5 - 2008

Моделирование резонатора пьезогироскопа в системе АРМ WinMachine

Евгений Большаков

САПР ТП «APM TM»

Модуль технологических расчетов APM Technology Calculation

Заключение

Сегодня вряд ли возможно представить себе сложный производственный процесс на машиностроительном предприятии без применения систем автоматизированного проектирования. Использование САПР позволяет проектировочным отделам разрабатывать более современные, надежные и технологичные конструкции изделий. И если CAD/CAE-системы, предназначенные для автоматизации конструкторской подготовки производства, уже активно и достаточно успешно применяются российскими предприятиями, то системы автоматизированного проектирования технологических процессов (САПР ТП) только начинают внедряться в рабочий процесс технологических отделов. Но ведь от того, насколько оптимально и быстро будет разработана технология изготовления, в конечном счете зависит качество, себестоимость, а также сроки выхода продукции на рынок. Поэтому с уверенностью можно сказать, что в ближайшем будущем в более благоприятных для развития условиях окажутся те предприятия, которые первыми смогут внедрить новые методы автоматизированной подготовки производства.
В данной статье мы расскажем о системе автоматизированного проектирования технологических процессов APM TM, разработанной в НТЦ «АПМ». В предыдущих номерах журнала мы уже рассматривали модули APM Technology и APM Technology Data программного комплекса APM TM. Здесь же мы познакомим вас с возможностями нового расчетного модуля APM Technology Calculation и с комплексным подходом к разработке технологических процессов с помощью системы APM TM.

САПР ТП «APM TM»

Разработка технологического процесса является сложной многовариантной задачей, решение которой требует серьезного анализа и оптимизации большого количества инженерных данных. Поэтому структурно комплекс САПР ТП «APM TM» состоит из нескольких взаимодействующих модулей, совместная работа которых позволяет автоматизировать процесс разработки технологических процессов. В   состав САПР ТП «APM TM» входят модули : APM Technology, APM Technology Calculation, APM Graph и APM Technology Data (рис . 1).

Рис. 1. Структура системы автоматизированного проектирования технологических процессов APM TM

Рис. 1. Структура системы автоматизированного проектирования технологических процессов APM TM

Главным звеном данного комплекса является модуль APM Technology, который предназначен для разработки модели технологического процесса и оформления технологической документации. Он позволяет решать следующие задачи: построение маршрута обработки детали, разработка операций и переходов, оформление технологической документации на проект в автоматическом режиме и вывод ее на печать. В модуле можно оформлять маршрутные и операционные карты, карты технологических процессов, титульные листы, ведомости оснастки и карты эскизов в соответствии со стандартами ЕСТД (рис. 2). Часто на предприятиях вводят свои стандарты и требования к разработке технологических процессов и оформлению документации. Поэтому кроме использования стандартных форм в системе APM TM реализована возможность создания собственных шаблонов документов для оформления технологической документации.

Рис. 2. Пример оформления технологической документации обработки вала

Рис. 2. Пример оформления технологической документации обработки вала

Как правило, разработка технологического процесса выполняется на базе техпроцесса-аналога или типового технологического процесса. В таком случае применение базы ранее разработанных или типовых технологических процессов существенно сократит время разработки, так как для создания нового технологического процесса достаточно будет внести изменения в выбранную модель базового техпроцесса, произвести необходимые расчеты и оформить документацию.

Модуль APM Technology Calculation системы APM TM предназначен для выполнения расчетов режимов обработки и трудового нормирования, а также для создания и использования собственных расчетных программ, необходимых при разработке технологических процессов изготовления изделий машиностроительного производства.

Плоский графический редактор APM Graph также входит в состав комплекса APM ТМ. Кроме выполнения стандартных функций создания чертежей и эскизов деталей, он является инструментом для разработки собственных шаблонов форм технологических документов и описания алгоритмов их заполнения.

Еще одной необходимой составляющей, без которой невозможно представить функционирование САПР ТП, являются базы данных. В состав комплекса APM TM входит база технологических данных APM Technology Data. В ней представлены паспортные данные широко распространенных моделей металлорежущего оборудования, характеристики режущего инструмента, приспособлений и средств защиты, различные марки СОЖ и другие данные, необходимые при разработке технологических процессов. Структурированное представление информации и система поиска базы данных существенно облегчают работу с большими массивами данных при разработке технологических процессов.

Разработку технологического процесса в системе APM TM можно разделить на несколько этапов. Сначала в модуле APM Technology создается модель технологического процесса, состоящая из объектов: «Технологический процесс», «Операция», «Переход вспомогательный», «Переход основной», «Приспособление», «Вспомогательный инструмент», «Режущий инструмент», «Средства измерения», «Средства защиты» и «Режимы обработки». Следующим шагом является разработка операций. Здесь каждая операция разбивается на переходы, и для каждого из них задается тип и размеры обрабатываемого конструктивно-технологического элемента, выбираются из базы данных приспособления, режущие и вспомогательные инструменты, средства измерения и другая технологическая оснастка. После этого выполняются расчеты режимов обработки и трудового нормирования при помощи расчетного модуля APM Technology Calculation. На заключительном этапе разработки по полученной модели технологических данных проекта оформляется технологическая документация в соответствии со стандартами ЕСТД или другими нормативными документами.

В начало В начало

Модуль технологических расчетов APM Technology Calculation

Большое количество времени при разработке технологических процессов технологи тратят на выполнение расчетов режимов и времени обработки, нормирование трудовых затрат. При этом для выбора оптимального по производительности или себестоимости технологического процесса необходимо выполнить расчеты для различных вариантов обработки детали. В этом случае временные затраты на разработку увеличиваются еще больше. Чтобы автоматизировать этот процесс и сократить сроки разработки технологических процессов, коллективом НТЦ «АПМ» была разработана система APM Calculation Instrument, которая представляет собой оболочку с набором инструментов для создания расчетных программ для выполнения любых инженерных расчетов. В рамках этой системы был создан модуль APM Technology Calculation, предназначенный для осуществления технологических расчетов. Такая модель расчетной системы дает возможность использовать не только уже созданные расчетные программы, но и создавать свои, а также вносить изменения в алгоритмы работы программ. На наш взгляд, такой гибкий подход особенно актуален для технологических расчетных систем, поскольку развитие технологии обработки, обусловленное появлением новых материалов и конструкций режущих инструментов, более современных и точных станков требует внесения изменений в стандартные алгоритмы технологических расчетов.

Модуль APM Technology Calculation позволяет рассчитывать режимы резания, определять вспомогательное и основное время обработки. С его помощью можно вычислить нормы времени для выполнения токарных, фрезерных, сверлильных, расточных, шлифовальных, строгальных, протяжных, долбежных, отрезных и зубообрабатывающих операций. В модуле можно определить вспомогательное время на установку и снятие детали в зависимости от ее массы и способа закрепления, типа используемого оборудования и ряда других параметров; подготовительно-заключительное время; время на контрольные измерения. Программа позволяет рассчитать режимы и основное время обработки деталей на токарных, фрезерных, расточных, сверлильных, строгальных, протяжных и долбежных станках. В основу разработки алгоритмов расчетов легли общемашиностроительные нормативы времени на работы, выполняемые на металлорежущих станках, а также данные, приведенные в справочнике «Общемашиностроительные нормативы режимов резания» А.Д.Локтева и др.

Расчетные программы, входящие в состав модуля APM Technology Calculation, позволяют использовать его в условиях единичного, серийного и массового производства для любых методов обработки деталей резанием. Для выполнения расчета необходимо выбрать нужную расчетную программу из списка, представленного в виде дерева в левом окне модуля, задать исходные данные и запустить расчет (рис. 3). После этого результаты расчета, исходные данные и схему обработки можно сохранить в отдельном файле.

Рис. 3. Выполнение расчетов режимов резания в модуле APM Technology Calculation (расточка отверстия)

Рис. 3. Выполнение расчетов режимов резания в модуле APM Technology Calculation (расточка отверстия)

 

Рис. 4. Пример взаимодействия модулей APM Technology Calculation и APM Technology при выполнении расчетов режима обработки элемента вала

Рис. 4. Пример взаимодействия модулей APM Technology Calculation и APM Technology при выполнении расчетов режима обработки элемента вала

Работа системы APM TM организована таким образом, что расчетную программу APM Technology Calculation можно применять как отдельный модуль для выполнения расчетов, так и в связке с модулем APM Technology. Например, разрабатывая технологический процесс в модуле APM Technology, пользователь может в любой момент перейти к расчетной программе APM Technology Calculation и произвести нужный расчет (рис. 4). При этом параметры, уже заданные в объектах технологического процесса модуля APM Technology, передаются в качестве исходных для расчета, а после его выполнения результаты сохраняются обратно в объект «Режимы обработки» технологического процесса (рис. 5). Такое взаимодействие модулей позволяет в считаные минуты определить оптимальные режимы обработки, рассчитать время на выполнение переходов и операций и выполнить любые другие расчеты, необходимые при разработке технологического процесса. Кроме того, возможность передавать данные из модуля APM Technology для расчета в модуль APM Calculation Instrument сводит к минимуму количество ошибок как при выполнении расчетов, так и при последующем оформлении технологической документации.

Рис. 5. Сохранение результатов расчета режимов обработки в дереве техпроцесса

Рис. 5. Сохранение результатов расчета режимов обработки в дереве техпроцесса

Очень часто методы расчетов режимов обработки и нормирования основаны на выборе данных и поправочных коэффициентов по таблицам. Для реализации таких алгоритмов в модуле APM Technology Calculation имеется конструктор таблиц (рис. 6), позволяющий создавать и редактировать таблицы поправочных коэффициентов и других данных. После того как таблицы созданы, к ним можно обращаться из расчетной программы с помощью специальных функций и получать все необходимые для выполнения расчета данные.

Рис. 6. Конструктор таблиц данных, используемых при выполнении расчетов в модуле APM Technology Calculation

Рис. 6. Конструктор таблиц данных, используемых при выполнении расчетов в модуле APM Technology Calculation

Как мы уже отмечали, возможности модуля APM Calculation Instrument позволяют создавать свои расчетные программы на основании уже используемых на предприятии методик. Для этого необходимо создать в модуле APM Calculation Instrument объект «Расчет», добавить список исходных данных и результатов расчета и написать алгоритм выполнения расчета. Одним из плюсов комплекса APM TM является то, что любую вновь созданную расчетную программу можно встроить в общую схему работы системы. Для этого необходимо в настройках модуля APM Technology указать, для каких операций, типов конструктивно-технологических элементов и методов обработки можно применять данный расчет (рис. 7), а также установить взаимосвязи между параметрами объектов технологического процесса и переменными расчета (рис. 8).

Рис. 7. Процесс настройки расчетных программ, применяемых при разработке техпроцессов

Рис. 7. Процесс настройки расчетных программ, применяемых при разработке техпроцессов

Рис. 8. Установление соответствия переменных настраиваемой расчетной программы параметрам объектов техпроцесса

Рис. 8. Установление соответствия переменных настраиваемой расчетной программы параметрам объектов техпроцесса

В начало В начало

Заключение

Автоматизация расчетов является важным шагом к уменьшению объема работы инженеров и, как следствие, к сокращению затрат на производство. С созданием модуля APM Technology Calculation о системе АПМ ТМ можно говорить как о функционально завершенном программном решении для разработки технологических процессов. САПР ТП «АПМ ТМ» позволяет не только автоматизировать выполнение отдельных задач, возникающих перед технологами на этапе технологической подготовки производства, но и комплексно подходить к разработке технологии изготовления изделий в рамках единого информационного пространства.

Благодаря гибкой архитектуре комплекс APM TM можно применять как со стандартным, достаточно большим арсеналом инструментов проектирования, так и адаптировать к использованию на предприятиях со специализированными условиями производства. Для этого в системе реализованы такие функциональные возможности, как создание и настройка собственных шаблонов для оформления документации, разработка собственных расчетных программ и включение их в общую концепцию работы системы, создание и использование баз данных при разработке технологических процессов, и многие другие инструменты. Такая структура и гибкость позволяют оптимально настроить и применять систему APM TM для эффективной работы технологического отдела предприятия.


Евгений Большаков

Окончил МГТУ им. Н.Э.Баумана в 2003 году по специальности «Ракетные двигатели». С 2003 года работает в НТЦ АПМ в должности руководителя направления «Автоматизированные системы технологической подготовки производства».

В начало В начало

САПР и графика 5`2008