11 - 2004

КОМПАС-Штамп: новые возможности для конструкторов оснастки

Маргарита Добровольская, Ирина Зайцева, Денис Ярков

Современные программные продукты для проектирования оснастки позволяют значительно снизить издержки и повысить качество как конструкторско-технологической подготовки производства, так и конечной продукции предприятий. В этой статье будет рассказано о возможностях известной системы для решения задач в данной области — КОМПАС-Штамп, а также о перспективах развития этого программного продукта.

КОМПАС-Штамп — прекрасный инструмент для конструктора штампов, позволяющий ему с максимальной эффективностью воплощать свои замыслы. В числе преимуществ, которые получают пользователи системы, — значительное увеличение скорости проектирования и предотвращение ошибок на этапе подготовки производства штампов. При этом ускорение работы наблюдается по сравнению не только с проектированием на кульмане, но и с выполнением проекта в обычной (то есть неспециализированной) САПР.

КОМПАС-Штамп выгодно отличается от других подобных программных продуктов, представленных на рынке САПР. Во-первых, это целостная система, позволяющая вести проект, сохранять и эффективно использовать имеющиеся наработки, а не просто набор отдельных библиотек. Во-вторых, здесь реализована возможность проектирования не только типовых, но и оригинальных конструкций штампов.

Библиотеки конструктора штампов, проектирование на базе прототипов, проведение расчетов — все это обеспечивает скорость выполнения и качество работы. КОМПАС-Штамп прекрасно решает задачи конструкторских бюро штампов и пресс-форм. К тому же система становится все более популярной на предприятиях, внедряющих комплексную автоматизацию. При выполнении многих проектов автоматизации КОМПАС-Штамп поставляется совместно с базовым ПО АСКОН — системой трехмерного твердотельного моделирования КОМПАС-3D, САПР технологических процессов КОМПАС-Автопроект и системой управления инженерными данными ЛОЦМАН: PLM.

КОМПАС-Штамп предназначен для проектирования штампов любых конструкций для различных операций холодной листовой штамповки. Система обеспечивает разработку полного комплекта конструкторской документации на штамп в соответствии с ЕСКД и основана на прогрессивной технологии автоматизации проектирования технологической оснастки.

За более чем десятилетний период своего существования КОМПАС-Штамп прошел сложный и долгий путь развития от прикладной системы, которая обеспечивала проектирование нескольких типовых конструкций штампов, до хорошо развитого комплекса программных средств с широкими функциональными возможностями и высокой эффективностью автоматизации проектирования.

Наше вчера

Первые версии системы КОМПАС-Штамп (версии 3 и 4 для MS DOS) были разработаны в начале 90-х годов и поставлены более чем 30 предприятиям стран СНГ. В качестве графической платформы использовался чертежно-графический редактор КОМПАС-График версий 3 и 4. Тогда же началось тесное сотрудничество белорусских специалистов по САПР штампов со специалистами одного из ведущих разработчиков САПР — компании АСКОН. КОМПАС-Штамп совершенствовался и развивался вместе с программным обеспечением КОМПАС. Последовательно наращивались и расширялись возможности системы, анализировались результаты внедрения КОМПАС-Штамп на предприятиях.

КОМПАС-Штамп 4 включал четыре программно-методических комплекса, каждый из которых был ориентирован на проектирование штампов одной типовой конструкции. Для операций вырубки-пробивки система обеспечивала ускоренное проектирование типовых конструкций штампов последовательного действия с жестким съемником и с верхним прижимом, штампов совмещенного действия, штампов для прессов-автоматов. В пределах каждой типовой конструкции пользователь мог принимать различные решения по исполнению деталей штампа и по вариантам исполнения технологических систем (фиксации полосы при штамповке, крепежа деталей и т.п.).

По сравнению с другими системами проектирования штампов КОМПАС-Штамп 4 обладал более широкими функциональными и сервисными возможностями. Тем не менее, по отзывам пользователей, за пределами его возможностей оставалось до 70% (в зависимости от отрасли промышленности) задач по проектированию штампов, поскольку методика автоматизации проектирования на базе типовых конструкции для решения этих задач была неэффективна. Отметим, что на этой же методике основывались и другие отечественные САПР штампов.

Вследствие этого возникла необходимость в разработке новых дополнительных методических решений, обеспечивающих проектирование штампов индивидуальных конструкций. В конце 90-х годов при создании КОМПАС-Штамп версии 5 для Windows была разработана и успешно реализована принципиально новая методика автоматизации проектирования, основанная на структурном моделировании конструкций штампов.

Наше сегодня

На данный момент программный комплекс КОМПАС-Штамп 5.5, работающий более чем на ста предприятиях стран СНГ, включает следующие компоненты:

• система автоматизированного проектирования штампов на базе унифицированных объектов и процедур проектирования;

• библиотеки конструктора штампов, которые обеспечивают проектирование и вычерчивание стандартных и типовых элементов штамповой оснастки.

В качестве графической платформы КОМПАС-Штамп 5.5 используется чертежно-конструкторская система КОМПАС-График версии V6 и выше.

КОМПАС-Штамп 5.5 обеспечивает проектирование как типовых, так и оригинальных конструкций штампов для различных операций холодной листовой штамповки. В системе применен модульный подход к разработке программного обеспечения. Элементы системы можно представить в виде кубиков, каждый из которых реализует одну или несколько проектных процедур. При проектировании штампа конструктор комбинирует такие кубики в произвольном порядке и получает в итоге модель процесса проектирования. Особенностью системы является возможность создания конструктором нескольких вариантов решения одной и той же проектной задачи. В системе реализованы разнообразные формы диалога с конструктором (слайдовые и текстовые меню, диалоги, таблицы и списки).

Унифицированные проектные процедуры системы КОМПАС-Штамп решают следующие задачи проектирования штампов:

• технологические расчеты (развертки гнутого профиля, технологических параметров отбортовки и вытяжки, усилия штамповки);

• технологические и конструкторские построения (заготовок, операционных переходов, схем раскроя полосы при штамповке, рабочей зоны штампа, контуров дополнительных технологических отверстий);

• выбор или формирование конструкторско-технологических характеристик штампа и его деталей (выбор прессового оборудования, материалов деталей штампа, формирование технических требований);

• конструкторские расчеты параметров и характеристик штампа, технологических систем и деталей (габаритов рабочей зоны, центра давления и закрытой высоты штампа, параметров резинового буфера и пружин в системах съема и прижима, удельного давления на опорную поверхность пуансона, исполнительных размеров рабочих деталей, поверочные расчеты крепежа на срез и т.п.);

• проектирование и компоновка элементов конструкции штампа (выбор унифицированных объектов и уточнение конструктивных особенностей их исполнения, определение состава и числа входящих элементов более низкого уровня, расчет размерных характеристик, размещение в конструкции и вычерчивание объектов на сборочных и рабочих чертежах);

• определение состава деталей штампа и автоматизированное формирование спецификации;

• оформление комплекта конструкторской документации на штамп (сборочных и рабочих чертежей, операционного эскиза, спецификации).

КОМПАС-Штамп 5.5 содержит большой набор унифицированных объектов и элементов, которые используются на разных предприятиях при проектировании штампов:

• сборочные единицы (блок, пакет штампа);

• технологические системы (крепежа, фиксации заготовки при штамповке, выталкивания готовых деталей из рабочей зоны штампа);

• детали штампа (пуансоны, пуансоны-матрицы, хвостовики);

• конструктивные элементы деталей (провальные окна матриц, отверстия под крепежные детали, типовые профили плит).

В системе КОМПАС-Штамп 5.5 предусмотрено большое разнообразие конструктивного исполнения деталей штампов и технологических систем. Широко используются стандартные, типовые и оригинальные объекты проектирования. Система позволяет применять при проектировании различные варианты сочетания и размещения объектов и элементов в конструкции штампа.

Проектирование в КОМПАС-Штамп

Проектирование в КОМПАС-Штамп

Нормативно-справочная информация, используемая при проектировании штампов, представлена в виде таблиц и списков, которые легко редактировать и которые позволяют пользователям адаптировать систему к условиям предприятия.

Средства информационной поддержки и сопровождения процесса проектирования позволяют конструктору легко и быстро просматривать созданные чертежи и фрагменты, изменять принятые конструкторские и технологические решения, редактировать уже определенные параметры и характеристики деталей. Система КОМПАС-Штамп 5.5 содержит удобные средства для проектирования новых штампов на базе ранее спроектированных штампов-прототипов.

Важным элементом для расширения возможностей системы КОМПАС-Штамп при проектировании штампов индивидуальных конструкций являются библиотеки конструктора штампов.

В состав библиотек входит большой набор разнообразных стандартных и типовых параметрических элементов, которые используются при оформлении сборочных и рабочих чертежей штампов. Библиотеки обеспечивают проектирование и вычерчивание следующих видов элементов конструкций штампов:

• сборочные единицы (пружинный пакет, роликовый прижим и др.);

• детали штампа (плиты, колонки, втулки, хвостовики, пуансоны, пуансоны-матрицы и т.д.);

• детали фиксации материала (упоры, трафареты, ловители и пр.);

• типовые конструктивные элементы деталей штампов (профили рабочих окон матриц, пуансонодержателей и съемников, профили отверстий под крепежные детали);

• типовые геометрические фигуры (прямоугольники, овалы, типовые профили прижимов, съемников и т.д.).

Проектирование штампов с помощью библиотек конструктора основано на совместном использовании средств создания и редактирования чертежей системы КОМПАС-График и параметрической базы деталей и фрагментов чертежей штампов. В процессе создания чертежей конструктор выбирает нужный объект из библиотек конструктора, присваивает соответствующие значения его переменным параметрам и помещает объект на чертеж.

Библиотека конструктора штампов 5.5

Библиотека конструктора штампов 5.5

Интерфейс библиотек позволяет конструктору выбирать различные варианты отрисовки элементов: проставлять или не проставлять размеры, вычерчивать симметричную деталь целиком или на половину и т.п. При проектировании деталей и других элементов пользователь может выбрать значения переменных параметров из стандартных таблиц допустимых значений или присвоить им любые собственные величины, что позволяет проектировать оригинальные детали на основе стандартных аналогов.

Наше завтра

Современные тенденции в развитии конструирования основаны на широком применении трехмерного моделирования в условиях единого информационного пространства предприятия.

Одной из наиболее известных на отечественном рынке систем трехмерного моделирования является КОМПАС-3D. Она обладает широкими возможностями интеграции практически со всеми популярными тяжелыми CAD-системами, с системами автоматизированного программирования для оборудования с ЧПУ и с рядом систем инженерного анализа. Поэтому трехмерные модели, созданные в процессе проектирования штампа в среде КОМПАС-3D, могут быть сразу же использованы при подготовке управляющих программ для обработки деталей штампа на оборудовании с ЧПУ и для применения методов конечных элементов при инженерном анализе процессов формообразования и стойкости инструмента (с использованием соответствующих CAM- или CAE-систем).

Модель штампа

Модель штампа

Программный комплекс, включающий КОМПАС-3D и систему управления инженерными данными ЛОЦМАН:PLM, обеспечивает возможности формирования электронных архивов моделей и чертежей и их совместного использования на предприятии. Данная тенденция в области автоматизации ставит новые задачи и перед САПР штампов. Первым шагом на пути их решения является разработка новой версии библиотеки конструктора штампов для КОМПАС-3D, предназначенной для конструкторов штампов, которые уже применяют или хотели бы применять трехмерное моделирование в своей работе. Библиотека конструктора штампов позволит ускорить процесс создания трехмерных моделей сборок при проектировании штампов холодной листовой штамповки в среде КОМПАС-3D V7.

Библиотека содержит трехмерные параметрические модели деталей штампа и таблицы нормативно-справочной информации для каждой детали. Здесь собраны детали, которые наиболее часто применяются при проектировании штампов холодной листовой штамповки:

• пуансоны, матрицы, плиты, колонки, втулки, хвостовики;

• элементы фиксации (упоры, ножи, фиксаторы, прижимы);

• отлипатели, ограничители, толкатели, траверсы и другие детали.

Библиотека насчитывает около 200 моделей деталей. Для быстрого выбора разделов используются компактные инструментальные панели, которые автоматически становятся доступными при подключении библиотеки к системе КОМПАС-3D V7.

При работе с библиотекой конструктор может:

• выбирать переменные параметры объектов из стандартных таблиц;

• вводить произвольные, нестандартные значения параметров;

• вставлять элемент из библиотеки в трехмерную сборку и при необходимости корректировать координаты его привязки.

Библиотека для КОМПАС-3D

Библиотека для КОМПАС-3D

При вставке библиотечного элемента в сборку информация о нем автоматически будет добавлена в спецификацию. Предусмотрена возможность автоматического создания деталировочных чертежей для элементов библиотеки.

Разнообразие стандартных и типовых библиотечных элементов и широкие функциональные возможности КОМПАС-3D V7 позволят эффективно использовать библиотеку при проектировании оригинальных и типовых конструкций штампов для различных операций холодной листовой штамповки.

Удобство освоения, интуитивно понятный конструкторам интерфейс — вот фирменные качества, которые отличают все программные продукты семейства КОМПАС, и КОМПАС-Штамп не является исключением. По единодушной оценке пользователей, освоение системы происходит очень быстро. Уже после проведения краткого учебного курса конструкторы приступают к реализации проектов в рабочем режиме.

Внедряя систему КОМПАС-Штамп, специалисты предприятий получают высокоэффективный инструмент автоматизации, который прошел более чем десятилетний путь развития и постоянно совершенствуется с учетом результатов его промышленного использования.

«САПР и графика» 11'2004