Использование T-FLEX CAD при проектировании оснастки на судостроительном предприятии ФГУП «ПО «Севмаш»

Герман Тристень, Сергей Максимов

Предприятие ФГУП «ПО «Севмаш» долгое время специализировалось на строительстве атомных подводных лодок. Сейчас, наряду со строительством подводных кораблей, завод работает еще в нескольких направлениях: строительство буровых платформ и надводного гражданского флота, гражданское машиностроение. Также предприятие занимается модернизацией тяжелого авианесущего крейсера «Адмирал Горшков» для ВМФ Индии.

Два года назад в конструкторском отделе службы главного технолога началась работа с системой параметрического трехмерного моделирования и черчения T-FLEX CAD московской фирмы «Топ Системы». За это время в отделе выделилась группа конструкторов, хорошо овладевших программой. Конструкторами были созданы специализированные параметрические библиотеки и небольшие САПР для проектирования различной оснастки под военные и гражданские проекты. Для создания параметрических библиотек и специализированных САПР в T-FLEX CAD от пользователя не требуется владение языками программирования — для этого вполне достаточно встроенных эффективных инструментов программы.

Рис. 1. Леса для очистки-окраски корпуса авианосца «Адмирал Горшков» в доке

Рис. 2. Упрощенные 3D-модели бассейна, стапельных тележек и корпуса корабля

В настоящей статье будет рассмотрена одна из прикладных САПР на основе T-FLEX CAD, созданных в отделе, а именно — автоматизированное проектирование трубчатых лесов.

Трубчатые леса — один из распространенных видов оснастки, необходимый для монтажных и демонтажных работ, очистки и окраски строящихся или модернизируемых объектов. При простой конструкции лесов и высоте последних до 9 м разработка проекта не требуется, поэтому все работы ведутся согласно принятому стандарту предприятия. Однако при ответственной, сложной конструкции лесов и высоте последних 9 м и более, согласно стандарту предприятия, необходима разработка конструкторской документации, которая должна быть согласована со службой техники безопасности, пожарной охраной и главным инженером предприятия. Также конструкторская документация необходима для выпуска наряда на изготовление трубчатых лесов и материальной ведомости.

Рис. 3. Районы установки лесов при очистке-окраске корпуса авианосца «Адмирал Горшков» в доке

Обычно при проектировании трубчатых лесов конструктор производит укрупненный подсчет необходимого материала и крепежных элементов, что вносит большую погрешность при составлении материальной ведомости. Вместе с тем при ручном проектировании (сюда же относится и проектирование в режиме «электронного кульмана») проработка вариантов занимает много времени. Использование T-FLEX CAD позволяет снизить временн ы е затраты на проектирование и точно заказывать материал.

При согласовании сложной конструкции лесов с заказчиком (обычно — строитель заказа или технолог, выдавший карту-задание) конструктору часто приходится прорабатывать несколько вариантов проектных решений, поскольку заказчика могут не устроить как конструкция, так и количество материала. Кроме того, заказчик может изменить и само задание на проектирование. Например, при разработке трубчатых лесов для очистки-окраски корпуса авианосца «Адмирал Горшков» в доке (рис. 1) было проработано несколько вариантов проекта. Заказчика не устраивало количество материала, и требовалось применение существующей оснастки в виде колонн с соответствующей доработкой.

Для наглядности при обсуждении вариантов проекта в системе T-FLEX CAD были созданы упрощенные 3D-модели бассейна, стапельных тележек и корпуса корабля (рис. 2).

В конечном счете для выполнения окрасочных работ приняли решение производить монтаж лесов районами — примерно по 100 м длиной. В районе носа и кормы для экономии материала использовались ранее изготовленные колонны (рис. 3). Общая длина заказа труб составила 15 км . На основе созданной 3D-модели проекта с помощью T-FLEX CAD были построены различные чертежи, виды, сечения, автоматически создана спецификация.

Рис. 4. Файл-прототип сборки лесов

Параллельно проектированию создавалась библиотека параметрических деталей (фрагментов) трубчатых лесов, фактически ставшая основой САПР трубчатых лесов (см. рис. 7). Библиотека соответствует ОСТ5.9029-84 «Леса для ремонта и постройки судов». Каждый фрагмент несет в себе информацию для спецификации о входящих в него материалах, деталях и сборочных единицах. При изменении параметров фрагмента в сборке происходит автоматический пересчет данных для спецификации. Сейчас библиотека насчитывает более 40 фрагментов и охватывает большинство типовых решений при проектировании лесов. Часть фрагментов позволяет проектировать леса сложной нетиповой конструкции. Для облегчения сборочной модели из фрагментов убраны 3D-изображения мелких узлов (хомуты, зацепы) с сохранением всей информации для спецификаций («Обозначение», «Наименование», «Количество»).

Все элементы библиотеки созданы по принципу «3D Планировка», то есть в сборке на активную рабочую плоскость пользователь наносит двумерное изображение фрагмента, а T-FLEX CAD автоматически создает 3D-изображение вставленного объекта. Для удобства работы с библиотекой для каждой детали-фрагмента были разработаны наглядные диалоговые окна. Для этого использовались встроенные возможности T-FLEX CAD, которые позволяют легко создавать элементы управления окна диалога и связывать их с параметрами модели.

Рассмотрим применение библиотеки на примере обшивки лесами части надстройки тяжелого авианесущего крейсера «Адмирал Горшков» для проведения работ по демонтажу корпусных конструкций.

Рис. 5. Вставка в сборку модели надстройки

Рис. 6. Вставка по двум точкам привязки фрагмента «Леса блок, с первого яруса»

Вся сборка создается на основе файла-прототипа (рис. 4). В файле сборочной модели пользователь указывает количество ярусов, высоту каждого яруса, размеры площадки под 3D-модель и коэффициенты заказа материала.

Далее в сборку как 3D-фрагмент вставляется упрощенная модель объекта — в нашем случае надстройка корабля (рис. 5). Затем на активную рабочую плоскость из библиотеки наносится фрагмент, например «Леса блок, с первого яруса» (рис. 6). В диалоге фрагмента пользователь задает необходимые параметры. Высоты ярусов и коэффициент заказа материала считываются со сборки автоматически, но при необходимости параметры можно задать вручную. После завершения операции вставки в 3D-пространстве автоматически создается объемная модель фрагмента. Вставка в сборку из библиотеки других фрагментов производится аналогичным образом (рис. 7).

Рис. 7. Фрагменты из библиотеки «Леса»: «Настил деревянный», «Леерное ограждение», «Диагональная связь», «Трап деревянный», «Вырез под трап», «Ограждение трапа»

Рис. 8. 3D-модель лесов

После создания в 3D-пространстве модели лесов (рис. 8) в 2D-окне генерируются проекции-чертежи, необходимые виды и разрезы (рис. 9), в автоматическом режиме создается спецификация (рис. 10). Используя словарь, встроенный в систему T-FLEX CAD, пользователь заполняет технические требования. В словарь вошли часто используемые при проектировании лесов записи технических требований (рис. 11).

На рис. 12 показана 3D-модель рабочего проекта обшивки лесами надстройки корабля. Как и при проектировании лесов в доке, было проработано несколько вариантов.

Рис. 9. Сборочный чертеж лесов

Рис. 10. Сгенерированная спецификация

Дальнейшее развитие библиотеки предусматривает (наряду с выпуском конструкторской документации) автоматизированные выпуски наряда на выполнение работ и материальной ведомости, что позволит сократить цепочку отделов и служб, участвующих в выпуске указанных документов. Предполагается также передача геометрии из T-FLEX CAD в расчетную систему в виде стержневой модели для расчета устойчивости лесов и создание фрагментов подвесных лесов.

Рис. 11. Словарь технических требований

Рис. 12. 3D-модель рабочего проекта обшивки лесами надстройки корабля

В настоящее время на отечественном рынке большинство CAD-систем среднего уровня позволяют автоматизировать 2D-черчение и 3D-моделирование. Тем не менее повысить эффективность работы конструктора можно, применяя объектное проектирование (2D и 3D), что и обеспечивает система T-FLEX CAD. Обратите внимание на то, что при проектировании лесов пользователь не создает отдельные элементы модели или чертежа, а использует созданную им самим библиотеку объектов (фрагментов). Для создания подобных САПР в программах других отечественных и многих зарубежных разработчиков CAD-систем с более слабой параметризацией пользователь вынужден обращаться за помощью к программисту. Как известно, программисты сродни иностранцам. Не владея языком (терминологией) в области программирования, поставить программисту задачу по созданию САПР затруднительно. Система T-FLEX CAD позволяет конструктору создавать собственные САПР уже после нескольких недель изучения системы, не прибегая к языкам программирования.

Подход, описанный в этой статье, может эффективно применяться в строительном проектировании, дизайне и проектировании металлоконструкций.

САПР и графика 10`2005