18.02.2019

Интеграция CAD/CAM — как выбрать правильный подход?

Если вы работаете со станками ЧПУ то, вероятно, вам знакомо ЧПУ-программирование и системы CAD/CAM. Самые значительные изменения последнего времени в индустрии CAD/CAM связаны с тематикой интеграции. Интеграция играет заметную роль в будущем CAD/CAM-решений. Крупные интегрированные CAD/CAM-системы существуют уже давно, и это, по сути, комплекс различных решений от одного разработчика. В данной статье рассматриваются различные аспекты и подходы к интеграции программных приложений для производства.

Сегодня существуют новые решения, достигающие интеграции средствами, отличными от создания одним и тем же разработчиком. Что такое интеграция CAD/CAM и хороша ли она? Нужна ли? Все зависит от типа интеграции и ваших потребностей. Чтобы понять, что сегодня понимается под этим понятием, имеет смысл определить то, что следует интегрировать.

CAD (Cистема автоматизированного проектирования) — любое программное решение, способное отразить механическую деталь через геометрию, поверхность или твердотельную модель. CAM — решение для разработки управляющих программ. Существуют и другие виды CAD и CAM, но в данной статье рассматриваются только механические виды. Инженерно-техническое проектирование и промышленность используют программное обеспечение CAD/CAM для следующих трех целей:

Проектирование. Инженер-конструктор использует CAD для создания изделия. Здесь под изделием понимается его модель. Модель может быть представлена в виде чертежа или CAD-файла.

Промышленное моделирование

Инженер или программист ЧПУ используют CAD для:

• Создания компьютерной модели изделия, представленного на чертеже.
• Оценки и изменения CAD-данных для соответствия производственным допускам. Часто встречающаяся задача.
• Создания новой модели по оригинальной конструкции для удобства производства: добавление углов уклона или моделирование различных этапов обработки в случае задействования нескольких процессов.
• Проектирования креплений, матриц и пуансонов прессформ, основных плит и других частей оснастки.

Программирование ЧПУ

Инженер или программист ЧПУ используют САМ для выбора инструмента, методов и процедур обработки моделей, созданных указанными выше способами. Обратите внимание, что пользователь, выполняющий моделирование производственных процессов обычно тот же, что и создает управляющую программу.

Для успешной совместной работы этих продуктов необходим достаточный уровень интеграции. Интеграция определяет, как разные функции программного обеспечения взаимодействуют между собой. Есть три вида интеграции:

Интеграция данных

Интеграция данных — возможность использовать одни и те же файлы моделей (общие файлы или общая база данных). Это самый важный вид интеграции CAD/CAM. Файл поверхностей IGES является примером недостаточной интеграции, так как часто требует ручной доводки качества поверхностей. Файл Parasolid, переданный из одного программного пакета на основе ядра Parasolid в другой, является примером очень хорошей интеграции данных, так как не создает ошибок. Два программных пакета на основе Parasolid интегрированы еще лучше, так как в этом случае в модели сохраняется как история изменений, так и ассоциативность.

Интеграция приложений

Интеграция приложений — совместная работа разных модулей для одного пользователя. Это достигается, когда одной программе присущи различные функции (одно приложение или несколько, связанных изнутри). Также это достигается технологиями вроде OLE (Object Linking and Embedding), позволяющей двум компьютерным программам успешно работать вместе как единое целое (CAM рядом с CAD).

Начало интеграции

Вначале существовали только CAD-системы. Инженеры использовали их для черчения изделий. Первые САМ-системы помогали программистам, операторам и инженерам создавать программы из чертежей. Создание чертежей и программирование по ним требовало много времени (и требует сейчас), часто допускались ошибки. Возникла идея устранить этап черчения и программирования по чертежу. Так появилась интегрированная CAD/CAM-система.

До недавнего времени интеграция CAD/CAM означала приобретение отдельных CAD и CAM решений у одного разработчика. Эти решения обычно интегрированы между собой с точки зрения данных, интерфейсов и приложений. Это не может быть идеальным вариантом для всех по причине высокой стоимости и сложности решений. Опять же, когда клиент выбирает наиболее подходящий для себя САD-пакет, ему придется довольствоваться тем САМ-пакетом, который есть у разработчика, не оценивая его преимущества, так как подбор другого решения недопустим.

Наилучшие решения

Недостатки традиционного подхода к интеграции CAD/CAM-систем привели к росту автономных САМ-приложений. Такие решения фокусируют внимание на программировании ЧПУ, или на программировании вместе с моделированием производства. В целом они быстрее, проще и дешевле своих интегрированных конкурентам на рабочих станциях. Рост таких решений обусловлен желанием обойти возможности традиционных CAD/CAM, систем CAD-моделирования и невозможностью выйти на рынок CAD.

CAM на новом рынке CAD

CAM-решения перемещаются и в мир твердотельного CAD-моделирования. Они прошли самым коротким путем до "решения на основе твердых тел". В некоторых случаях этот путь привел к тому, что внутри решения есть и CAD-версия продукта, тогда как возможности CAM появляются и у CAD-приложениях. Это приводит к очень ограниченному набору CAM, в отличие от полного набора, представленного в автономных версиях.

Есть и другая альтернатива. Любой CAD или CAM продукт, базирующийся на одном и том же ядре моделирования может обмениваться данными, как и большие комплексы, обеспечивая высокий уровень интеграции данных между продуктами от разных разработчиков. Стандарты твердотельного моделирования включают в себя Spatial Technologies’ ACIS (файлы .sat), Parasolid (файлы .x_t и .xmt) и базу Ricoh’s Designbase. Эти стандарты повсеместно поддерживают разные производители.

Исторически, все решения CAD/CAM, предлагающие высокий уровень интеграции, достигают ее путем внедрения всех функций в одну программу. Это одна из причин, почему по-прежнему большие преимущества именно у решений одного производителя. Сегодняшние технологии предлагают гибкую альтернативу традиционному подходу.

Как решить, что наиболее подходит

Первый шаг к пониманию того, что вам подходит — осознание того, что есть варианты. Вам больше не стоит приобретать большую, дорогую CAD/CAM систему, если она не отвечает вашим потребностям. Также не стоит соглашаться на недостаточную точность преобразования данных из внешних систем. Определите ваши потребности. Получаете ли вы CAD-файлы из внешних источников или они все одного типа? Выбирайте CAD и CAM решения, которые лучше всего выполняют задачи вашего производства, просты и подходят к особенностям работы. Вооружившись фактами и новыми возможностями, вы можете принять правильное решение.

Комментарий Dreambird

Hexagon Production Software, ранее известный как Vero Software, всегда была именно таким "традиционным" разработчиком, о котором идет речь в статье. Автор статьи считает, что большие, многофункциональные комплексы сложны в работе и стоят дорого. Тем не менее решения Hexagon Production Software смогли эволюционировать так, что они достигают высочайшей степени интеграции как "традиционным", так и "новым" способом. Решения для обработки металла, камня и дерева имеют общие интерфейсы между собой и работают без потери данных, когда речь идет о решениях одного производителя. Они созданы на базе самого популярного в индустрии движка Parasolid, что дает возможность пользоваться файлами от всех популярных внешних систем без ошибок и сбоев.

Что касается описанной автором дороговизны решений: программные продукты Hexagon Production Software имеют модульную структуру. Каждый модуль отвечает за определенную функцию или производственный процесс, и приобретаются отдельно, поэтому пользователю не приходится платить за то, чем он не пользуется. В дальнейшем, в случае расширения производства или возникновения новой технологии, можно докупить соответствующий модуль, который будет полностью интегрирован в уже имеющееся решение и не требует долгого обучения пользователей.