ИНТЕРМЕХ

Комплекс систем конструкторско-технологического проектирования или Стиль "ИНТЕРМЕХ"

Немного истории

Процесс формирования рынка САПР своими корнями уходит в уже далекое прошлое. В силу некоторых обстоятельств, рассмотрение которых мы оставим головастым soft-аналитикам, на рубеже конца восьмидесятых-начала девяностых годов на неприлично девственные просторы автоматизированного проектирования Советского Союза внезапно ворвалась CAD-машина компании Autodesk со своим AutoCAD R10. Запросто устанавливаемая на машины класса ЕС, "десятка" буквально покорила сердца многих тысяч конструкторов, архитекторов и т.д., одним словом - проектировщиков. Универсальный графический редактор AutoCAD R10 устраивал всех, но по мере накопления опыта "сапровская элита" начала понимать, что голого редактора уже мало. Появилась острая необходимость в узконаправленных приложениях над AutoCAD в областях машиностроения, приборостроения, архитектуры, строительства и т.д. Раз есть спрос, - значит, есть и предложение. Не будем касаться всего многообразия появившихся программных продуктов. Остановимся на машиностроительных приложениях. В каталоге прикладных программных продуктов к AutoCAD, изданном в 1991 году СП "Параллель" (предшественником АОЗТ Autodesk R), в разделе "Машиностроение" было представлено около 20 приложений отечественных фирм-разработчиков: nCAD, "Эскорт", "Сачок", "Вектор" и др. И конечно же, среди пионеров "САПР-овского Клондайка" нельзя было не заметить компанию "ИНТЕРМЕХ", предложившую пользователям целую гамму программных продуктов под общим названием CADMECH.

Еще десять назад подход "ИНТЕРМЕХ" к вопросам разработки систем автоматизированного конструкторского проектирования в корне отличался от подхода других фирм разработчиков. Во-первых, компанией изначально был разработан комплекс взаимосвязанных систем, охватывающий весь цикл конструкторского проектирования, включающий систему ведения архива разрабатываемой документации, систему разработки сборочных и деталировочных чертежей, систему автоматического выпуска спецификаций, систему быстрого просмотра и автономного вывода конструкторской документации на плоттер, принтер. Во-вторых, в части разработки графических приложений компания "ИНТЕРМЕХ", прочно укрепившись на платформе R10, не почила на лаврах, а с выходом новых версий AutoCAD продолжает предлагать потребителям качественно новые версии своих приложений.

Один разработчик - комплексный подход

Итак, НПП "ИНТЕРМЕХ" - авторизованный разработчик и официальный дилер компании Autodesk Inc. - специализируется в области разработки САПР машиностроения и приборостроения. Многолетний опыт работы в данной области позволил компании разработать мощный комплекс систем для автоматизированного конструкторского и технологического проектирования. Это гибкая интегрированная среда, которая позволяет значительно повысить эффективность конструкторского проектирования и охватывает все этапы проектирования, начиная с разработки непосредственно конструкторской документации (CADMECH), с последующим автоматизированным выпуском текстовых конструкторских документов СП, ВС, ВП, ПЭ (AVS), и заканчивая ведением сетевого иерархического архива предприятия с возможностью ведения проектов, проведения извещений и т.д. (SEARCH).

Комплекс включает в себя открытую для расширения базу данных стандартных элементов и материалов IMBASE, содержащую более 350 ГОСТов, мощную справочно-информационную конструкторскую и технологическую базу данных, а также параметризатор - модуль параметрического проектирования для создания своих собственных графических баз данных унифицированных элементов. Система CADMECH может расширяться дополнительными модулями: Rotation - проектирование деталей типа тел вращения, Gear - расчет и проектирование зубчатых колес и передач и Spring - расчет и проектирование пружин сжатия и растяжения.

Путь от разработки конструкторской документации до выпуска готового изделия достаточно сложен, он включает в себя многие этапы подготовки производства. Но одним из основных этапов является разработка технологической документации. Для решения этой задачи и был создан программный комплекс систем автоматизированного проектирования TECHCARD. Данный комплекс обладает широкими функциональными возможностями, отличается простотой и доступностью в использовании и гибкостью при адаптации к условиям работы на конкретном предприятии.

Описание всех функциональных возможностей систем не является целью данной статьи. Хотелось бы ознакомить читателей с общими принципами работы всего комплекса.

Проектирование - не есть рисование

Рассмотрим процесс разработки комплекта конструкторской документации при помощи комплекса систем предлагаемых НПП "ИНТЕРМЕХ".

В конструкторской практике существует несколько вариантов проектирования. Комплекс поддерживает как наиболее распространенную идеологию проектирования "от сборочного чертежа - к чертежу детали", так и идеологию проектирования "от чертежа детали - к сборочному чертежу", не забывая при этом о гибридной технологии. Проследим путь проектирования по первому варианту. Процесс проектирования начинается в системе Search, где в выбранном архиве регистрируется вновь разрабатываемый узел или изделие и автоматически создается новый проект (архивное отражение конструкторской спецификации). По мере разработки сборочных единиц, деталей и т.д. информация о них автоматически будет заноситься в соответствующие разделы проекта и в архиве будет накапливается необходимая конструкторско-технологическая информация (обозначение, наименование, масса и т.д.). На основании информации, получаемой из занесенных в архив конструкторских документов, Search ведет базу данных изделий, выпускаемых и используемых на предприятии, а также взаимосвязей между этими изделиями. Эта база данных лежит в основе обеспечиваемых системой средств для просмотра структуры и применяемости изделий и получения различных отчетов по изделиям.

Разработка сборочного чертежа происходит в системе CADMECH, в которую конструктор переходит из архивной системы благодаря автоматической связке SEARCH-CADMECH.

CADMECH - это система проектирования сборочных и деталировочных чертежей, работающая в среде AutoCAD и максимально учитывающая специфику работы конструктора-механика.

При разработке чертежей конструктор может пользоваться обширными библиотеками типовых элементов и конструктивных решений, включенных в CADMECH, что значительно ускоряет процесс проектирования. Например, в библиотеку типовых элементов плоских деталей наряду с другими входят элементы, непосредственно связанные со справочными таблицами (паз станочный, паз продолговатый и т.д.). Все элементы CADMECH отрисовываются и образмериваются автоматически. Разработчики системы значительно расширили такие функции AutoCAD, как рисование, динамическая привязка, нанесение штриховки, редактирование элементов чертежа и др.. По оценкам пользователей, это позволило сократить сроки разработки чертежей в 5-10 раз по сравнению с "чистым" AutoCAD.

При работе с AutoCAD опытный пользователь понимает, что проектировать сборочный чертеж целесообразнее всего, разнося графическую информацию по слоям, что значительно упрощает проработку отдельных элементов сборки и деталировок. Однако этот подход влечет за собой и определенные трудности, связанные с необходимостью постоянного запоминания имен слоев и их графического содержания, а также с недостаточно динамичными функциями открытия необходимого слоя. Процесс проектирования в системе CADMECH построен так, что конструктор, проектируя сборочный чертеж, фактически не работает со слоями. Эту функцию берет на себя система. Каждая деталь автоматически отрисовывается в своем слое, что дает конструктору возможность в любой момент проектирования сборочного чертежа открыть и доработать чертеж подсборки или детали путем простого указания курсором на любой примитив, принадлежащий детали. Деталировочные размеры, дополнительные и выносные виды хранятся только в слое детали и на сборочном чертеже не отражаются.

Разработав сборочный чертеж, конструктор автоматически получает готовые на 70-80% рабочие чертежи деталей. Это достигается за счет уникальной технологии проектирования, а также за счет использования базы данных стандартных элементов IMBASE. В базу данных включены около 350 ГОСТов (крепежные изделия, материалы, станочные узлы...). Легкость в работе и обслуживании сделала IMBASE очень популярной среди пользователей. На предприятиях, где применялось автоматизированное проектирование, существуют свои собственные базы данных. В IMBASE возможно импортировать любую ранее использовавшуюся базу данных. Большую часть IMBASE занимают стандартные изделия (элементы, которые жестко связаны с табличными данными и автоматически отрисовываются на чертеже). При проектировании возможно применение болтов, винтов, шурупов, гаек, профилей, подшипников и т.д.

Допустим при проектировании необходимо применить винтовое соединение. Из базы данных конструктор выбирает необходимый тип винта и указывает характеристики отрисовки. Диаметр выбирается из предлагаемого стандартного ряда метрических резьб. В зависимости от выбранного диаметра автоматически подбираются шайбы и гайка, а при указании - цековка и вырыв. Длину хвостовика винта система выбирает самостоятельно с учетом толщин скрепляемых деталей, шайб и гайки, а также применяемости. Винтовое соединение отрисовывается на сборочном чертеже, причем в рабочих чертежах деталей автоматически прорезаются соответствующие отверстия. Таким образом, идет одновременная проработка сборочного и деталировочных чертежей.
После разработки сборочного чертежа система предлагает сохранить деталировочные чертежи путем выделения их в отдельные файлы с автоматической регистрацией деталировок в архиве. Вследствие этого в разрабатываемом проекте создаются проектные связи: система SEARCH "запоминает" применяемость деталей и сборочных узлов. Далее для доработки деталировочные чертежи вызываются прямо из сборочного чертежа, то есть существует прямая и обратная связь между файлами сборочного и деталировочного чертежей.

Процесс создания сборочного чертежа не ограничивается разработкой графики. Любой сборочный чертеж должен быть описан в спецификации. Формирование спецификации выполняется в системе AVS. Благодаря использованию баз данных и связи с архивом, сборочный чертеж, выполненный в системе CADMECH, несет в себе максимальную информацию о деталях, сборочных единицах, стандартных изделиях для формирования спецификации. Полки для простановки позиций генерируются на сборочном чертеже автоматически. Конструктор лишь указывает их желаемое расположение. В систему AVS все сведения из сборочного чертежа передаются автоматически.

Система AVS "анализирует" полученную из CADMECH информацию и производит автоматическую сортировку данных по разделам и (по желанию пользователя) автоматическую простановку позиций. Таким образом, формируется спецификация. Специальный модуль позволяет просмотреть и распечатать оформленную на бланке спецификацию.

Завершением полного оформления сборочного чертежа является передача позиций из сформированной спецификации на "сборку" и их автоматическая отрисовка на соответствующих полках.

Итак, благодаря связке Search-Cadmech-AVS мы получили полный комплект учтенной в архиве КД: сборочный чертеж, чертежи подузлов и деталей, спецификацию. Проект, разработкой которого в системе Search начался процесс проектирования, полностью сформирован. Автоматическое наложение проектных связей и занесенная конструкторско-технологическая информация позволяют средствами Search получить полный состав изделия (с рассчетом количества на изделие, массы, и т.д.).

В зависимости от решаемых задач, все системы НПП "ИНТЕРМЕХ" могут работать самостоятельно, однако при использовании возможности их глубокой интеграции достигается максимальная скорость, качество и эффективность конструкторского проектирования, что доказывается опытом использования систем на многих сотнях предприятий в СНГ.

От конструктора до технолога - один шаг

Создание конструкторской документации является первым шагом на пути изготовления изделия; второй шаг - это технологическая подготовка производства.

Исторически сложилось так, что в сфере автоматизации производства технологи оказались чуть ли не самыми забытыми. Попытки автоматизировать разработку техпроцессов велись вяло и в основном производились силами самих технологов. А ведь автоматизация технологической подготовки производства на предприятии - важный этап в процессе сокращения затрат на выпуск новых видов изделий. Для разработчиков НПП "ИНТЕРМЕХ", создавших комплекс систем, охватывающий весь цикл конструкторского проектирования, было бы нелогичным оставить без внимания область технологии. Ведь в архивах системы SEARCH хранится максимальная информация о деталях и изделиях необходимая и доступная конструктору-технологу. Это параметры операций, заготовок, оборудования, материалов и др., которые могут использоваться в АСУ ТП предприятия.

Именно поэтому компанией "ИНТЕРМЕХ" была разработана комплексная система автоматизации технологической подготовки производства TECHCARD, которая включает базовое программное обеспечение для реализации задач технологического проектирования и информационное обеспечение для различных видов производств.

В состав системы включены отдельные подсистемы, которые могут функционировать как автономно, так и в едином комплексе:

• система организации и ведения архива конструкторской и технологической документации SEARCH;
• система автоматизированного проектирования технологических процессов (ТП) обработки деталей для различных видов производств;
• система автоматизированного проектирования и оформления операционных эскизов или любых графических изображений, выводимых в технологический документ, работающая в среде AutoCAD - CADMECH-T.

Характерен тот факт, что одним из вариантов формирования карт эскизов в системе TECHCARD является их автоматическое получение на основании конструкторского чертежа, выполненного в системе CADMECH.

Информационное обеспечение системы включает в себя базы данных технологического назначения:

• паспортные данные оборудования и его размещение по цехам и участкам;
• средства технологического оснащения (приспособления, режущий, вспомогательный и измерительный инструмент);
• применяемые основные и вспомогательные материалы и виды заготовок с указанием сортамента;
• технологические операции согласно классификатору и соответствующие им параметры и привязки;
• типовые переходы и сценарии для расчета, привязанные к ним;
• справочные данные для заполнения параметров операционной технологии;
• нормативно-справочная информация, представленная в виде таблиц и формул, для расчета режимов обработки и определения норм времени на переходы и операции;
• библиотека типовых технологических процессов на различные виды производств.

3D-проектирование - мечта или реальность?

Последние несколько лет можно назвать эпохой тотального наступления систем трехмерного (3D) твердотельного проектирования в области машиностроения на персональных компьютерах (ПК).

Мощные системы 3D-проектирования на рабочих станциях существуют и совершенствуются уже десятилетия. Здесь наработан огромный потенциал интегрированных решений в различных областях конструкторского проектирования, включая системы ЧПУ, системы моделирования литейных процессов, системы статических и динамических расчетов и многие другие модули, основанные на анализе трехмерных моделей.

Основным недостатком данных систем является их высокая стоимость (от нескольких десятков до нескольких сотен тысяч долларов). Поэтому говорить о широчайшем использовании таких систем для массового проектирования не приходилось. Они использовались лишь в областях, где без них проектирование было практически невозможно. Состояние коренным образом изменилось с появлением ПК на процессоре Pentium, обладающих производительностью, достаточной для выполнения основных операций трехмерного моделирования.

При этом появился целый ряд систем трехмерного твердотельного параметрического проектирования, работающих на данных компьютерах. Эти системы несколько уступают (хотя и не столь значительно) системам моделирования на рабочих станциях, но обладают очень важным достоинством - они значительно дешевле. Это позволяет сделать трехмерное моделирование доступным для каждого конструктора и, следовательно, перейти к трехмерному проектированию практически всех изделий. Таким образом, если системы 3D-проектирования на рабочих станциях использовались в основном для проектирования сложных изделий, то программы на персональных компьютерах могут использоваться для проектирования как простых, так и относительно сложных изделий (сборки из 350-400 деталей). Кроме этого, в ряде случаев возможно построение двухступенчатой системы трехмерного проектирования, когда детали и часть сборок проектируются на персональных компьютерах, а большие сборки и особо сложные детали - на рабочих станциях.

Так мысль о том, что системы 3D-моделирования на персональных компьютерах могут применяться для разработки примерно 90-95% деталей узлов и механизмов на предприятиях, переходит из разряда теоремы в разряд аксиомы.

Существующие в настоящее время системы 3D-проектирования на ПК предоставляют пользователю базовые инструментальные средства и технологию универсального моделирования на основе двухмерных контуров (feature based modeling). Одним из таких программных пакетов является Mechanical Desktop компании Autodesk (MDT), включающий в себя широко известный AutoCAD, Autocad Designer - систему твердотельного параметрического проектирования, AutoSURF - систему моделирования сложных поверхностей, Assembly - модуль сборки и IGES транслятор.

Так как данная статья является лишь упрощенным путеводителем по системам, разрабатываемым компанией "ИНТЕРМЕХ", автор не собирается утруждать читателя описанием всего многообразия предостовляемых ими функций. Но, говоря о трехмерной графике, нельзя не затронуть еще один вопрос. Это вопрос получения трехмерной параметрической модели на основании "старых" двухмерных чертежей AutoCAD, которых у пользователей накопилось великое множество.

Автор надеется, что уважаемый читатель, даже вскользь просмотрев данную статью, понял, что системы "ИНТЕРМЕХ", охватывая многие области автоматизированного проектирования, предоставляют пользователям максимально возможную интеграцию "из одних рук" - точнее, от одного (и, что немаловажно, отечественного) разработчика.