8 - 2002

ADEM: организация сквозного цикла подготовки производства

Виталий Феоктистов

Объединение предприятий атомной промышленности Свердловской области при поддержке руководства ОАО «Уральский электромеханический завод» поставило перед собой цель организовать сквозную цепочку проектирования и изготовления своих изделий на базе CAD/CAM-системы ADEM. Практически сложилось так, что c 1983 года программный комплекс ADEM с успехом эксплуатируется на ведущих предприятиях региона (ОАО «Машиностроительный завод имени М.И.Калинина», Уральский электрохимический комбинат и др.). Поэтому отечественная САПР привлекла к себе внимание производственников Урала не случайно. В качестве тестовой была разработана типовая модель, по своим геометрическим и технологическим характеристикам наиболее полно отражающая задачи подготовки производства отрасли. Предварительную проработку изделия провели специалисты компании Omega ADEM Technologies — разработчика CAD/CAM-системы ADEM. Основная работа велась на новой версии ADEM А7, имеющей улучшенные показатели функциональности.

Модель изделия, представляющая собой набор поверхностей, была прочитана IGES-конвертором ADEM без каких-либо потерь и коллизий. Гибридный подход к двум методам моделирования и редактирования объемной графики — поверхностному и твердотельному — позволяет выбирать оптимальные и предпочтительные варианты работы с ней. Кстати, собственные возможности 3D-моделирования ADEM CAD достаточны для проектирования подобных и более сложных изделий. При этом версия А7 позволяет вносить изменения в объемную модель, используя дерево проекта. Все параметры и профили, применяемые при создании модели, теперь можно редактировать. Модель автоматически перестраивается по новым данным. Нет нужды перечислять все изменения конструкторской части ADEM, отметим лишь некоторые из них: использование пространственных полилиний и кривых, макропроцедуры по созданию отверстий, метод формирования пространственных объектов в виде сетки UV-линий на поверхностях, измерение взаимного расположения объектов, параметрическое изменение характеристик поверхностей и т.д. Основной вывод, который сделали специалисты предприятия-заказчика, таков: улучшенные характеристики конструкторской части ADEM позволяют применять систему на предприятиях отрасли не только для решения общих задач проектирования, но и для работы с концептуально новыми изделиями, требующими многократного внесения изменений в базовую пространственную графику.

Следующий ряд вопросов анализа функциональности системы касался выпуска конструкторской документации согласно действующим на территории России стандартам ЕСКД. Получение стандартных чертежных видов с объемной модели и насыщение чертежа информативными элементами — для разработчиков ADEM давно пройденный этап. Теперь результат черчения ассоциативен с моделью. При изменении модели все виды, разрезы и сечения перестраиваются автоматически. Это же относится и к понятиям «косметики» чертежа: размерам, штриховкам и специальным обозначениям.

Режимы растрово-векторной графики, а проще говоря, работа со сканированными изображениями чертежей в ADEM, в целом подчеркивает многозадачность системы.

Применение системы в рамках одного или нескольких предприятий позволяет говорить о некоем стандарте электронного документа — очередном движении на пути к безбумажной технологии проектирования. И вот почему. Модель, плоская или объемная, созданная в системе или импортированная, является основанием для создания маршрута обработки на станках ЧПУ. Модуль ADEM CAM, прошедший двадцатилетний путь развития от САП КАТРАН до наших дней, обрел новую форму и содержание, позволяющие быстро и эффективно решать задачи машиностроения — как простые, так и сложные. Основной подход к проектированию операции с ЧПУ в модуле знаком любому технологу-программисту. Это использование стандартных конструктивных элементов типовой детали для описания свойств модели. К тому же геометрия может содержать как плоские, так и объемные элементы. В данном случае для разработки технологии тестовой модели использовались следующие составляющие: колодец, плоскость, отверстие, стенка, поверхность. В задачу входило определение оптимального набора конструктивных элементов и задание их параметров.

Для справки: обработку плоской геометрии по объемной модели можно вести, пользуясь функциями ADEM CAD для получения различных проекций на уровне любой системы координат — как базовой, так и временной. В параметры конструктивного элемента, кроме третьей координаты (высоты или глубины), могут входить степень кривизны и угол наклона стенки, скруглений и дополнительных элементов, не участвующих в обработке, — бобышек.

Одним из основных свойств модуля является работа с технологическими припусками, которые могут быть не только параметрическими элементами каждого перехода операции с ЧПУ (модель не требует дополнительных перестроений), но и могут быть автоматически учтены на последующих переходах. Одной из производных решения данной задачи является автоматизированный подбор необработанных зон при последующей обработке черновым и чистовым инструментом. Все вышесказанное не выходит за рамки понятий производственного опыта, сложившегося на любом машиностроительном предприятии.

Технолог оперирует понятиями, знакомыми ему по служебным обязанностям: переход, припуск, глубина резания, коррекция, врезание, недобег, перебег и т.д.

Остро поставлена проблема комплексной обработки изделия под разными углами, с использованием четвертой координаты станка — поворота стола. Зонная обработка в ADEM CAM эксплуатируется уже не один год, однако отработка и визуализация данного процесса до сих пор актуальны. Вот как они реализованы в системе по шагам:

  • установка рабочей плоскости (плоскости стола) на зону обработки;
  • автоматическая привязка системы координат к характерным элементам разметки геометрии и назначение перехода с ЧПУ c автоопределением угла поворота стола;
  • повтор предыдущих шагов для следующей грани.

Отработка технологии зонной обработки корпусных изделий производится в интегрированном модуле NC Verify.

Обработка сложных поверхностей больше всего интересует специалистов, занятых в инструментальном производстве. В этом плане применительно к тестовому изделию был предложен следующий маршрут:

  • черновая обработка — с постоянным уровнем оси Z поверхностей (послойная, 2,5-координатная обработка);
  • получистовая обработка сложного паза — стратегия «зигзаг» под заданным углом с чередованием попутного и встречного фрезерования;
  • окончательный переход — стратегия «петля» с сохранением встречного фрезерования.

Естественно, возможны различные варианты доработки граней, скруглений и стыков с применением карандашной обработки и фрезерования по опорным UV-элементам поверхностей. В отдельных случаях, если позволяет оборудование, можно воспользоваться 5-координатным фрезерованием для сохранения точного относительного расположения инструмента.

Инструментальное производство в настоящее время активно использует электроэрозионные станки. Подобное оборудование — 4,5-координатные станки с управлением вектора наклона оси проволоки — легко программируются в CAD/CAM-системе ADEM A7 при помощи усовершенствованного модуля генератора постпроцессоров, который благодаря своей архитектуре способен сориентировать конечный результат работы на любую комбинацию станок-стойка ЧПУ.

Одним из важнейших элементов процесса резания является металлорежущий инструмент. Правильный выбор его параметров в соответствии с режимами резания — гарантия качества и производительности. Вот почему в модуле ADEM CAM характеристикам инструмента уделено пристальное внимание. Партнер компании Omega ADEM Technologies — фирма SANDVIK-МКТС, представляющая интересы одного из мировых лидеров по производству инструментов, предоставила необходимые материалы передовых методик механической обработки, включая скоростную обработку и подбор характеристик процесса резания.

Реальный технологический процесс изготовления описываемого изделия не обязательно должен базироваться на операциях с ЧПУ. Как правило, загрузка такого оборудования чрезвычайно высока и основные операции будут переданы на универсальные станки. Основным документом на этом этапе является технологический процесс механообработки. Разработка подобного документа — одна из рутинных составляющих работы наших технологов. Поэтому еще один модуль системы — ADEM TDM — автоматизирует процесс проектирования технологических документов и замыкает сквозной цикл подготовки производства. При этом данный модуль обладает изменяемой степенью автоматизации, которая может достигаться как за счет активного использования баз данных и стандартных технологических фраз, так и за счет выполнения функций автоподбора объектов типового технологического процесса. В общем случае ADEM TDM представляет собой инструмент разработчика типового сценария проектирования со встроенным макроязыком общения с базами данных и использования произвольных форм документов.

Однако, учитывая потребности пользователей в готовом решении, разработчики предложили готовый вариант проектирования технологических процессов по ЕСТД с возможностью изменения целого ряда параметров самим пользователем. Прежде всего это относится к дизайну и оформлению документа, а также к редактированию таблиц базы данных. В этом случае помощь квалифицированного программиста не требуется.

Разработка технологического процесса на тестовую модель не вызвала никаких затруднений, и выходные формы документов полностью соответствовали потребностям заказчика.

Итак, преимущества CAD/CAM ADEM в организации данного сквозного цикла подготовки производства очевидны. Впереди — обучение специалистов, опытно-промышленная эксплуатация в конкретных условиях и окончательные выводы. Новая версия системы, построенная на самых передовых технологиях, поддерживает традиции российских инженеров. И, как всегда, основным весомым аргументом в пользу ADEM является растущее число пользователей этой системы, их отзывы и предложения…

«САПР и графика» 8'2002