Кіріспе
CAD кескіндеме файлдарын аудару әдісі – түрлі компьютерлік көмекпен жобалау (CAD) жүйелері арасында немесе CAD және басқа CAx жүйелері арасында дерек алмасу үшін қолданылатын кескіндеме деректерін алмасу тәсілі. Көптеген компаниялар әртүрлі CAD жүйелерін пайдаланады және жеткізушілермен, клиенттермен және қосалқы мердігерлермен CAD дерек файл форматтарымен алмасады. 1980-ші жылдардан бері әртүрлі CAD технологиялары пайда болды. Олар қолданылу саласы, пайдаланушы интерфейсі, өнімділік деңгейі, сондай-ақ дерек құрылымы және дерек файл форматтары бойынша өзгешеленеді. Дерек алмасу процесінің қатесіздігі өзара үйлесімділік үшін маңызды талап болып табылады және сенімді алмасу механизмдері қажет.
CAD data exchange is a method of drawing data exchange used to translate between different computer aided design (CAD) authoring systems or between CAD and other downstream CAx systems. Many companies use different CAD systems and exchange CAD data file format with suppliers, customers, and subcontractors. Since the 1980s, a range of different CAD technologies have emerged. They differ in their application aims, user interfaces, performance levels, and in data structures and data file formats. For interoperability purposes a requirement of accuracy in the data exchange process is of paramount importance and robust exchange mechanisms are needed.
Бейтарап файл алмасу
Бейтарап файл алмасу CAD жүйелері арасында деректерді аудару үшін аралық бейтарап форматты пайдаланады. Бұл әдіс бастапқы CAD жүйесіне енгізілген алдын ала өңдеушіден басталады, ол бастапқы CAD форматынан бейтарап файлды жасайды. Нысаналы CAD жүйесі бейтарап файлды өңдеп, оны мақсатты түпкілікті форматқа айналдырады. Кейбір бейтарап форматтар IGES және STEP сияқты стандарттау ұйымдарымен анықталады, ал басқалары меншіктік болып табылады, бірақ кеңінен қолданылады және салалық квази-стандарттар ретінде қарастырылады. Бұл формат басқа форматтардан өзгешелігі – ол тек еркін пішіндегі қисықтар мен беттік деректерді, сондай-ақ олармен байланысты түсініктемелерді қолдайды, бірақ басқа геометриялық немесе геометриялық емес элементтерді қолдамайды. Сондықтан, ол параметрлік көпмүшелермен бейнелеумен шектеледі, бірақ бұл еркін пішіндегі CAD жүйелерінің көп бөлігін қамтиды. Ол Беттің Безиер, B-сплайн және Кунс тензорлық көбейту түрлері мен сәйкес қисықтарды қамтиды. VDA FS спецификациясы неміс өнеркәсіптік стандарты DIN 66301 ретінде жарияланды. PDES (Product Data Exchange Specification) 1988 жылы McDonnell Aircraft Corporation компаниясы АҚШ Әскери-әуе күштері тапсырысымен жүргізген Өнімді анықтау деректері интерфейсі (PDDI) зерттеуі аясында пайда болды. PDES өнімнің күтілетін өмірлік циклы бойындағы барлық қолданбалар үшін, оның ішінде геометрия, топология, толеранттылық, қатынастар, атрибуттар және бөлшек немесе бөлшектер жинағын толық анықтауға қажетті ерекшеліктерді толық анықтауға арналған. PDES IGES-тің кеңейтілген нұсқасы ретінде қарастырылуы мүмкін, онда ұйымдық және технологиялық деректер қосылған. Шындығында, кейінгі PDES IGES-ті қамтыды. IGES ұйымының басшылығымен және Халықаралық Стандарттау Ұйымымен (ISO) тығыз ынтымақтастықта PDES-тің әзірленуі STEP-тің пайда болуына әкелді. Parasolid сымдық, беттік, қатты, жасушалық және жалпылама көптік емес модельдерді бейнелей алады. Ол модельдердің пішінін анықтайтын топологиялық және геометриялық ақпаратты файлдарды жіберу кезінде сақтайды. Бұл файлдар жарияланған форматта, сондықтан Parasolid ядросын пайдаланбастан Parasolid модельдеріне қол жеткізуге болады. Parasolid басқа модельдеу форматтарынан деректерді қабылдай алады. Оның бірегей толерантты модельдеу мүмкіндігі деректердің дәлдігі төмен болған жағдайда да оларды қабылдай және түзетуге мүмкіндік береді. IGES (Initial Graphics Exchange Specification) – 1979 жылдың соңында пайда болған және 1980 жылы Америка Ұлттық Стандарттар Институты (ANSI) тарапынан CAD технологиясының өнеркәсіпте кеңінен қолданылуына дейін алғаш рет жарияланған ескі формат. Бұл файл пішімі өнімнің анықтамасын нысандар жиынтығы ретінде қарастырады, әр нысан қолданбадан тәуелсіз форматта бейнеленеді. Бұл жүйелердің өздерінің меншіктік аралық форматтары бар, олардың кейбіреулері аударма кезінде деректерді қарап шығуға мүмкіндік береді. Бұл аудармашылардың кейбіреулері автономды түрде жұмыс істейді, ал басқалары деректерді оқу/жазу үшін осы жүйелерден кодты (API) пайдалана отырып, аударма машинасына орнатылған CAD пакеттерінің біреуін немесе екеуін де қажет етеді. Кейбір компаниялар осы төменгі деңгейдегі құралдар жиынтығын басқа CAD қолданбалары үшін импорттау немесе экспорттау плагиндерін жасау үшін пайдаланады.
Жасаушылар үшін бағдарламалық құралдар жиынтығының тізімі
Datakit CrossCad/Ware: CAD форматтарын оқу және жазуға арналған SDK.
Түпкілікті пайдаланушының аударма бағдарламаларының тізімі
Datakit CrossManager: Көп форматты CAD түрлендіргіші. PolyTrans|CAD: Көп форматты CAD түрлендіргіші. Transmagic: Көп форматты CAD түрлендіргіші.
CAD қолданбалары үшін плагиндердің тізімі
Datakit CrossCad/Plg: Rhino, SOLIDWORKS бағдарламалары үшін импорт және экспорт плагиндері. PolyTrans|CAD: 3ds Max, Maya, CADMATIC және Visual Components бағдарламалары үшін импорт/экспорт плагиндері. Қуатты аудармашылар: 3dsMax үшін импорт плагиндері.
PolyTrans|CAD: Import/export plug ins for 3ds Max, Maya, CADMATIC and Visual Components. Power translators: Import plug ins for 3dsMax.
Деректер алмасу сапасы
Деректер сапасын ішкі және сыртқы тұрғысынан қарастыруға болады. Ішкі проблемалар – кез келген аударма процесі басталар алдында CAD моделінің құрылымымен байланысты, ал сыртқы проблемалар аударма жасау кезінде туындайтын мәселелерге қатысты. STEP стандартының дамуы сыртқы проблемаларды шешудің ең тиімді жолы болып табылады, оның қазіргі мүмкіндіктерін 2D параметрлік қималар, 3D параметрлік жиынтықтар және тарихқа негізделген модельдеуді қолдау үшін кеңейтеді. Өнім деректерінің сапасы – ішкі деректер алмасу проблемаларын болдырмау және жобалау тізбегіндегі келесі қадамдардағы қолданбаларды интеграциялауды жеңілдету үшін маңызды мәселе. Әр CAD жүйесі геометрияны математикалық және құрылымдық тұрғыдан өзгеше сипаттайтындықтан, деректерді бір CAD форматынан екіншісіне аударғанда әрқашан белгілі бір ақпарат жоғалады. Мысалы, егер аударма әртүрлі геометриялық модельдеу ядроларын пайдаланатын CAD жүйелері арасында жасалса, аудармадағы сәйкессіздіктер деректерде аномалияларға алып келуі мүмкін, мысалы, бөлшектердің бастапқы түсін жоғалту немесе денелердің қате орналасуы сияқты. Бірақ, STEP AP242 сияқты қазіргі заманғы стандарттар мұндай жағдайды болдырмайды, олар Валидациялық қасиеттерді (Validation Properties) енгізеді. Валидациялық қасиеттер – модельдің маңызды сипаттамалары (қатты денелердің ауырлық орталығы, беттің ылғалды ауданы, PMI сипаттамалары немесе пішіндегі тексеру нүктелері), оларды деректерді жіберуші жүйе сақтайды және қабылдаушы жүйе тексереді. Бұл импортталған деректердің сапасын бақылауға мүмкіндік береді. STEP арқылы деректер алмасу сапасы соншалықты маңызды, сондықтан тәуелсіз ұйымдар (AFNeT, PDES, inc., ProSTEP iViP) әртүрлі CAD және PLM жүйелері арасындағы деректер алмасуды тексеру үшін жүйелі сынақтар жүргізеді. Кейбір CAD жүйелерінде екі модельдің геометриясын салыстыруға арналған функциялар бар. Сондықтан, пайдаланушы аударма сапасын бағалау және анықталған кемшіліктерді түзету үшін аударма жасау алдындағы және кейінгі модельдерді бір CAD жүйесінен екіншісіне салыстыра алады. Бірақ көбінесе мұндай функциялар екі модельдің тек тесселяцияларын ғана салыстыра алады. Екі 3D модельдің топологиялық элементтерін салыстыру және олардың байланысын қалпына келтіру, өзгертілген беттер тобын көрсету – өте қиын алгоритмдік мәселе, себебі әртүрлі CAD жүйелерінде геометриялық деректер әртүрлі форматта сақталады, бірақ кейде мұндай салыстыру мүмкін. Мысалы, C3D ядросына негізделген LEDAS Geometry Comparison компонентін CAD жүйесіне (мысалы, Autodesk Inventor) интеграциялап, 3D модельдерді салыстыруға және олардың арасындағы барлық айырмашылықтарды анықтауға болады.
MultiCAD цифрлық макеттері
CAD/CAM/CAE PLM технологиясының екі бағыты CAD деректерін алмасу технологиясын дамытуға түрткі болды. Бірі – бүгінгі кеңейтілген көп CAD жүйесі қолданылатын кәсіпорындардағы тығыз өзара әрекеттесу қажеттілігі. Екіншісі – нақты өнімді өндіру алдында ірі масштабты жиналымдарды визуализациялау, контекстте жобалау, симуляциялау және талдау үшін цифрлық макеттерге үміт артудың күшеюі. Деректер алмасу технологиясының үздіксіз дамуы осы қажеттіліктерді толыққанды қанағаттандыруға мүмкіндік берді. Орташа, тіпті ірі масштабты жиналымдарды визуализациялау мүмкіндігі осы CAD форматтарының алғашқы жетістіктерінің бірі болды. Аппараттық жақсартулар және жеңіл форматтардың әзірленуі ірі масштабты жиналымдарды қолдауға көмектесті. Қазіргі заманғы жетістіктер «белсенді макетті» (Active Mockup) құруға мүмкіндік береді. Бұл технология динамикалық аралықты талдау және қозғалыс қабылдағыштарын автоматты түрде жасау сияқты симуляциялармен контекстте жобалауға мүмкіндік береді. Белсенді макеттер көп CAD жиналымынан тікелей компоненттерді өңдеуге мүмкіндік береді. Көп деңгейлі бөлшектеу дисплейлері тіпті өте ірі жиналымдарда да интерактивті жұмыс істеуді қамтамасыз етеді.
CAD-CAM деректер алмасу
NC бағдарламалау көбінесе CAD жүйесінен алынған геометрияның – wireframe, беттік, қатты немесе біріктірілген форматта болсын – геометрия құру кезінде CAD сатысында туындаған кез келген бұрмалаушылықтар мен үйлесімсіздіктерден мүлдем таза болуын қажет етеді. Сондықтан CAD-тан CAM-ға дерек алмасу, осы үйлесімсіздіктерді анықтау және түзетуге арналған құралдарды қамтуы керек. Мұндай құралдар әдетте әрбір CAM шешімінің дерек алмасу бағдарламалық құралына енгізілген. Шын PLM ортасында CAD-тан CAM-ға дерек алмасу тек геометрияны берумен ғана шектелмейді. Өнімдік өндіріс ақпараты, оны жобалаушы өндіріс үшін жасаса немесе өндіріс ұйымы жобалау үшін дамытса да, дерек алмасу жүйесінің бір бөлігі болуы тиіс. STEP NC GD&T және басқа PMI ақпаратын CAD және CAM арқылы CNC станогына жеткізу үшін әзірленген.