 Рис. 1. Геометрическая модель и готовое изделие – электронная игра |
| Алексей Пелипенко, к.т.н. (“Би Питрон”, Санкт-Петербург) |
Предваряя выход новой версии CAD/CAM-системы Cimatron E v.6, мы решили кратко рассказать о наиболее выигрышных с нашей точки зрения, да и с точки зрения международных аналитиков (см. например "Cimatron E 6.0 from Cimatron", A. Christman, CIMdata, Inc., August 2004 и "CAD/CAM Outlook. Manufacturing Modeling: A Critical Technology", A. Christman, Modern Machine Shop, http://www.mmsonline.com/articles/1004cad.html), возможностях, реализованных в системе.
Безусловно, Cimatron E может использоваться и используется – как в мире, так и на постсоветском пространстве – для проектирования изделий (рис. 1). Однако, особое внимание компания Cimatron Ltd. уделяет сфере подготовки производства и, в частности, разработке и изготовлению литьевых и пресс-форм, другого формообразующего инструмента.
|
Рис. 1. Геометрическая модель и готовое изделие – электронная игра |
Cimatron E является процессно-ориентированной системой. Другими словами, система не только имеет специализированные модули и подсистемы, но и сам процесс разработки оснастки в ней разделен на этапы в соответствии со сложившейся мировой практикой. Можно выделить следующие основные этапы:
Система обеспечивает коллективную работу, что подразумевает, с одной стороны, работу группы специалистов над одним из этапов разработки, а с другой – одновременное решение задач нескольких этапов рабочего процесса. Такие возможности основываются на инфраструктуре системы и управлении данными, а также на обеспечении ассоциативности данных независимо от формата исходной геометрии изделия.
Опыт применения решений Cimatron в мире показывает, что общее сокращение сроков выпуска оснастки при использовании Cimatron E достигает 50 и более процентов. Такое сокращение обеспечивается за счет организации параллельного процесса разработки и использования специализированных модулей для решения задач каждого этапа работ.
Cimatron E представляет собой современное Windows-приложение, имеет русифицированные интерфейс и систему интерактивной помощи. Пакет соответствует требованиям ЕСКД и ЕСТД по оформлению графической документации. Система является сетевой, то есть, обеспечивает единое представление структуры проекта для всех пользователей, работающих в вычислительной сети, и разделение прав на использование файлов. Помимо этого, система может устанавливаться как с привязкой каждого рабочего места к индивидуальному ключу защиты или сетевой карте, так и в режиме плавающей лицензии с привязкой к лицензирующему серверу, которым, как и файл-сервером, может быть любой компьютер в сети.
Использование ACIS в качестве ядра системы было определено, в том числе, и его терпимостью к геометрическим проблемам, которые свойственны данным, импортированным из других CAD-систем, а также наличием специальных инструментов для решения этих проблем.
Среда управления данными Cimatron E – менеджер данных – обеспечивает не только единое представление проекта для всех участников разработки и его целостность, но также отслеживает иерархические и ассоциативные связи между объектами и поддерживает их атрибуты. В менеджере данных возможно проведение любых манипуляций с документами проекта (копирование, перенос на жестком диске, переименование, удаление, упаковка для резервного копирования или пересылки) с сохранением ассоциативности и атрибутов.
Cimatron E имеет прямые (CATIA V4/V5, Cimatron IT, PTC, Unigraphics, AutoDesk – DXF, DWG) и стандартные (IGES, Parasolid, SAT, STEP, STL, VDA, VRML) интерфейсы обмена данными. Стандартные интерфейсы имеют настройки для обмена данными с различными CAD-системами. Интерфейсы своевременно обновляются и поддерживают обмен деталями, сборками и чертежами. Возможен также импорт траекторий обработки из Cimatron IT. По словам представителей компании Cimatron, интерфейсы Cimatron E с CATIA, разработанные поставщиком ядра ACIS - компанией Spatial Corp., являются одними из лучших на рынке.
Система предлагает единую параметрическую гибридную среду для 2D/3D каркасного, поверхностного и твердотельного моделирования, включая выполнение булевых операций над объектами разной природы. Поддерживаются и соответствующие гибридные сборки. При работе со сборками доступны все команды моделирования деталей. В процессе работы нет необходимости переходить из одного режима моделирования в другой – любые операции конструктор может выполнять в произвольной последовательности. Работая в Cimatron E с импортированными моделями, не нужно тратить время на устранение щелей между поверхностями и другие геометрические исправления, поскольку это никак не влияет на качество и производительность решения последующих задач подготовки производства.
Мощные средства разработки и использования каталогов стандартных деталей и сборок включают поддержку так называемых "вырезающих объектов". При компоновке деталей и сборок эти объекты автоматически создают в смежных моделях соответствующие вырезы. Особенно удобно, что "вырезающие объекты" могут отличаться от базовых деталей и сборок не только размерами, но и топологией.
Процессная ориентация в среде моделирования проявляется, прежде всего, в том, что наряду со стандартным для современных систем деревом операций, Cimatron E ведет специальное "дерево разъема" (parting), которое отражает последовательность шагов, выполняемых при разработке формообразующих деталей оснастки. Такое дерево повышает производительность работы, обеспечивает накопление знаний и облегчает понимание проделанной работы коллегами.
В числе отображаемых в дереве разъема шагов – создание "рабочей детали", включающей пуансон, матрицу и ползуны, а также внешних и внутренних линий и поверхностей разъема, заготовки формообразующего блока и ряда других элементов. "Рабочая деталь" – один из элементов процессной ориентации. Это первый этап работы, на котором отрабатывается технологичность исходной геометрии и производится разделение на наборы формообразующих поверхностей.
Для быстрого разделения модели на наборы формообразующих поверхностей оснастки и анализа уклонов этих поверхностей относительно соответствующего направления разъема используется модуль QuickSplit, который входит в любую конструкторскую конфигурацию системы. Издание CIMdata не раз отмечало, что с этой технологией разделения моделей Cimatron был пионером в отрасли.
Разделение может производиться как в режиме работы с деталью, так и в режиме работы со сборкой. Это, наряду с возможностью формирования линий и поверхностей разъема в сборочной среде, позволяет проектировать литьевые формы со структурой любой сложности, в том числе, с формообразующими вставками или плитами, а также для литья нескольких разных деталей и др. (рис. 2).
 Рис. 2. Пресс-форма сложной структуры. Одновременно отливаются две детали корпуса, каждая – в двух экземплярах. Матрицы формуются плитой, пуансоны – вставками в плиту |
Наряду с QuickSplit, Cimatron E предлагает ряд других специализированных средств.
Этот модуль предназначен для проектирования пресс-форм на основе зарубежных или созданных пользователем каталогов стандартных деталей оснастки. В отличие от большинства аналогичных систем, при работе с собственными каталогами конструктору доступна вся функциональность и специальные средства этого производительного модуля. При разработке MoldDesign Cimatron учел многолетний опыт работы с аналогичным приложением от компании R&B, которое было интегрировано в предыдущее поколение системы Cimatron IT под названием MoldBase3D.
Последняя версия MoldDesign включает каталоги сборок ползунов, которые при редактировании параметров не только изменяют размеры, но и топологию в соответствии с задаваемыми пользователем правилами. Использование MoldDesign на начальных этапах проектирования позволяет очень быстро сформировать предварительную сборку и спецификацию пресс-формы, что помогает более точно определить стоимость выполнения заказа.
Подсистема предназначена для проектирования электродов и подготовки прошивной электроэрозии. QuickElectrode автоматически формирует комплекты чертежей и карт наладки. В него также включен каталог хвостовиков электродов компании EROWA. Модуль EDM Setup Wizard, работающий совместно с QuickElectrode, позволяет передавать специфические станочные данные непосредственно в станок и таким образом управлять процессом эрозии, автоматической сменой электродов и позиционированием заготовки (рис. 3). Несколько последних лет компания AGIE GmbH – известный производитель электроэрозионных станков – рекомендует заказчикам использовать эти средства как наиболее эффективные решения для подготовки производства.
 Рис. 3. Модули QuickElectrode и EDM Setup Wizard обеспечивают быструю подготовку прошивной электроэрозии и передачу необходимых данных в станок |
Этот модуль обеспечивает выявление инженерных изменений в геометрических моделях, импортированных из других CAD-систем (для исходных данных в формате Cimatron E он не требуется). После выявления изменений Cimatron E производит обновление всех документов, разработанных для первой версии полученной от заказчика модели. Таким образом, конструкторские и технологические работы могут быть распараллелены независимо от формата исходных данных, так как специалисты начинают подготовку производства раньше, чем закончилась конструкторская разработка, не боясь трудоемких переделок.
Cimatron E обеспечивает программирование от 2-х до 5-координатной фрезерной, 2-х и 4-координатной проволочной электроэрозионной, а также токарной обработки с поддержкой станков с противошпинделем.
Система обладает развитыми средствами визуализации и верификации обработки, средствами реалистичной имитации движения узлов и органов станка (рис. 4), а также обеспечивает ведение библиотек инструмента с режимами резания, задание правил вычисления параметров обработки и многое другое. Знание о реальной форме заготовки в любой точке обработки дает системе возможность обеспечить равномерную нагрузку на инструмент, что важно для достижения высокого качества деталей, сокращения износа инструмента и увеличения межремонтных сроков станков и оснастки. Обеспечение равномерной нагрузки на инструмент и поддержка специальных стратегий обработки, которые позволяют создавать управляющие программы без резких изменений направления движения инструмента и таким образом избегать торможений, особенно актуальны при высокоскоростной обработке.
 Рис. 4. Cimatron E предлагает комплекс средств для эффективной разработки, оптимизации и проверки управляющих программ |
Решения Cimatron пользуются заслуженным доверием поставщиков станков, со многими из них у компании существуют партнерские соглашения. В частности, в середине 2002 года компания Mikron AG, один из ведущих производителей 3ё5-координатных обрабатывающих центров, выбрала Cimatron E для оснащения своего подразделения – Центра высокоскоростной обработки (Niedau, Switzerland), призванного демонстрировать возможности станков заказчикам.
В заключение отметим, что наряду с Cimatron E компания Cimatron разрабатывает целый ряд других систем и приложений. В России, странах СНГ и Балтии предпродажную подготовку, русификацию, поставку, внедрение, обучение, гарантийное и послегарантийное обслуживание этих программных продуктов осуществляет компания "Би Питрон".