3 - 2002

Интеграция «ТехноПро» с большинством САПР — основа параллельного выполнения конструкторско-технологических работ

Александр Павлов, Андрей Щепинов, Андрей Лихачев

Параметризация конструкции

Параметризация технологии

Автоматическое проектирование ТП

Комплекс проектирования

Предприятия, оснащающие свои конструкторские бюро современными параметрическими САПР, реально открывают себе путь к успеху в конкурентной борьбе. Об этом написано в большинстве статей журнала «САПР и графика», посвященных новейшим разработкам в области проектирования и конструирования.

Если одним из главных принципов создания средств автоматизации конструирования во всем мире служит параметрический подход, то развитием этой идеи является применение параметризации в системе технологической подготовки производства «ТехноПро».

Именно параметрический подход заложен в реализации средств проектирования технологии в «ТехноПро». На российском рынке программных средств эта система является единственной, в полной мере реализовавшей столь прогрессивные решения.

Преимуществами методов проектирования, реализованных в «ТехноПро», можно воспользоваться, применяя систему и в «бумажной» схеме — когда технологи получают от конструкторов чертежи на бумаге (в новом веке уже не хочется называть этот подход «традиционным»). Используя параметрические системы автоматизации проектирования и конструирования вместе с системой «ТехноПро», предприятие получает грандиозные преимущества перед предприятиями, использующими графические и технологические редакторы для оформления чертежей и технологических карт.

Эти преимущества основаны на установлении взаимосвязей конструкторской и технологической информации, представленной в электронном виде. Прямая связь конструкторской САПР с «ТехноПро» позволяет устранить промежуточный этап перевода конструкторской информации в технологическую.

Часто случается, что во время разработки нового изделия в КБ заводские технологи простаивают, зато при поступлении документации на завод технологи вынуждены работать сверхурочно. Кроме того, всем работающим на промышленных предприятиях знакома порочная традиция, когда после передачи документации по новому изделию из КБ на завод начинается хождение технологов к конструкторам для проведения изменений.

Уже более десяти лет известен выход из описанной ситуации: это распараллеливание конструкторско-технологических работ. Но до сих пор не было соответствующего средства его реализации. Сейчас такое средство появилось — это система «ТехноПро» с интерфейсами к конструкторским САПР.

В течение 90-х годов Группа «ВЕКТОР» и ее партнеры совершенствовали методы взаимосвязи средств конструирования и проектирования технологии. К настоящему времени созданы и апробированы на множестве проектов интерфейсы «ТехноПро» с такими системами, как T-FLEX CAD, SolidWorks, Pro/Engineer, Unigraphics. Развитие средств параметрического моделирования фирмы Autodesk предоставляет возможность создания интерфейса «ТехноПро» с системами Inventor и Mechanical Desktop.

Параметризация конструкции

В этой статье мы приведем описание порядка взаимодействия «ТехноПро» с любой из параметрических САПР. Для примера рассмотрим параметрическую модель кронштейна крепления микроконтактной группы электропереключателя, созданную конструктором электротехнических изделий.

Основным элементом конструкции в этой модели является паз. В зависимости от устанавливаемых в пазе микроконтактов изменяются тип паза, размеры, габариты детали. Паз может быть сложной фасонной конфигурации с выборками на торцах или простой прямоугольной формы (рис. 1, 2). Положения крепежных и фиксирующих отверстий также построены с установлением зависимости от применяемого микроэлемента и исполнения кронштейна.

Трехмерная модель детали создана конструктором для моделирования сборки изделия в целом. Для деталировки по трехмерной модели кронштейна конструктор создал ассоциативно-связанные двухмерные проекции на чертеже. Ассоциативность обеспечивает автоматическое отражение на чертеже изменений геометрии трехмерной модели детали. Таким образом, при редактировании детали или выборе нужного исполнения все изменения автоматически отображаются на чертеже (рис. 3, 4). Для окончательного оформления чертежа конструктор проставил размеры, шероховатости, указал технические требования, заполнил штамп.

Параметрическая модель кронштейна и ассоциативно связанный с ней чертеж охватывают все возможные варианты этой детали, применяемые в изделиях, выпускаемых на конкретном предприятии.

В начало В начало

Параметризация технологии

Распараллеливание конструкторско-технологических работ обеспечивается тем, что технологи начинают создавать в «ТехноПро» параметрические общие технологические процессы (ОТП) по получаемой от конструкторов предварительной информации (утвержденные детали, сборочные единицы) еще до окончательного утверждения всей конструкторской документации на изделие. Эти ОТП содержат описание технологии изготовления групп деталей — без указания конкретных размеров или исполнений.

Таким образом, параллельно с созданием параметрической модели кронштейна конструкторами в КБ технологи формируют ОТП, содержащий описание возможных вариантов изготовления деталей этой группы. Например, при создании ОТП предусматривается, что изменение фасонного профиля паза влияет на изменение структуры технологического процесса.

Созданный ОТП «Кронштейны» содержит операции и переходы: литья металлов, предварительной обработки заготовки, разметки; вспомогательные операции контроля и покрытий, механической обработки различных поверхностей — плоскостей, пазов, отверстий, карманов. ОТП содержит все операции и переходы, которые могут применяться для изготовления деталей этой группы на конкретном производстве (рис. 5).

При создании ОТП параллельно с конструированием изделия технологи могут еще до утверждения конструкторской документации планировать заказы технологического оснащения и анализировать конструкцию на технологичность. При этом анализ конструкции на технологичность может одновременно производиться как в опытном, так и в серийном производстве.

За счет предлагаемого подхода к распараллеливанию работ к моменту утверждения конструкторской документации и передачи ее на завод технологи уже подготовили ОТП на группы деталей и полностью готовы к быстрому проектированию технологии. Далее описывается автоматическое проектирования технологических процессов (ТП) по такому, заранее созданному, ОТП.

В начало В начало

Автоматическое проектирование ТП

Рассмотрим два варианта исполнения кронштейна и их влияние на технологический процесс, автоматически проектируемый в системе «ТехноПро». В детали «кронштейн» присутствуют базовая поверхность верхней плоскости, установочные поверхности кронштейна, лапки, паз. На поверхностях детали есть ряд отверстий, предназначенных для фиксации самой детали в сборочной единице и для установки на кронштейн других элементов.

Варианты исполнения детали характеризуются такими параметрами:

  • вариант 1 содержит: паз фасонный, шириной 6h12 мм, с двумя выборками 8h12 мм, габаритный размер детали 22h12×22 мм, отверстие под шток диаметром 10F10 мм; координаты крепежных и фиксирующих отверстий изображены на рис. 3;
  • вариант 2 отличается от варианта 1 следующим: паз прямоугольный размером 8H12×46H12 мм, выше точность выполнения габаритного размера детали 26f10×24 мм, кардинально отличается конфигурация отверстия под шток и его размеры, изображенные на рис. 4.

Для проектирования ТП каждого варианта в «ТехноПро» технологу достаточно открыть чертеж детали и нажать кнопку «Взять с чертежа». Система «ТехноПро» считывает с чертежа значения размеров поверхностей, поля допусков, шероховатости. Затем технолог нажимает кнопку «Сформировать», и «ТехноПро» в течение одной минуты автоматически проектирует ТП изготовления детали.

Проанализируем ТП изготовления двух вариантов кронштейна, спроектированные по одному ОТП «Кронштейны».

В ТП изготовления 1-го варианта кронштейна:

  • в операции «055 Фрезерная» выполняется габаритный размер 22h12;
  • в операции «070 фрезерная» фрезеруются паз размером 6 мм и две симметрично расположенные выборки 8×12 мм;
  • в операции «080 расточная» предварительно сверлится отверстие 6 мм и окончательно растачивается отверстие 9,2 мм.

Во всех операциях и переходах рассчитываются нормы времени, подбирается оборудование, приспособления, режущий и измерительный инструменты (рис. 6).

ТП изготовления 2-го варианта кронштейна, содержит большее количество операций. Это обусловлено более высокой точностью выполнения габаритного размера 26f10.

Размеры, выполняемые на фрезерных операциях, автоматически рассчитаны с учетом припусков на дальнейшее шлифование. В операции «055 фрезерная» фрезеруется плоскость в размер 26,2h12, вместо размера по чертежу 26f10, подбирается режущий и мерительный инструменты, производится расчет норм времени (рис. 7).

Окончательный размер выполняется в шлифовальных операциях, которым предшествует операция «090 УСП» сборки универсального станочного приспособления. В операции «095 плоскошлифовальная» шлифуется верхняя плоскость размера 26f10 предварительно в размер 26,05 до 7-го класса шероховатости поверхности (Ra0,8). В операции «100 плоскошлифовальная» окончательно шлифуется верхняя плоскость размера 26f10(-0,02; -0,104), подбирается оснащение, производится расчет норм времени (рис. 8).

После автоматического проектирования ТП технолог может просмотреть его и отредактировать в режиме диалога. По готовому технологическому процессу «ТехноПро» автоматически формирует требуемый комплект технологических карт в формате MS Word.

Описание показывает, что в зависимости от конфигурации и свойств конструкции «ТехноПро» может автоматически выбирать различные маршруты, операции, переходы, оснащение, выполнять расчеты технологических размерных цепей, норм и режимов обработки.

В начало В начало

Комплекс проектирования

На примере видно, что взаимодействие системы «ТехноПро» с параметрическими САПР позволяет:

  • значительно сократить процесс подготовки технологической подготовки производства;
  • исключить ошибки при передаче данных от конструкторов к технологам;
  • проработать все возможные изменения в конструкции детали;
  • быстро оценить потребности в трудовых (нормы, разряды, тарифные сетки) и материальных ресурсах (требуемые материалы, оснащение);
  • освободить конструктора и технолога от рутинной работы и предоставить им больше возможностей для творческой деятельности.

Для оптимального оснащения подразделений предприятия предлагается комплекс систем «ТехноПро» версий «Основная», «Стандартная» и «Базовая» (рис. 9).

Трехуровневая структура комплекса технологического проектирования и подготовки производства органично вписывается в общий комплекс САПР на предприятии, состоящий из любого набора систем тяжелого, среднего и легкого классов. Комплекс «ТехноПро» обеспечивает минимизацию финансовых затрат (свыше 30% экономии), технических и людских ресурсов, а также дает возможность поэтапно внедрять высокоэффективные технологические САПР.

Реальная универсальность, гибкость системы «ТехноПро» и удобство ее использования признаны технологами сотен предприятий. Для того чтобы в этом убедиться, систему можно взять в бесплатную эксплуатацию на срок от трех месяцев.

Если ваше предприятие ранее приобрело другие технологические САПР, но их эксплуатация показала расхождение обещанных функций с реальными, то их можно заменить на «ТехноПро» базовой версии бесплатно. Работая в системе «ТехноПро», вы убедитесь, что автоматизация проектирования резко повышает эффективность подготовки производства на вашем предприятии.

С более подробной информацией можно ознакомиться в Интернете на сайте: http://www.sapr.net/. С авторами статьи можно связаться по электронной почте: vector@mai.ru.

«САПР и графика» 3'2002

Регистрация | Войти