ОГЛЯД ПОПУЛЯРНИХ CAD-СИСТЕМ
Мельгуй О. І., Гайдар О. Г.
Донецкий национальный технический университет
Источник: Журнал "Инженер" №7/2006, ДонНТУ, Донецк
Впровадження сучасних комп'ютерних технологій на українських промислових підприємствах дозволяє їм вижити і превстигнути на ринку машинобудівної продукції в умовах жорсткої конкуренції. Автоматизація підготовки виробництва дає можливість підприємствам швидко реагувати на зміну попиту, у короткий термін випускати нові види продукції, швидко модернізувати випускаєму продукцію, відслідковувати життєвий цикл виробів, ефективно підвищувати якість. Сучасні світові тенденції розвитку диктують свої умови. Сьогодні практично неможливо привести підприємство у відповідність вимогам міжнародної системи якості по ISO 9000 без впровадження комп'ютерних технологій у конструкторсько-технологічну підготовку виробництва. Таке становище часто перешкоджає українським підприємствам освоювати найбільш вигідні ринки розвинених країн.
Уже закінчився той час, коли потреби конструкторсько-технологічних відділів обмежували CAD-системами, що діють на подобі кульмана. Сучасний підхід конструкторсько-технологічній підготовці характерен комплексністю рішень. Тому все частіше перевага віддається продуктам, інтегрованим між собою. Це дозволяє зберігати асоціативні зв'язки між документами по всьому ланцюжку підготовки виробництва і виключити в такий спосіб «випадкову» невідповідність у документації.
Для виключення тих же «випадковостей» служать PLM-компоненти, які містять всю інформацію, необхідну для проектування, виготовлення та експлуатації продукції в організації будь-якого профілю. На етапі підготовки виробництва система забезпечує нагромадження даних про результати конструкторсько-технологічного проектування і обмін інформацією між інженерними службами. Затверджені дані і документація передаються в інші служби підприємства для матеріально-технічного забезпечення, виробництва і експлуатації виробів, що випускають.
Ринок CAD-систем величезний, від «важкої» Pro Engineer до «легкої» вітчизняної bCAD. І тем складніше розібратися у всьому різноманітті пропозиції і зробити правильний вибір. Розглянемо найбільш популярні у нас в країні і відносно недорогі програмні продукти.
Система AutoCAD, створена фірмою Autodesk, являється на сьогоднішній день найпоширенішою програмною графічною системою автоматизованого проектування в промисловості, що нараховує понад два мільйони зареєстрованих користувачів. Сама фірма Autodesk посідає четверте місце у світовій табелі про ранги серед розроблювачів програмного забезпечення для ПК.
Іншим важливим фактором була передбачена в системі можливість використання спеціалізованої мови програмування AutoLISP. У результаті широкі функціональні можливості AutoCAD перетворили цю систему у свого роду стандарт у класі систем автоматизованого технічного проектування і виконання креслярських робіт. Зараз AutoCAD – це найбільш гнучка з існуюча графічна програмна система для ПК, здатна ефективно працювати у всіляких галузях технічного проектування. Унікальна можливість легко адаптуватися до найрізноманітнішим «людським» мовам, включаючи і ті, що використають нелатинський алфавіт, поставили AutoCAD поза конкуренцією на міжнародному ринку програмних продуктів для систем автоматизованого проектування. У результаті AutoCAD зараз використовується більш ніж в 125 країнах миру.
Autodesk у системі AutoCAD однієї з перших застосувала принцип тривимірної моделі проектованої конструкції: каркасні моделі тривимірні поверхні, створювані шляхом завдання висоти і рівня. У сутності це принцип розміщення двомірних об'єктів, поміщених у тривимірний простір.
Сучасні комп'ютерні технології подарували інженеру більш якісно зроблений засіб спілкування - тривимірну модель, що, хоча і існує у вигляді ланцюжка бітов і байтів у пам'яті комп'ютера, проте, має цілком реальні фізичні характеристики: об'єм, щільність, маса, центр ваги, момент інерції та інше. Її можна розглянути з різних сторін, розібрати й зібрати (якщо мова йде про складальну одиницю) і навіть заглянути усередину. Одним із сучасних методів тривимірного твердотілого моделювання механічних деталей на персональному комп'ютері виступає система КОМПАС - 3D, розроблена російською компанією «АСКОН»
Скільки сміливих задумів не знайшло свого реального втілення через недостачу часу! Може виникнути цілком природний сумнів: а чи не занадто багато зусиль потрібно затратити на освоєння нових технологій на рівні, що забезпечує їхнє практичне застосування? Саме, мабуть, дивне полягає у тому, що на побудову тривимірної моделі виробу найчастіше потрібно не більше часу, чим на розробку її плоского креслення. Зусиллями розроблювачів сучасні системи володіють тим, що звичайно називають «дружнім інтерфейсом», тобто зручними і зрозумілими засобами виконання побудов.
Конкуренція на ринку систем автоматизованого проектування (САПР) змушує компанії шукати нестандартні рішення. Користувач одержує реальну можливість порівнювати пропозиції різних компаній і на своєму власному досвіді переконатися в ефективності тої або іншої системи.
Важко передати словами відчуття людини, коли на плоскому екрані монітора поступово матеріалізуються його об'ємні думки та творчі ідеї. Тим більше важливо, щоб у цей момент під рукою виявився зручний інструмент. Окружності і лінії на папері теж можна будувати циркулем і постійно ламким олівцем, але професіонал завжди вибирає добротні і якісні приналежності.
КОМПАС - 3D V8 - один з основних модулів комплексу автоматизованих систем конструкторсько-технічної підготовки виробництва КОМПАС V8. ключовою особливістю продукту є використання власного математичного ядра і параметричних технологій, розроблених фахівцями АСКОН. Методи моделювання, які реалізовані в програмі КОМПАС - 3D V8, є загальноприйнятими в сучасних 3D - системах.
Система КОМПАС-3D має у своєму розпорядженні дуже ефективні засоби моделювання. Вона дозволяє створювати тривимірні моделі самих складних деталей і зборок. Використовуючи наочні методи створення об'ємних елементів, конструктор оперує простими та природними поняттями: бобишка, підстава, отвір, фаска і т.п. При цьому процес проектування часто відтворює технологічний процес виготовлення деталі. У процесі побудови тривимірних моделей складальних одиниць конструктор має можливість тимчасово відключати відображення будь-яких елементів. Це особливо зручно, якщо модель містить у собі корпусні деталі, в яких розміщені інші компоненти виробу. Безпосередньо на екрані монітора конструктор може виконати розріз моделі стандартними або додатковими площинами проекцій, або побудувати свій, самий неймовірний, розріз.
Після побудови 3D - моделі деталі або зборки, або безпосередньо в ході побудови конструктор може одержати її креслення без рутинного створення видів засобами плоского креслення. Для цього потрібно лише вказати необхідні види, провести лінії розрізів або перетинів. Плоске креслення буде створене автоматично і з абсолютною точністю, незалежно від складності моделі. Отриманий у такий спосіб документ можна доповнити убудованими в систему засобами 2D-креслення: проставити додаткові розміри, позначення позицій, заповнити основний напис або підготувати специфікацію.
У КОМПАС-3D об'ємні моделі та плоскі креслення асоційовані між собою. Це означає, що будь-яка зміна, внесена в модель, буде негайно і точно відбито на всіх видах креслення. Можливості системи дозволяють задавати параметричні зв'язки і асоціації як між окремими елементами деталей, так і між деталями в складальних одиницях. Це дозволяє швидко вносити зміни в проект, створювати різні варіанти, як окремих деталей, так і всього виробу в цілому.
Перераховані вище можливості системи КОМПАС-3D вигідно відрізняють її від базової системи AutoCAD 2004, що дуже сильно полегшила роботу конструктора, але не вирішує всіх проблем, пов'язаних з розрахунками конструкцій і деталей, мінімізації випадкових помилок при проектуванні через відсутність асоціативних і параметричних зв'язків. Побудова моделей просторових конструкцій, отриманих в AutoCAD 2004, звичайно допомагає одержувати більше реалістичне подання про виріб, але це дуже небагато в порівнянні з можливостями тривимірної моделі, виконаної в системі КОМПАС-3D.
При уважному розгляді можна розглянути певну еволюцію систем проектування: від банального двомірного проектування до тривимірного моделювання з набагато більшими можливостями. Наступним кроком логічно стало виникнення систем, що базуються на 3D-моделюванні, але створених для рішення більш вузьких специфічних задач. У перелік таких задач увійшли: проектування технологічного оснащення (штампи, прес-форми), технологічна підготовка виробництва, обробка на верстатах із ЧПК, інженерні розрахунки і динамічний аналіз та інші.
Саме по такому шляху успішно рухаються творці системи автоматизації конструкторсько-технологічної підготовки виробництва T-FLEX CAD - закрите акціонерне товариство «Топ Системи» (м. Москва). Створений комплекс програмних засобів допомагає вирішувати всілякі завдання від проектування виробу до його впровадження у виробництво. Залежно від цілей проектування при розробці виробу використовують САПР тої або іншої функціональності. Це дозволяє раціонально оснащувати робоче місце інженера залежно від специфіки. Відоме геометричне ядро Parasolid, що лежить в основі системи параметричного тривимірного моделювання T-FLEX CAD 3D дозволяє користувачам моделювати тривимірні деталі і складальні конструкції будь-якої складності з можливістю оптимізації параметрів. Створені моделі можна розрахувати або піддати аналізу в більшості відомих західних і російських розрахункових систем, тому що майже всі вони також використовують ядро Parasolid. Наявність цілого комплексу підсистем робить систему T-FLEX CAD більш функціональної в порівнянні системами КОМПАС-3D і AutoCAD.
Обмежимося розглядом достоїнств цих трьох систем. Однозначно сказати яка з них краще, а яка гірше не можна. Кожний вирішує для себе це питання, ґрунтуючись на об'єктивних факторах (поставлені задачі, ресурси та ін.) і суб'єктивних (досвід роботи, рада бувалого, вказівка начальства...).
Список літератури: 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.