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

19 ма€ 2015

„то нужно технологу: истори€ построени€ или пр€мое моделирование?

ƒмитрий ”шаковƒмитрий ”шаков

ќт редакции isicad.ru: ѕредлагаема€ вашему вниманию стать€ ƒмитри€ ”шакова €вл€етс€ откликом на публикацию «Onshape: ещЄ один инструмент конструктора, игнорирующий потребности технолога». ћы приглашаем к дискуссии всех заинтересованных читателей.
ƒжон  аллен, отдава€ дань уважени€ достижени€м разработчиков CAD-системы Onshape, позвол€ющей создавать трЄхмерные параметрические модели пр€мо в веб-браузере, задаЄтс€ вопросом, почему команда ƒжона ’ирштика не предложила ничего нового в области интеграции конструкторской проработки издели€ с технологической подготовкой его производства. ” мен€ есть сво€ верси€ ответа на этот вопрос, которой € хочу поделитьс€ с читател€ми isicad.ru.

Ћюбому специалисту видно, что за красивой оболочкой Onshape скрываетс€ стара€ технологи€ параметрической модификации модели путЄм регенерации геометрии на основе истории построени€, впервые реализованна€ ещЄ в Pro/ENGINEER в 1987 г. Ёто резко контрастирует как с подлинными инноваци€ми Onshape (такими как совместна€ работа нескольких пользователей над одним документом и автоматическое версионирование), так и с поведением конкурентов, которые фокусируют свои усили€ на предложении альтернативных способов параметрического моделировани€ (синхронна€ технологи€ Siemens PLM Software или Fusion 360 от Autodesk). ¬место этого мы видим очередную реинкарнацию Pro/E; причЄм вторую по счЄту дл€ данной команды разработчиком (первой стало Windows-приложение SolidWorks, увидевшее свет двадцать лет назад).

Onshape обладает всеми недостатками моделировани€ на основе истории

Onshape обладает всеми известными недостатками моделировани€ на основе истории

Ќо как способ параметризации, лежащий в основе CAD-системы, может вли€ть на особенности технологической подготовки производства издели€? —амым непосредственным образом! ¬сЄ дело в том, что неотделимой особенностью (можно назвать это врождЄнным пороком) систем параметрического моделировани€ на основе истории построени€ €вл€етс€ требование к автору модели предвидеть все последующие изменени€. ≈сли какое-то изменение автором предусмотрено не было, то это изменение не получитс€ внести без полной или частичной перестройки трЄхмерной модели, ведь еЄ параметризаци€ неотделима от геометрии. “акова цена, которую плат€т за параметризацию пользователи CAD-систем, основанных на истории построени€.

—оответственно, когда трЄхмерна€ модель будущего издели€ попадает к технологу, ответственному за подготовку производства, он может внести в неЄ лишь те параметрические изменени€, что были предусмотрены конструктором, создавшим эту модель.  онструктор редко €вл€етс€ специалистом по технологической подготовке (обычно эти задачи решают разные люди), но даже если он готов что-то учесть, хватит ли ему дл€ этого возможностей CAD-системы?

¬озьмЄм конкретный пример — подготовку производства изделий из листового металла. ќдна и та же деталь может иметь совершенно разные варианты технологической проработки (рисунок ниже демонстрирует умозрительный пример простейшей детали; дл€ более сложных деталей существуют дес€тки вариантов), и у конструктора нет информации о том, какой из них окажетс€ экономически предпочтительным. ѕоследнее зависит от многих факторов: толщины и других геометрических размеров детали, станочного парка в цехе производства, загрузки этих станков другими заказами, объЄма выпускаемой партии и проч.

¬арианты технологической проработки одной и той же детали

¬арианты технологической проработки одной и той же детали в BricsCAD

Ќапример, раскройку большого количества деталей из листа металла экономически выгодно производить на штанцевальных машинах, где форма и размеры угловых вырезов должны соответствовать имеющемус€ набору инструментов дл€ вырубки отверстий. Ќапротив, небольшие партии деталей выгоднее раскраивать на лазерных резаках, где главное технологическое требование — гладка€ траектори€ разреза, диктующа€ иную форму угловых вырезов. √ибочные прессы тоже существенно различаютс€ по своим параметрам, в том числе предельным размерам сгибаемых деталей, что в р€де случаев вынуждает технолога раздел€ть деталь на несколько частей. » конечно именно технолог принимает решение о типе соединени€ стенок — в каком месте использовать сгиб, а в каком стык.

Ќасколько CAD-системы на основе истории построени€ готовы помогать технологу решать указанные задачи? ƒавайте разберЄм это на примере самой попул€рной машиностроительной CAD-системы — SolidWorks.

ћоделирование деталей из листового металла в SolidWorks
¬озможности проектировани€ деталей из листового металла доступны в SolidWorks, начина€ с версии 97. Ќо долгие годы эти возможности ограничивались либо сгибом плоской заготовки, либо созданием базовой кромки и дополнительных стенок из еЄ рЄбер. “аким методом можно успешно создавать несложные детали, автоматически получа€ их развЄртку (котора€ делаетс€ в пор€дке, обратном истории построени€). Ќо этот метод абсолютно не подходит инженеру-технологу — ведь он не позвол€ет ему при необходимости легко заменить тип соединени€ между двум€ стенками со сгиба на стык («разрыв» в терминах SolidWorks) и обратно — дл€ такой замены в SolidWorks требуетс€ перестроить деталь с нул€.

–азработчики SolidWorks, видимо, были в курсе этой проблемы, и спуст€ 12 лет — в версии SolidWorks 2009 — реализовали инструмент преобразовани€ любого тела в деталь из листового металла. ќн корректно распознаЄт стенки («кромки»), предлагает конструктору выбрать тип соединени€ между ними («сгиб» или «разрыв») и помещает в дерево построени€ модели специальный элемент, позвол€ющий автоматически перестроить деталь при изменении исходного тела.

Ќе умал€€ достоинств этого инструмента, отметим, однако, что обща€ задача технологической подготовки производства изделий из листового металла в SolidWorks до сих пор не решена. “ак, если деталь уже содержит сгиб, преобразовать его в разрыв все ещЄ невозможно. ƒа и само преобразование тела в деталь из листового металла требует ручной работы как при первом применении, так и при изменении геометрии исходного тела — такова специфика моделировани€ на основе истории построени€.

¬ рамках традиционного подхода к моделированию практически невозможно состыковать конструктивную («конструкторскую») историю детали с технологической, особенно когда они выполн€ютс€ в разных CAD-системах, что в услови€х высококонкурентного рынка, €вл€етс€ скорее правилом, чем исключением.   счастью дл€ технологов, решение этой задачи существует. ¬от только возможно оно не в рамках систем моделировани€ на основе истории построени€ — типа SolidWorks или Onshape — а при условии отказа от истории построени€ и использовани€ методов пр€мого моделировани€ геометрии. ƒавайте разберЄм, как инженер-технолог может подготовить производство деталей из листового металла с помощью BricsCAD.

ћоделирование деталей из листового металла в BricsCAD
¬опреки широко распространЄнному убеждению, системы пр€мого моделировани€ могут работать не только с граничной геометрией тела (гран€ми, рЄбрами и вершинами), но и с высокоуровневыми конструктивными элементами. ¬ контексте моделировани€ изделий из листового металла это такие элементы как «стенка», «сгиб», «стык», «угловой вырез» и проч.  ак и в системах моделировани€ на основе истории построени€, эти элементы €вл€ютс€ параметрическими (например, пользователь может изменить радиус сгиба, размер выреза или толщину всей детали). ќднако, они не образуют жЄсткого пор€дка — все элементы равноправны и локальны, каждый из них можно удалить независимо от других или преобразовать в элемент иного типа. ћежду элементами остаютс€ степени свободы, которые пользователь может использовать дл€ пр€мого редактировани€ детали или изменени€ еЄ размеров с помощью трЄхмерных ограничений.

“акой подход позвол€ет технологу (как, впрочем, и конструктору) подходить к процессу проектировани€ с максимальной гибкостью, легко мен€€ варианты технологической проработки одной и той же детали, соедин€€ несколько деталей в одну или наоборот раздел€€ их на части.

ѕереключение типа соединени€ между стенками в BricsCAD

ѕереключение типа соединени€ между стенками в BricsCAD

ƒругим важным преимуществом такого подхода €вл€етс€ возможность лЄгкого распознавани€ таких элементов в любой существующей геометрии, включа€ модели, созданные в других CAD-системах. ¬ BricsCAD эта задача решаетс€ за несколько секунд: импортировать модель в любом формате, распознать существующие стенки и сгибы, прорезать недостающие разгрузки на углах, разделить деталь на части, изменить технологические параметры, получить развЄртку и передать еЄ в CAM-систему. ƒл€ многих моделей этот процесс может быть полностью автоматизирован, дл€ других требуютс€ несложные манипул€ции специализированным CAD-инструментами, ориентированными как раз на нужды технолога производства изделий из листового металла.

ј что же параметризаци€?
ћногие издели€ изготавливаютс€ на заказ по размерам заказчика. ¬ области листового металла характерным примером таких изделий €вл€етс€ промышленное кухонное оборудование: шкафы, стеллажи, рабочие поверхности. Ќесомненно, дл€ каждого заказа издели€ с новыми размерами должна быть заново проведена технологическа€ подготовка производства. ќднако, работу технолога можно существенно ускорить, если модель, с которой он работает, €вл€етс€ параметрической — управл€емой значени€ми характерных параметров. “огда технолог может автоматически получить новую технологическую модель, изменив параметры существующей, после чего ему останетс€ лишь проверить корректность ранее определЄнных техпроцессов и внести требуемые изменени€ в некоторые из них, обусловленные существенным изменением размеров детали.

“радиционно создание параметрических моделей — епархи€ систем моделировани€ на основе истории построени€. Ќо поскольку они редко €вл€ютс€ оптимальным выбором дл€ технолога (по крайней мере, в области производства изделий из листового металла), стоит рассмотреть параметризацию с помощью систем пр€мого моделировани€.

¬ BricsCAD реализован мощный механизм геометрических и размерных ограничений, позвол€ющий пользователю задавать требуемые рассто€ни€, углы, радиусы и другие параметры. ѕохожие детали можно организовывать в параметрические компоненты, св€зывать параметры формулами между собой и в результате создавать параметрические модели дл€ любой предметной области, включа€ издели€ из листового металла.

—ущественным преимуществом этого подхода перед историей построени€ €вл€етс€ тот простой факт, что параметризацию через ограничени€ можно добавить к геометрии, импортированной в BricsCAD из любой другой CAD-системы. Ёто открывает новые возможности перед мастерскими, специализирующимис€ на выполнении заказов на производство изделий из листового металла. “еперь такие мастерские могут эффективно обрабатывать заказы на производство семейства однотипных изделий.

«аказчик может передать в мастерскую модель в любом формате, поддерживающем информацию о производстве издели€ (PMI). јннотационные размеры в такой модели могут содержать текстовые метки, используемые в таблице заказа. »сполнитель заказа импортирует модель в BricsCAD, добавл€ет к ней параметризацию на основе ограничений, осуществл€ет технологическую проработку и св€зывает модель с системой контрол€ заказов. ¬сЄ остальное (порождение конкретной модели с требуемыми размерами, получение еЄ развЄртки, передача еЄ в CAM-систему, валидаци€ техпроцессов, изготовление) может быть полностью автоматизировано.

¬место заключени€
 онечно, работа с листовым металлом служит лишь частным примером технологической подготовки производства. ќднако, некоторые наблюдени€, сделанные при рассмотрении особенностей этой работы, могут быть обобщены на другие области технологической подготовки:
  • конструктор может не знать, какие именно изменени€ захочет внести в его модель технолог;
  • технологу может потребоватьс€ максимальна€ свобода внесени€ изменений, которую никака€ истори€ построени€ предусмотреть не может;
  • конструктор и технолог могут работать в разных CAD-системах.
ќтсюда можно сделать вывод, что система моделировани€ на основе истории построени€ не €вл€етс€ лучшим выбором дл€ технолога. ¬озможно, именно поэтому команда Onshape и не пыталась привнести в эту область ничего нового, сделав ставку на традиционный подход к конструированию.


„итайте также:


¬акансии:

јктуальное обсуждение

RSS-лента комментариев

ƒавид Ћевин
ƒавид Ћевин
ќт редактора: Ќе CAD, а HAD?
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. © 2004-2017 √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.