ADEM — проектирование технологичных конструкций
ADEM — конструкторское бюро и экспериментальное производство
ADEM расширяет возможности реального производства
Известно, что судьба любого проекта зависит от технологичности его реализации. Технологичность в большинстве случаев определяется не только понятием возможности изготовления, но и себестоимостью, которая в условиях рыночной экономики играет всё большую роль.
Нерентабельность означает нетехнологичность для современного состояния экономики. Сколько смелых проектов так и осталось на пыльных стеллажах в бумажном и электронном виде по самым, казалось бы, элементарным причинам: не нашлось оборудования, материала, возможности обеспечить точность, денег и т.п. Поэтому технологическая проработка должна быть стержнем проектно-конструкторской деятельности на всех этапах разработки изделия и являться основой для финансовых критериев принятия решений.
Сегодня наиболее распространенным способом изготовления деталей в машиностроении является металлообработка резанием. Более того, в таких способах, как штамповка или литье под давлением, используется дорогостоящая оснастка, которая также изготавливается в основном резанием. То же самое можно сказать и об изготовлении изделий из пластмассы, стекла, резины и других неметаллов. Добавим, что для электроэрозионного прожига применяются электроды обводообразующей формы из меди и графита, которые также производятся на металлорежущих станках.
Поскольку обработка резанием (фрезерование, точение, сверление и др.) cоставляет основу технологии машиностроения, ограничимся рассмотрением данного сектора производства. Самым известным и распространенным методом поиска рациональных решений является метод итераций.
На практике это выглядит примерно так. Конструктор, руководствуясь своими критериями (в том числе и технологическими), создает чертежи изделия, которые им же редактируются после анализа в технологическом бюро или непосредственно на производстве с учетом возможности изготовления. Процесс этот не мгновенный, ведь еще до начала технологического анализа необходимо «прочитать» чертежи и понять, что, собственно, имел в виду конструктор.
А что если конструктору с самого начала предоставить критерии, которыми будет руководствоваться технолог? При этом изменения проекта, наверное, будут минимальны. А может, пойти еще дальше? Что если конструктору дать экспериментальный участок или цех, но не реальный, а виртуальный?
ADEM — конструкторское бюро и экспериментальное производство
Итак, предоставим конструктору универсальный инструмент, позволяющий создавать модель изделия и далее производить металлорежущие операции для получения модели из заготовки. Подобный комплекс называется интегрированной CAD/CAM-системой.
Создание моделей в системе ADEM основано на современных методах плоской и объемной графики. Сложность моделей ограничена лишь ресурсами компьютера. Затраты на моделирование зависят от подготовки пользователя. При этом система легка в освоении и ничем не ограничивает фантазии разработчика.
Что касается моделирования механообработки, то для этого процесса необходимо выбрать из базы соответствующий станок, инструмент и назначить ряд технологических параметров. Система сама рассчитает траекторию движения инструмента и произведет визуальное моделирование процесса механообработки.
ADEM предоставляет пользователю все возможные варианты обработки. Очевидно, что возможности реального производства этот перечень ограничивают. Например, отсутствие 5-координатных станков не позволит производить фрезерование с одновременными вариациями по пяти осям. Кроме того, перечень возможностей может быть ограничен отсутствием какого-либо инструмента.
ADEM, оснащенный базами станков, инструментов и стратегий, соответствующих возможностям и условиям реального производства, позволяет конструктору на этапе проектирования принимать более осознанные и технологичные решения.
В течение последних лет несколько технологических подразделений ГКНПЦ им. М.В.Хруничева проводят работы по реорганизации производства. Основная часть этих работ касается повышения технологичности и сокращения сроков работ по изготовлению для РКЗ горячековочных штампов, производство которых позволяет существенно экономить на стадиях доводочных операций, а также уменьшает отходы производства. Выписка из одного из протоколов совещаний гласит: «Специалисты РКЗ на заседаниях ТС службы главного технолога отмечали следующее:
- Эффективность применения системы ADEM для решения задач по комплексному сквозному проектированию-изготовлению ковочных штампов в рамках специализированного участка.
- Анализ выполненных работ показывает, что применение системы АДЕМ, по самым пессимистическим прогнозам, обеспечивает сокращение трудоемкости и сроков ТПП на 50% при одновременном сокращении трудоемкости и расхода материала в основном производстве».
Другой пример — применение ADEM на предприятиях, проектирующих и изготавливающих
газотурбинное оборудование для ОАО «Геофит» (г. Томск, концерн «Юкос»). Это
всякого рода насосы для перекачки нефти, лопатки, роторы турбин нагнетателей
и т.п. 
 |
|
ADEM расширяет возможности реального производства
Мы уже привыкли к тому, что системы автоматизированного проектирования повышают производительность черчения, решают задачи управления станками, но чтобы программные средства заменяли современное дорогостоящее оборудование — редкость.
Тем не менее именно так работает CAD/CAM ADEM на ряде российских предприятий.
На примере детали «крыльчатка», проектирование которой производилось на Армавирском ЭТЗ, проиллюстрируем, как математический аппарат ADEM помогает отечественным машиностроителям.
Проектирование объемной модели в ADEM не вызвало затруднений. Однако воплотить трехмерную модель в металл обычными методами обработки не удалось по причине отсутствия на предприятии-соисполнителе станка с согласованным движением по трем осям.
Для этого потребовалось обратиться к стратегии механообработки Z-level, реализованной в модуле ADEM CAM. В этом случае инструмент движется по плоской траектории с элементарным приращением по третьей оси (Z) при согласовании только осей X и Y.
Наличие в системе данной методики расчета позволяет использовать устаревшее оборудование для выполнения некоторых объемных задач и экономить средства на приобретении дорогостоящего оборудования.
Возможности ADEM версии 6 можно применить и к оптимизации управляющей программы. Ряд 2,5-координатных станков с ЧПУ имеет встроенные циклы объемной обработки по трем осям — движение по спирали. Любой технолог, который сталкивался с такой задачей, знает о ее трудоемкости. Обычно движение по спирали происходит при задании круговой интерполяции с расчетом дополнительных параметров — приращений по координате Z и дополнительной оси W, характеризующей угол наклона спирального движения относительно центра координат. Вполне естественно, что никакой ручной расчет не в состоянии справиться с программированием этого цикла при сложной траектории движения. И только комплексный подход с применением плоского моделирования и параметрически заданных поверхностей в ADEM позволил получить управляющую программу и обработать эту модель.
Описанные примеры не являются отдельными уникальными решениями производственных задач в системе ADEM. Большая совместная работа, проводимая, в частности, с немецкими пользователями CAD/CAM ADEM, заставляет ориентироваться на высокоскоростную обработку, быстрыми темпами входящую в инструментарий современных технологов. Как правило, ADEM решает широкий круг задач, связанных с конструкторско-технологической подготовкой производства на разных стадиях. Например, по мнению руководителей ПО «Свет» (г. Можга, Удмуртия), без применения ADEM они не смогли бы выделить достаточно средств для запуска нового цеха в 2000 году. А одно рабочее место ADEM на ИЭМЗ (г. Ижевск) позволяет готовить до 600 управляющих программ в год. Много это или мало — вопрос спорный, безусловно одно: налицо сокращение материальных и трудовых ресурсов, перераспределение которых позволяет развивать производство более быстрыми темпами.
Десятилетний опыт эксплуатации CAD/CAM ADEM на предприятиях ближнего и дальнего зарубежья доказал жизнеспособность и актуальность методов решения производственных задач, заложенных разработчиками в основу системы. Удобство работы пользователя, многовариантность методов получения готового результата, наличие открытых информационных каналов делают ADEM привлекательным для пользователя, умеющего беречь и ценить свои и производственные ресурсы.
«САПР и графика» 1'2001
