Wyeliminuj produkcyjne rysunki 2D dzięki Solid Edge MBD cz. 1/2

1206

Model Based Definition

Pomimo stosowania najnowocześniejszych systemów CAD 3D, wiele przedsiębiorstw, szczególnie produkcyjnych, wciąż „wytwarza”duże ilości dokumentacji rysunkowej. O ile sama liczba dokumentów może nie być kłopotem (systemy PDM/PLM skutecznie nimi zarządzają), to czas poświęcony na opracowanie rysunków oraz ludzkie błędy powstające w fazie ich analizy stanowią już bardzo poważny problem. Czy możliwe jest, aby procesy wytwarzania czy kontroli jakości realizować wykorzystując tylko dane pochodzące z modelu CAD 3D? Tak, dzięki zastosowaniu technologii Model Based Definition w Solid Edge.

Model Based Definition (MBD) to technologia, która umożliwia opracowywanie dokumentacji produkcyjnej bez użycia rysunków 2D. Według założeń MBD nośnikiem wszystkich danych potrzebnych do wytworzenia i skontrolowania produktu (m.in. geometria, BOM, metadane, specyfikacje materiałowe, wymiary i adnotacje GD&T) jest model 3D utworzony w systemie CAD 3D. Bezpośrednią korzyścią wynikającą ze zastosowania MBD jest eliminacja ludzkich błędów, które pojawiają się w trakcie interpretacji rysunków. Jak to w praktyce jest realizowane?

Obróbkę detalu przeprowadza się bez tworzenia rysunków, generując kod NC w aplikacji CAM bezpośrednio w oparciu o geometrię 3D. Wytworzony detal trzeba oczywiście poddać pomiarom i kontroli jakości. Jednym z kluczowych elementów MBD są narzędzia PMI (Product and Manufacturing Information),  z wykorzystaniem których możliwe jest wprowadzanie wymiarów oraz adnotacji bezpośrednio na geometrii modelu. Obecność adnotacji GD&T w pliku CAD w postaci PMI pozwala aplikacji CAM/CMM (np.Solid Edge CAM Pro/NX CAM) automatycznie wygenerować kod NC i tym samym zaprogramować maszynę pomiarową bezpośrednio na podstawie modelu 3D.

W obu przypadkach, eliminując pośrednią dokumentację 2D, unikamy „manualnego” odczytu danych przez człowieka i ich wprowadzania do aplikacji CAM czy maszyny.Wszystko byłoby idealnie, gdyby nie fakt, że rodzajów nośników danych MBD jest tyle, ile dostępnych na rynku systemów CAD 3D pracujących w tej technologii (każdy z systemów generuje swój natywny rodzaj pliku). Aspekt braku kompatybilności systemów został rozwiązany w technologii Model Based Engineering (MBE), stanowiącej swoiste rozwinięcie MBD. Implementacja metodologii MBE zakłada opracowanie pojedynczego pliku modelu 3D wraz metadanymi i adnotacjami PMI (nośnik MBD), a następnie transformowanie go uniwersalnego formatu: PDF 3D, JT czy STEP AP 242.

Globalnie MBE rozszerza funkcjonalność nośnika danych 3D, mówiąc że ma on być źródłem informacji dla wszystkich działań wykonywanych w zakresie Zarządzania Cyklem Życia Produktu (PLM).Najnowocześniejszą formą takiego nośnika danych jest Technical Data Package (TDP). TDP jest kontenerem dla wielu plików, nie tylko modelu 3D. Najczęściej stosowaną formą jest plik PDF 3D (widoki modelu + informacje tekstowe), zawierający wiele dodatkowych dokumentów, jak modele 3D w formatach uniwersalnych, instrukcje, specyfikacje, wymagania, dokumenty serwisowe itd.Jedną z najważniejszych norm wyznaczających standardy dla MDB i TDP jest opracowana przez Departament Obrony Stanów Zjednoczonych norma: MIL-STD-31000B (rewizja MIL-STD-31000A). Inne normy związane z MDB czy PMI to: ASME Y14.41-2012 (rewizja ASME Y14.41-2003) orazISO 16792:2015 (rewizja ISO-16792:2006).

PMI w Solid Edge

Terminem Product and Manufacturing Information (PMI) określane są przestrzenne wymiary i adnotacje wprowadzane bezpośrednio na geometrii modelu 3D. PMI zostały opracowane w celu uzupełnienia pliku zawierającego model 3D o niezbędne informacje potrzebne do wyprodukowania detalu i poddania go kontroli jakości, bez konieczności generowania pośredniej dokumentacji rysunkowej. Standardowe informacje PMI zawierają: wymiary i tolerancje kształtu i położenia (Geometric Dimensions and Tolerances, skr. GD&T), informacje tekstowe, odnośniki do parametrów części (np. nazwy, właściwości, numery BOM itp.) oraz oznaczenia wykończenia powierzchni (np. oznaczenia chropowatości). PMI mogą być przenoszone poprzez formaty pośrednie, takie jak PDF 3D, JT czy STEP AP 242 i bezpośrednio wykorzystywane do programowania maszyn obróbczych i pomiarowych,  stanowiąc tym samym fundamentalny element strategii MBE. Sposoby definiowania PMI zostały opisane między innymi w normach  ASME Y14.41-2012 oraz ISO 1101:2004.

W Solid Edge funkcje związane z PMI dostępne są na wstążce poleceń o tej samej nazwie. Za ich pomocą wymiary i wszelkie przestrzenne adnotacje mogą przyłączane do (pojedynczych lub wielu) krawędzii ścian modelu, także na przekrojach 3D. Jeśli w szkicach 2D modelu sekwencyjnego zawarte zostaną adnotacje GD&T, wówczas użytkownik może je w szybki sposób konwertować do adnotacji PMI. Ponadto istnieje możliwość organizowania informacji PMI w formie Widoków PMI, określających orientację modelu oraz widoczność poszczególnych przekrojów, wymiarów i adnotacji. Narzędzia PMI dostępne są w obu trybach modelowania, tj. sekwencyjnym (z historią operacji) i synchronicznym.
W przypadku wymiarów PMI dodanych w trybie synchronicznym dużą zaletą jest ich wykorzystanie do bezpośredniej edycji geometrii.

Rys.1 Model części Solid Edge zawierający PMI: widok po zastosowaniu przykładowego widoku PMI.

Solid Edge MBD

Solid Edge Model Based Definition (Solid Edge MBD) to dodatkowy moduł otwierający drogę do skutecznego tworzenia dokumentacji zgodnej ze standardami Model Based Definition. Bazując na modelu części lub złożenia opisanym przez PMI, pozwala na błyskawiczne wygenerowanie dokumentu klasy Technical Data Package. Wyjściowy plikto dokument PDF 3D, zawierający widoki modelu 3D, widoki PMI, metadane (w tym pochodzące z systemu Solid Edge PDM), wymiary i  adnotacje GD&T, listy BOM oraz wszystkie potrzebne informacje tekstowe (klauzule, komentarze, informacje pobierane z modelu itp.). Do pliku mogą być dołączone dowolne dokumenty (modele 3D, dokumenty MS Office, PDF, obrazy itd.), w tym pliki JT oraz STEP AP 242 stanowiące podstawę bezpośredniego programowania maszyn obróbczych i pomiarowych, np. w systemie Solid Edge CAM Pro/NX CAM. Solid Edge MBD pozwala również na wygenerowanie stron internetowych w formacie HTML. Działanie modułu oparte jest na dwóch poleceniach: Publikuj 3D PDF oraz Edytor szablonów.

Rys.2 Polecenia dostępne po aktywacji modułu Solid Edge MBD

Publikuj 3D PDF

Publikuj 3D PDF to podstawowe polecenie służące do tworzenia dokumentacji MBD. Opcje związane z zawartością widoków 3D oraz dodatkowych plików w wyjściowym kontenerze PDF definiuje się w oknie dialogowym polecenia (rys. 3). Jak widać na poniższej ilustracji, poza możliwością dodania do PDF dowolnych dokumentów (specyfikacje, karty technologiczne, wyniki obliczeń itp.), polecenie pozwala automatycznie wygenerować i załączyć uniwersalne pliki JT i STEP AP 242 (zwierają PMI). Dla zwiększenia bezpieczeństwa dokument, może zostać zabezpieczony hasłem. Nie wolno zapomnieć o wyborze specjalnego szablonu dokumentu MBD, bowiem od niego również zależy zawartość pliku PDF, między innymi rozkład elementów i informacje tekstowe. Producent dostarcza kilka przykładowych szablonów, które mogą być dowolnie dostosowane. Istnieje oczywiście możliwość zbudowania własnego szablonu od podstaw. Dodatkową, ciekawą opcją jest możliwość wygenerowania wraz z PDF 3D oddzielnej strony internetowej w formacie HTML. Strona zawiera wszystkie niezbędne pliki oraz osadzoną przeglądarkę potrzebną do wyświetlenia zawartości w zbliżony sposób do PDF.

Publikuj 3D PDF

Publikuj 3D PDF to podstawowe polecenie służące do tworzenia dokumentacji MBD. Opcje związane z zawartością widoków 3D oraz dodatkowych plików w wyjściowym kontenerze PDF definiuje się w oknie dialogowym polecenia (rys. 3). Jak widać na poniższej ilustracji, poza możliwością dodania do PDF dowolnych dokumentów (specyfikacje, karty technologiczne, wyniki obliczeń itp.), polecenie pozwala automatycznie wygenerować i załączyć uniwersalne pliki JT i STEP AP 242 (zwierają PMI). Dla zwiększenia bezpieczeństwa dokument, może zostać zabezpieczony hasłem. Nie wolno zapomnieć o wyborze specjalnego szablonu dokumentu MBD, bowiem od niego również zależy zawartość pliku PDF, między innymi rozkład elementów i informacje tekstowe. Producent dostarcza kilka przykładowych szablonów, które mogą być dowolnie dostosowane. Istnieje oczywiście możliwość zbudowania własnego szablonu od podstaw. Dodatkową, ciekawą opcją jest możliwość wygenerowania wraz z PDF 3D oddzielnej strony internetowej w formacie HTML. Strona zawiera wszystkie niezbędne pliki oraz osadzoną przeglądarkę potrzebną do wyświetlenia zawartości w zbliżony sposób do PDF.

Rys.3 Okno dialogowe polecenia Publikuj 3D PDF

Już niebawem druga część artykułu. Serdecznie zapraszamy!

opracował: Tomasz Luźniak
web@gmsystem.pl

Źródło: GM System