Мы добавляем интеллект
в логику производства
Санкт-Петербург 194044
ул. Смолячкова 4/2
(812) 542 04 69
Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Инженерная компания Глосис

Информационные технологии для развития
и технической поддержки производства

GSCADLink

Оцените материал
(0 голосов)

Библиотека GSCADLink 1.0 - средство программирования операций с CAD-системами

 

Введение

GSCADLink – COM-компонент для программистов-разработчиков прикладных систем, является разработкой санкт-петербургской компании «Глосис-Сервис». GSCADLink предоставляет различным прикладным системам набор функций для прямой работы с различными CAD-системами на уровне унифицированного программного интерфейса. К таким системам относятся системы электронного документооборота, системы инженерных расчетов, системы класса PDM, PLM, ERP, CAPP, MES и т.д. Именно у этих систем возникает необходимость напрямую взаимодействовать с объектами CAD-систем для получения первичной информации из конструкторского проекта, а также записи обработанной информации обратно в проект. Это бывает необходимо в тех случаях, когда взаимодействие с CAD-системами через файловый интерфейс оказывается недостаточным или неэффективным.

Благодаря таким возможностям прикладные системы смогут в режиме он-лайн получать и обрабатывать все данные, которые формируются в разнообразных проектах CAD-систем, а также при необходимости записывать сформированные данные в конструкторский проект. При этом структура программных вызовов, реализующих операции с CAD-системами, унифицирована, то есть не зависит от особенностей самих CAD-систем. Это значит, что все функции по реализации доступа к конкретным объектам внутри CAD-систем инкапсулируются внутри GSCADLink. Данное решение позволяет прикладным программам построить взаимодействие с CAD-системами на некотором унифицированном уровне, то есть не перестраивать программный код под другие CAD-системы, что открывает возможность использовать прикладную систему со всем рядом CAD-систем, для которых в GSCADLinkпредусмотрена поддержка.

 

Понятия конструкторского процесса

Процесс проектирования изделий всегда обслуживает и нацелен на производителя изделий, то есть на выходе проектного процесса создаются некоторые материалы, в которых зафиксированы проектные решения. Материалы должны быть подготовлены в таком формате, чтобы производитель по ним смог однозначно воспроизвести все заложенные в изделии проектные решения и осуществить производство изделия. Перед производителем всегда стоит задача технологической и материальной подготовки производства, его запуска, что в результате позволяет создать спроектированный объект натурально. Вопрос о том, в каком виде выдавать производителю проектные материалы зависит от способности производителя автоматически воспроизводить те или иные части изделия на имеющемся оборудовании.

Традиционно проектными материалами является бумажная документация, так как до сих пор большинство производителей работает по документации. Для каждой сборочной единицы нужен сборочный чертеж и спецификация, для деталей -  чертеж или ссылка на стандартное изделие. Первые CAD-системы были нацелены на решение задачи автоматизации черчения, то есть являлись системами 2D. В структуре систем 2Dсоздавались файлы чертежей, построенные на основе воображаемых моделей в голове конструктора. В этом случае из проекта CAD-системы невозможно создать спецификацию автоматизированным способом. Постепенно появился более мощный инструмент - CAD-система 3D, с помощью которого стало возможным 3-мерное моделирование - создание объектов, например, деталей и сборочных конструкций.

Рис. 1 Соотношение функциональностей CAD-систем 2Dи 3D

Системы 3Dперекрывают функциональность систем 2D, но используют примерно одни и те же понятия в той части, где функциональность пересекается. Это позволяет унифицировать подход к работе с ними. Очевидно, что в проекте CAD-системы источниками информации об изделии являются следующие объекты:

·        объемная модель сборки, включающая уникальные и стандартные узлы и детали, служащая основой для получения состава и структуры изделия

·        модели деталей, в которых определяется их геометрия и свойства

·        сборочные чертежи с расстановкой позиций входящих в сборку компонентов

·        деталировочные чертежи, виды в которых в принципе повторяют геометрию деталей, то есть документируют принятые решения на уровне объемных моделей и дополняют проект необходимой для производителя информацией

Необходимо также исходить из того, что в самой CAD-системе нет понятия «конструкторский проект», CAD-система дает только перечисленные выше компоненты. То есть сама CAD-система отвечает не на все вопросы конструкторского проекта. Так, модель сборки имеет ссылки на входящие узлы и детали, но сами узлы и детали не имеют ссылок на сборку, то есть конкретная модель детали «не знает», куда она входит. Более того, модель детали или модель сборки «не знает», есть ли у нее чертеж, тогда как файл чертежа, естественно, имеет ссылку на файл модели детали или сборки, от которой у него построены проекции. Естественно, в проекте CAD-системы всегда есть главная сборка, которая имеет свой сборочный чертеж с позициями для входящих узлов и деталей, и как-то можно считать, что именно чертеж главной сборки является главным файлом конструкторского проекта, из которого можно сформировать всю структуру изделия. Но эта позиционная информация на сборочном чертеже изначально рассчитана только на визуальное восприятие человеком, что касается доступа к этой информации со стороны внешних программ, файл главного сборочного чертежа не удобен и не приспособлен для автоматизированного получения структуры проекта. Структуру проекта можно автоматизированным способом получить только из моделей сборок, где есть ссылки на файлы входящих компонентов, но при этом нет ссылок на привязанные к моделям чертежи.

Все отмеченное указывает на то, что сами CAD-системы имеют свое специализированное назначение и рассчитаны на обслуживание конструкторов прежде всего в части обеспечения их удобными средствами геометрического моделирования, визуализации и документирования принятых решений в формате чертежей. Но возможности CAD-систем для информационного обслуживания и организации удобного хранилища данных о конструкторском проекте, как едином целом весьма ограничены. Данные об изделии из проекта CAD-системы труднодоступны.

В связи с этим возникла необходимость создания специализированных систем класса PDMили PLM, в которых все результаты работы CAD-системы объединяются в единый конструкторский проект. В этом случае все объекты CAD-систем служат первичным источником информации для создания такого проекта. Таким образом, выстраивается конструкторский процесс, где в самом начале производится создание модели сборки в CAD-системе, затем формируется в PDMконструкторский проект – база данных, дублирующая информацию из проекта CAD-системы по данному изделию, то есть делается импорт структуры сборки как основы для структурированного состава изделия.

В отличие от CAD-системы в PDMуже отсутствует информация о геометрии деталей, о характере связей деталей в сборке, но система PDM необходимую информацию об изделии хранит в удобной для использования клиентами и внешними приложениями базе данных, как правило, под управлением вполне обычной СУБД. PDM-система, таким образом, выполняет прежде всего информационное обслуживание всех участников конструкторского процесса.

Так постепенно в силу объективных причин возникла система 2-х хранилищ – проект CAD-системы с ее оригинальными файлами и конструкторский проект PDM-системы, между которыми должен осуществляться оперативный обмен с целью полной синхронизации данных. При этом информация в базе данных PDM-системы является уже полностью независимой от формата CAD-систем, которые она обслуживает. В силу этих причин создается технологическая основа для применения специального инструмента обмена GSCADLink, действующего на унифицированной основе.

 

Назначение и область применения

Основное назначение модуля GSCADLink - обеспечить программистам-разработчикам прикладных систем удобный доступ к объектам CAD-систем и их данным. Получив доступ, прикладная система может эти данные обработать, отредактировать их, сформировать новые и послать их обратно для записи в те объекты, в которых такие возможности предусмотрены. Содержимое CAD-проектов, таким образом, становится доступным для обработки и дополняется в зависимости от требований процесса, который контролирует прикладная система. Архитектура и принципы работы показаны на Рис. 2.

Рис. 2 Структура взаимодействия GSCADLinkи CAD-системы

GSCADLink позволяет организовать взаимодействие прикладной системы с конструкторским проектом в формате выбранной CAD-системы. Интерфейс унифицирован, что позволяет разработчику прикладной системы взаимодействовать с разными CAD-системами единообразно. Прикладная система в этом случае рассматривает конструкторский проект как первичный источник данных об изделии. Если взаимодействие идет с 3-мерными CAD-системами, то конструкторский проект состоит из файла главной сборки изделия, файлов подсборок, деталей, компонентов, а также файлов чертежей, как сборочных, так и деталировочных. Для систем 2Dпонятия модели сборки и модели детали отсутствуют, что позволяет работать также только с чертежами, то есть задача автоматического получения структуры изделия не решается.

На первом этапе прикладная система может только читать данные (дерево состава изделия) из конструкторского проекта, далее GSCADLink позволяет прикладной системе писать в свойства объектов CAD-системы вновь появившиеся данные, то есть появляется обратный поток данных для записи, как в модели, так и в чертежи.

В список реализованных функций входят наиболее востребованные из них:

  1. Загрузка моделей в CAD-систему, инициализация сеанса работы
  2. Импорт структуры текущего проекта CAD-системы
  3. Чтение набора атрибутов из выбранных CAD-моделей сборок и деталей
  4. Запись в CAD-модели проекта набора атрибутов, которые были сформированы в прикладной системе
  5. Создание заготовок чертежей (форматок) с заполнением и последующей модификацией текстовой информации
  6. Различные режимы простановки позиций в соответствии с созданной в прикладной системе документацией

В текущей версии в новом интерфейсе поддержана работа со следующими наиболее популярными CAD-системами 3-мерного механического проектирования:

  1. SolidWorks
  2. Pro/E
  3. SolidEdge
  4. Unigraphics
  5. Inventor
  6. Компас 3D
  7. AutoCAD
  8. PCAD
  9. CATIA

Теперь, пользуясь функциями GSCADLink, из программ на VisualBasicили C++ можно совершенно просто в этих CAD-системах определить кнопку меню с именованными подпунктами, к которым привязать собственное приложение, обрабатывающее события при нажатии эти элементы. То есть, собственное приложение может быть сформировано как плагин в структуре CAD-системы.

Рис. 3 Вставка элементов управления в меню разных CAD-систем из прикладной системы через GSCADLink происходит одинаковым образом

Для систем уровня 2Dреализована работа с AutoCAD. В этом случае реализуется интерфейс по связи с чертежами, то есть организуется взаимодействие с объектами чертежа (лист, вид, слой, элемент). Реализуется интерфейс с системой Компас-График.

Проработана возможность работы с CAD-системами электронного проектирования. В частности реализована некоторая часть функций системы PCAD.

Важным обстоятельством является привязка собственных продуктов компании Глосис-Сервис к новому интерфейсу, как показано на Рис. 4. Это обеспечивает дополнительное тестирование функций GSCADLinkпрямо у разработчика.

Рис. 4 Схема привязки прикладных систем к GSCADLink.

Естественно, вся нижняя часть этой схемы представляет собой реализацию GSCADLink для разных CAD-систем, которая будет развиваться и дальше, по мере появления новых версий CAD-систем, аналогично тому, как создаются постпроцессоры CAM-систем к разным станкам.

 

Представление структуры сборки

Представление структуры сборки, принятое в GSCADLinkимеет древовидный характер. Дерево главной сборки изделия имеет единственный главный корень и далее декомпозируется на подуровни, которые также могут быть или деревьями меньшего масштаба, если они являются подсборками, или деталями. На каждом уровне декомпозиции по требованию ГОСТ должна быть оформлена спецификация.

Детали и готовые части или узлы на дереве далее не декомпозируются, то есть в структуре дерева являются терминальными элементами. Детали могут быть уникальными или представлять собой стандартные изделия. Стандартные изделия могут применяться многократно в структуре. Например, структура изделия, спроектированного в CAD-системе SolidWorks, имеет вид, изображенный на Рис. 5.

Рис. 5 Древовидное представление структуры изделия

Сборки, уникальные детали, стандартные изделия показаны разными цветами. GSCADLink позволяет автоматически получить состав из модели сборки прямо в XML-строку, то есть в структуру, легко доступную для дальнейшей обработки другими приложениями.

 

Технология работы

Технология работы GSCADLinkоснована на особенности современного конструкторского процесса, в котором данные по изделию сначала появляются в CAD-системе, как правило, в 3-мерной сборке, затем постепенно вырастает аналогичная структура в прикладной системе, которая позволяет формировать идентифицирующие данные по изделию. Далее, по мере готовности этих данных в базе данных проекта прикладной системы, GSCADLinkможет записать измененные данные обратно в проект CAD-системы.

Схема такого процесса показана на Рис. 6.

Рис. 6 Работа со структурой изделия через GSCADLink

Таким образом, прикладная система сможет получать всю информацию о составе изделия и записывать в параметры изделия CAD-проекта какие-то необходимые данные, например, наименования и обозначения компонентов.

Работа с чертежами предполагает использование технологии, при которой выбор форматки и данные в основную надпись чертежа может писать сама прикладная система, как показано на Рис. 7.

Рис. 7 Подключение готовой форматки и автоматическая запись данных в чертеж

Это позволяет управлять документированием проекта и синхронизировать данные между БД проекта прикладной системы и надписи на чертеже.

Поскольку прикладная система в своей БД проекта имеет какую-то нумерацию изделий, расположенных в сборочной единице на сборочном чертеже, то появляется также возможность синхронизировать эту нумерацию с номерами позиций на сборочном чертеже, как показано на Рис. 8

Рис. 8 Синхронизация номеров позиций компонентов.

Показанная процедура может работать в случае, если CAD-система имеет функцию автоматической простановки позиций на сборочном чертеже, как это имеет место в случае с CAD-системой SolidWorks. В этом случае соответствующая функция APICAD-системы просто вызывается и выполняется. Для CAD-систем, где такой функции нет, можно предусматривать другие подходы к решению задачи.

 

Поставка и сопровождение

GSCADLink поставляется в виде скомпилированного продукта с аппаратным USB-ключом защиты. Ключ является сетевым, ставится на любой компьютер в клиентской сети, и поставляется на каждого клиента по требуемому числу одновременных подключений к библиотеке. Подключением библиотеки считается инициализация ее ядра в программном модуле прикладной системы. Число подключений записано в специальном лицензионном файле, который генерируется и поставляется по заказу разработчиком GSCADLink – компанией Глосис-Сервис.

Библиотека интенсивно развивается за счет подключения к новым версиям CAD-систем, а также за счет развития новых функций, спрос на которые изучается. Фирмы-партнеры могут предлагать свои варианты функциональности библиотеки.