Автор: Авраимов В.С., Григорьев А.В.
Источник: Компьютерная и программная инженерия. Международная научно-техническаяконференция студентов, аспирантов и молодых ученых 15-16 декабря 2015 года. -Донецк, ДонНТУ. C.90-95.
Авраимов В.С., Григорьев А.В. Анализ технологии и средств адаптации САПР СПРУТ. В статье производится анализ САПР СПРУТ, его преимуществ и актуальность. Описывается его свойства, функции, сферы применения, а также актуальность данной системы в наше время.
В настоящее время [1] увеличение производительности труда разработчиков новых изделий, сокращение сроков проектирования, повышение качества разработки проектов являются важнейшими проблемами, решение которых определяет уровень ускорения научно-технического прогресса общества. В деятельности различных организаций широко внедряется компьютеризация, поднимающая проектную работу на качественно новый уровень, более обоснованно решаются многие сложные инженерные задачи, которые раньше рассматривались лишь упрощенно. Во многом это происходит благодаря использованию эффективных специализированных программ, которые могут быть как самостоятельными, так и в виде приложений к общетехническим программам. Данная автоматизация проектирования реализуется благодаря использованию систем автоматизированного проектирования.
В современном обществе очень высока доля людей, которые профессионально используют системы автоматизированного проектирования в своей деятельности. Однако таких систем очень много, поэтому специалисты должны четко представлять, какую систему удобно использовать для решения таких профессиональных задач, как умение читать конструкторскую и технологическую документацию; выполнять комплексные чертежи геометрических тел и проекции точек, лежащих на поверхности; выполнять эскизы, технические рисунки и чертежи деталей, их элементов, узлов в ручной и машинной графике; выполнять графические изображения технологического оборудования и технологических схем в ручной и машинной графике и многое другое.
Далее мы рассмотрим САПР СПРУТ, его преимущества, актуальность и перспективность.
Система Sprut [2], представляющая собой интегрированную отладочную среду, является мощным инструментальным средством разработчика, включающим экранный редактор и большой набор функций:
Отладочная среда имеет встроенную контекстно-зависимую систему получения подробной справочной информации об операторах всех подсистем СПРУТ. Собственный язык программирования высокого уровня имеет проблемную ориентацию и подразделяется на следующие подсистемы:.
SprutX — система позволяет описывать информационные модели объектов проектирования. Объектом является любая деталь, сборка или узел. Информационная модель представляет собой вариантную структуру (И/ИЛИ) составляющих ее объектов, а также свойства объектов и методы их проектирования. С помощью инструментальной системы SprutX осуществляется формирование классов, описание их свойств и методов объектов, а также согласование свойств объектов для подключения к уже существующей системе новых, независимо разработанных компонентов .
Дерево объектов является средством навигации по проекту и обеспечивает доступ к свойствам и методам как во время проектирования прикладной системы, так и во время ее работы.
SprutMX — среда визуального проектирования интерфейса прикладной системы на основе информационной модели проектируемого изделия, созданного в SprutX. Существует возможность включать в интерфейс окна, разработанные в Delphi. Набор стандартных экранных форм и унифицированного представления интерфейса позволяет быстро создавать «лицо» прикладной программы и управление обработкой событий. Также в системе реализуется автоматическая генерация интерфейса расчетной системы, разработанной в SprutExPro.
SprutDoX — система по своему построению аналогична SprutX и предназначена для построения документо-ориентированных прикладных систем. SprutDoX позволяет описывать бланки различных формдокументов и устанавливать вызов событий при активизации полей бланка. На основе SprutDoX реализована,например, система проектирования технологических процессов.
SprutExPro — представляет собой инструментальную среду, которая предназначена для того, чтобы специалисты, не владеющие программированием, смогли компьютеризировать знания для конструкторских,технологических и других прикладных систем
SprutExPro реализует принципиально новый метод генерации программных средств, позволяющий пользователю, не прибегая к программированию на языках высокого уровня типа C++ или Pascal, создавать прикладные программные комплексы с производительностью на порядок выше, чем профессиональный программист. В системе использован метод экспертного программирования, объединяющий лучшие качества объектно-ориентированного подхода и экспертных систем искусственного интеллекта. При этом применяется простейший язык, основанный на правилах, записываемых с помощью ограниченного естественного языка .
SprutCAD [3] является открытой конструкторской средой для автоматизации труда конструкторов и разработчиков систем проектирования. Система в полной мере поддерживает стандарт ЕСКД и имеет расширяемый пользователем набор сервисных функций, что позволяет создать на его основе рабочее место конструктора, реально автоматизирующее типовые проектные операции, которые необходимы на конкретном рабочем месте. SprutCAD имеет библиотеку стандартных параметрических элементов, которую можно достаточно просто пополнять в процессе эксплуатации; кроме того, имеется возможность создавать собственную пользовательскую базу типовых решений.
В системе реализована возможность создания и поддержки иерархической базы чертежей изделия, что позволяет более удобно и наглядно организовать процесс проектирования и контроля над изменениями в проекте.
Уникальность параметризации SprutCAD состоит в том, что все геометрические объекты имеют в системе двоякое представление — текстовое и графическое. Текстовое описание представляет собой не что иное, как программу на языке СПРУТ с использованием операторов подсистем базовой графики GPS и оформления чертежей DOG. В результате черчения автоматически генерируется текст программы на языке СПРУТ в окне отладчика. Система обеспечивает синхронизацию между графическим и текстовым представлением каждого элемента. Интерактивное изменение элемента приводит к корректировке его текстового определения, и наоборот, редактирование текстового определения любого элемента автоматически отражается на чертеже. При этом в любом случае система не только изменит редактируемый элемент чертежа, но и по дереву построения автоматически переопределит все элементы, имеющие взаимосвязи с измененным
Реализованная таким образом параметризация, сочетающая в себе взаимосвязанное представление в виде графики и текста (языка СПРУТ), дает безграничные возможности по генерации чертежей.
SprutCAM [4] — это современная система генерации управляющих программ для обработки деталей на 2-; 2,5- и 3-координатных станках с ЧПУ. Благодаря развитым функциям импорта геометрической модели 92 система легко интегрируется с любой современной CAD-системой. Осуществляется импорт геометрических моделей в форматах: IGES, DXF, PostScript, STL, 3DM, реализован прямой интерфейс с системой СПРУТ.
SprutCAM поддерживает широкий спектр форм представления геометрической информации — от ломаных и триангулированных сеток до NURBS-кривых и NURBS-поверхностей, что обеспечивает высокую степень достоверности модели. Функции модификации геометрической модели и полнофункциональная среда двухмерных построений позволяют произвести все необходимые изменения и дополнительные построения.
Широкий набор типов технологических операций и функции управления их параметрами позволяют сформировать оптимальный процесс обработки, а автоматический подбор параметров операций дает возможность сделать это максимально быстро. Автоматическое определение и доработка остаточного материала исключают рутинную работу технолога.
До отправки управляющей программы на станок с ЧПУ ее можно проверить при помощи средств моделирования обработки, что полностью исключит ошибки и сэкономит время, материалы и средства. Инвариантный постпроцессор позволяет легко настроиться на любой формат системы ЧПУ.
Удобный и понятный технологу интерфейс позволяет осваивать систему за считанные дни.
Среда Sprut NCTuner предназначена для контроля и окончательной доводки управляющих программ для фрезерных и токарных станков с ЧПУ. Система является логическим продолжением более ранних разработок фирмы: системы моделирования обработки InDraw и потокового редактора управляющих программ SED, различные версии которых уже в течение многих лет используются на предприятиях. NCTuner предоставляет все необходимые средства для реалистичного моделирования процесса обработки, отладки и редактирования управляющих программ, то есть в системе объединены блок моделирования обработки на станке с ЧПУ, многооконный текстовый редактор и современная отладочная среда, со всеми присущими ей функциями. Исходной информацией для моделирования процесса обработки служит управляющая программа в формате любой системы ЧПУ, параметры режущих инструментов и форма заготовки. В комплект поставки входит множество файлов настройки на часто встречающиеся системы ЧПУ. При помощи встроенных средств настройки достаточно просто научить систему интерпретировать управляющую программу для любой стойки ЧПУ. Реализуется перевод управляющих программ из одной системы ЧПУ в другую.
Результат моделирования представляет собой фотореалистичную твердотельную модель, которая может быть экспортирована во внешние файлы и использована другими приложениями, например CAD/CAM/CAEсистемами.
Система SprutTP служит для автоматизации проектирования маршрутно-операционной технологии. В новой версии система использует принцип активного документа: при выборе какого-либо поля документа программа автоматически из базы данных выводит на экран только свойственную этому полю информацию либо производит определенные действия. Такой подход к реализации интерфейса значительно ускоряет процесс освоения программы, поэтому технологи предприятия, видя перед собой одни и те же документы, не будут затрачивать дополнительные усилия на изучение не свойственных выбранному полю форм и таблиц баз данных.
В состав системы SprutTP входит специальный редактор STTS, с помощью которого создаются технические документы. Вследствие этого каждое предприятие, использующее нестандартные формы документации, может без привлечения сторонних программистов сгенерировать нужный комплект документов. В состав системы входит технологическая база знаний по проектированию процесса механообработки (последовательность операций, переходов, оснащение переходов, расчет режимов резания, нормирование), разработанная и модифицируемая с использованием системы SprutExPro.
Система SprutStamp, предназначенная для автоматизации конструкторско-проектных работ по проектированию штамповой оснастки для холодной листовой штамповки, объемной штамповки и ковки, обеспечивает:
При наличии инструментальной среды СПРУТ у пользователя имеется возможность расширять SprutStamp.
Системы SprutMX и SprutX используются для создания новых схем штампов и стандартных деталей, расширения интерфейса системы.
SprutIntegrator — это система для управления процессом подготовки производства на основе информационной модели изделия и протоколов привязки модели к информационным ресурсам и структуре предприятия.
Основным связующим звеном в системе подготовки производства является подсистема управления проектами. Функциональные возможности подсистемы разделяются на три основные группы, характеризующие круг решаемых подсистемой задач:
Подсистема управления проектами состоит из двух функциональных модулей — сервера управления проектами и администратора проектов.
Сервер управления проектами может использоваться как в однопользовательском, так и в сетевом варианте. Для сетевой версии в качестве хранилища информационных моделей и документов могут применяться стандартные SQL-серверы (Sybase, Microsoft и др.). Данный сервер может использоваться и в случае, когда в качестве базовой системы проектирования выбран продукт сторонней фирмы. Сервер управления проектами выполняется как самостоятельный продукт и поддерживает практически любые типы документов.
Одной из важных возможностей системы является поддержка функций коллективной разработки. Администратор проектов гарантирует синхронизацию при работе над одним и тем же проектом нескольких сотрудников. Использование централизованного хранилища данных с механизмом захвата документов (Check In/Out) позволяет справиться с проблемой коллективной разработки. Произвольная структуризация хранилища документов и распределение пользователей в рабочие группы позволит не подстраивать работу предприятий под использование системы, а настроить ее на решение вопросов в привычной для них форме и последовательности
Операционные эскизы могут быть разработаны в различных CAD [5]-системах и переданы в карты эскизов (КЭ) или операционные карты (ОК) комплектов ТП, используя:
Стремительный рост потребности взаимодействия «СПРУТ-ТП» c различными PDM/PLM/ERPсистемами привел к осуществлению интеграции с использованием схемы преобразования (трансформации).
Схема преобразования необходима для того, чтобы интерактивно настраивать импорт/экспорт данных из/в систему «СПРУТ-ТП». Схема преобразования представлена в виде XML-файла. Настраивается схема с помощью любой программы для просмотра и редактирования XML.
Работа со схемой трансформации не требует программирования и работы с программным кодом, все изменения вносятся в понятном, табличном виде.
Схема трансформации позволяет IT-специалистам предприятия:
Варианты взаимодействия справочников СПРУТ-ТП со справочниками PDM/PLM, [6] АСУ предприятия:
1) Разовый экспорт/импорт данных.
2)Разовый экспорт/импорт данных + синхронизация справочников по установленным правилам и времени.
3) Присоединение справочников СПРУТ-ТП к БД PDM/PLM, АСУ.
4) Анализ корректности заполнения ТП.
Механизмы интеграции СПРУТ-ОКП аналогичны СПРУТ-ТП.
Типовая обмениваемая информация СПРУТ-ОКП:
Входная информация:
Выходная информация:
Преимущества систем очевидны, поэтому разработки «СПРУТ-Технологии» вызывают интерес не только российских, но и зарубежных предприятий. С системами уже работают в Великобритании, Германии, Швейцарии, Италии, Норвегии, Швеции, Греции, Турции, США, Канаде, Корее, Японии и в других странах. «СПРУТ-Технология» — единственная российская компания, которая, используя свои оригинальные идеи, занимается разработкой специализированных инструментальных средств для создания прикладных систем. Удобство, простота, функциональная насыщенность, открытость для пользователей — вот отличительные качества программных продуктов «СПРУТ-Технологии».
1. Малюх Владимир Введение в современные САПР; ДМК Пресс - Москва, 2012. - 192 c.
2. http://www.sprut.ru/ Главная страница официального сайта СПРУТ технологии.
3. Райан Д. Инженерная графика в САПР; Мир - Москва, 2001. - 391 c.
4. Кунву Ли сновы САПР (CAD/CAM/CAE); Питер, 2004.-540с.
5. Saaksvuori A. Product lifecycle management / Antti Saaksvuori, Anselmi Immonen. – New York: McGrawHill, 2009. – 334 p.
6. Sendler U. CAD and PDM: Optimizing processes by integrating them / Ulrich Sendler.