ОБЗОР ПОПУЛЯРНЫХ CAD-СИСТЕМ

Мельгуй А.И., Гайдарь О.Г.

Донецкий национальный технический университет

Источник: Журнал "Инженер" №7/2006, ДонНТУ, Донецк
 

Рынок CAD-систем огромен, от «тяжелой» Pro Engineer до «легкой» отечественной bCAD. И тем сложнее разобраться во всем многообразии предложения и сделать правильный выбор.

Рассмотрим наиболее популярные у нас в стране и относительно недорогие программные продукты.

            Внедрение современных компьютерных технологий на украинских промышленных предприятиях позволяет им выжить и преуспеть на рынке машиностроительной продукции в условиях жесткой конкуренции. Автоматизация подготовки производства дает возможность предприятиям быстро реагировать на изменение спроса, в короткие сроки выпускать новые виды продукции, быстро модернизировать выпускаемую продукцию, отслеживать жизненный цикл изделий, эффективно повышать качество изделий. Современные мировые тенденции развития диктуют свои условия. Сегодня практически невозможно привести предприятие в соответствие с требованиями международной системы качества по ISO 9000 без внедрения компьютерных технологий в конструкторско-технологическую подготовку производства. Такое положение часто препятствует украинским предприятиям осваивать наиболее выгодные рынки развитых стран.

            Уже закончилось то время, когда потребности конструкторско-технологических отделов ограничивалось CAD-системами, действующими по образу и подобию кульмана. Современный подход конструкторско-технологической подготовке характерен комплексностью решений. Поэтому все чаще предпочтение отдается продуктам, интегрированным между собой. Это позволяет сохранять ассоциативные связи между документами по всей цепочке подготовки производства и исключить таким образом «случайное» несоответствие в документации.  

            Система AutoCAD, созданная фирмой Autodesk, является на сегодняшний день наиболее распространенной программной графической системой автоматизированного проектирования в промышленности, насчитывающей свыше двух миллионов зарегистрированных пользователей. Сама фирма Autodesk занимает четвертое место в мировой табели о рангах среди разработчиков программного обеспечения для ПК.

            Другим важным фактором была предусмотренная в системе возможность  использования специализированного языка программирования Auto LISP. В результате широкие функциональные возможности AutoCAD  превратили эту систему  в своего рода  стандарт в классе систем автоматизированного технического проектирования и выполнения чертёжных работ. Сейчас AutoCAD – это наиболее гибкая из существующих графическая программная система для ПК, способная эффективно работать в самых различных областях технического проектирования. Уникальная возможность легко адаптироваться к самым разнообразным «человеческим» языкам, включая и те, что используют нелатинский алфавит, поставили AutoCAD вне конкуренции на международном рынке программных продуктов для систем автоматизированного проектирования. В результате AutoCAD сейчас используется более чем  в 125 странах мира.

             Autodesk в системе AutoCAD одной из первых применила принцип трехмерной модели проектируемой конструкции: каркасные модели трёхмерные поверхности, создаваемые путём задания высоты и уровня. В сущности это принцип размещения двухмерных объектов, помещенных в трёхмерное пространство.

            Современные компьютерные технологии подарили инженеру качественно более совершенное средство общения – трехмерную модель, которая, хотя и существует в виде цепочки битов и байтов в памяти компьютера, тем не менее, обладает вполне реальными физическими характеристиками: объёмом, плотностью, массой, центром тяжести, моментами инерции и т.д. Её можно рассмотреть с разных сторон, разобрать и собрать (если речь идет о сборочной единице) и даже заглянуть внутрь.  Одним из современных методов трёхмерного твёрдотельного моделирования  механических деталей на персональном компьютере выступает система КОМПАС – 3D, разработанная российской компанией «АСКОН»

Сколько смелых замыслов не нашло своего реального воплощения из-за нехватки времени! Может возникнуть вполне естественное сомнение: а не слишком ли много усилий нужно затратить на освоение новых технологий на уровне, обеспечивающем их практическое применение? Самое, быть может, удивительное заключается в том, что на построение трехмерной модели изделия зачастую требуется не больше времени, чем на разработку ее плоского чертежа. Усилиями разработчиков современные системы обладают тем, что обычно называют «дружественным интерфейсом», т.е. удобными и понятными средствами выполнения построений.

Конкуренция на рынке систем автоматизированного проектирования (САПР) заставляет компании искать нестандартные решения. Пользователь получает реальную возможность сравнивать предложения разных компаний и на своем собственном опыте убедиться в эффективности той или иной системы.

            Трудно передать словами ощущения человека, когда на плоском экране монитора постепенно материализуются его объемные мысли и творческие идеи. Тем более важно, чтобы в этот момент под рукой оказался удобный инструмент. Окружности и линии на бумаге тоже можно строить циркулем и постоянно ломающимся карандашом, но профессионал всегда выбирает добротные и качественные принадлежности.

            КОМПАС – 3D V6 – один из основных модулей комплекса автоматизированных систем конструкторско-технической подготовки производства КОМПАС  V6. ключевой особенностью продукта является использование собственного математического ядра и параметрических технологий, разработанных специалистами АСКОН. Методы моделирования, реализованные в программе КОМПАС – 3D V6, являются общепринятыми  в современных 3D – системах.

            Система КОМПАС–3D располагает весьма эффективными средствами моделирования. Она позволяет создавать трехмерные модели самых сложных деталей и сборок. Используя наглядные методы создания объемных элементов, конструктор оперирует простыми и естественными понятиями: бобышка, основание, отверстие, фаска и т.д. При этом процесс проектирования часто воспроизводит технологический процесс изготовления детали. В процессе построения трехмерных моделей сборочных единиц конструктор имеет возможность временно отключать отображение любых элементов. Это особенно удобно, если модель включает в себя корпусные детали, а в которых размещены остальные компоненты изделия. Непосредственно на экране монитора конструктор может выполнить разрез модели стандартными или дополнительными плоскостями проекций, или построить свой, самый невероятный, разрез.

            После построения 3D – модели детали или сборки, либо непосредственно в ходе построения конструктор может получить ее чертеж без рутинного создания видов средствами плоского черчения. Для этого нужно лишь указать необходимые виды, провести линии разрезов или сечений. Плоский чертеж будет создан автоматически и с абсолютной точностью, независимо от сложности модели. Полученный таким образом документ можно дополнить встроенными  в систему средствами 2D-черчения: проставить дополнительные размеры, обозначения позиций, заполнить основную надпись или подготовить спецификацию.

            В КОМПАС-3D объемные модели и плоские чертежи ассоциированы между собой. Это означает, что любое изменение, внесенное в модель, будет немедленно и точно отражено на всех видах чертежа. Возможности системы позволяют задавать параметрические связи и ассоциации как между отдельными элементами деталей, так и между деталями в сборочных единицах. Это позволяет быстро вносить изменения в проект, создавать различные варианты, как  отдельных деталей, так и всего изделия в целом.

            Перечисленные выше возможности системы КОМПАС-3D выгодно отличают её от базовой системы AutoCAD 2004, которая очень сильно облегчила работу конструктора, но не решает всех проблем, связанных с расчетами конструкций и деталей, минимизации случайных ошибок при проектировании из-за отсутствия ассоциативных и параметрических связей. Построение моделей пространственных конструкций, полученных в AutoCAD 2004, конечно помогает получать более реалистическое представление об изделии, но это очень немного по сравнению с возможностями трехмерной модели, выполненной в системе КОМПАС-3D.

            При внимательном рассмотрении можно рассмотреть определённую эволюцию систем проектирования: от банального двухмерного проектирования к трехмерному моделированию с гораздо большими возможностями. Следующим шагом логично стало возникновение систем, базирующихся на 3D-моделировании, но созданных для решения  более узких специфических задач. В перечень таких задач вошли: проектирование технологической оснастки (штампы,  пресс-формы),  технологическая подготовка производства, обработка на станках с ЧПУ, инженерные расчеты и динамический анализ и другие.

            Именно по такому пути успешно движутся создатели системы автоматизации конструкторско-технологической подготовки производства T-FLEX CAD – закрытое акционерное общество «Топ Системы» (г. Москва). Созданный комплекс программных средств  помогает решать самые различные задачи от проектирования изделия  до его внедрения в производство.  В зависимости от целей проектирования при разработке изделия используют САПР той или иной функциональности. Это позволяет рационально оснащать рабочее место инженера в зависимости от специфики. Известное геометрическое ядро Parasolid, лежащее в основе системы параметрического трехмерного моделирования T-FLEX CAD 3D позволяет пользователям  моделировать трехмерные детали и сборочные конструкции любой сложности с возможность оптимизации параметров. Созданные модели можно рассчитать или подвергнуть анализу в большинстве известных западных и российских расчетных систем, так как почти все они также используют ядро Parasolid. Наличие целого комплекса подсистем делает систему T-FLEX CAD более функциональной по сравнению системами КОМПАС-3D и AutoCAD.

            Ограничимся рассмотрением достоинств этих трех систем. Однозначно сказать какая из них лучше, а какая хуже нельзя. Каждый решает для себя этот вопрос, основываясь на объективных факторах (поставленные задачи, ресурсы т.п.) и субъективных (опыт работы, совет бывалого, указание начальства…).

Литература:

1. AutoCAD 2000. Библия пользователя. : Пер. с англ. / Эллен Финкельштейн – М.: Издательский дом «Вильямс», 2001. – 1040 с.: ил.               

2. Твердотельное моделирование в системе КОМПАС-3D./ Потемкин А. Е.; под ред. Е. Кондуковой. – СПб.: БХВ - Петербург, 2004. – 512 с.: ил.

3. SolidWorks /Дэвид Мюррей. – второе изд.- М.: «ЛОРИ», 2003. 560 с.