Обеспечение конкурентных преимуществ продукции за счет использования прогрессивных технологий подготовки производства и современного борудования и инструмента

(Проектирование и изготовление оснастки для производства эксклюзивных стеклянных бутылок на заводе «Красное Эхо»)

Радислав Бирбраер, Андрей Колмаков, Юрий Клегг, Константин Фомин

Инженерно-консалтинговая компания SOLVER продолжает цикл статей о реализованных ею проектах автоматизации проектирования и производства на ведущих отечественных предприятиях различных отраслей промышленности.

Быстрая реакция на конъюнктуру рынка и обеспечение качества выпускаемой продукции при одновременном сокращении времени подготовки выхода изделий на рынок — основные слагаемые эффективного бизнеса. ОАО «Красное Эхо», расположенное в Гусь-Хрустальном районе Владимирской области, является одним из старейших предприятий по производству стеклотары. Однако интенсивный промышленный рост предприятия активно проявился в последнее десятилетие, когда благодаря эффективному управлению, продуманной маркетинговой и инвестиционной политике завод стал лидером в своей отрасли.

Среди производителей алкогольных и безалкогольных напитков одним из наиболее популярных способов защиты продукции от подделок в последние 5-7 лет стало использование оригинальных (эксклюзивных) бутылок. Для разработки и производства подобной стеклотары отечественным производителям напитков приходилось обращаться к зарубежным фирмам, тратя на это значительные валютные средства.

ОАО «Красное Эхо» быстро отреагировало на запросы рынка: взвешенные и последовательные действия его руководства в сфере подготовки производства позволили предприятию в короткие сроки добиться крупных финансовых успехов и конкурентных преимуществ. Если в 1997 году объем продаж завода составлял 66,5 млн. руб., то к концу 2000 года он достиг 450 млн. руб., а доля выпуска эксклюзивной продукции (рис. 1) возросла за этот же период в три раза.

Для обеспечения круглосуточного производства только одного вида бутылки на технологической линии используется одновременно от 40 до 70 одинаковых полуформ для литья. Очевидно, что изготовление такого количества оригинальных форм за достаточно короткие сроки старыми традиционными методами просто невозможно. Поэтому ставка была сделана на использование системы автоматизированного проектирования и оборудования с ЧПУ.

В качестве партнера по решению задач эффективной подготовки производства была выбрана инженерно-консалтинговая фирма SOLVER. Фирма предложила комплексное решение: поставку программного обеспечения, оборудования и инструмента, а также обучение специалистов, что явилось одним из основных факторов, определивших этот выбор. В начале сотрудничества предприятие «Красное Эхо» не располагало оборудованием с ЧПУ, и фирма SOLVER взяла на себя изготовление сложных формообразующих для крупного заказчика завода — производителя армянского коньяка.

Фирма SOLVER имеет отработанную технологию внедрения комплексных проектов на предприятиях. Благодаря данной технологии, высокой квалификации и строгой технологической дисциплине специалистов ОАО «Красное Эхо» указанная технологическая цепочка начала давать реальные результаты уже через два месяца после поставки, а через четыре месяца заработала на полную мощность — с двухсменной работой конструкторов и трехсменной загрузкой металлорежущего оборудования (рис. 2).

Уникальные возможности поверхностного и твердотельного моделирования Pro/Engineer позволили конструкторам создавать формы изделий, наиболее полно отвечающие требованиям заказчика (рис. 3), причем эти требования у российских производителей алкогольной продукции бывают подчас очень высокими.

Программные модули Pro/Engineer позволяют эффективно решать следующие задачи конструкторской и технологической подготовки производства стеклянных бутылок:

• сложное поверхностное моделирование;
• создание математических моделей чернового (предварительного) и чистового формокомплекта;
• разработка и оформление чертежей на оснастку для изготовления отдельных деталей на универсальном токарном и фрезерном оборудовании, их сборки и контроля;
• генерация (параллельно с оформлением чертежей) управляющих программ для оборудования с ЧПУ на сложные формообразующие поверхности;
• после этапа испытаний формокомплекта — оперативное внесение (если это необходимо) изменений в его математическую модель.

Средствами Pro/Engineer решаются и такие технологические задачи, как расчет объема и уровня налива жидкости, отсутствия «поднутрений» на формообразующих поверхностях и т.п. Создание формообразующей поверхности на обеих полуформах происходит в автоматическом режиме. Система производит вычитание объема бутылки из цилиндрической заготовки и затем делит полученную модель на две половины согласно указанной поверхности разъема. В процессе создания полуформ система «проверяет» конструктора, анализируя форму на наличие вертикальных стенок или поверхностей с отрицательным углом по отношению к направлению разъема. Таким образом, определяются возможные проблемные зоны, которые следует модифицировать. Для этой операции используется набор модулей Pro/Engineer — Tool Design Option, который обычно применяется при проектировании пресс-форм для литья пластмасс (рис. 4).

Управляющие программы для оборудования с ЧПУ, созданные средствами программного комплекса Pro/Engineer, описывают поэтапное изготовление оснастки: черновая послойная обработка обычной цилиндрической фрезой — получистовая обработка с минимальным припуском — чистовая обработка. Средства Pro/Engineer позволяют проверить управляющие программы в наглядной для технолога графической форме на экране компьютера и автоматически выявлять необработанные зоны до передачи программ на станок (рис. 5).

После изготовления и опробования опытного формокомплекта может возникнуть необходимость внесения изменений в модель бутылки и в модель предварительного перехода. Благодаря ассоциативности, параметрической основе Pro/Engineer и единой среде разработки все изменения, внесенные в исходную модель, автоматически отображаются на всех последующих этапах — формообразующих поверхностях полуформ, чертежах, управляющих программах. Если внесенные изменения нарушают топологию конструкции (например, если исчезают поверхности, от которых были проставлены размеры, или если конструктором были удалены Features — элементы в истории создания модели и т.д.), то в Pro/Engineer используют удобные средства для решения этих вопросов «на лету», в процессе перестроения геометрии.

Управляющие программы, полученные из системы Pro/Engineer, передаются на станок с ЧПУ. На предприятии «Красное Эхо» обработка формообразующих поверхностей литейных форм производится на вертикальном обрабатывающем центре VMC 3016 американской компании Fadal, также поставленном фирмой SOLVER (рис. 6). Специалисты фирмы провели обучение персонала и обеспечили гарантийное и постгарантийное обслуживание оборудования. Передовые конструкторские решения и качественное технологическое исполнение станков в совокупности с умеренными ценами как нельзя лучше подходят для использования на российских предприятиях как в механическом, так и в инструментальном производстве.

В конструкции станка Fadal применяется система

охлаждения шпиндельного узла, передней бабки и ходовых винтов, что при изготовлении формообразующих поверхностей обеспечивает высокую точность и повторяемость в течение всего рабочего времени в условиях интенсивной трехсменной работы. А такие достоинства, как жесткая виброгасящая конструкция базовых деталей из чугуна и упрочненные прецизионные направляющие линейного и коробчатого типа, позволяют, помимо обеспечения точности, эффективно и экономно эксплуатировать качественный режущий инструмент.

В комплекте со станком Fadal был поставлен инструмент шведской фирмы SECO. Использование современного инструмента на качественном станке позволило наиболее полно раскрыть все технологические возможности, быстро и качественно изготовить сложную оснастку.

Итак, фирмой SOLVER был реализован комплексный подход в реализации совместного проекта с ОАО «Красное Эхо»: осуществлены поставка и внедрение программного комплекса Pro/Engineer, обрабатывающего центра Fadal и режущего инструмента SECO, оказана помощь в решении технологических и производственных задач. По мнению руководства предприятия, такой подход значительно сэкономил время, денежные средства и уменьшил степень риска, связанного с внедрением новых технологий. Кроме того, фирма-поставщик выступила в роли системного интегратора, полностью взяв на себя ответственность за организацию поставленного программного обеспечения и оборудования в единую технологическую цепочку. Такой комплексный подход является для SOLVER основным методом работы с клиентами.

Положительные итоги реализованного проекта дали ощутимый экономический эффект, что обусловило решение руководителей ОАО «Красное Эхо» продолжить сотрудничество. Намечено строительство нового инструментального цеха, и фирма SOLVER предложила комплексный проект этого цеха. Впоследствии мы расскажем читателям «САПР графика» о реализации данного проекта.

«САПР и графика» 2'2001