10 - 2005

ADEM CAPP — проектирование технологической подготовки производства. Новые функциональные возможности

Айрат Юзмухаметов, Игорь Ямаев, Андрей Красильников

Конструкторско-технологическая подготовка производства (КТПП) представляет собой сложнейший комплекс взаимосвязанных процессов, обеспечивающих технологическую готовность предприятия к выпуску изделий. От того, насколько эффективно организована КТПП, напрямую зависят конкурентоспособность и качество продукции, а в конечном счете — и экономическое состояние предприятия.

Система ADEM предназначена для автоматизации КТПП по следующим видам работ:

• проектирование, моделирование и конструирование;

• разработка конструкторской документации в соответствии с ЕСКД (чертежи, единичные и групповые спецификации, конструкторские извещения об изменении, ведомости спецификаций, ведомости покупных изделий и др.);

• обеспечение технологичности конструкции изделия;

• планирование и управление процессом ТПП изделия;

• разработка маршрутов изготовления изделий;

• проектирование технологических процессов;

• проектирование оснастки и инструмента;

• разработка управляющих программ для станков с ЧПУ;

• нормирование основных материалов;

• нормирование затрат труда;

• выпуск технологической документации;

• выпуск технологических извещений об изменении.

Проектирование технологического процесса (ТП) в интегрированной системе ADEM реализовано в модуле ADEM САРР. Здесь с различной степенью автоматизации можно проектировать единичные, групповые и типовые ТП, а также ведомости деталей к ним по многим направлениям (механообработка, гальваника, сварка, сборка, термообработка и т.д.) согласно стандартам ЕСТД и СТП. На основе данных, заложенных в ТП, автоматически формируются различные ведомости и другие виды документов (ведомость материалов, ведомость специфицированных норм расхода материалов, ведомость оснастки, ведомость технологических документов, комплектовочная карта и др.).

Одним из залогов успешного использования программного продукта является пользовательский интерфейс. В ADEM CAPP реализованы следующие важные элементы интерфейса: представление проектируемого маршрута в виде дерева, предметно-ориентированный стиль диалогов, сервисы поддержки и автоматизации рутинных расчетов.

Дерево ТП структурировано по следующим уровням:

1. Общие данные — это данные, которые являются общими для ТП и заносятся в шапки формируемых технологических карт. Вся необходимая информация со свойств конструкторского чертежа (обозначение, наименование, материал, масса детали и т.д.) автоматически считывается в общие данные, что позволяет избежать двойного ввода данных и ошибок.

2. Операции — последовательность операций определяет маршрут обработки. К каждой операции привязан свой эскиз, то есть технолог одновременно работает и с операционным эскизом, и с деревом маршрута обработки в одном окне ADEM, что позволяет ему получить всю необходимую информацию с этого эскиза, например, путем скалывания геометрической информации (такой, как длины контуров, размеры, текст и др.) при составлении маршрута обработки на операцию.

3. Переходы — последовательность переходов определяет маршрут обработки каждой операции. При создании переходов наименование перехода выбирается в зависимости от типа операции.

4. Оснастка — средства технологического оснащения, с помощью которых осуществляется выполнение текущего перехода (приспособления, вспомогательный, слесарный, мерительный инструмент и др.). Оснастка выбирается из общей базы данных. В БД содержится более 4 тыс. наименований различной стандартизованной оснастки.

Рис. 1. ADEM CAPP 8.0

Рис. 1. ADEM CAPP 8.0

Рис. 2. Дополнительные сервисы

Рис. 2. Дополнительные сервисы

Для удобной навигации и идентификации объектов в дереве ТП применяются иконки. В новой версии преобразился и внешний вид диалогов, появились новые стили, всплывающие подсказки. Все это сделано с целью упрощения процесса освоения системы (рис. 1).

Для удобства и оперативности работы в системе реализованы дополнительные сервисы (рис. 2):

• полуавтоматическое сопровождение создания ТП с выбором операций, оборудования к операциям, переходов и оснащения;

• классификатор операций для быстрого создания операционного маршрута изготовления детали, сборочной единицы или изделия в целом с указанием оборудования;

• автоматическая нумерация операций маршрута ТП с учетом шага нумерации, указанного в настройках;

• автоматическая нумерация с заданного значения учетных номеров (последние пять цифр в шифре — это обозначения карт), указанных операционных карт и карт эскизов;

• параллельная работа над технологическим процессом, что является одним из способов сокращения сроков ТПП. Примером этого может служить оснащение ТП: технолог отправляет готовый ТП во все службы по оснащению, а затем все оснащенные ТП автоматически сливаются в один готовый ТП;

• создание комплектовочной карты на основе конструкторской спецификации или состава изделия;

• расчет массы детали и площади поверхности на основе объемной модели;

• скалывание информации с эскиза (чертежа) при составлении содержания переходов, такой как размеры, тексты, длины контуров;

• определение длины обрабатываемого контура при расчете режимов резания на основе информации с эскиза (чертежа);

• формирование отдельных видов документов без формирования комплекта в целом. Например, на какую-либо отдельно взятую операцию можно сформировать карту эскизов, комплектовочную карту, карту наладки и т.д.;

• корректировка назначенных режимов обработки с учетом паспортных данных станка;

• подбор оснастки (рис. 3) через контекстно-зависимое меню с учетом паспортных данных станка, основных характеристик оснастки (диаметр, габариты, масса и т.д.);

Рис. 3. Подбор оснастки

Рис. 3. Подбор оснастки

Рис. 4. Расчет массы заготовки

• автоматическое создание карты наладки инструмента для операций с применением станков с ЧПУ.

Значительную часть работы технолога составляют расчеты. Для автоматизации разработки технологий в среде ADEM CAPP реализована возможность автоматических расчетов там, где это возможно:

• автоматический расчет массы применяемой заготовки, нормы расхода материала на деталь (с учетом ширины реза), коэффициент использования материала для оптимизации количества необходимого материала (рис. 4);

• автоматический расчет количества заготовок, деталей, коэффициента раскроя и пр. для раскроя листового материала при создании карты раскроя;

• автоматический расчет режимов резания для токарных, сверлильных, фрезерных и шлифовальных операций (рис. 5). Расчет ведется с учетом паспортных данных станка, типа и геометрии обрабатываемого конструктивного элемента, физико-механических свойств обрабатываемого материала и состояния обрабатываемой заготовки, жесткости системы СПИД (станок—приспособление—инструмент—деталь), геометрии, а также с учетом вида режущего инструмента, схемы крепления и др. Полученное в результате расчетов основное время учитывается в процессе нормирования труда. Результаты расчетов заносятся при формировании в технологические карты;

Рис. 5. Расчет режимов резания

Рис. 5. Расчет режимов резания

Рис. 6. Расчет режимов сварки

Рис. 6. Расчет режимов сварки

• автоматический расчет режимов сварки (рис. 6). Расчет выполняется на основе следующих параметров: типа сварки, материала проволоки, свариваемого материала, типа шва, защитной среды и т.д. Рассчитываются режимы сварки, а также расход вспомогательных материалов (электродов, проволоки), наполняемость шва и пр.;

• автоматический расчет площади поверхности детали для расчета расхода покрытий при составлении ведомости к типовому процессу гальваники.

Что касается производства и автоматизированного ЧПУ, то следует заметить, что для его подготовки недостаточно разработать только управляющую программу. Учитывая, что операции с ЧПУ являются частью общего технологического процесса обработки детали, они также требуют документирования.

Практически все софтверные компании, работающие в этом сегменте рынка, для решения данных задач предлагают, как правило, два программных продукта: систему проектирования ТП (САРР) и систему программирования станков с ЧПУ (САМ). Разработчики системы ADEM объединили обе эти системы в единый модуль.

В основу положено единое дерево ТП, включающее как операции, выполняемые на универсальном оборудовании, так и операции, производящиеся с использованием станков с ЧПУ. Вся информация с дерева ТП (операции, в том числе операции с ЧПУ, переходы, оснастка, режимы резания, нормы времени и др.) автоматически отражается в маршрутных и операционных картах, в ведомостях оснастки, в картах наладки и прочих документах (рис. 7).

Рис. 7. Оформление маршрута ТП

Рис. 7. Оформление маршрута ТП

В маршрут обработки на оборудовании с ЧПУ можно добавить дополнительную информацию, не используемую при расчете управляющей программы, но необходимую для оформления выходных документов. Это могут быть установочные переходы, переходы технического контроля, технические требования, примечания, приспособления и т.д. Для эффективной работы технолога и технолога-программиста используется единая информационная база данных по операциям, оборудованию, оснастке, материалам для универсальных операций и операций с использованием станков с ЧПУ.

Нормативно-справочная информация, как правило, хранится в таблицах баз данных. В системе реализован стандартный подход к работе с базами данных — SQL-запросы. Не важно, где находится база данных: локально — на клиентском компьютере или удаленно — на сервере. Также нет ограничений по используемым СУБД — это может быть и MS Access, и MS SQL Server или Oracle. Сопровождение справочников (добавление, удаление, изменение данных) осуществляется здесь же, в окне модуля ADEM CAPP. Хочется отметить, что при необходимости можно подключать или импортировать в систему уже существующие справочники, применяемые на предприятии.

В настоящее время нормирование и повышение производительности труда рассматриваются как важнейшие составляющие в организации производства. Для этого в системе реализована возможность автоматического нормирования объектов технологического процесса для любого типа производства (единичного, мелкосерийного, крупносерийного, массового) по общемашиностроительным нормативам труда. Вся работатоже осуществляется в среде ADEM CAPP, в объектах ТП без открытия дополнительных окон и приложений, что позволяет технологу легко, быстро и удобно управлять этими данными. На основе нормативов система автоматически определяет нормы вспомогательного времени.

Время на установку и снятие заготовки определяется исходя из таких факторов, как схема крепления детали, способ установки и крепления, вид установки, характер выверки, масса заготовки, состояние установочной поверхности, количество закрепляемых деталей, характер выверки и пр. (рис. 8).

При определении времени на измерение учитываются используемый мерительный инструмент, точность измерения, измеряемый размер, длина измеряемой поверхности, тип детали (жесткая конструкция или тонкостенная деталь).

Вспомогательное время, связанное с основными переходами, рассчитывается с учетом времени на управление станком.

Расчет подготовительно-заключительного времени сводится к определению времени на организационную подготовку и времени на наладку станка, приспособления, инструмента, программных устройств. Подготовительно-заключительное время зависит от вида оборудования и его паспортных данных (рис. 9).

Рис. 8. Расчет вспомогательного времени

Рис. 8. Расчет вспомогательного времени

Рис. 9. Расчет норм времени

Рис. 9. Расчет норм времени

Штучное время рассчитывается с учетом заложенных норм времени на отдых и личные надобности персонала и времени на обслуживание станка. Основное время для расчета норм штучного времени берется из расчетов режимов резания.

У каждого предприятия могут быть собственные нормы времени, поэтому в системе ADEM CAPP предусмотрена возможность корректировки норм времени путем введения коэффициента на вспомогательное время. Благодаря применению в системе возможности автоматического нормирования затрат труда работа инженера по нормированию сведена к минимуму.

Производство — это сложный процесс, в котором используется множество автоматизированных систем. На этапе КТТП применяются системы класса CAD, CAM, CAPP, CAE, PDM; на этапе производства — системы класса ERP. Всей функциональностью на данный момент не обладает ни одна автоматизированная система. Поэтому для эффективности производства необходим четко налаженный механизм обмена данными между этими системами. В системе ADEM CAPP в качестве формата файла обмена был выбран стандарт XML. Следует отметить, что в ADEM CAPP есть особый язык программирования, с помощью которого можно создать собственные алгоритмы обмена данными.

Одним из результатов работы системы является выходная документация, виды и формы которой регламентируются стандартами ЕСКД, ЕСТП и СТП. О способах получения, многообразии выходных форм документов в новой версии системы ADEM 8 (и не только об этом) мы расскажем в одной из следующих статей.

САПР и графика 10`2005