¬аше окно в мир —јѕ–
 
Ќовости —татьи јвторы —обыти€ ¬акансии Ёнциклопеди€ –екламодател€м
—татьи

27 июн€ 2013

ѕроектирование корпуса судна и комплекс автоматизации раскро€ на платформе Autodesk

ј.† узнецов, ё. ѕлатонов, ј. –€боконь

ќт редакции isicad.ru: ƒанна€ стать€, впервые по€вивша€с€ в июньском 2012 года номере журнала «—јѕ– и √рафика», публикуетс€ по просьбе компании ESG, котора€, как и наша редакци€, надеетс€ на активное читательское обсуждение. “екст статьи и иллюстрации к ней вз€ты с сайта компании ESG.
InterCAD (–анее «CSoft — Ѕюро ESG»), золотой партнер компании Autodesk, — одна из старейших »T-компаний на рынке —еверо-«ападного региона.  омпани€ специализируетс€ в области внедрени€ систем автоматизированного проектировани€ и имеет большой опыт работы с заказчиками в сфере судостроени€, судоремонта и морского приборостроени€. —реди наших заказчиков — почти все (а их более 50) предпри€ти€, вход€щие в ќбъединенную судостроительную корпорацию.

 омпани€ InterCAD традиционно предлагает специализированные »T-решени€ дл€ судостроени€ — как базирующиес€ на технологи€х Autodesk, так и самосто€тельные разработки. ћногие специалисты, работающие в сфере судостроени€ или судоремонта, не раз задумывались над тем, как распространить средства построений, имеющиес€ в графическом редакторе AutoCAD, на процесс моделировани€ судна.

Ќекоторые попытки расширить функционал AutoCAD путем написани€ прикладных приложений на его платформе не просто выросли в самосто€тельные средства —јѕ–, но и были доведены до коммерческого использовани€, то есть стали продаваемыми программными продуктами.

¬ данной статье рассматриваютс€ узкоспециализированные программные решени€ дл€ судостроени€, а именно программный комплекс ShipModel (собственна€ разработка компании InterCAD) и комплекс автоматизации раскро€ и проектировани€ „ѕ” тепловой резки UPNEST, UPEDITOR.

ѕрограммный комплекс ShipModel

ѕрограммный комплекс ShipModel (SM) предназначен дл€ решени€ проектно-конструкторских задач и задач технологической подготовки производства в судостроительной отрасли.  омплекс функционирует в среде AutoCAD или AutoCAD Mechanical, причем в AutoCAD Mechanical функциональные и интерфейсные возможности ShipModel гораздо выше.

SM поддерживает три типа трехмерных моделей: каркасные, поверхностные и твердотельные, дл€ каждого из которых существует сво€ техника создани€ и редактировани€. ќн содержит средства преобразовани€ одного типа модели в другой (например, твердотельную модель в каркасную и т.п.).

¬ ѕ  ShipModel реализованы следующие задачи:

  • формирование теоретической и конструктивной трехмерной модели поверхности корпуса судна плазового качества без ограничений сложности формы
  • судовых корпусных обводов;
  • расчет теоретических и практических шпангоутов, ватерлиний, батоксов и произвольных сечений;
  • расчет (трассировка) конструктивных линий корпуса судна: пазов, стыков, линий притыкани€ палуб, платформ, переборок, выгородок, набора и др.;
  • формирование таблиц плазовых координат, теоретического чертежа и раст€жки Ќќ;
  • разбивка модели корпуса судна на сборочные единицы, моделирование элементов конструкции корпуса судна и расчет геометрии корпусных деталей;
  • прецизионна€ развертка не плоских корпусных деталей без ограничени€ на сложность формы разворачиваемых объектов с отображением на развертках следов конструктивных линий, вырезов, приклада гибочных шаблонов и т.п.;
  • расчет данных и выпуск документации дл€ изготовлени€ оснастки (гибочных шаблонов, каркасов и т.п.) дл€ гибки корпусных деталей (листовых и профильных) и схем их установки;
  • расчет данных и выпуск документации дл€ изготовлени€ и настройки сборочно-сварочных индивидуальных и универсальных (коксовых) постелей (схемы установки лекал, проектирование деталей лекальных постелей, разработка данных дл€ установки коксов);
  • расчет данных и выпуск документации дл€ сборки секций (расчет базовых и контрольных линий, контуровочных (разметочных) эскизов, малок установки шпангоутов, ребер жесткости, платформ, переборок и других элементов судовых конструкций);
  • выдача различной дополнительной информации (размеров, площадей, координат, длин и др.);
  • 3D-макетирование корпусных конструкций и насыщенных помещений типа машиннокотельного отделени€ (ћ ќ);
  • разработка проектно-конструкторской документации.

¬ажной отличительной особенностью ShipModel €вл€етс€ поддержка всех возможных типов 3D-моделей: каркасных, поверхностных и твердотельных. ƒл€ каждого из типов существует сво€ техника их создани€ и редактировани€.

 аркасна€ модель (wireframe) представл€ет собой скелетное описание 3D-объекта. ќна не имеет граней и состоит только из точек, отрезков и кривых, описывающих ребра объекта (рис. 1).

–ис. 1

ћоделирование с помощью поверхностей €вл€етс€ более сложным процессом, так как здесь описываютс€ не только ребра 3D-объекта, но и его грани.
ShipModel строит поверхности на базе многоугольных сетей (mesh). ѕоскольку грани сети €вл€ютс€ плоскими, представление криволинейных поверхностей производитс€ путем их аппроксимации.  риволинейные NURBS-поверхности создаютс€ средствами Surface (рис. 2).

рис. 2

ћоделирование с помощью тел — это простой в применении вид 3D-моделировани€. ShipModel на основе средств AutoCAD по моделированию тел позвол€ет создавать трехмерные объекты из базовых пространственных форм: параллелепипедов, конусов, цилиндров, сфер, торов и тел вращени€. »з этих форм путем их объединени€, вычитани€ и пересечени€ стро€тс€ более сложные пространственные тела.  роме того, тела можно строить, сдвига€ 2D-объект вдоль заданного вектора или враща€ его вокруг оси. — помощью приложений к AutoCAD форму и размеры тел можно задавать параметрически, поддержива€ св€зь между 3D-модел€ми и генерируемыми на их основе двумерными видами (рис. 3).

рис. 3

 роме того, ShipModel содержит средства преобразовани€ плоского теоретического чертежа в каркасную 3D-модель, а каркасную — в поверхностную и наоборот.

ѕеречисленные возможности программного комплекса позвол€ют эффективно формировать в нем модели корпуса и корпусных конструкций с последующей их передачей в другие системы.

ƒл€ обработки корпусных конструкций сложной геометрии в ShipModel используютс€ средства трассировки конструктивных линий (пазов, стыков и т.п.), формировани€ развертки криволинейных поверхностей произвольной кривизны и конфигурации, а также расчета гибочной и сборочной оснастки.

—редства трассировки базируютс€ на командах пересечени€ (реализованы все виды пересечений и измерений геометрических характеристик), расчета линий по раст€жке от базовых линий и расчета инвариантных линий поверхности (геодезические, изогональные и тому подобные линии).

  средствам формировани€ развертки криволинейных поверхностей произвольной кривизны и конфигурации относ€тс€ команды прецизионной развертки, а также пр€мого и обратного отображени€ конструктивных линий поверхности на плоскость/развертку. ¬ процессе развертывани€ анализируютс€ кривизна и толщина листов и выдаютс€ технологические рекомендации (например, назначить припуск на гибку или расстыковать деталь).  роме того, производитс€ автоматическа€ компенсаци€ гибочных деформаций и выдаютс€ размеры пр€моугольника ограничени€, на основе которых принимаетс€ решение о допустимости использовани€ заказанного листового проката.

ShipModel содержит средства формировани€ гибочной оснастки — гибочных шаблонов, каркасов и схем их установки. ѕоскольку зарубежные системы, такие как FORAN, TRIBON (AVEVA), ShipConstructor и др., ориентированы на об€зательную разметку в процессе резки листового проката следов притыканий корпусных конструкций, состав их гибочносварочной оснастки несколько иной. Ќапример, не рассчитываютс€ контуровочный/разметочный эскиз и эскиз дл€ разметки базовых линий. ƒл€ отечественных предпри€тий, которые в подавл€ющем большинстве случаев разметку следов конструктивных линий игнорируют, эта оснастка необходима. ShipModel поддерживает оба стандарта.

ѕеречисленных средств моделировани€ и обработки корпусных конструкций сложной геометрии вполне достаточно, чтобы исключить необходимость натурного моделировани€ и доработки объектов средствами плаза.

Ќебольша€ стоимость, весьма скромные требовани€ к техническим средствам, простота освоени€ и универсальность среды AutoCAD, в которой функционирует ShipModel, — вот залог успешного внедрени€ на судостроительных предпри€ти€х.

¬ насто€щее врем€ ShipModel содержит input/output-интерфейсы с системами FORAN, TRIBON (AVEVA), CATIA, ShipConstructor, ѕ -ѕЋј« и другими, поддерживающими форматы DXF, DWG, IGES, STEP, SAT.

Ѕезусловным преимуще ством программного комплекса ShipModel считаетс€ использование в системе графической платформы Autodesk, котора€ (в новых верси€х программных продуктов) дает пользователю колоссальные возможности. ¬от лишь некоторые из них:

в части 2D-графики:

  • преобразование сплайнов в полилинии,
  • плоска€ параметризаци€. ¬озможность наложени€ геометрических и размерных зависимостей;

в части 3D-графики:

  • сглаживание сетей. ѕреобразование поверхности типа Mesh в гладкую поверхность,
  • создание твердого тела (Solid) сложной формы с применением операции прот€жки по сечени€м,
  • создание твердого тела сложной формы с применением операции сдвига,
  • преобразование поверхности в гладкое тело,
  • создание тонкостенной твердотельной оболочки на базе поверхности.

ѕри этом судостроитель, имеющий навыки опытного пользовател€ AutoCAD, уже на 60-70% готов к работе в системе ShipModel.

ѕрограммный комплекс примен€етс€ на 24 предпри€ти€х –оссии и стран ближнего зарубежь€.

¬ мае 2011 года вышла коммерческа€ верси€ 7.2 SM18 дл€ AutoCAD 2010-2012/ AutoCAD Mechanical 2010-2012.

јвтоматизированный редактор листового раскро€ UPNEST

–едактор раскро€ UPNEST выполн€ет следующие функции размещени€ деталей на пр€моугольных листах:

  • диалоговый раскрой группы совместного раскро€ (√—–) с нул€;
  • автоматический пр€моугольный раскрой √—– на листах пр€моугольной формы;
  • автоматический фигурный раскрой √—– на листах пр€моугольной формы;
  • редактирование карт раскро€ интерактивно и с элементами автоматизации;
  • автоматический расчет деловых отходов;
  • контроль изменени€ геометрии раскроенных деталей;
  • автоматическа€ коррекци€ положени€ детали, размещенной вручную.

ћинимально необходимые данные дл€ того, чтобы можно было начать раскрой — это файлы деталей в DXF-формате и описание типоразмеров заказного материала. »з DXF-файлов деталей извлекаютс€ геометри€ контуров, линии разметки, тексты маркировки и некоторые реквизиты (номер позиции, номер чертежа, количество, марка материала). —пециальной обработке с целью извлечени€ всей информации подлежат DXF-файлы из судостроительных CAD-систем Tribon, Foran, Nupas Cadmatic, Catia. ќграничени€ на сложность деталей, число деталей в √—– и в карте раскро€ в редакторе UPNEST отсутствуют.

¬озможен учет использовани€ заказного материала и деловых отходов проекта.

ќсобенности редактора UPNEST

–едактор UPNEST — многооконный. √лавным окном €вл€етс€ окно редактора.  ажда€ карта раскро€ представл€етс€ в отдельном дочернем окне. ƒетали могут перетаскиватьс€ из одной карты раскро€ в другую, а также из окна деталей в выбранную карту раскро€ с автоматической коррекцией положени€ детали.

 ажда€ деталь представл€ет собой замкнутый контур, возможно, с внутренними вырезами. ƒл€ выбора детали достаточно кликнуть мышью в любую точку внутренней области детали. √рафическое €дро редактора UPNEST — собственной разработки, лицензий на AutoCAD или другие базовые средства не требуетс€.

–едактор раскро€ имеет такие автоматизированные команды, как сдвиг детали до упора в заданном направлении, совмещение заданных сторон двух деталей, автоматический докрой карты свободными детал€ми, и другие (рис. 4).

рис. 4

¬ редакторе раскро€ реализован посто€нный контроль пересечени€ деталей и полноты раскро€, а также неограниченный откат состо€ни€ сеанса раскро€.

ѕредусмотрен контроль изменени€ геометрии раскроенных деталей в случае редактировани€ карты раскро€. ≈сли маршрут резки был назначен ранее, и детали карты измен€ют свое положение или удал€ютс€, маршрут резки корректируетс€ автоматически. ќкно деталей позвол€ет сформировать группу совместного раскро€ из загруженных деталей, ввести недостающие реквизиты, установить пор€док выборки деталей дл€ автоматического раскро€ и ограничени€ по размещению детали на листе металла (рис. 5).

рис. 5

¬ состав UPNEST входит программа –едактор текстов, позвол€юща€ править маркировку детали, добива€сь оптимального расположени€ надписей на поле детали (отсутствие пересечений надписей, достаточна€ высота символов, св€зь текста с лини€ми разметки и обработки). ѕравка маркировки выполн€етс€ интерактивно или автоматически.

ѕрограмма ћенеджер «аказов на раскрой (плагин UPNEST) обеспечивает управление выполнением заказа на листовой раскрой с применением рел€ционной базы данных (рис. 6).

рис. 6

ѕрограмма ћенеджер «аказов на раскрой выполн€ет:

  • описание заказа на раскрой, включающее описание материалов, чертежей и деталей заказа;
  • автоматизированное формирование групп совместного раскро€ (√—–);
  • выполнение автоматического раскро€ двух видов: фигурного и гильотинного с записью результатов в базу данных и передачу дл€ редактировани€ в редактор UPNEST;
  • показ элементов заказа: материалов, деталей, √—–, карт раскро€;
  • слежение за исполнением заказа;
  • ведение таблицы деловых отходов;
  • выпуск сопроводительной документации по раскрою.

–едактор управл€ющих программ тепловой резки UPEDITOR

–едактор управл€ющих программ UPEDITOR предназначен дл€ контрол€, редактировани€, конвертировани€ и создани€ управл€ющих программ дл€ машин тепловой резки. »сходными данными дл€ программы служат группы совместного раскро€, созданные в редакторе UPNEST, управл€ющие программы в форматах ESSI, EIA, а также чертежи карт раскро€ в формате DXF.

—оздание управл€ющих программ тепловой резки

ѕоследовательность вырезки деталей, прохода линий разметки и нанесени€ надписей может быть назначена программой в автоматическом режиме. ѕри назначении маршрута резки параметры входа и выхода могут быть заданы отдельно дл€ входа с угла контура и дл€ входа по касательной.

¬озможно назначение совмещенного реза. ¬о врем€ назначени€ маршрута программа динамически провер€ет возможность построени€ пробивки и мостиков исход€ из заданных ограничений.

ѕредусмотрен многоуровневый откат операций редактировани€ (рис.7).

рис. 7

¬ режиме редактировани€ осуществл€етс€ правка программ, записанных в форматах ESSI и EIA.

¬озможно перемещение и изменение параметров пробивок и мостиков, удаление и добавление пробивок и мостиков, изменение пор€дка вырезки деталей. ¬озможно и полное переопределение маршрута резки. ¬о врем€ редактировани€ управл€ющей программы (”ѕ) можно просматривать текст ”ѕ в специальном окне, при этом положение маркера на изображении карты раскро€ синхронизировано с изображением текста программы.

¬озможна корректировка программы (удаление малых отрезков и дуг), введение учета смещени€ инструмента и введение команд торможени€.

ƒл€ каждой управл€ющей программы можно получить полную технологическую информацию (врем€ резки, длина реза и пр.).

ѕредусмотрена возможность получени€ из управл€ющей программы карты раскро€ в формате DXF после автоматического удалени€ мостиков, перемычек и припуска на резку.

ѕолученные управл€ющие программы можно записать с перекодировкой в форматы ESSI или EIA, учитыва€ особенности €зыка управл€ющих программ машин конкретного завода. “ребуемые коды технологических команд, а также коды, вставл€емые в начало и конец программы, задаютс€ пользователем в диалоговом режиме. ѕри выводе рассто€ние между детал€ми с совмещенным резом приводитс€ в соответствие с шириной реза конкретной машины (рис. 8).

рис. 8

 онтроль позвол€ет определ€ть в управл€ющих программах такие погрешности, как пересечение участков резки, резка по детали, пробивки на детали или слишком близко к ее кромке, нарушение последовательности и направлени€ вырезки внешнего и внутренних контуров детали и т.д.

јвтоматическое назначение маршрута тепловой резки

ѕрограмма «јвтомаршрут» позвол€ет построить траекторию резки дл€ плана раскро€ нажатием одной кнопки. ѕри этом технолог имеет возможность задать правила, управл€ющие процедурой построени€ траектории. ‘орма траектории определ€етс€ одним из четырех режимов («— мостиками», «√азова€ резка», «ѕо часовой стрелке», «ѕротив часовой стрелки»). ќсновным режимом автоматического назначени€ маршрута €вл€етс€ «√азова€ резка».

¬ процессе анализа каждого контура определ€етс€ возможность его вырезки в двух направлени€х.

–ежим «√азова€ резка» предписывает программе из двух возможных вариантов вырезки контура в разных направлени€х выбрать тот, при котором длина холостого перехода в точку пробивки будет меньше.

–ежимы «ѕо часовой стрелке» и «ѕротив часовой стрелки», позвол€ющие осуществл€ть вырезку контуров только в одном направлении, используютс€ дл€ машин тепловой резки (например, плазменных), имеющих такие ограничени€.

–абота программы «јвтомаршрут» базируетс€ на трех основных правилах:

  1. ћаршрут всегда назначаетс€ так, чтобы кромки детали, непосредственно примыкающие к основной массе еще не отрезанного металла, вырезались в последнюю очередь.
  2. —реди всех возможных вариантов, удовлетвор€ющих предыдущему условию, выбираетс€ вариант, позвол€ющий минимизировать холостые переходы.
  3.  ритерии, определ€ющие выполнение двух предыдущих правил, задаютс€ и корректируютс€ с помощью р€да допусков и коэффициентов.

“раектори€, полученна€ автоматически, провер€етс€ на корректность и может быть отредактирована вручную (рис. 9).

рис. 9

—оздание управл€ющих программ разметки

ѕор€док вывода разметочных линий и текстовой информации в управл€ющей программе можно задавать в ручном и автоматическом режиме. ѕри необходимости тексты можно замен€ть векторами в виде разметочных линий.

“ексты, их положение и способ вывода можно задавать при построении маршрута обработки карты раскро€ (рис. 10).

рис. 10

—оздание управл€ющих программ тепловой резки с разделкой кромок

UPEditor позвол€ет создавать управл€ющие программы с командами обработки I-, V-, Y-, и K-фасок дл€ поворотного однорезакового и трехрезакового блоков (рис. 11).

рис. 11

≈сли параметры фасок определены в исходных файлах с детал€ми, команды разделки кромок могут быть добавлены в ”ѕ в автоматическом режиме. ”гловые петли и окна дл€ настройки трехрезакового блока создаютс€ автоматически, в соответствии с заданными параметрами.

ƒл€ однорезакового поворотного блока возможно создавать программы с обработкой Y-фасок за два прохода.

ƒл€ обычного резака предусмотрена возможность компенсации конусности плазменной дуги при резке кромок с фасками путем добавлени€ локального припуска. ¬еличина локального припуска определ€етс€ автоматически (в зависимости от параметров фаски) или вручную дл€ каждой кромки.

«аключение

 омпани€ InterCAD рекомендует предпри€ти€м судостроени€ программный комплекс ShipModel. —читаем данное решение оптимальным дл€ предпри€тий, которые не используют т€желые специализированные программные средства, такие как TRIBON (AVEVA), FORAN, ShipConstructor и др.

»спользование AutoCAD в качестве графической платформы в системе ShipModel считаем ее безусловным преимуществом, так как в судостроении накоплен большой опыт применени€ базовых средств Autodesk и любой опытный пользователь AutoCAD уже на 80% готов к работе в программном комплексе ShipModel.

ƒл€ предпри€тий, использующих т€желые специализированные средства —јѕ–, применение ShipModel может оказатьс€ актуальным, поскольку данна€ система на 100% способна решать узкоспециализированную задачу судостроени€, а именно создание корабельных обводов плазового качества.

ƒл€ этого в системе ShipModel есть все средства работы с каркасной, поверхностной, твердотельной и комбинированной моделью.  омплекс автоматизации раскро€ и проектировани€ „ѕ” тепловой резки UPNEST, UPEDITOR имеет р€д существенных преимуществ перед аналогами, главные из которых:

  • универсальность — комплекс автоматизации раскро€ работает с данными по геометрии деталей, которые получены из любых —јѕ–, примен€емых при проектировании;
  • удобство работы;
  • привлекательна€ цена.


„итайте также:


¬акансии:

јктуальное обсуждение

RSS-лента комментариев

ќбзор новостей:  »юль

ƒавид Ћевин:

„то способствовало июльскому обилию обновлений —јѕ–?

  • 5 компаний сообщают о новых релизах
  • –ынок сообщает и о других достойных событи€х
  • Autodesk сообщает, как правильно вернутьс€ в офис
  •  онкуратор сообщает, что он жив
  • ¬. „ебыкин сообщает о 7+ миллиардах думающих земл€н
  • ј. ћехонцев сообщает, за что BIM-менеджер получает 100 тыс€ч и как им стать
  • ћ. ћишустин сообщает, как будет развиватьс€ индустри€ »“

¬се номера       

ѕодписатьс€ на рассылку isicad

ƒавид Ћевин
ƒавид Ћевин
ќт редактора: Ўесть главных мифов о PLM
ѕроект ЂЌародное —јѕ–-интервьюї

—лучайна€ стать€:

isicad Top 10

—амые попул€рные материалы

   ‘орумы isicad:

isicad-2010 isicad-2008
isicad-2006 isicad-2004

ќ проекте

ѕриглашаем публиковать на сайте isicad.ru новости и пресс-релизы о новых решени€х и продуктах, о проводимых меропри€ти€х и другую информацию. јдрес дл€ корреспонденции - info@isicad.ru

ѕроект isicad нацелен на

  • укрепление контактов между разработчиками, поставщиками и потребител€ми промышленных решений в област€х PLM и ERP...
ѕодробнее

»нформаци€ дл€ рекламодателей


¬се права защищены. © 2004-2020 √руппа компаний «Ћ≈ƒј—»

ѕерепечатка материалов сайта допускаетс€ с согласи€ редакции, ссылка на isicad.ru об€зательна.
¬ы можете обратитьс€ к нам по адресу info@isicad.ru.