОМПАС-ТРАФИК, КОМПАС-АВТОПРОЕКТ,

САПР ТП ВЕРТИКАЛЬ и другими прикладными программно-

методическими комплексами АСКОН.

В табл. 5.12.1 приведены примеры популярных библиотек

КОМПАС, созданных как самими разработчиками системы, так

и пользователями на промышленных предприятиях и КБ.

Применение прикладных библиотек не только существен-

но сокращает затраты времени конструктора при разработке

ЗВ-моделей и машиностроительных чертежей, но и обеспе-

чивает стандартизацию и унификацию разрабатываемых про-

ектов.

Возможности параметризации фрагментов и моделей, а так-

же наличие средств программирования (API КОМПАС-МАСТЕР

« КОМПАС-МАКРО), совместимых с алгоритмическими язы-

ками «С» и «Pascal», позволяют продвинутым пользователям

самостоятельно дополнять и развивать ИО САПР на базе ядра

КОМПАС.

Раздел 5. Компьютерные технологии и моделирование в САПР

Таблица 5.12.1

Пакет прикладных параметрических библиотек системы КОМПАС

Машиностроительная библиотека плоских (2D) типовых общетехГ

нических нормалей и конструктивов: крепежа, подшипников, эле-

ментов соединений трубопроводов, манжет, профилей, конструк-

тивных мест и пр.

Библиотека объемных (3D) стандартных крепежных элементов^

конструктивов для КОМПАС-ЗО.

ЗО-библиотека деталей штампов и пресс-форм, которая может~йсГ~

пользоваться как в составе САПР КОМАС-ШТАМП, так и авто-

номно.

Пакет библиотек графических элементов и обозначений «Автошь~

тизация технологических процессов».

Библиотека графических элементов и обозначений кинематиче-

ских схем.

Пакет библиотек (прикладная подсистема) «Стальные конструк-

ции. Профили».

Электронный справочник по подшипникам качения.

Электронная библиотека редукторов.

Библиотека электродвигателей.

Пакет библиотек «Электроснабжение».

Пакет библиотек «Коммутационные устройства».

Библиотека графических элементов и обозначений элементов ги-

дравлических и пневматических схем.

Библиотека трубопроводной арматуры.

Пакет библиотек «Сосуды и аппараты».

Библиотека (прикладная подсистема) проектирования планов про-

изводственных помещений и сооружений.

Пакет библиотек для аэрокосмической промышленности согласно

отраслевым стандартам.

Классификатор ЕСКД и т.д.

5.13. Специализированные программно-методические

комплексы

В опубликованном журналом «CAD/CAM/САЕ observer*

рейтинге, проведенном известным аналитическим центром

CIMdata, собраны данные о коммерческих успехах зарубежных

354

5.1 3. Специализированные программно-методические комплексы

фирм-производителей программного обеспечения, специализи-

рующих

051

на автоматизации технологической подготовки про-

изводства (табл. 5.13.1) [107]. 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, количествен-

ной форме иллюстрирует широту, поименный состав и динами-

ку развития в сегменте специализированных САП Р технологиче-

ской направленности. К сожалению, в рейтинге не учитывались

российские производители автоматизированных систем.

В качестве наглядного примера для дальнейшего рассмотре-

ния состава, содержания компьютерных технологий и средств

моделирования в специализированных системах мы выбрали

одного из лидеров, располагающегося непосредственно за под-

системами полномасштабных САПР — специализированную

компьютерную фирму Delcam (Великобритания) [121].

Таблица 5.13.1.

Рейтинг САМ-систем по итогам 2003, 2004, 2005 гг.

Место

Компания

2003 r.

млн $

2004 r.

млн

2005 r.

млн $

IBM/Dassault

139.9

155.5

174.4

UGS

128.6

135.7

152.5

РТС

91.8

101.6

Delcam (Power Solution)

64.6

79.7

82.4

Hitachi Zosen (Space Systems)

87.0

83.0

71.4

Planit Holdings

44.8

53.0

56.1

CNC Software (MasterCAM)

36.7

46.3

52.9

Missler Software

31.0

49.9

50.2

Tebis

37.3

39.5

40.6

DP Technology (ESPRIT)

29.8

31.0

37.0

Nihon Unisys

31.4

32.3

33.3

OPEN MIND

21.2

22.2

32.7

Graphic Products

29.1

28.6

29.9

Cimatron

30.8

34.0

29.7

Vera Intl

23.7

28.6

29.2

CG Tech

21.4

23.0

24.8

Sescoi

21.0

22.0

23.0

Pathtrace

19.1

20.7

22.1

355

Раздел 5, Компьютерные технологии и моделирование в САПР

5.13.1. Комплексные решения Delcam Pic.

По словам одного из основателей компании и бессменного ее

руководителя Хью Хемфриса (Hugh Humphreys), историю своих

современных достижений компания Delcam начинает отсчиты-

вать от середины 1970-х. Тогда в Кембриджском университете

начинались проводиться исследования и разработки в области

автоматизации технологий производства в интересах промыш-

ленности Великобритании и, в частности, известного англий-

ского производственного объединения Delta Group.

В 1989 г. инициативная группа сотрудников выделяется из

состава подразделений инструментального производства ком-

пании Delta и образуют независимую фирму Delcam, которая

специализируется в области технологических САПР. Достаточ-

но быстро программное обеспечение Delcam становится попу-

лярным не только в Великобритании, но и во многих промыш-

ленно развитых странах мира — Италии, Южной Корее, Японии,

США.

С 1993 г. начинается активное внедрение программно-

методических комплексов Delcam на промышленных предпри-

ятиях и в вузах России, организуются представительства в Мо-

скве, Екатеринбурге, Самаре и других промышленных центрах

страны.

В значительной мере успеху программных продуктов Delcam

способствовала ее предметная специализация и глубокое пони-

мание специалистами проблематики современных технологий

машиностроения, связанных с компьютерным моделированием

и применением оборудования с цифровым программным управ-

лением. В настоящее время Delcam имеет филиалы и группы

разработчиков во многих странах мира, в том числе и в России,

и продолжает расширять свой бизнес. Например, в 2005 г. при-

обретается американская фирма Engineering Geometry System,

больше известная по своему продукту FeatureCAM, который те-

перь будет развиваться под патронажем и в интересах Delcam.

Многие пользователи САПР воспринимают Delcam пре-

жде всего как автора эффективных инструментов для програм-

мирования станков с ЧПУ, но важнейшим своим достижением

идеологи фирмы считают комплексный подход к автоматизации

356

5.1 3. Специализированные программно-методические комплексы

технологической подготовки производства, выраженный в кон-

цепции тотального моделирования (Total Modelling) [121]. Ком-

плексные технологии автоматизации от Delcam поддерживает

целый набор программных средств, обеспечивающих геометри-

ческое моделирование, промышленный дизайн, имитацию раз-

личных стратегий обработки на металлорежущих и эрозионных

станках, генерацию оптимизированных программ, средства из-

мерения контроля и реверсивного инжиниринга.

В комплекс Power Solution входят следующие основные про-

граммные продукты:

— PowerMILL

— модуль программирования станков с ЧПУ;

— PowerSHAPE

— модуль геометрического моделирования;

— PowerlNSPECT

— 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 фре-

зерной обработки машиностроительных изделий сложной фор-

мы и создания управляющих программ для ЧПУ (рис. 5.13.1).

PowerMILL считается флагманским программным продуктом

Delcam.

PowerMILL может работать автономно от остальных моду-

лей и позволяет создавать программы для двух-, трех- и много-

координатной механообработки. Гибкие стратегии черновой

и чистовой обработки, высокая скорость расчета управляющих

программ, набор инструментов для редактирования рассчитан-

ных управляющих программ, интегрированные средства их ви-

зуализации и проверки, стопроцентная гарантия от зарезаний,

поддержка различных типов фрез - все это позволяет считать эту

систему одной из лучших в своем классе.

Кроме того, система содержит средства эмуляции процесса

обработки на экране (ViewMILL). Функциональность системы

может быть расширена с помощью модулей PowerMILL Multi

Axis (позиционная пятикоординатная обработка), SplineMILL

(аппроксимация траектории инструмента сплайнами). Суще-

ствует большая библиотека готовых постпроцессоров (PM-Post)

Для трансляции программ в коды популярных станков. Кроме

357

Раздел 5. Компьютерные технологии и моделирование в САПР

того, фирма практикует разработку постпроцессоров под заказ

для любого уникального оборудования.

PowerSHAPE является гибридным геометрическим моделле-

ром с преимущественным развитием в области поверхностного

моделирования (рис. 5.13.2).

В PowerSHAPE используют уникальное математическое обе-

спечение поверхностного моделирования, разработанное в Кем-

бридже, в котором используются модифицированные Безье-

поверхности, позволяющие при редактировании легко изменять

форму поверхности и «лепить» модели практически любой про-

извольной формы.

В отличие от твердотельного моделирования, которое пре-

имущественно используется для автоматизации проектно-

конструкторских работ, во многих технологических задачах луч-

шие результаты дает поверхностное моделирование. Это связано

не только с тем, что для создания поверхностей тратится значи-

тельно меньше ресурсов компьютера, но и с большими возмож-

ностями самого математического аппарата. Например, известно,

358

5.13. Специализированные программно-методические комплексы

что при твердотельном моделировании недопустимы даже незна-

чительные щели и разрывы между геометрическими объектами,

которые неизбежно возникают в процессе моделирования.

Рис. 5.13.2. PowerSHAPE предназначен для моделирования изделий

с формообразующими сложной формы

В PowerSHAP предложен специальный механизм, который

позволяет в интерактивном режиме исправлять («лечить») де-

фекты моделирования. Таким образом, система дает возмож-

ность пользователю выполнить операцию и, если результат не-

удовлетворителен, оперативно исправить либо исходную, либо

конечную геометрию. Такой подход значительно повышает гиб-

кость и разнообразие средств достижения целей геометрическо-

го моделирования формообразующих элементов изделий.

Для конструкторов оснастки в системе имеются средства

построения линии разъема и поверхности разъема, автомати-

ческого разделения модели на матрицу и пуансон, выделения

изменений в конструкции, создания литейных уклонов, подну-

трений и т.д.

В систему интегрирован чертежный модуль PS-Draft и модуль

проектирования пресс-форм PS-Mold.

PowerlNSPECT - специализированный программный пакет для

работы с контрольно-измерительными машинами (КИМ). Соеди-

нив компьютер с КИМ, можно автоматизировать процесс изме-

рения и контроля готового изделия, обработать результаты, визуа-

лизировать в графической форме и подготовить исчерпьгеающий

359

360

361

Система ArtCAM Pro предназначена для пространственно-

го моделирования и механообработки художественных изделий

объемных рельефов. Программа позволяет восстанавливать

объемные модели и рельефы на основе плоских рисунков и эски-

зов. На рис. 5.13.4а показан рельефный портрет, полученный на

основе черно-белой фотографии реального человека.

Для промышленного дизайна важно не столько соблюдение

точных размеров и допусков, сколько внешний вид, гладкость

и плавность переходов изделий сложной формы (рис. 5.13.46).

Система отличается удобством и доступностью пользова-

тельского интерфейса, что подтверждает опыт использования

этой системы совместно с недорогим настольным вертикально-

фрезерным станком даже в российских школах для уроков тех-

нологий и художественного творчества.

ArtCAM успешно применяется для разработки дизайна меда-

лей и денег на российском Монетном дворе.

CopyCAD - эффективная и достаточно простая в использова-

нии система преобразования данных, полученныхскоординатно-

измерительной машины, в компьютерную поверхностную мо-

дель. Это необходимо не только при контроле качества, но и при

применении технологий обратного проектирования изделия,

когда есть только материальный образец, по которому необхо-

димо получить компьютерную модель. Система состоит из трех

модулей: модуль Digitise для преобразования наборов точек или

текстовый отчет о его соответствии заданным условиям (рис

5.13.3).

Программа позволяет проводить не только традиционные ге-

ометрические измерения размеров, но и оценку пространствен-

ных отклонений и отклонений формы детали. Для этого пред-

усмотрен набор функций, которые по результатам измерений

позволяют проводить вычисления необходимых параметров.

Система автоматически сравнивает параметры измеренной с по-

мощью КИМ материальной модели с ее электронным аналогом,

вычисляет отклонения и наглядно визуализирует их на экране

компьютера. При этом геометрические элементы изделия, вы-

ходящие за поле допусков, отмечаются цветом, и автоматически

формируется отчет об измерениях, содержащий все необходи-

мые цифровые данные.

Использование компьютерных моделей незаменимо при

контроле и измерении прототипов, электродов, формообразую-

щих элементов пресс-форм, штампов, литьевой оснастки и дру-

гих изделий со сложной пространственной формой, где трудно

использовать традиционные технологии измерения. Переход

к цифровому контролю изделий и оснастки позволит исключить

использование громоздких и неточных шаблонов, которые тра-

диционно используются при контроле изделий сложных форм.