Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Выберите тип работыЧасть дипломаДипломная работаКурсовая работаКонтрольная работаРешение задачРефератНаучно - исследовательская работаОтчет по практикеОтветы на билетыТест/экзамен onlineМонографияЭссеДокладКомпьютерный набор текстаКомпьютерный чертежРецензияПереводРепетиторБизнес-планКонспектыПроверка качестваЭкзамен на сайтеАспирантский рефератМагистерская работаНаучная статьяНаучный трудТехническая редакция текстаЧертеж от рукиДиаграммы, таблицыПрезентация к защитеТезисный планРечь к дипломуДоработка заказа клиентаОтзыв на дипломПубликация статьи в ВАКПубликация статьи в ScopusДипломная работа MBAПовышение оригинальностиКопирайтингДругое

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

Как любое изделие, программный продукт проходит стадий создания и совершенствования. Система авто­матизированного проектирования технологических про­цессов «ВЕРТИКАЛЬ» эксплуатируется в реальных про­изводственных условиях с 1989 года. За этот период выпущено восемь версий пакета. В 1998 году в среде Delphi создано полноценное 32-битовое приложение для Windows 95/98/NT, работающее в архитектуре «файл-сервер»

САПР «ВЕРТИКАЛЬ» 8.5[17] позволяет значительно повысить производительность труда технолога, сократить сроки и трудоемкость технологической подготовки производства. В состав данного интегрированного программного ком­плекса входят подсистемы проектирования технологий: механообработки, штамповки, сборки, сварки, термооб­работки, покрытий, нормирования трудоемкости техно­логических операций, расчета норм расхода материалов, процедуры анализа технологических процессов, позво­ляющие рассчитывать суммарную трудоемкость изготовления деталей и узлов, определять материалоемкость и себестоимость изделия.

Система внедрена более чем на 70 заводах общемашиностроительного профиля в России и СНГ. Постро­енная на универсальных принципах, она эффективно работает на любой номенклатуре изделий и быстро адап­тируется к различным производственным условиям. На­чиная с версии «ВЕРТИКАЛЬ» интегрирован с графи­ческим редактором «КОМПАС-ГРАФИК 5.х».

В основу работы программного комплекса положен принцип заимствования ранее принятых технологичес­ких решений. В процессе эксплуатации системы накап­ливаются типовые, групповые, единичные технологии, унифицированные операции, планы обработки конструктивных элементов и поверхностей. При формировании текущей технологии пользователю предоставлен удобный доступ к соответствующим архивам и библиотекам, хра­нящим накопленные решения.

Разработка технологических процессов (ТП) осуще­ствляется в следующих режимах:

- проектирование на основе техпроцесса-аналога. Автоматический выбор соответствующей технологии из архива с последующей доработкой в диалоге;

- формирование ТП из отдельных блоков, хранящих­ся в библиотеке типовых технологических опера­ций и переходов;

- объединение отдельных операций архивных техноло­гий;

- автоматическая доработка типовой технологии на основе данных, переданных с параметризированного чертежа КОМПАС-ГРАФИК;

- ввод информации о ТП в диалоговом режиме с помощью специальных процедур доступа к справочным базам данных.

В каждом конкретном случае технологу предоставле­на возможность выбора оптимального сочетания режи­мов проектирования, взаимодополняющих друг друга.

Автоматический режим проектирования ТП — конеч­ная цель в области САПР-технологий. Основным пре­пятствием к его реализации является отсутствие форма­лизованного представления о пространственном распо­ложении поверхностей детали. С плоского чертежа, выполненного в конструкторской САПР, в технологию можно передать лишь отдельные параметры: размеры, допуски, шероховатости, квалитеты, но только в том слу­чае, если чертеж детали параметризирован. Поэтому в автоматическом режиме можно только дорабатывать за­ранее разработанные типовые техпроцессы. Область при­менения данного режима - простейшие детали.

Существующие методы автоматизированного проекти­рования, основанные на включении условий выбора технологических операций и переходов в базовую тех­нологию, приводят к появлению громоздких техпроцессов-аналогов, дублирующих одни и те же элементарные, типовые технологические решения. Оптимальное распре­деление технологических решений между базой знаний и комплексным техпроцессом является основой метода, заложенного в системе «ВЕРТИКАЛЬ».

«ВЕРТИКАЛЬ» поддерживает режим автоматической доработки технологий в двух исполнениях: на основе информации, переданной с параметризированного чер­тежа КОМПАС-ГРАФИК 5.х, и на основе данных, из­влеченных из таблицы типоразмеров деталей определенного типа. Однако в большинстве случаев технолог использует вариант диалоговой доработки техпроцесса-аналога в режиме доступа к справочным базам данных. Система не заменяет технолога, а лишь позволяет ему быстро и удобно оформить принятые им технологические решения, снимает рутинную часть работы, выполняет расчеты, систематизирует нормативно-справочную информацию, удобно сохраняет принятые технологические решения.

Принципы проектирования технологических процес­сов в системе «ВЕРТИКАЛЬ» универсальны и основаны на использовании часто повторяемых технологических решений, хранящихся на различных уровнях иерархии: архивы групповых, типовых технологий, библиотеки опе­раций и переходов. С этой точки зрения САПР технологических процессов — это прежде всего система уп­равления базами данных (СУБД). От того, как реализо­ваны функции обработки данных, от их логических вза­имосвязей зависят остальные показатели системы.

Каждая предметная область имеет свою специфику организации баз данных. Многолетний опыт работы как в теоретической, так и, прежде всего, в практической области позволил выявить и систематизировать основные модели данных, присущие технологической подго­товке производства машиностроительных предприятий. В основе системы лежит огромный объем разнородной информации. Базовая поставка «ВЕРТИКАЛЬ» включает более 700 информационных массивов общим объемом 13 Мбайт. Количество подключаемых новых баз дан­ных (БД) также не ограничено, и на структуру имею­щихся БД не наложено никаких ограничений. Общая схема разработки ТП выглядит как процесс слияния раз­личных технологических компонентов, типовых реше­ний, НСИ в некоторую центральную область (текущая технология), способную принимать информацию из раз­личных источников.

В САПР «ВЕРТИКАЛЬ» реализован механизм, позво­ляющий отобразить структуру изделия, детали, взаимо­связи между оборудованием, технологической оснасткой и методами обработки. Модель технологического про­цесса в САПР ТП занимает центральное место. В систе­ме «ВЕРТИКАЛЬ» — это трехуровневая цепочка связанных реляционных таблиц, записи которых имеют раз­личную логическую структуру. Такая модель является универсальной и настраиваемой. Она позволяет созда­вать технологии различных переделов и включать в них любые средства технологического оснащения, в том числе и принципиально новые.

Вся информация о текущем технологическом про­цессе распределена по уровням «Деталь» — «Опера­ция» — «Переход». Пользователю предоставлена воз­можность перемещаться по уровням, отслеживать со­став переходов каждой технологической операции, вносить необходимые изменения на любом из уров­ней. Особенностью этой модели является наглядная форма представления информации. Записи таблицы «Переходы», содержащие тексты переходов, режущие инструменты, приспособления, режимы резания и др., выводятся на экран одним списком. Такая возможность достигается тем, что физические записи данного уровня имеют различную логическую структуру. Этот же механизм позволяет проектировать технологии, вклю­чающие в себя одновременно операции механообработки, штамповки, термообработки, покрытий и т.д. Подклю­чение нового технологического передела производит­ся самим пользователем.

В комплект разрабатываемой доку­ментации входят: титульный лист, карта эскизов, маршрутная, маршрутно-операционная и операционная кар­ты, карта техпроцесса, ведомости ос­настки и материалов и другие документы, соответствующие ГОСТ. В об­разцы карт пользователи могут вносить изменения. Существует два варианта формирования технологических карт. Первый, быстрый, — упрошенный формат документов. Второй, каче­ственный, — многошрифтовой формат, реализованный в среде Microsoft Excel на основе технологии OLE. Помимо чисто текстовых документов система позволяет автоматически сформиро­вать карты эскизов, включающие графическую инфор­мацию, выполненную в системе КОМПАС-ГРАФИК 5.х.

Технологические процессы, разрабатываемые в САПР «Автопроект», могут помещаться в архив технологий. Оглавлением архива разработанных технологических процессов служит база данных конструкторско-технологических спецификаций (КТС — цепочка уровней: «Изделие» — «Узел» — «Деталь»). Система обеспечи­вает свободное перемещение от одного уровня к дру­гому, позволяя при этом просматривать и редактиро­вать состав изделий, узлов и деталей. Процедуры обработки КТС производят поиск деталей по различ­ным критериям и осуществляют выборки по принадлежности деталей к изделиям, узлам, цехам. На их основе формируются сводные нормы, заявки на материал, комплектующие карты и другие технологи­ческие документы.

Система поддерживает функции документооборота. Каждый уровень, входящий в цепочку КТС, имеет под­чиненную таблицу «Документы», записи которой содер­жат ссылки на документы, созданные в различных при­ложениях: архивные технологии, графические, тексто­вые файлы и др. С каждым документом связана программа, которая его создает и обрабатывает. Старт соответствующего приложения производится непосредственно­ из таблицы «Документы». Выбор ТП осуществ­ляется процедурой разархивации, которая помещает тех­нологию в рабочее поле системы, доступное для внесе­ния изменений. При этом ТП, находящийся в архиве, не меняется. Модифицированная технология может быть помешена обратно в архив системы под прежним или под новым именем.

Организованное хранение разработанных технологи­ческих процессов (на основе базы данных КТС) позво­ляет глобально корректировать любую информацию в архиве техпроцессов: анализировать технологии на предмет загруженности оборудования, определять количество специализированной оснастки, рассчитывать суммарную трудоемкость изготовления изделий, определять материалоемкость и себестоимость изделия в целом, произво­дить глобальную автоматическую замену устаревших ГОСТ оснастки.

Система обеспечивает удобную организацию баз дан­ных (БД) и быстрый доступ к требуемой информации. Она обладает хорошо организованным диалоговым ин­терфейсом, обеспечивающим легкое и наглядное пере­мещение по всем базам данных. Приемы работы с БД идентичны, что упрощает процесс их сопровождения. Программа поддерживает диалоговый доступ к сведени­ям об оборудовании, инструментах, материалах и т.д. В любой момент эти данные могут быть выведены на экран, скорректированы или пополнены. В информационном пространстве «ВЕРТИКАЛЬ» можно создавать новые информационные массивы, корректировать состав и раз­мерность их полей. Взаимодействие между таблицами данных в САПР «ВЕРТИКАЛЬ» построено на динамичес­ки формируемых SQL-запросах. Операторы SQL гене­рируются либо автоматически системой, либо по шаб­лону, заданному пользователем.

Базы данных САПР «ВЕРТИКАЛЬ» полностью откры­ты для структурной и содержательной корректировки. Поддерживаются форматы файлов СУБД Paradox, FoxPro, dBase (для локальных рабочих мест). Имеющиеся у пользо­вателя файлы этих форматов легко включаются в базу данных «Автопроект» без изменения их месторасположения на диске или в сети. Данные могут располагаться как на локальных станциях, так и на сервере.

Одним из основных преимуществ САПР «ВЕРТИКАЛЬ» является возможность модернизации системы без учас­тия разработчика. Корректируется состав и структура всех баз данных, настраиваются формы технологических документов, подключаются новые программные модули. Гиб­кость программного и информационного обеспечения позволяет быстро адаптировать систему к любым производственным условиям.

САПР «ВЕРТИКАЛЬ» состоит из ядра системы и окружения прикладных задач. Основные функциональные режимы системы можно разбить на две группы: функ­ции подсистемы проектирования и функции подсисте­мы управления базами данных.

Функции подсистемы проектирования:

- автоматизированное проектирование технологических процессов;

- автоматическое формирование комплекта технологи­ческой документации;

- возможность настройки образцов технологических документов;

- интеграция с КОМПАС-ГРАФИК 5.х;

- автоматическое формирование карт эскизов в Microsoft Exce;

- каталогизация разработанных ТП в архиве технологий;

- возможность глобального анализа архивных техноло­гии;

- автоматическая замена любой информации (устарев­шие ГОСТ) в архивных технологиях;

- ведение конструкторско-технологических спецификаций;

- организация документооборота (функции менеджера проекта);

- возможность разработки сквозного ТП;

- расчет подетальных норм расхода материалов;

- передача данных в технологию с параметризированного чертежа КОМПАС-ГРАФИК;

- оперативный просмотр графики: чертежи деталей, инструментов, эскизы операций и т.д., выполненных в любой графической системе;

- автоматизированное формирование кода детали в со­ответствии с ЕСКД и ТКД;

- автоматический поиск технологий по коду или тек­стовому описанию детали;

- архивация текущего комплекта технологических до­кументов в архиве карт;

- архивация текущего состава спецификаций в архиве изделий;

- расчетные процедуры.

Функции СУБД:

- реализация информационных моделей, отражающих структуру изделия, детали и технологий их изготов­ления;

- возможность настройки содержимого блоков основного меню системы;

- возможность подключения новых информационных массивов (файлов формата DB и DBF);

- возможность обращения к БД, расположенным вне корневого каталога системы;

- возможность подключения к системе новых программ, разработанных пользователем;

- встроенный генератор отчетов;

- организация иерархической, реляционной и сетевой связи информационных массивов;

- возможность подключения к любому полю данных справочного массива;

- возможность структурной модификации любой БД;

- многостраничный режим доступа одновременно к не­скольким базам данных;

- отображения данных: текст-графика, текст-структура, текст-примечание;

- процедура поиска по критериям в любой базе дан­ных;

- экспорт данных из любой БД в текстовый формат или в формат файлов Excel;

- блокировка от несанкционированного доступа к за­щищенной базе данных;

- возможность установки различных степеней зашиты данных;

- просмотр и распечатка данных, копирование, удале­ние записей по одной и блоками;

- настройка параметров системы с помощью файла конфигурации.

Минимальные требования к оборудованию: IBM PC 486DX2-66, 16 Мбайт RAM, операционная система — Windows 95/98/NT, не менее 120 Мбайт свободного ме­ста на жестком диске устройство CD-ROM, струйный или лазерный принтер.

7.6 СИТЕП: инвариантная система технологического проектирования

Традиции конструкторско-технологической подготовки производств российских предприятий имеют свою спе­цифику, в частности наличие технологических подраз­делений общезаводского и цехового уровней.

Система технологического проектирования СИТЕП [18]предназначена для разработки технологической докумен­тации изготовления изделий машиностроения в услови­ях мелкосерийного и серийного производства, а также для создания файлов для смежных подсистем конструк­торской и технологической подготовки производств, разработки управляющих программ для станков с ЧПУ и систем управления производством. Система может ис­пользоваться как автономно (с вводом информации с бумажных носителей), так и в составе интегрированно­го комплекса конструкторско-технологической подготовки и управления производством ФОБОС (МГТУ «Станкин»).

При создании СИТЕП учитывался бо­лее чем десятилетний опыт разработки, вне­дрения и эксплуатации систем техноло­гического проектирования ТЕМП и СИ­ТЕП (МГТУ «Станкин») на десятках предприятий.

Система СИТЕП состоит из базового модуля (ядра системы) и расчетных при­ложений. Ядро системы обеспечивает вза­имосвязь между расчетными приложения­ми и позволяет создавать технологическую документацию изготовления изделия для всех основных машиностроительных пере­делов (методов обработки): листовой штамповки (СИТЕП ЛШ), механообработки (СИТЕП МО), ковки и горячей объем­ной штамповки (СИТЕП ГОШ), сборки (СИТЕП Сб) и др. Различия в основном состоят в под­ключаемых к ядру СИТЕП расчетных модулях. Напри­мер, СИТЕП ЛШ имеет следующие расчетные модули: раскроя детали в полосе, раскроя материалов, расчета параметров заготовки, расчета переходов, определения усилия штамповки, нормирования листовой штамповки и пр.; СИТЕП МО — модули расчета режимов обработки, раз­мерного анализа, нормирования механообработки и пр.; СИТЕП ГОШ — модули построения чертежа поковки в горячем состоянии, расчета усилий ковки и штамповки, моделирования заполнения ручья штампа, нормирования ГОШ и пр. Такой широкий охват СИТЕП переделов и средств проектирования возможен благодаря совместной работе коллектива разработчиков со всеми профилирующими кафедрами МГТУ «Станкин».

СИТЕП использует основные принципы проектиро­вания пpoцессoв (ТП), которые нашли широкое применение на машиностроительных заводах:

- проектирование на основе использования ранее разработанных технологий деталей-аналогов, имеющих аналогичное служебное назначение, геометрическую структуру и технологические процессы изготовления. Сущность проектирования в этом случае состоит в автоматическом поиске аналога рассматриваемой детали и технологического процесса его изготовления, в редактировании ТП и рacпeчaтке технологической документации;

- проектирование на базе технологического редактора предоставляющего пользователю возможность заполнения таблиц ТП на основе поиска па­раметров ТП (шифров оборудования и технологической оснастки, технологичес­ких размеров, режимов резания, нор­мативов времени на каждую операцию) использованием подсказок, прокруток, по заполнению информации (HELP);

- проектирование на основе использова­ния типовых технологических процес­сов, разработанных предварительно для так называемой детали-представителя. Типовая деталь охватывает класс деталей с одинаковыми конструктивно-техноло­гическими признаками. Сущность проектирования на основе типизации состоит в настройке типового ТП на проектируемый, а также в расчете параметров или их вводе с помощью технологического редактора: при настройке происходит удаление «лишних» операций для поверх­ностей, которые отсутствуют в рассматриваемой детали, и переходов, ко­торые обеспечивают качество поверхно­стей выше требуемого;

- проектирование на ocновании синтеза структуры ТП путем автоматизированного выбора планов обработки каждой поверхности, последовательности обработки поверхностей на основе выбора единых технологических баз и баз на первых опера­циях, группирования переходов в установы и операции с последующим расчетом параметров ТП.

Система состоит из нескольких функциональных (проектных) блоков, которые отражены в главном меню:

- ввод исходной информации по изготавливаемой детали путем заполнения таблиц на основе чертежа и условий изготовле­ния;

- процедура проектирования ТП;

- распечатка технологической документа­ции;

- ведение баз данных;

- ведение архивов.

Компьютерная система, безусловно, не в состоянии заменить квалифицированного технолога. Поэтому СИТЕП создана как средство, не подменяющее технолога, а существенно ускоряю­щее и упрощающее проектирование технологий, расчет па­раметров технологических процессов, формирование тек­стов переходов, выбор необходимой оснастки и инструментов, формирование документации и операционных эскизов.

СИТЕП позволяет заносить знания каждого техноло­га в базу системы. Это свойство системы особенно важ­но в настоящее время, когда опыт проектирования тех­нологий, накопленный за десятилетия работы, утрачи­вается предприятиями вследствие ухода технологов пен­сионного возраста. Система позволяет аккумулировать опыт наиболее квалифицированных специалистов предприятия, использовать и тиражировать его, обучать на его основе молодых специалистов.

Выбор технологического оснащения производится из информационной базы системы. В информационной базе содержатся каталоги всех составляющих технологических процессов: наименования операций, оборудование, приспособления, вспомогательные материалы, тексты пе­реходов, режущие, измерительные, вспомогательные ин­струменты, заготовки, комплектующие для сборочных тех­нологических процессов. С помощью встроенной СУБД информационная база достаточно удобно обновляется путем замены, удаления и добавления информации как при про­ектировании техпроцессов, так и в автономном режиме при поступлении нового оборудования, изготовлении спе­циальной технологической оснастки, корректировании текстов переходов и др.

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;

- организовано движение элект­ронных конструкторских и технологических моделей и доку­ментов между различными служ­бами предприятия. Можно рассматривать сквозные компьютерные технологии более широко, включая в них дизайнерскую подготовку изделий, опти­мизацию рабочих характеристик изделий, систему контроля каче­ства изделий с применением программных продуктов, АСУ пред­приятия и другие составляющие полного цикла жизни изделия. Но для технологической подготовки инструментального производства главными, на наш взгляд, являют­ся три элемента: электронная гео­метрическая модель детали оснас­тки, оборудование с ЧПУ и элек­тронный документооборот. Рас­смотрим взаимосвязи этих компонентов для обеспечения эф­фективной работы в компьютерной среде.

Для оптимизации временных зат­рат технолога-программиста компью­терная модель детали, полученная на этапе конструирования, должна быть соответствующим образом подготов­лена, с учетом взаимосвязи особен­ностей геометрии детали и требуе­мых видов обработки для ее изготов­ления.

Конструктор и технолог рассмат­ривают электронную модель дета­ли по-разному и пользуются для ее построения разны­ми средствами си­стемы геометри­ческого моделиро­вания. Конструк­тора интересует функционирование детали в составе проектируемого устройства, раз­мерные связи с другими деталями, а технолога — возможность изготов­ления детали на имеющемся в его распоряжении обо­рудовании. Поэто­му при передаче электронной моде­ли от АРМ конструктора на АРМ технолога должен существовать этап превращения кон­структорской моде­ли детали в техно­логическую.

Электронная геометрическая модель детали из­делия или оснастки с точки зрения технологии ее из­готовления являет­ся иерархически сложноструктури­рованным объектом. Представление технологической модели детали может происходить по нескольким уровням. Первый уровень — твердотельная модель детали, второй - поверхностная модель детали в виде совокупности граней, тре­тий — каркасная модель как множество линий, четвертый — компь­ютерное представление чертежа де­тали, полученного по перечисленным выше моделям. Такое структурирование электронной тех­нологической модели детали обес­печивает оптимальный вариант под­системы технологической подготов­ки производства с точки зрения достаточности входной информа­ции — как для выбора вида обработки и соответствующего станка, так и для написания программ ЧПУ в процессе изготовления деталей оснастки.

Если перед запуском в произ­водство требуется получить натурный образец изделия методом послойного синтеза (Laminate Synthesis) или быстрого прототипирования (Rapid Prototyping), то здесь главной является твердотель­ная модель. При этом указанные современные методы формообразо­вания не исключают дальнейшей механической доработки получен­ных изделий.

В случае механической обработ­ки достаточным может быть один из более низких уровней геомет­рических моделей деталей либо их комбинация. Если деталь представ­ляет собой совокупность огибающих

поверхностей инструмента при его движении одновременно по трем координатам, то необходима поверхностная модель дета­ли. К данному виду обработки от­носится фрезер