Современное состояние автоматизации технологического проектирования

   Результатами  работы СИТЕП являются: комплект технологической  документации на изготовление детали, исходная технологическая информация для автоматизированной подготовки управляющих программ для станков с ЧПУ и данные для управления производством.

   Комплект  технологической документации включает в себя:

   - титульный лист;

   - спецификацию деталей на изделие;

   - ведомость технологической оснастки;

   - технологическую маршрутную карту;

   - технологическую операционную карту;

   - карту операционных эскизов с эскизом на операцию;

   - карту раскроя детали в полосе, ленте, рулоне с чертежом раскроя штамповки (СИТЕП ЛШ);

   - карту раскроя листового материала  с чертежом раскроя штамповки  (СИТЕП ЛШ);

   - чертеж поковки в горячем состоянии  (СИТЕП ГОШ);

   - карту согласования;

   - карты контроля;

   - ведомость нормирования трудозатрат  по операциям;

   - лист регистрации изменений.

   Комплект  документации может дополниться  новыми формами документов.

   Данные  для управления производством содержат:

   - уникальный код и наименование  операции;

   - инструмент;                               

   - вид и массу заготовки;             

   - нормы времени на операцию;             

   - описание оборудования на операцию;

   - квалификационный разряд рабочего;

   - текст перехода.

   Предлагаемый  комплекс программных средств позволяет избежать дублирования подготовки исходной информации при выполнении проектных работ. Конструктор создает чертеж изделия в графической системе T-FLEX CAD, затем этот же чертеж поступает к технологу, который, используя T-FLEX CAD и систему СИТЕП, разрабатывает операционные эскизы и вводит недостающую технологическую информацию (технологические размеры, базовые поверхности и т.д.), сохраняемую в чертеже. Технологическая информации с чертежа автоматически передается в СИТЕП, с помощью которой технолог проектирует необходимую технологическую документацию на изделие, а СИТЕП, в свою очередь, связана интерфейсом с T-FLEX ЧПУ.

   Еще одним достоинством интеграции T-FLEX CAD и СИТЕП является автоматическое получение технологической документации после параметрического изменения чертежа в T-FLEX CAD. Изменение геометрических размеров изделия приводит к автоматической модификации чертежа. В результате обновленные технологические данные из чертежа поступают в систему СИТЕП, которая в автоматизированном режиме проводит изменения во всех связанных технологических документах и корректировку управляющих программ для станков с ЧПУ.

   С учетом того, что конструкторы и  технологи в основном заняты модернизацией изделий и связанной с этим корректировкой конструкторской и технологической документации, это свойство интегрированного комплекса дает существенную экономию времени и средств, позволяет избежать ошибок, возникающих при этой корректировке.

   В заключение перечислим основные функциональные возможности системы СИТЕП:

   - автоматическое получение данных  о конструкции изделия из чертежей, подготовленных в графической системе T-FLEX CAD;

   - использование всех наиболее  известных в машиностроении методов  проектирования технологических процессов;

   - создание технологических процессов  с указанием наименований операций, оборудования и оснастки;

   - автоматизированный выбор режущего, измерительного и вспомогательного  инструментов;

   - формирование текстов переходов;

   - автоматизированное изменение параметров технологического процесса при изменении параметров конструкции изделия;

   - автоматическая генерация и заполнение стандартных технологических документов и документов произвольных форм;

   - формирование операционных, маршрутно-операционных  и маршрутных технологических карт, карт контроля, ведомостей оснастки, титульных листов и других технологических документов;

   - накопление технологических знаний  квалифицированных специалистов  предприятий;

   - использование накопленных технологических знаний при проектировании новых технологических процессов и для подготовки молодых специалистов;

   - возможность создания пользователем в среде системы новых расчетных модулей, баз данных и технологических архивов без привлечения программистов. 

   7.7 Компьютеризация  инструментального  производства –  приоритетная задача  промышленности 

   Одним из основных направлений развития отечественной индустрии является решение вопросов применения компьютерных технологий в инструментальном производстве [19]. Инструментальное производство сегодня во всем мире является основным потребителем рынка (до 30%) CAD/CAM-систем и услуг. Это положение требует повышенного внимания к проблемам компьютеризации инструментального    производства, которая, на наш взгляд, должна проводиться опережающими темпами в целях выпуска новой, конкурентоспособной продукции. Указанные проблемы стоят перед всеми государствами — бывшими республиками Советского Союза.

   Работниками научно-инженерного предприятия «Системы автоматизации», входящего в состав НИО «Кибернетика» Национальной академии наук Белоруссии, совместно с рядом белорусских предприятий накоплен достаточно обширный опыт решения различных проблем применения компьютерного проектирования и запуска в производство новых изделий.

   Анализируя  особенности производства тех белорусских предприятий, которые в нынешних экономических условиях смогли сохранить, а иногда и расширить производство своей продукции, прежде всего необходимо отметить наличие у них следующих материально-технических и программно-информационных предпосылок для развития компьютеризации   инструментального производства:

   - наличие довольно значительного парка станков с ЧПУ различных модификаций;

   - проведение модернизации станков прошлых лет выпуска для обеспечения на них 3-, 4- и 5-координатной обработки;

   - приобретение современной вычислительной техники (ПК, рабочие станции) и развитие ее сетевого использования;

   - распространение в инструментальном производстве систем геометрического  моделирования   как среднего (SolidWorks, Solid Edge, Mechanical Desktop), так и высокого (CATIA, Unigraphics) уровней;

   - освоение в составе систем CAD/САМ высокого уровня модулей разработки программ ЧПУ для обработки деталей сложнофасонной оснастки;

   - создание локальных цеховых вычислительных  сетей для прямой передачи  данных от компьютера к станкам,  минуя перфоленту;

   - наличие специалистов, имеющих определенный опыт работ на различных стадиях компьютерного проектирования (проектировщики, технологи-программисты, рабочие высокой квалификации).

   Однако  практика запуска в производство изделий сложной формы выявила ряд проблем, от решения которых во многом зависит способность предприятий выпускать     конкурентоспособную продукцию.

   Во-первых, возможности компьютерного проектирования с использованием современных CAD/САМ-систем позволяют получить математические модели изделий сложных дизайнерских форм. Для производства этих изделий необходима сложнофасонная оснастка (штампы и пресс-формы). Изготовление такой оснастки требует, в свою очередь, как многокоординатной механической, так и эрозионной обработки. С этой целью в процессы компьютерной технологической подготовки инструментального производства необходимо включить разработку компьютерных моделей заготовок, электродов, наладок и обеспечить документирование этих компонентов технологии изготовления деталей оснастки в инструментальном производстве.

   Во-вторых, поскольку эрозионная обработка требует значительных финансовых затрат вследствие удорожания электроэнергии, цветных металлов, графита, предприятия все больше увеличивают долю механической обработки. Это влечет за собой увеличение дополнительных переходов для обеспечения возможности механической обработки участков деталей с малым радиусом вогнутой кривизны поверхности. При этом существенно растет общий объем программ ЧПУ по обработке одного изделия. В итоге возникает необходимость обеспечить ускорение процесса разработки управляющих программ за счет повышения эффективности использования имеющихся программных средств — путем разработки типовых технологий обработки в компьютерной среде и создания специализированных программных средств автоматизации работ технолога-программиста.

   В-третьих, увеличение сортамента используемого инструмента приводит к росту количества программ, сокращая при этом время обработки на станке данным инструментом. Следовательно, время разработки программы становится больше машинного времени обработки детали на станке. Кроме того, имеющееся на предприятии оборудование с ЧПУ во многих случаях не обладает дополнительным объемом оперативной памяти для ввода в стойку ЧПУ всей программы целиком, и на стадии разработки программы приходится следить за оптимальным ее размером. Поэтому ускорение разработки управляющих программ может быть достигнуто за счет применения специальных, полностью автоматизированных средств деления программ на части, за счет размножения и выполнения аффинных преобразований траектории, за счет постпроцессирования программ и присвоения имен в соответствии с принятым стандартом предприятия по использованию сетей управления станками и архивированию программ.

   В-четвертых, существующая нормативная база по стандартизации процесса технологической подготовки инструментального производства явно отстала от требований современности. Сейчас, для обеспечения ускорения наладки станка — при наличии огромного количества управляющих программ обработки одного изделия, уже мало дать в цех карту наладки инструмента. Необходимо представить точные операционные эскизы по каждой программе ЧПУ для оптимального подбора длины инструмента, для закрепления детали на станке, для обеспечения максимальной жесткости системы «станок — приспособление — инструмент — деталь», чтобы гарантировать производительность и качество обработки. Следует разработать методические рекомендации по использованию современных графических технологий подготовки технологических документов и нормированию станочных работ.

   И наконец, в-пятых, традиционная технология подготовки производства практически не регламентирует работы, связанные с обработкой на станках с ЧПУ, так как она ориентирована на обработку на универсальных станках деталей и электродов. Переход к изделиям сложной формы значительно увеличивает время разработки программ в общем цикле запуска изделия в производство. Отсутствие стандартов предприятий по запуску деталей в компьютеризированном производстве влечет за собой дополнительные затраты при повторном запуске деталей из-за случайной потери информации. Следовательно, необходимо перейти к новому уровню организации технологической подготовки инструментального производства — с использованием средств компьютерных технологий и промышленной информатики.

   Специалисты НИП «Системы-автоматизации» совместно  с инженерно-техническими работниками  Минского завода шестерен, ПО «Витязь» (г. Витебск), Барановичского станкостроительного  завода ЗАО «Атлант», Минского производственного объединения вычислительной техники, Минского автомобильного завода получили положительные результаты в организации обработки на станках с ЧПУ деталей сложной формы, в разработке управляющих программ в системах высокого уровня (CATIA и ГеММа-ЗD) и достигли успехов в решении перечисленных вопросов при запуске в производство изделий на этих предприятиях.

   Под сквозным компьютерным проектированием  и производством новых изделий  следует понимать как минимум  среду, в которой:

   - имеются компьютерные геометрические модели изделия и оснастки для его производства;

   - на оборудовании с программным  управлением обрабатываются либо  детали изделия и оснастки, либо  главные их поверхности, например  формообразующие поверхности пресс-форм, штампов;