Опыт создания ИСАПР предприятия

Михаил Егоров

Актуальной проблемой для большинства современных предприятий в России является создание русскоязычной, при этом надежной, недорогой, удобной в эксплуатации и развитии CAD/CAM/CAE/PDM-системы, позволяющей производить обмен электронной информацией в едином информационном пространстве внутри и между предприятиями корпорации.

В середине 1999 года на основании «Комплексной программы создания единого информационного пространства корпорации “Авиаприбор” на базе CALS-технологий» была разработана «Концепция создания ИСАПР предприятия». В процессе ее разработки был произведен анализ российского рынка программных продуктов CAD/CAM/CAE/PDM-систем (см. статью «Концепция создания иерархической интегрированной САПР предприятия в едином информационном пространстве корпорации» в «САПР и графика» № 11’2001).

Анализ российского рынка программных продуктов CAD/CAM/CAE/PDM-систем был выполнен с целью решения следующих проблем:

• создание САПР предприятия по проектированию и изготовлению электромеханических изделий средней сложности и блоков электроники;
• обеспечение максимальной загрузки парка станков с ЧПУ для изготовления спроектированных механических деталей, узлов и изделий;
• обеспечение максимальной автоматизации конструкторско-технологических работ и подготовки производства;
• создание электронного архива предприятия и системы управления проектами и производством;
• создание ИСАПР предприятия с возможностью обмена проектами, электронными архивами, конструкторско-технологической и иной документацией на уровне файлов между САПР группы предприятий (корпорации), созданных на базе геометрического твердотельного ядра Parasolid.

Исходя из этих пяти критериев рассматривались такие общеизвестные CAD/CAM/CAE/PDM-системы, как Unigraphics, Solid Edge, ADEM, T-FLEX CAD, AutoCAD и КОМПАС. Сравнительный анализ проводился по 16 критериям (см. статью «Сравнительный анализ CAD/CAM-систем» в «САПР и графика» № 8’2000).

В результате анализа вышеуказанных систем в части обеспечения необходимой сложности разрабатываемых изделий, сравнения цен на программные продукты и заложенных в них возможностей интеграции было сделано заключение, что из вышеперечисленных программных продуктов средней сложности для нашего предприятия по 15 критериям из 16 возможных подходит интегрированный программный продукт T-FLEX CAD разработки фирмы AO «Топ Системы». Единственный, не удовлетворяющий требованиям ТЗ критерий  — редактирование и векторизация сканированного чертежа. Однако мы нашли решение данной проблемы с помощью программного продукта Spotlight Pro фирмы Consistent Software. Система гибридного редактирования и векторизации сканированных чертежей Spotlight Pro может быть интегрирована в систему T-FLEX CAD на уровне обмена DXF-файлами.

После перехода системы T-FLEX CAD на ядро Parasolid мы смогли легко обеспечить ее надежную интеграцию и совместимость с программными продуктами фирмы Unigraphics Solutions. Важно отметить, что при высоком уровне функциональности для профессионального проектирования цена комплекса интегрированных программных продуктов T-FLEX CAD существенно ниже зарубежных аналогичных программных продуктов.

В настоящее время на предприятии в завершающую стадию вступило создание ИСАПР предприятия на базе комплекса интегрированных программных продуктов фирмы AO «Топ Системы». Наше предприятие после опытной бесплатной эксплуатации приобрело и успешно внедрило в процесс проектирования и изготовления следующие программные продукты фирмы «Топ Системы»:

• T-FLEX CAD 2D — 5 экз.;
• T-FLEX CAD 3D — 8 экз.;
• T-FLEX ЧПУ 2D — 3 экз.;
• T-FLEX ЧПУ 3D — 1 экз.;
• T-FLEX NC-Tracer 3D — 1 экз.

Кроме того, в опытной бесплатной эксплуатации в настоящее время находятся предоставленные фирмой «Топ Системы» следующие программные продукты, которые после завершения опытной эксплуатации будут закуплены с обновлением:

• T-FLEX/ТехноПро — 1экз.;
• T-FLEX DOCs — 1экз.

«Концепция создания ИСАПР предприятия в едином информационном пространстве корпорации “Авиаприбор”» предусматривала создание на первом этапе 15 рабочих мест конструктора механических деталей и изделий электромеханики, датчиковой аппаратуры и систем; пяти мест технологической подготовки производства; внедрение четырех механообрабатывающих станков с ЧПУ с максимально возможной загрузкой. Кроме того, в 1999 году руководство ОАО АНПП «ТЕМП-АВИА» приняло решение возродить на нашем предприятии участок станков с ЧПУ. Имеющийся парк станков с ЧПУ был тогда оснащен морально устаревшей системой числового программного управления «Размер-4». Из-за ограниченных возможностей, громоздкости и ненадежности системы «Размер-4» руководство предприятия вынуждено было заменить ее на более современную систему ЧПУ венгерского производства — NC-90M (FANUC 0). Эта система хорошо зарекомендовала себя на рынке ЧПУ благодаря своим возможностям и относительно низкой цене.

С проблемами написания программ для этой системы ЧПУ технологи-программисты столкнулись буквально сразу же. Оказалось, что среда программирования, в которой они работали раньше, не учитывает особенностей и возможностей ЧПУ NC-90M. В поисках достойного и недорогого ПО специалисты ОАО АНПП «ТЕМП-АВИА» остановились на CAD/CAM-системах разработки фирмы АО «Топ Системы». В тесном сотрудничестве с разработчиками программных продуктов T-FLEX мы решили проблему адаптации данного ПО к нашим станкам с ЧПУ. Разработчиками были написаны, отлажены и внедрены постпроцессоры для фрезерного станка КФПЭ-250М, фрезерно-расточного станка 24К40СФ4, обрабатывающего центра МС12 -250М1-2 и электроэрозионного станка Sodick. При отладке постпроцессоров нам, совместно с разработчиками фирмы АО «Топ Системы», удалось решить следующие проблемы:

совместить расчет траекторий управляющих программ для черновой и чистовой обработки — как импортным инструментом (по эквидистантам), так и инструментом отечественного производства (с использованием таблиц коррекции инструмента по диаметру и по вылету непосредственно станочной системы ЧПУ). По поводу последнего нужно сказать следующее. Ни для кого не секрет, что, в отличие от дорогого импортного инструмента, к примеру американского режущего инструмента фирмы SGS, имеющего допуск на указанный диаметр 0,003 мм, инструмент отечественного производства допускает отклонения на диаметр 0,10…0,25 мм. С таким допуском было бы невозможно использовать в 2,5D-фрезеровании отечественный инструмент при построении траекторий эквидистантами, а писать управляющие программы под каждую конкретную фрезу слишком накладно. В нашем конкретном случае разработчики фирмы АО «Топ Системы» нашли золотую середину. Это выразилось в том, что при черновой обработке, где высокая точность не требуется, мы применяем построение траекторий по эквидистантам с учетом безопасного допуска, а при чистовой обработке траектории прокладываются непосредственно по контуру чертежа детали с нулевой коррекцией. При этом коррекция записывается в систему ЧПУ, учитывая реальный размер инструмента, с точностью до третьего знака;

• по сравнению с 2000 годом в опциях траекторий имеются подходы и отходы, заходы и сходы, а также разнообразные способы врезания в плоскость обработки;
• для NC-90M появилась возможность производить как обычное, так и глубинное (циклами) сверление;
• наличие опции «Технологическая траектория» позволило записывать между траекториями обработок команды, актуальные для конкретного станка, не применяя ручной ввод данных после генерации управляющих программ. Необходимо отметить достаточно большой набор возможностей при обработке поверхностей, контуров и карманов, присутствующий в опциях отладок фрезерных траекторий. Это позволяет добиться хорошего качества в изготовлении точных деталей, а также дает возможность оператору станка с ЧПУ со стажем работы 1-2 года изготавливать те же по сложности детали, что и фрезеровщику-универсалу с высоким разрядом и большим стажем работы;
• добавление локальной системы координат позволяет технологу-программисту привязывать траектории обработки детали к любой конкретной точке рабочего поля чертежа. Это избавило наладчиков от вычислений смещений нулевой точки в T-FLEX с нулевой точки реального станка.

Простота в эксплуатации, удобный русскоязычный интерфейс и высокая скорость обработки данных позволяют значительно экономить средства и время технологу-программисту при создании управляющих программ для систем ЧПУ. Фирма АО «Топ Системы» включила в комплект ПО подсистему визуализации обработки детали на станке NC-Tracer 2D/3D, которая дает возможность экономить материалы, не переводя их при отработке управляющих программ на реальном станке в стружку или в заведомый брак. NC-Tracer позволяет исключить ошибки программирования уже на этой стадии. Кроме того, по результатам визуализации можно произвести обмер получившейся детали и ввести коррективы в траектории обработки.

Вышеперечисленные положительные стороны внедрения комплекса программных продуктов T-FLEX позволили нашему предприятию только за 10 месяцев прошлого года освоить и внедрить 80 наименований разнообразных деталей на участке ЧПУ, в том числе и довольно трудоемких в обработке (для обработки применяется 25 разных фасонных инструментов). Суммарное снижение трудоемкости на участке ЧПУ по сравнению с универсальными станками составило почти 4850 нормочасов.

В планы руководства ОАО АНПП «ТЕМП-АВИА» на 2003 год входит расширение парка станков с ЧПУ и дальнейшее сотрудничество с фирмой АО «Топ Системы» по заключению договоров об организации новых рабочих мест с T-FLEX CAD/CAM/ЧПУ и NC-Tracer 3D.

На базе комплекса интегрированных программных продуктов T-FLEX была разработана функциональная схема ИСАПР предприятия, которая позволяет решать следующие функции:

• проектирование электромеханических изделий (T-FLEX CAD 2D/3D);
• технологическая подготовка производства (T-FLEX/ТехноПро);
• изготовление управляющих программ и деталей в производстве (T-FLEX ЧПУ 2D/3D, T-FLEX NC-Traсer 2D/3D) для станков фрезерной обработки, электроэрозионных станков и обрабатывающих центров;
• управление проектом, ведение электронного архива предприятия, а также разграничение полномочий между пользователями и группами пользователей с помощью интегрирующего звена системы — T-FLEX DOCs.

Особо следует остановиться на электронном архиве, который формируется, с одной стороны, из файлов вновь разрабатываемых изделий и их деталей, с другой — из архива «твердых» копий, реализованных на бумаге формата А1 и А0.

Главным звеном внедрения всех систем комплекса программных продуктов T-FLEX является наличие горячей линии, по которой мы оперативно решали и решаем технические вопросы по внедрению и эксплуатации ПО, а также учились и учимся правильно работать. К чести фирмы «Топ Системы» можем отметить, что все вопросы решались специалистами-разработчиками фирмы в течение 24 часов. Если же по техническим или иным причинам за этот промежуток времени вопрос решить было невозможно, то нам дополнительно сообщался срок его решения. Особенно это было важно при внедрении постпроцессоров для станков с ЧПУ в T-FLEX ЧПУ CAD 2D/3D, когда приходилось в течение суток обмениваться файлами программ и исходных данных по электронной почте до пяти раз.

Одним из факторов, позволившим правильно определить функциональную ценность и работоспособность как отдельных систем, так и комплекса в целом, является реальная возможность получать программные продукты T-FLEX в опытную бесплатную трехмесячную эксплуатацию, по окончании которой можно сдать или приобрести тот или иной программный продукт.

В результате совместных работ с представителями фирмы АО «Топ Системы» на нашем предприятии внедрена первая очередь ИСАПР на базе интегрированного комплекса программного продукта T-FLEX (см. схему). В настоящее время остались нереализованными только такие функции, как:

• электронный архив предприятия (нужна закупка сканера формата А0 и программно-математического обеспечения);
• на стадии внедрения — создание ЛВС предприятия (идет прокладка коммуникаций сетей ЛВС).

Завершение работ первого этапа дало возможность предприятию существенно экономить время при разработке новых изделий и проведении в них модернизаций и изменений. Парк станков с ЧПУ загружен более чем на 100%. Внедрение в производство модуля визуализации NC-Tracer позволило существенно сократить пробную партию деталей за счет отработки программ механической обработки деталей на мониторе ПК. Только за период с января по сентябрь прошлого года на предприятии в САПР T-FLEX CAD 2D/3D разработано 5725 листов конструкторской документации (в пересчете на формат А4) на механические детали для изделий электромеханики, датчиков аппаратуры и систем. Должны извиниться перед читателями, что не можем представить иллюстрации этих интересных проектов ввиду их конфиденциальности.

Второй этап внедрения ИСАПР предприятия (2003-2005 гг.) на базе интегрированного комплекса программных продуктов T-FLEX предусматривает увеличение общего количества рабочих мест под управлением T-FLEX DOCs до 50, в том числе:

• T-FLEX CAD 2D — 5-10 экз.;
• T-FLEX CAD 3D — 25-30 экз.;
• T-FLEX ЧПУ 2D — 5 экз.;
• T-FLEX ЧПУ 3D — 2 экз.;
• T-FLEX NC-Tracer 3D — 2 экз.

Кроме того, специалистами предприятия изучается возможность внедрения T-FLEX/ТехноПро, T-FLEX/Пресс-формы, T-FLEX/Штампы и T-FLEX/Euler, на стадии завершения также находится процесс интеграции ИСАПР РЭА предприятия на базе PCAD 2000 (2001) с САПР T-FLEX.

«САПР и графика» 2'2003