Первоначально статья была опубликована в 54 выпуске Linux Gazette за июнь 2000 года

CAD системы для Linux

Автор Кейт Фрост

Перевод Максим Терешин


Октябрьская дискуссия в Slashdot могла бы заставить вас поверить в то, что не существует хороших CAD программ под Linux. На самом деле нет ни чего более далекого от истины чем это утверждение. Дискуссия началась с выходом под лицензией GPL 2D CAD пакета называемого Qcad. Постепенно дискуссия переросла в "а что такое хороший CAD" и кто заинтересован в коммерческих пакетах работающих в Linux.

Однажды и для всех я бы хотел установить рекорд прямоты. Сегодня имеются широкие возможности для выбора. Доступны несколько пакетов, каждый из которых имеет различный уровень мощности и возможностей. Каждый пакет расчитан на свой бюджет.

Qcad

Qcad является первым (насколько я знаю) работающим GPL CAD пакетом под Linux. Существует несколько пакетов находящихся в стадии разработки, но Qcad есть уже сейчас. Qcad представляет собой простой 2D редактор и использует DXF как свой родной формат данных. Qcad получил свое название от библиотеки Qt. Те кто не используют KDE могут расслабится, пакет не зависит от используемой оболочки. Я без проблем использовал его и с Xfce и с AftreStep. Обладающий простым иконным меню, пакет функционален и легок в обучении. По прошествии нескольких минут я уже работал над проектом новой кровати для моей дочери. Все базовые функции под руками.

Прямые линии могут задаваться координатами, мышкой или смещением относительно существующих линий. Так же легко создаются окружности и дуги. Базовая геометрия может, затем, обрезаться или растягиваться чтобы очистить чертеж и подготовить его к деталировке. Выбор шрифтов кажется немного ограниченным. Однако если вы к тому расположены, имеется средство для создания новых шрифтов копированием существующего файла шрифта с новым именем и редактированием его. Я импортировал один из моих "старых" блоков и обнаружил, что это потребовало очень мало исправлений и подбора. Опять же, лучший выбор шрифтов мог бы помочь с этой проблемой.

Я также вытянул несколько секций крыла NACA и ни одна из них не имела каких либо повреждений. Для окончательного теста я отредактировал одну из секций, затем сохранил, экспортировал ее и выдавил с помощью AC3D. Для тех, кто использует AC3D, Qcad является прекрасным редактором плоских шаблонов.

Рис. 1. Qcad

Чтобы получить больше информации или загрузить Qcad, их домашняя страничка расположена по адресу http://www.qcad.org/index.php3.

CAM Expert

CAM Expert является коммерческим большим братом для Qcad. У него похожий на Qcad интерфейс, но с расширенными возможностями в направлении создания программ для станков с ЧПУ. Эти возможности включают, но не ограничиваются: импортом программ, созданием программ, оптимизацией траектории инструмента, оптимизацией для металлорежущих станков (обработка контуров изнутри наружу), гибким конфигурированием выходного формата программ, симуляцией обработки, управляемой скоростью симуляции, сглаживанием симуляции и показом быстрых перемещений. Мне было бы интересно услышать мнение тех, кто реально использовал это программное обеспечение в деле, так как у меня не было подходящего оборудования.

Для большей информации или загрузки пробной версии, домашняя страничка CAM Expert расположена по адресу http://www.ribbonsoft.com/.

Рис. 2. CAM Expert

SISCAD-P

SISCAD-P представляет собой двумерную параметрическую CAD систему от Staedtler. Инсталяция прошла немного более сложно чем у других (особенно для не-SUSE пользователей), но усилия того стоили. Для тех кто хорошо знаком со Sketcher (2D редактор в CATIA), SISCAD-P напоминает мне его, только возможностей намного больше и чуть легче в использовании. Возможности включают: параметрическую изменяемую геометрию, разумеется эскизирование, привычный пользовательский интерфейс, моделирование основанное на ограничениях и на фичерсах. Однако, если вся эта умная геометрия начинает вас подавлять, вы можете просто отключить ее и работать как с простым 2D CAD пакетом, со всеми стандартными командами: линиями, дугами, окружностями и текстом, которые вы надеялись иметь в своем распоряжении.

Версия которую можно загрузить является демонстрационной, имеет ограничение на размер файла, который может быть сохранен. В меню я выбрал команду LOAD/DXF и импортировал тот самый проект кровати, который я начал в Qcad. После добавления нескольких деталей, я вставил тот же блок что и в Qcad, но только получил сообщение гласящее, что я превысил ограничения демоверсии. Я хотел бы иметь немного больше "места для игр", мне следовало установить программу поскорее.

Мои предыдущие испытания проводились на Mandrake и различных версиях Red Hat. В этом случае, это была моя первая попытка с SUSE которая показала некоторые отличия. Что бы загрузить демоверсию сходите на ftp://tsx-11.mit.edu/pub/linux/packages/cad/. В документации есть инструкция как зарегистрироваться и получить неограниченную лицензию, однако мне сказали, что Staedtler вышел из бизнеса программного обеспечения и не будет больше поддерживать свой продукт.

Рис. 3. SISCAD-P

ME10

ME10 представляет собой 2D параметрическую CAD производства CoCreate, дочерней компании Hewlett-Packard. Если бы давали медаль за быстрейшее изучение кривых эта программа была бы победителем. Я всегда предпочитал текстовые меню пиктограммам. Я думаю пиктограммы имеют смысл только для тех кто их создает. Секции меню слишком большого размера забирают большую чать экрана, но они придуманы для того чтобы облегчить вам перемещения между командами. Что бы вам не было нужно, это всегда рядом.

Согласно интернет странице, главная роль отводиться параметризации на основе концепции деталей (``parts concept''): сборка может содержать множество копий или экземпляров детали. Когда деталь изменяется все ее экземпляры будут также обновлены. По той же концепции подсборка может быть вставлена как экземпляр в другую сборку. Это может повторяться посредством открытия дерева структуры вашей детали.

ME10 имеет встроенный просмотрщик для чертежей и символов. Также имеется библиотека деталей инженерных символов. Хотя в программе есть IGES конвертор, не помешало бы добавить DXF. Я хотел загрузить кое-что из моей старой геометрии, но она вся в DXF. Существует демоверсия, которая заслуживает того, чтобы ее загрузить. И снова, демоверсия ограничена по размеру сохраняемых файлов. Что бы получить больше информации и демоверсию зайдите на домашнюю страничку http://www.cocreate.com/english/products/2d/index.htm.

Рис. 4. ME10

CADDA

CADDA произведена DAVEG. Я не нашел ничего похожего на демоверсию или пробную версию на их страничке, но все проявилось неожиданно. В ответ на мое письмо я получил следующее:
CADDA является настоящим CAD/CAM решением, которое предоставляет CAD и CAM функциональность в одном пользовательском интерфейсе. CAD-данные могут быть импортированы как 3D или 2D модели. CADDA пользователи выбирают, проверяют и корректируют данные в процессе подготовки. Постпроцессор генерирует готовую к использованию ЧПУ-программу.

CADDA поддерживает следующие типы управляющих программ: сверление и фрезерование по 2-2.5 осям, свободное фрезерование по 3-м осям, точение, электро-эрозионную обработку. Новейшим направлением CADDA является CAD/CAQ-модуль. Он работает как CADDA CAD/CAM, но система подготовки и постпроцессирования производит готовые к использованию программы для контрольно-измерительных машин с ЧПУ. CADDA расширяет 3D-CAD производя данные которые могут напрямую обрабатываться оборудованием с ЧПУ.

При необходимости, поставляется оборудование для прямого соединения CADDA со стойками ЧПУ. Как дополнительная опция, CADDA-CAD/CAM может включать все свойства 2D редактора для подключения персонала с ограниченными возможностями моделирования.

CADDA непрерывно развивается DAVEG в течении 15 лет. HP-UX была базовой системой до 1998 года. В 1998 году DAVEG представил первую версию CADDA на основе LINUX с процессором PENTIUM II. На сегодняшний день DAVEG имеет 300 установленных рабочих мест на LINUX: это предельно хороший результат. Пользователей впечатляет исполнение и устойчивость.

Что бы получить больше информации посетите их страничку по адресу http://www.daveg.com/index_e.html

Varicad

Varicad предоставляет возможности 3D твердотельного моделирования и 2D двумерного черчения по очень хорошей цене. Пользователь может выбирать между панелями пиктограмм или выпадающими меню. Хотя мне нравятся текстовые меню (выпадающие), я нашел команды расположенными слишком "глубоко". Это делает выпадающие меню медленными. Панели пиктограмм работают быстрее, но сами пиктограммы не всегда ясно отражают свое назначение. Также вы можете вводить команды в командной строке.

Varicad одна из тех систем которые многие годы были с Linux. Многие люди возможно лучше знакомы с Varicad чем с другими системами. Отчасти это происходит от того что очень хорошая статья о нем была опубликована в LJ в прошлом году.

Varicad может импортировать и экспортировать как DXF так и IGES. Вы можете выдавливать и вращать 2D геометрию, чтобы получить трехмерные тела. Другие типы твердых тел: призмы, цилиндры, усеченные пирамиды, усеченные конусы, конические трубы, спирали. В дополнение к стандартным булевым операциям объединение и вычитания, вы получаете инструмент вырезания и сохранения, сохранения детали, вырезка сохраненной детали и инструмента, и добавление вырезанной части. Другие вспомогательные функции включают: галтели, фаски, отверстия, пазы. Хорошо бы еще иметь простое пересечение. Еще одна вещь, которую я оцениваю очень высоко это отмена/возврат которые легко найти, действительно трудно промахнуться. Когда твердые тела построены, они могут быть проанализированы различными способами, от расстояния между объектами до центров масс и моментов инерции.

Рис. 5. Varicad

Имеется демо версия которая может быть свободно загружена но не сохраняет файлы. Также есть 30-дневный пробный ключ при помощи которого файлы можно сохранять в течении 30 дней. Varicad сообщил что они являются сейчас членами opendwg. Это означает, что Varicad сможет импортировать и экспортировать (читать и писать) в формате AutoCAD DWG. Что бы получить больше информации и демоверсию посетите домашнюю страничку Varicad http://www.varicad.com/.

Microstation

Bentley хорошо известна своей линией CAD продуктов Microstation. Хотя коммерческой версии под Linux нет, существует так называемая академическая версия. Если вы рискнете заглянуть на их домашнюю страничку, то вы так же обнаружите там "петицию" о полной коммерческой версии. Суть в том они не выпустят полную коммерческую версию пока к ней не появиться больший интерес. Академическая версия кажется включает всю функциональность обычной UNIX версии исключая библиотеку Parasolid. Modeler, TriForma и MS/J все используют Parasolid. Таким образом если вы будете работать с 3D, это будет только каркасно-поверхностное моделирование. И снова, если будет проявлено достаточно интереса, что бы оправдать перенос на Linux ситуация может измениться. Все 2D инструменты для создания, редактирования и деталировки геометрии полностью присутствуют.

Одна из вещей которая всегда нравилась мне в Microstation это то, что он создает очень хорошие RIB-файлы для рендеринга в BMRT или других Renderman-совместимых программах. Сам Microstation также способен производить качественный рендеринг. Попробуйте какой-нибудь из файлов примеров включенных в дистрибутив что больше понять о возможностях системы. Насколько я знаю нет демонстрационной версии, но на домашней страничке Bentley имеется обширная информация http://www.bentley.com/academic/products/linux2.htm.

Рис. 6. Microstation

Varimetrix

Varimetrix присутствует на рынке CAD для Linux в течении 3-х лет. Предыдущая генерация их продуктов VX Classic была переименована. Новейшая линия продуктов от Varimetrix называется Vision. Обе версии и Vision и VX Classic являются Коммерческими продуктами цена которых, возможно намного превышает то, что большинство людей могли бы позволить для персонального использования. По этой причине информация которую я привожу основана на их домашней страничке и статье в Cadence magazine. Имеется демо диск с Vision, но он не оправдает ваших надежд. Я посылал запрос о помощи с этой статьей -- то, что я получил не является тем что я называю демо. Это были презентационные программы которые повторяют информацию на Интернет страничке. Если вы получите копию не паникуйте когда она скажет вам Windows 95 или выше, она работает под Linux/Wine.

VX Classic разбит на модули. Первый модуль называется VX modeling. Использует их собственный доморощенный движок, который называется Unified Parametric Geometry (UPG), им не стоит ждать пока ктонибудь другой перенесет его на другие платформы которые они надеются поддерживать. VX Classic предоставляет выбор 3D каркасного, поверхностного и твердотельного моделирования. В дополнение к указанным видам моделирования вы можете конвертировать один тип моделей в другой. Твердотельные модели могут быть созданы посредством ограничивающе/размерной геометрии созданной в эскизере (sketcher). В дополнение к традиционным булевым операциям вы можете "лепить" твердые тела при помощи набора функций-шпатылей (лопаточек). Для поклонников Perl, догадайтесь что они используют для создания пользовательских скриптов? Подсказка, четыре буквы начинается с "P". Также есть C интерфейс, который называется OpenVX.

Второй модуль, VX Assembly, позволяет позиционировать деталь относительно другой геометрии, а также заносить в спецификацию (the bill of materials -- BOM). Конкурентное управление сборками производится так, что несколько разработчиков могут работать над одним проектом без его расщепления. Спецификации (BOM) могут быть сгенерированы автоматически. Также возможно схематическое представление дерева спецификации. Деталь может быть проанализирована чтобы определить центр тяжести, полную массу, моменты инерции и коллизии между деталями в сборке. Третий модуль VX Drafting, получает созданные детали и сборки и предоставляет пользователю все инструменты чтобы превратить их в машиностроительные чертежи. Drafting может работать независимо от других модулей. Вы можете использовать расположения шаблонов, массивов, блоков или нескольких экземпляров геометрии. VX Drafting обеспечивает автоматическое удаление скрытых линий и как автоматическое, так и интерактивное образмеривание. Имеется полный набор команд для черчения, все используют основанную на ограничениях геометрию. Описание возможностей можно продолжать и продолжать.

Последний модуль VX Classic, VX Manufacturing, представляет собой полный комплект CAM инструментов. VX Manufacturing использует данные из модулей моделирования. Все формы геометрии могут быть использованы этим модулем -- каркасные модели, поверхности и твердые тела. Поддерживается обработка вплоть до 5 координат. И снова, описание возможностей можно продолжать и продолжать.

Vision для Linux мог бы уже быть коммерчески доступным. Вы никогда не узнали бы этого из интернет страницы. На интернет странице Vision никогда даже не упоминается Linux. Я писал в Varimetrix в прошлом году и получил ответ гласящий "Новая линия наших продуктов называемая VX Vision будет вскоре (в середине лета) работать под Linux.Точнее уже работает, но мы находимся в стадии тестирования." В выпуске Cadence magazine за июль 99-го была опубликована статья о Vision. Хотя она основывалась на версии для NT, было упомянуто что есть Linux версия . Для тех кто надеется мигрировать с NT на Linux это может стать хорошей отправной точкой.

Вы можете обнаружить много информации о VX Classic и VX Vision посетив домашнюю страничку по адресу http://www.vx.com/ и кликнув по ссылке products.

Заключение

Как я установил, существует выбор от бесплатных (free GPL) до очень дорогих продуктов. Что может подтвердить существование даже еще более интересных проектов находящихся сейчас в разработке. Matra Datavision выпустила библиотеку Cascade с открытыми исходными кодами (open source). Обратите на нее внимание. Проверьте их страничку в интернет http://opencascade.org/.

Я думаю настало время когда мы начинаем узнавать и поддерживать одновременно и GPL проекты и компании производящие коммерческие CAD системы, присутствующие на рынке и склонные поддерживать нас.

Глоссарий

AC3D: программа для моделирования трехмерных объектов и сцен под Linux

CAD: computer-aided design

CAM: computer-aided manufacturing

CATIA: семейство CAD/CAM/CAE систем производства IBM

CNC: ЧПУ

DXF: формат обмена данными AutoCAD

IGES: формат обмена данными между CAD системами

NACA: National Advisory Committee for Aeronautics

NC: ЧПУ


Copyright © 2000, Keith Frost