Техника - молодёжи 1996-07, страница 20

т е x н о д р о м

Рубрику

ведет

главный

редактор

телепередачи

«Технодром

им. Кулибина»

Андрей

САМОХИН

CAD/CAM: МАТЕРИАЛИЗАЦИЯ ВИРТУАЛЬНОЙ РЕАЛЬНОСТИ КОМПЬЮТЕР ПРОТИВ КУЛЬМАНА

Люди в белых халатах у параллельно стоящих чертежных досок старательно работают карандашом и передвижной линейкой — типичное конструкторское бюро... Люди в синих халатах, наклонившись к станкам, подводят резцы, фрезы и сверла к закрепленным деталям — это заводской цех. Между ними в обоих направлениях порхает множество бумаг: чертежи, скорректированные чертежи, технические «сопроводиловки». Кипы листов циркулируют также между цехом и отделом контроля (ОТК) — картина в недавнем прошлом типичная для производства. Тогда, в 70-х, нашим «гвоздем сезона» стали станки с числовым программным управлением (ЧПУ). « Образцово-показатель ные» цеха были созданы на заводе «Крас ный пролетарий» в Москве, в Иваново... Но уже тогда было понятно, что автоматизация без сквозной компьютеризации — это полумера, если не пародия на самое себя.

И пока мы безуспешно пытались переплюнуть капиталистов, создавая «чудо-персоналки» типа зеленоградской «ДВК» — компьютерная индустрия бурно развивалась на Западе, проникая во все сферы жизни и, конечно, в большое произволе во Ну а когда благодаря шустрым посредникам почти на каждом советском предприятии появилось по нескольку «экстишек» и седеющие инженеры, радуясь, как дети, гоняли на них по вечерам «Диггера»,— за рубежом уже сформировался рынок средств компьютерной автоматизации производства. Пакеты программ совершенствовались и дешевели: для средних и даже мелких предприятий стало доступно не только 2-мерное (2D), но И 3-мерное (3D) моделирование. «Виртуальная» обработка детали станком на экране персоналки, непосредственная передача геометрических данных на блок управления, быстрое создание прототипов — все это возникло в результате объединения возможностей программ для автоматизированного проектирования (CAD) и программ управления процессами обработки (САМ).

Справедливости ради отметим — многие передовые западные разработки в этой области вмес е с новейшими компьютерами были запрещены к поставке в СССР, как имеющие военное значение. Кое-что, правда, доходило до нас в несколько «усеченном виде». Общеупотребимым стал, например, известный программный пакет «Автокад». С недавних пор пробовать свои силы в создании CAD САМа начали и отечественные программисты.

Сегодня станочный парк по своим возможностям не поспевает за прогрессирующими компьютерными средствами его автоматизации. Возникает опасный разрыв, чреватый неконкурентоспособностью как отдельных предприятий, так и национальной промышленности в целом. На неавтоматизированном производстве в условиях рынка и при жесткой зарубежной конкуренции просто невозможно оперативно модифицировать изделия, расширять и изменять их ассортимент.

НА ОШИБКАХ - УЧАТСЯ

К сожалению, многие наши производственники, начав автоматизацию, как говорят, «не

с того конца», уже получили некое отвращение к ней. Так, совершенствуя отдельные трудоемкие процессы («узкие места»), они скоро выясняют, что вместо ожидаемого результата возникают дополнительные проблемы, связанные не столько с освоением и адаптацией новых средств проектирования, сколько с необходимостью подготавливать весь объем исходных данных прежним способом, не подходящим к изменившимся условиям. Сложно также использовать полученные данные на последующих этапах производства. Общий мизерный эффект от таких нововведений приводит к выводу: автоматизировать — сорить деньгами.

Иногда технологическую цепочку пытаются удлинить за счет присоединения к ней новых компьютерных мест, но работают на них с пакетами программ, выпущенных в разное время разными фирмами. Связь между подобными программами слабая — и результат в масштабах всего завода по-прежнему отсутствует. Отчаявшись, некоторые руководители махнули рукой — «мол, видели мы эту вашу автоматизацию», но наиболее прогрессивные из них, вдумавшись, постигают суть проблемы. Во-первых, нужна единая компьютерная среда, которая будет поддерживать «сквозное проектирование» — то есть непосредственную передачу компьютерных чертежей и карт обработки по ло-

Эффективность систем на различных этапах проектирования. Принятые сокращения: ТЗ — техническое задание; СЕ — сборочная единица; УП управляющая программа.

кальным сетям между проектным, конструкторским бюро, цехом и ОТК в любом направлении. Во-вторых (что менее очевидно), попытка организовать эту среду с помощью одной CAD/CAM системы — неэффективна. Даже самая мощная из них, позволяющая контролировать процесс производства в масштабах всего предприятия, станет слишком дорогой, неповоротливой и сложной. Так, наконец, приходят к мысли: для успешной автоматизации необходим комплекс САД/САМ систем, тесно увязанных между собой.

«КРУЧЕ»- НЕ ЗНАЧИТ ЛУЧШЕ

Когда заводские конструкторы впервые наблюдают возможности «тяжелого»(30) моделирования, его динамическую фотореа-листику, ассоциативную свободу «игры» с трехмерной мастер-моделью, у них происходит нечто вроде паралича воли. Кажется, что надо работать только с «3D». И если нет денег — лучше уж заменить сей головокружительный соблазн чем-нибудь попроще и подешевле. Но за таким отказом кроется непонимание различных функций плоского и пространственного проектирования. Ска

жем, при моделировании крыла вам, безусловно, необходимо рассмотреть и «повертеть» его трехмерную модель, оценить поверхность со всех сторон, а только потом приступить к станочной обработке. Ну а трехмерная модель болта вместо обычного плоского чертежа, конечно, глупость, сравнимая с перевозкой цемента на роскошном «Линкольне» или, наоборот, выездом на деловую встречу на КРАЗе. И даже — не просто излишество, но и вредная для дела ошибка: вместо того чтобы просто передать чертеж, на каждом технологическом этапе затрачивается время на создание полного пространственного образа типовой де али.

Да, около 90% от объема производства на большинстве промышленных предприятии составляют изделия, требующие для своего изготовления 2- и 2,5-координатной обработки, а следовательно, плоского 2D моделирования. Но это вовсе не значит, что 3-мерное представление детали — излишняя роскошь. Ведь все интегрированные системы (т.е. обеспечивающие передачу чертежей непосредственно на станок) базируются на идеологии 3D. Вот почему «тяжелый» CAD предпочтительнее при проектировании отдельных сложных узлов, создании новых объектов. Наконец, расчеты экспертов показывают, что на начальном этапе проектирования всегда эффективнее «трехмерка», _ правда, потом, при продвижении изделия к цеху, картина зер кально меняется. Учитывая все сказанное, и пришли к выводу: для комплексной автоматизации производства в качестве «стержня» нужна «легкая» интегрированная CAD/CAM система, основанная на идеологии 2-мерного сквозного проектирования с возможностями перехода к пространственным моделям там, где это необходимо.

НАШИ УМЕЮТ

Как говорилось, на Западе занимаются CAD/CAMom давно, и если посмотреть в соответствующие рекламные каталоги, нельзя не отметить большое разнообразие систем «крутых» и «крутейших» по своим возможностям. Однако при более близком знакомстве с ними выясняется, что они не всегда подходят к отечественным условиям, причем не только по цене, но и иде ологически, поскольку рассчитаны на западное производство. Между тем, у нас уже создан CAD/CAM оптимальный для российских заводов и КБ. Его авторы не программисты, а инженеры и конструкторы, «пришедшие» от станка и кульмана.

Три года назад произошло слияние двух фирм: московской «Элгры», выпускавшей с 1985 г. известную систему для автоматизации конструкторских работ «CherryCAD», и ижевской фирмы «Крона», разрабатывавшей с 1978 г. пакет автоматизированной подготовки управляющих программ для станков с ЧПУ «Катран». Любопытно, после оценки перспективности этих двух разных систем, объединиться русскому CADy с русским же САМом помогли западные «ценители» из компаний «Pantransit AG»( Швейцария) и «Bee P. Craft» (Израиль). В результате родился совершенно новый продукт — АДЕМ — легкий интегрированный CAD/CAM.

Он доступен и удобен для самых разных специалистов: от опытного инженера САПР до оператора станка с ЧПУ Более того, даже человек, никогда не общавшийся с компьютером, может за несколько часов освоить проектирование на АДЕМе. Интерфейс его настолько «дружественен», что не требуе специального обучения. Для деталей 2- и