9 - 2005

ADEM как важное звено CALS-технологий

Виктор Силин

Постановка задачи

Выполнение

Проанализировав многочисленные попытки внедрения автоматизированных систем управления на российских предприятиях, можно сделать вывод об отсутствии во многих компаниях очень важного компонента — объекта управления.

Любую работу следует начинать с ее грамотной организации. Даже четко продуманный процесс вывоза бытовых отходов дает его организаторам возможность безбедно существовать. Но здесь мы рассмотрим не конечную стадию жизненного цикла изделия — его утилизацию, но один из его начальных этапов, а именно конструкторско-технологическую подготовку производства (КТПП) изделия.

Представьте, что КТПП состоит из элементарных «кирпичиков», движение которых и является главным объектом для систем управления предприятием. А поскольку речь идет об автоматизированных системах управления, которые оперируют цифровой информацией, то данные «кирпичики» непременно должны иметь вид электронного документа.

Область применения интегрированных CAD/CAM/CAPP-систем в жизненном цикле изделия (блоки зеленого цвета)

Область применения интегрированных CAD/CAM/CAPP-систем в жизненном цикле изделия (блоки зеленого цвета)

Хочется верить, что на вашем предприятии используется компьютерная техника и современные программные комплексы для автоматизации конструкторских и технологических работ. На практике же иногда после обсуждения с руководством планов по внедрению системы управления (ERP, PLM, PDM…) идешь в цеха и видишь там… перфоленту у станков с ЧПУ и техпроцессы, написанные вручную. После этого понимаешь, что при настоятельной необходимости автоматизировать управление там отсутствует именно то, чем управлять. Ведь для того, чтобы система управления могла черпать информацию от конструктора и технолога, эти данные должны существовать в цифровом виде. Чем более точного и верного результата мы ожидаем от системы управления, тем более глубокой должна быть автоматизация рабочих мест.

Обсуждение глобальных вопросов CALS-технологий и структуризации промышленно-производственных процессов не является целью данной статьи — мы рассмотрим использование CAD/CAM-систем конструкторско-технологическим персоналом предприятия как путь к созданию электронного вида изделия.

Конструирование и моделирование в ADEM

Конструирование и моделирование в ADEM

В процессе автоматизации предприятий очень часто стараются обеспечить оптимальное решение для каждого участника КТПП. Такая на первый взгляд рациональная постановка задачи несет в себе серьезную проблему и для управления, и для эффективности КТПП. Дело в том, что конструкторы и технологи работают над одним и тем же объектом — изделием, окончательный или промежуточный облик которого зависит от их совместной деятельности. Например, конструкторские подразделения работают с системами CAD (Computer Aided Design), при написании техпроцессов применяют системы CAPP (Computer Aided Process Planning), а при подготовке оборудования с ЧПУ используют системы CAM (Computer Aided Manufacturing).

При этом в процессе КТПП один и тот же объект переводится из базы данных одной системы в другую с возникновением ошибок и потерей времени (иногда просто катастрофической при повторном вводе всех данных вручную).

Если мы захотим управлять такой структурой, то очень скоро столкнемся со следующей проблемой: поскольку конструкторская и технологическая составляющие информации слишком тесно связаны между собой, то получать их в разрозненном виде не имеет смысла, ибо это вносит противоречивые данные в систему управления.

Давайте пройдем по цепочке от конструктора к технологу на предприятии, где уже сложились острова автоматизации. Мы заметим, что автоматизация труда конструктора близка к насыщению, для чего было приложено немало сил и интеллекта со стороны разработчиков современных CAD-систем.

Программирование ЧПУ в ADEM

Программирование ЧПУ в ADEM

Но, к сожалению, принцип «нарисуем — будем жить» тут не работает, поэтому дальнейшее совершенствование функционала этих систем сказывается на повышении эффективности КТПП незначительно. Следуя стремлению быть максимально приближенными к управлению предприятием, многие CAD-системы предоставляют возможности управления чертежно-проектными данными. Несомненно, в спецификациях и чертежных технических требованиях, а также в основной надписи содержится полезная информация, по своему характеру пригодная, например, для планово-финансовых подразделений. Однако эти данные становятся верифицированными только после их проработки и согласования технологическими службами.

Часто приходится перекраивать чертежи под изменившиеся условия производства или в связи со сменой контрагента-производителя. Да и рабочий у станка использует не конструкторскую документацию в чистом виде, а техническую документацию, то есть предписание, как и что делать с заготовкой, исходя из имеющегося оборудования и оснастки. Поэтому для управления и контроля КТПП важно получать данные от текущего состояния единого объекта проектирования, а не от множества разрозненных субъектов.

Для создания единого объекта и для поддержания его жизненного цикла существуют специальные программные продукты — интегрированные CAD/CAM/CAPP-системы. В основе интегрированных систем лежит понятие «единая модель изделия». Причем это может быть модель всего объекта проектирования или его составляющей части — агрегата, узла, детали.

Результат конструкторско-технологической подготовки производства в ADEM

Результат конструкторско-технологической подготовки производства в ADEM

Во-первых, это геометрическая модель как наиболее информативная и однозначная часть объекта. Во-вторых, она содержит любые другие виды представления информации: чертежи, схемы, техпроцессы, программы для ЧПУ и т.п.

На основе интегрированных CAD/CAM/CAPP-систем можно организовать процесс таким образом, чтобы все участники КТПП работали над общим проектом и отдельными его частями как над единым конструкторско-технологическим объектом.

Рассмотрим, как осуществляется КТПП, на примере отечественной интегрированной системы ADEM.

В части проектирования и выпуска конструкторской документации, согласно ЕСКД, система имеет полный необходимый инструментарий для объемного моделирования и черчения, сравнимый с другими отечественными и зарубежными аналогами. Поэтому этот этап мы опустим для краткости изложения.

Сейчас нас в первую очередь интересует процесс технологического проектирования.

Постановка задачи

Исходные данные: конструкторская документация, геометрическая модель.

Требуется:

• разработать ТП на деталь/изделие;

• подготовить операционные эскизы и карты;

• составить карты наладок на станки ЧПУ;

• создать переходы для универсального и ЧПУ-оборудования;

• получить УП на станки;

• определить режимы резания и рассчитать машинное время;

• назначить инструмент и оснастку для каждой операции;

• получить полный пакет технологической документации.

В начало В начало

Выполнение

Этап 1. Создание технологической модели на основе конструкторских данных:

• проработка конструкции на технологичность;

• доработка исходных данных, в том числе и в части геометрической модели.

Эти задачи выполняются с использованием возможностей конструкторского ADEM CAD и технологического модуля ADEM CAM. При этом применяются такие приемы, как виртуальное моделирование процессов механообработки, анализ геометрических конфликтов и пр.

Этап 2. Проектирование технологического процесса. Работа технолога с модулем АDЕМ САРР выполняется по определенному сценарию, в результате чего формируется техпроцесс и вся необходимая техдокументация в соответствии со стандартами или нормами предприятия. При этом применяется конструкторский модуль ADEM CAD для создания технологических эскизов на основе КД или с нуля.

На данном этапе используются библиотеки по материалам, инструментам, оборудованию, оснастке и пр., поставляемые с системой, и/или базы данных предприятия, подключенные к ADEM посредством специальных гейтов.

Этап 3. Адаптация к станочному парку. Данная операция производится, как правило, один раз для каждого вида оборудования с ЧПУ и состоит в создании постпроцессора с помощью модуля ADEM GPP и поставляемой с системой обширной библиотеки постпроцессоров.

Этап 4. Программирование оборудования с ЧПУ. Работа в основном ведется в модуле ADEM CAM. Технолог вводит режимы и параметры обработки, которые может получать там же расчетным или справочным путем. Рационально также применять ADEM CAD для ввода дополнительной геометрической информации.

Система на основе геометрической модели и введенных параметров автоматически генерирует траекторию движения инструмента, создает управляющую программу и выдает расчет времени процесса обработки.

За этим следует верификация обработки в модуле ADEM Verify, для того чтобы исключить ошибки перед выходом на реальное оборудование с инструментом и заготовкой.

Говоря о различных модулях системы, следует отметить, что это разделение условно. На самом деле все участники процесса работают с одной и той же программой, которая является единым конструкторско-технологическим пространством.

Ведение и структурирование создаваемых документов при этом производится модулем АDЕМ Vault, поэтому с точки зрения управления ADEM поддерживает единый структурированный конструкторско-технологический объект.

Важно то, что в результате вышеперечисленных действий в едином формате реализуются следующие документы, полностью друг с другом согласованные и созданные в соответствии с ЕСКД и ЕСТПП:

• скорректированный пакет КД;

• требуемый набор техдокументации, включающий ТП для универсального оборудования, УП для станков с ЧПУ и множество нормативных документов (акты нормирования рабочего времени, сводные ведомости материалов, инструмента и т.д. и т.п.), информация из которых готова к передаче в различные системы управления, используемые в отделах АСУ, БФО, то есть в структуры планирования и управления.

Таким образом, в результате применения интегрированной системы ADEM без лишних переходов между CAD, CAM,CAPP и PDM вполне реально получить то самое недостающее звено для автоматизации КТПП и управления предприятия в целом.

В начало В начало

САПР и графика 9`2005