5 - 2004

Наш паровоз вперед летит!

Сергей Девятов, Максим Краснов, Владимир Мешальников, Евгений Крикунов, Владимир Савочкин, Павел Цыганков

Освоение и внедрение систем трехмерного проектирования

Инженерный анализ — расчеты на прочность, кинематика, динамика, термодинамика

Создание электронного архива

УГКМ: работы, проблемы, планы

Поиск базовой САПР

Приобретение лицензий, обучение и пилотный проект

Расчеты

Переход на станки с ЧПУ

О TDM и вводе-выводе чертежей

Анализ технологических процессов — разработка литьевых форм

САПР в других подразделениях

Заключение

Наметившийся в последнее время экономический подъем стал мощным стимулом к появлению на многих предприятиях России систем комплексной автоматизации проектирования сложных технических объектов. Выбирая передовое программное обеспечение, предприятие получает высокофункциональные качественные инструменты для конструирования и расчета изделий. Каким образом происходит освоение новых инструментов и возможностей в конструкторских подразделениях ОАО «Коломенский завод», рассказывают сотрудники этих подразделений и специалисты компании CSoft, специализирующейся на поставках и внедрении передовых отечественных и зарубежных технологий САПР.

Освоение и внедрение систем трехмерного проектирования

Для перехода к трехмерному проектированию ведущие конструкторские подразделения Коломенского завода — УГКЛ ( управление главного конструктора по локомотивостроению, руководитель А.В.Подопросветов) и УГКМ ( управление главного конструктора по машиностроению, руководитель В.А.Рыжов) — были оснащены САПР Solid Edge и Unigraphics. Обе системы русифицированы и используют мощное ядро геометрического моделирования Parasolid, что гарантирует полную совместимость геометрических моделей между системой среднего уровня Solid Edge и системой высокого уровня Unigraphics, а также сохранение ассоциативности и возможности автоматического обновления деталей и сборок в обоих направлениях. К примеру, в Solid Edge существует возможность оформить чертеж модели, созданной в Unigraphics, а изменения в модели Unigraphics автоматически обновят чертеж в Solid Edge. Модель, созданная в Solid Edge, может быть использована в модулях Unigraphics для получения управляющей программы обработки на станке с ЧПУ, а изменение модели в Solid Edge ведет к автоматическому обновлению программы обработки.

Комментируют специалисты УГКЛ:

«Системы автоматизированного проектирования используются в УГКЛ уже более 10 лет — в основном это КОМПАС и рабочие места ElectriCS (разработка компании Consistent Software, предназначенная для проектирования электрооборудования). По объективным причинам значительная часть проектных работ выполняется в двумерных редакторах. Большие наработки в 2D-системах (библиотеки элементов, чертежи узлов и многое другое) могут без особых изменений использоваться в новых проектах. В то же время научно-технический прогресс и развитие рыночных отношений диктуют нашему предприятию необходимость перехода к использованию передовых информационных технологий. А это подразумевает создание электронной модели разрабатываемого изделия, повышение уровня инженерного и технологического анализа, формирование управляющих программ для станков с ЧПУ и применение автоматизированных систем управления проектом».

В отделе кузова при освоении системы Solid Edge была четко сформулирована программа — разработать в процессе изучения системы сборочную модель кабины тепловоза 2ТЭ70. Поставленная задача выполняется силами сотрудников отдела и сегодня уже близка к завершению. Текущее рабочее состояние разрабатываемой сборочной модели представлено на рис. 1, а ее технические характеристики на данный момент таковы:

• количество компонентов — 224 шт.;

• количество оригинальных моделей — 213 шт.;

• количество подсборок (всего) — 11 шт.;

• количество оригинальных подсборок — 11 шт.;

• уровень вложенности — 5.

В том же исполнении была разработана сборочная модель каркаса корпуса охлаждающего устройства для дизельных электростанций (рис. 2). Для начала результат просто отличный: у специалистов управления появилась возможность поделиться знаниями с коллегами, стал накапливаться опыт для последующих этапов работы. В дальнейшем Коломенскому заводу понадобится перейти от «пробы пера» к более сложным задачам, конечной целью которых станет создание единой модели проекта. Для этого необходимо будет верно определить задачу и начать параллельную (коллективную) работу специалистов разных подразделений над моделью изделия. Но прежде всего необходимы сами специалисты, а следовательно, проблема номер один — обучить их и подготовить.

На первом этапе освоения системы моделирования серьезный задел был сформирован и в бюро компоновки. При создании единой электронной модели проектируемого изделия именно этому бюро предстоит стать ведущим звеном в процессах получения, обработки и размещения информации, поступающей от конструкторских подразделений всего предприятия в виде моделей системы Solid Edge или Unigraphics. На рис. 3 представлена созданная в Solid Edge сборочная модель средней секции рамы кузова.

В отделе локомотивных тележек работали над наиболее сложными и трудоемкими деталями, изготавливаемыми литьем, — это шкворневая опора (рис. 4), корпус буксы (рис. 5) и кронштейн (рис. 6). Объемы конструкторской документации соответственно составляли: на опору — три листа формата А1, на корпус буксы и на кронштейн — по одному листу формата А2x3. Следует особо отметить оформление как этих чертежей, так и всей остальной документации, с которой специалистам отдела довелось работать в дальнейшем. Наибольших усилий потребовала опора — начиная с чтения и осмысления самого чертежа. И конечно же, пришлось немало потрудиться над построением переходных литейных поверхностей. Остальные детали оказались несколько проще, однако и здесь хватало сложностей, которые решались с помощью возможностей и разного рода тонкостей системы твердотельного моделирования.

Сборочная модель верхнего уровня «тележка» сочетает в себе две основные сборочные модели — рамы тележки (рис. 7) и колесной пары. В состав рамы тележки входят приведенная на рис. 8 сборочная модель боковины и модель кронштейна, а в состав колесной пары в подсборке «букса» включен уже упоминавшийся корпус буксы (на рис. 9 он изображен прозрачным для лучшего обозрения внутреннего набора деталей подсборки). Модели сборок и их компонентов были разработаны в системе твердотельного моделирования Solid Edge V12 (вскоре планируется обновление V15). Все модели максимально детализированы, что позволило продемонстрировать возможности системы при работе с большими объемами информации.

Используемый компьютер имел следующие характеристики:

• операционная система — Windows 2000, Service Park 4;

• процессор — Intel Pentium 4, CPU 1,4 ГГц;

• ОЗУ — 512 Мбайт;

• видеокарта — NVIDIA Quadro DCC, 64 Мбайт.

Чтобы дать представление о законченной сборочной модели, приведем некоторые из ее технических характеристик, которые позволяют объективно судить о возможностях системы твердотельного моделирования Solid Edge по соотношению «оборудование/размер модели»:

• количество компонентов — 3896 шт.;

• количество оригинальных моделей — 234 шт.;

• количество подсборок (всего) — 199 шт.;

• количество оригинальных подсборок — 60 шт.;

• уровень вложенности — 6;

• вес сборки — 13 827,42 кг;

• трудоемкость — 1 чел./мес.

Рендеринг, то есть получение высококачественных фотореалистичных изображений формата А0 (рис. 10), был выполнен в системе Unigraphics NX, которая без проблем восприняла разработанные в системе Solid Edge геометрические модели, еще раз подтвердив полную совместимость обеих систем.

Разработанные модели деталей сборок стали серьезной основой для дальнейших работ по единой модели проекта и созданию недостающих компонентов. А самое главное, что был собран фундаментальный набор информации для первого этапа классической цепочки CAD/CAM: модель -> конструкторская документация -> компоновка -> анализ -> подготовка производства -> станки с ЧПУ . Именно в соответствии с этим алгоритмом и была выстроена разработка сборочной модели рамы тележки.

Отметим, однако, что для пользователя, который формирует сборочные модели такой сложности, желателен компьютер с лучшими характеристиками, чем были перечислены; понадобится и соответствующее программное обеспечение, поскольку сборки больших размеров предпочтительно создавать в системе Unigraphics NX. Вот почему после решения проблем с подготовкой квалифицированных специалистов основной задачей управления становится приобретение дополнительных рабочих мест (лицензий), укомплектованных более мощной и современной аппаратурой.

Интерес к системе Solid Edge проявили и сотрудники других подразделений. Так, к специалистам CSoft обратились работники отдела монтажа электрооборудования. Речь шла о двух сопрягающихся подсборках: приборной панели машиниста (основная деталь — панель) и закрытии (основная деталь — крышка). Модель панели (рис. 12) была разработана в системе Solid Edge V15 (эта версия появилась в начале февраля сего года) довольно оперативно — всего за несколько дней — и представлена заказчику вместе с появившимися в процессе работы вопросами и замечаниями по конструкторской документации, а пока эти вопросы решались, была разработана и модель крышки (рис. 13). Обе указанные конструкции имеют на стыке общую базу, поэтому моделирование проводилось по принципу сверху вниз, что позволило создать параметрическую сборочную модель. Любые изменения геометрии общей базы автоматически корректировали геометрию моделей как панели, так и крышки, вследствие чего полученная сборочная модель (см. рис. 11) позволила максимально точно сформировать стык деталей. Разработанные модели деталей и сборки вместе с предложениями и замечаниями были переданы заказчику в формате Parasolid.

Комментируют специалисты УГКЛ:

«В плане 3D-моделирования мы бы назвали систему Solid Edge одной из лучших. Интерфейс продуман и удобен, а развитые инструментальные возможности моделирования позволяют создавать параметрические модели, перед которыми пасуют другие системы.

Современные требования к рабочему месту машиниста локомотива, к дизайну и эргономике кабины и пульта требуют создавать сложные по геометрии объемные формы. Система моделирования Solid Edge существенно упрощает процесс проектирования, позволяет вовремя выявить ошибки и верно оценить внешний вид изделия. При проектировании пульта управления магистрального грузового тепловоза 2ТЭ70 была использована программа Solid Edge, которая сейчас внедряется на нашем предприятии. Совместно со специалистами компании CSoft мы запроектировали в 3D несколько наиболее сложных моделей пульта, позволивших уже на этом этапе выявить погрешности форм и стыковых узлов. Польза этой программы очевидна, однако для по-настоящему широкого ее внедрения требуется организация системного обучения конструкторов.

Очень благоприятное впечатление произвела на нас работа Solid Edge с деталями из листового металла. А учитывая простоту передачи данных из этой системы в Unigraphics, стало возможным быстро получать развертки деталей любой сложности. Кроме того, Solid Edge выгодно отличается от аналогичных систем средствами работы с трубопроводами и электрическими кабелями».

В начало В начало

Инженерный анализ — расчеты на прочность, кинематика, динамика, термодинамика

С конца октября 2003 года на ОАО «Коломен­ский завод» работает программное обеспечение, разработанное MSC.Software Corporation — бесспорным лидером в области создания программ виртуального моделирования процессов деформирования твердотельных объектов. ПО MSC.FEA включает конфигурированные под конкретную расчетную проблему модули MSC.Patran и MSC.Nastran, что обеспечивает наилучшее соотношение «стоимость/эффективность» каждого рабочего места. В единой среде графического интерфейса пре- и постпроцессора MSC.Patran пользователь может формировать задачи, осуществлять расчеты и обрабатывать результаты, что значительно снижает требования к подготовке расчетчика и упро­щает внедрение программных комплексов моделирования. MSC.FEA служит для решения задач общей прочности (в линейной и нелинейной постановках), динамики, оптимизации конструкций, задач теплопередачи. Широчайшие возможности и надежность решателя MSC.Nastran делают этот продукт эффективным инструментом расчетчика при разработке современных конструкций.

Специальные CAE-модули Solid Modeling, Parasolid и ASIC Access позволяют без потерь импортировать в расчетную среду геометрию, подготовленную в современных системах твердотельного моделирования, а также редактировать ее. На предприятии используется и еще один пакет для углубленного инженерного анализа — MSC.Marc, эффективно решающий прочностные задачи с учетом геометрической и физической нелинейности (контактные задачи, упруго-пластическое деформирование и т.п.).

Комментируют специалисты УГКЛ:

«При содействии специалистов CSoft созданы модели тележки грузового тепловоза и пульта машиниста для этого же тепловоза, в работе находится модель кабины. На основе трехмерной геометрии рамы тележки нового грузового тепловоза 2ТЭ70 разрабатывается ее конечно-элементная математическая модель для расчета на статическую и циклическую прочность; уже выполнен прочностной анализ кронштейнов подвески тяговых электродвигателей и элементов рычажной передачи тормоза (рис. 14 и 15).

Достаточно детализированная (порядка 300 тыс. узлов) конечно-элементная модель рамы тележки 2ТЭ70 находится в стадии завершения (рис. 16, 17, 18). Все силовые кронштейны, входящие в ее состав, уже рассчитаны на прочность. Безусловно, наличие 3D-геометрии существенно упростило нам задачу и сэкономило время. Геометрия в формате Parasolid передается в MSC.Patran корректно, без потерь. Мы очень признательны сотрудникам CSoft за проделанную работу».

В начало В начало

Создание электронного архива

Комментируют специалисты УГКЛ, работающие с электронным архивом:

«При создании новых моделей используются многие конструктивные детали серийных локомотивов, но вся документация по этим локомотивам выполнена на бумаге. При создании электронного архива мы столкнулись с проблемой улучшения качества отсканированных изображений. Использование программ Spotlight и RasterID позволило нам удалить “мусор”, избавиться от перекосов, восстановить линии, то есть в буквальном смысле подарило чертежам вторую жизнь. Лучших программ для работы со сканированными изображениями мы не встречали».

В начало В начало

УГКМ: работы, проблемы, планы

Рассказывает начальник бюро отдела автоматизации и вычислительной техники САПР УГКМ Евгений Крикунов:

«Хороший двигатель невозможно создать без исследовательских и конструкторских работ, но его невозможно создать и при отсутствии производства, отвечающего современным требованиям науки и техники.

Масштабное внедрение информационных технологий началось в УГКМ полтора года назад. Эти технологии должны сократить цикл разработки изделий, повысить технический уровень разработок, обеспечить четкое взаимодействие разных подразделений при проектировании, доводке и изготовлении двигателей или других изделий на их основе. На более отдаленную перспективу запланирован переход к безбумажной технологии документооборота».

Определились и основные составляющие информационной системы УГКМ, создаваемой на основе локальной вычислительной сети:

• система автоматизированного проектирования (САПР):

- подсистема расчетных задач (расчеты на прочность, расчеты рабочего процесса и т.д.),

- подсистема 3D-моделирования,

- подсистема разработки рабочих чертежей;

• система автоматизации технического документооборота (TDM):

- подсистема управления документами электронного архива,

- подсистема управления данными о проектах/изделиях,

- подсистема маршрутизации документов и работ;

• система ввода-вывода чертежей и другой бумажной документации;

• автоматизированная система управления испытаниями и доводкой двигателей, агрегатов и узлов;

• система ведения организационно-распорядительной документации (канцелярия).

В начало В начало

Поиск базовой САПР

Полтора года назад УГКМ располагал рабочими местами САПР КОМПАС-График. Учитывая необходимость тесного сотрудничества со смежным подразделением (Управление главного конструктора по локомотивостроению), которое имеет в этой программе серьезные наработки, было решено в качестве базовой подсистемы разработки чертежей остановиться именно на этой САПР. Вместе с тем следовало решить проблему внедрения таких технологий, которые значительно ускорили бы процесс проектирования и доводки двигателей. После изучения рынка и встреч с ведущими специалистами выбор был сделан в пользу Unigraphics — современной мощной CAD/CAM/CAE-системы, сочетающей традиционные принципы геометрического моделирования с возможностями параметрического проектирования.

Unigraphics позволяет создать полную электронную модель двигателя внутреннего сгорания (ДВС), но предприятие, как правило, может оснастить такой САПР далеко не каждое рабочее место конструктора. Выход — в совместном использовании системы высокого уровня Unigraphics и системы среднего уровня Solid Edge. Выбор САПР Solid Edge был для Коломенского завода бесспорным и однозначным: оба продукта созданы одним разработчиком — фирмой UGS, а связка «Solid Edge—Unigraphics» обеспечивает сохранение ассоциативности и возможности автоматического обновления как отдельных деталей, так и сборок в обоих направлениях.

В начало В начало

Приобретение лицензий, обучение и пилотный проект

Рассказывает Евгений Крикунов:

«Наше предприятие заключило с компанией CSoft договор, согласно которому, в частности, для УГКМ были приобретены три “плавающие” лицензии Solid Edge. Выбор компании далеко не случаен: CSoft предлагает современные программные разработки Consistent Software, а кроме того, в ее активе успешные внедрения проектов различной сложности.

Остановлюсь на проблемах внедрения САПР. Освоение нового всегда требует немалых усилий, при том что текущую работу никто не отменяет. И здесь наши партнеры из CSoft оказали нам серьезную помощь. Обучение конструкторов было организовано на рабочих местах и с учетом нашей специфики. Уровень подготовки конструкторов неодинаков, но, несмотря на это, основы работы в Solid Edge были успешно всеми освоены. Оценили пользователи и множество преимуществ программы. Назову лишь важнейшие:

• удобное ленточное меню выполнения операции;

• показ контура при выборе функции Закраска и контур;

• среда Сварная деталь;

• возможность создания упрощенной детали;

• подсвечивание ошибок при создании эскиза;

• создание семейства деталей;

• понятный механизм позиционирования детали в сборке;

• запоминание связей, наложенных на деталь в сборке, и применение их к новой детали, вставляемой в сборку;

• замена детали в сборке при сохранении связей;

• авторазнесение элементов сборки;

• упражнения, встроенные в программу;

• показ детали (сборки) в Проводнике Windows при выборе функции Эскиз страниц;

• возможность использования элементов одного эскиза при выполнении нескольких операций;

• возможность экспорта и импорта файлов многих форматов, используемых другими системами САПР;

• возможность использования результатов расчета в MS Excel для построения трехмерных сплайнов (табличная кривая).

Добавим к сказанному возможность в любой момент вернуться к редактированию каждого шага построения, а также то, что в Solid Edge очень редко случаются сбои при построении сложных скруглений (этим система выгодно отличается от многих программ аналогичного назначения)…

Пилотным проектом стало проектирование в Solid Edge и Unigraphics трехмерных деталей и узлов дизель-генератора, а затем создание в Unigraphics полной цифровой модели: этот дизель-генератор является базовым для разработки перспективных модификаций локомотивных двигателей (рис. 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29).

Специалистами CSoft была открыта “горячая линия” технической поддержки конструкторов. К работе с Solid Edge приступили все подразделения, а наибольшего успеха добились те из них, где руководители хорошо владеют компьютером и САПР (не обязательно внедряемой) и где работают инициативные пользователи.

Дружественный интерфейс и встроенные упражнения позволили быстро перейти к практической работе. Сегодня конструкторы, работающие в Solid Edge, есть практически в каждом подразделении».

В начало В начало

Расчеты

Проектирование ДВС требует выполнения большого объема теплофизических, газодинамических, прочностных и других расчетов. Наличие в Unigraphics интерфейса к пакетам MSC.Software позволит решить сложные проблемы инженерного анализа ДВС на основе единой геометрической модели, что значительно повышает достоверность результатов анализа и сокращает время их получения. На базе моделей и по результатам испытаний предстоит создать комплекс взаимосвязанного расчетного и прочностного проектирования ДВС и его узлов с целью оптимизации характеристик изделия.

С появлением выполненных в Solid Edge трехмерных моделей деталей и узлов значительно упростились расчеты инерционных характеристик: к примеру, расчет центра масс и моментов инерции занимает теперь считанные секунды.

ДВС — устройство сложное, и создание 3D-моделей деталей и узлов пилотного проекта еще не завершено. В рамках подготовки к созданию полной цифровой модели на предприятии приобретены два мощных компьютера, а специалисты CSoft готовятся к проведению следующего этапа обучения: конструкторы будут осваивать приемы работы со специализированными модулями Unigraphics (работа с большими сборками, разводка труб и т.д.).

В начало В начало

Переход на станки с ЧПУ

Одним из способов повышения мощности, улучшения экономических и экологических показателей ДВС без существенного изменения габаритов и массы является турбонаддув. Основной узел в системе турбонаддува — это турбокомпрессор (ТК), а в компрессоре — колесо со сложным профилем лопаток. Погрешности изготовления ТК приходится компенсировать тонкой и далеко не простой настройкой уже на готовом двигателе.

Одно из рабочих мест Unigraphics приобретено Коломенским заводом прежде всего для проектирования, опытного производства и серийного изготовления цельнофрезерных колес компрессора: должное качество проектирования некоторых элементов (в частности, профиля лопатки) может обеспечить только «тяжелая» САПР.

Благодаря возможностям пятикоординатного обрабатывающего центра HERMLE 1200 задаваемая в CAD/CAM-системе повышенная точность обработки поверхности достигается за счет интерполяции сложных контуров, а эффективная технология высокоскоростного фрезерования значительно экономит время. Дополнительная чистовая обработка не требуется. Разработка и изготовление колеса компрессора для двигателя осуществлялись при содействии специалистов CSoft.

На рис. 30 и 31 приведены наиболее типичные изделия (вращающийся направляющий аппарат и колесо компрессора), изготавливаемые на предприятии по моделям, сформированным в Unigraphics.

Программное обеспечение Unigraphics весьма активно используется в Управлении главного технолога (УГТ). Среди проектов, уже завершенных сотрудниками управления Ю.Н.Князевой и И.В.Березиной, — математическое моделирование и подготовка управляющих программ для чистового фрезерования поверхности поршня локомотивного дизеля на фрезерном пятиосевом обрабатывающем центре HERMLE-C800. На первый взгляд эта деталь имеет цилиндрическую поверхность, но на самом деле поверхность поршня (или тронка, как его называют специалисты) имеет точно рассчитанную овальность в поперечном сечении и бочкообразность в продольном. В УГТ была разработана технология фрезерной обработки тронка, для чего сформирована математическая модель поршня в Unigraphics и подготовлено несколько стратегий обработки (строчное фрезерование концевой фрезой с наклоном оси инструмента, фрезерование боковой поверхностью инструмента) (рис. 32 и 33). После пробных обработок непосредственно на станке была выбрана оптимальная траектория, обеспечивающая за минимальное время необходимое качество обработки. Полученная поверхность инспектировалась контрольно-измерительной машиной «Маузер» и принята по всем замеряемым параметрам.

Зачастую можно услышать: «Unigraphics — это решение, пригодное для загрузки многоосевых станков или обрабатывающих центров. Если же у нас станки попроще — старые добрые советские, то Unigraphics не для нас!» Технологи Коломенского завода это утверждение опровергли. Для изготовления ходового винта они наметили использовать станок ДФ-966 (работает только в инкрементальном режиме, 8 (!) Кбайт памяти, кодирование подач производится крайне своеобразным способом: перемещения кодируются не в миллиметрах, а в импульсах, один импульс равен 0,004 мм). Справедливости ради отметим: станок все-таки пятиосевой (рис. 34), но применяемые обработки практически можно свести к двухосевым: перемещение фрезы по оси винта с одновременным поворотом (шаг винта — один оборот). Казалось бы, все просто: получаем траекторию в Unigraphics, обрабатываем постпроцессором — и на станок. Но станок воспримет только 999 кадров управляющей программы (или 8 Кбайт — ограничение по размеру), а при строчном фрезеровании для получения должного качества поверхности требуется 50-70 проходов. Как быть?

Технологи нашли очень элегантное решение: они формируют траекторию по всей длине винта, а затем в графическом редакторе траектории Graphical Toolpath Editor вырезают все промежуточные перемещения, оставляя только перемещения в начале и в конце строчки (при перемещении по винтовой линии больше и не нужно). И вписываются во все ограничения станка!

Для ответного винта решено было задействовать фасонную фрезу, чтобы получить требуемую поверхность за один проход. Здесь возможности Unigraphics позволили решить обратную задачу: по идеальной расчетной траектории сформировать профилировку фрезы (рис. 35).

Сегодня технологи УГТ самостоятельно разрабатывают управляющие программы на одну из моделей вращающегося направляющего аппарата (рис. 36).

В начало В начало

О TDM и вводе-выводе чертежей

Рассказывает Евгений Крикунов:

«В конце прошлого года на предприятии началось внедрение системы TechnologiCS, функционал которой позволяет решить задачи TDM. Остается только пожелать, чтобы разработчики TechnologiCS создали к ней такой интерфейс для САПР КОМПАС, Solid Edge и Unigraphics, который позволил бы этим САПР работать с базами данных материалов и стандартных изделий с учетом применяемости на предприятии.

Один из главных результатов работы конструктора — чертеж. И первое, что удалось реализовать, — это система ввода-вывода чертежей и другой бумажной документации. В состав системы входят сканер формата А0 KIP 2050, плоттер Oce` TDS 400, лазерный принтер НР 5000 и комплекс программ.

Отсканированные документы обрабатываются с помощью программ RasterID или Spotlight (устранение перекосов, “мусора”, обрезка пустых полей и т.д.), передаются по ЛВС в подразделения и далее согласно назначению в архивы БД TechnologiCS. Пакетный режим работы программы RasterID позволяет быстро обработать большой объем отсканированных изображений, а плоттер Oce` TDS 400 обеспечивает быструю и качественную печать.

За долгие годы работы нашего управления накопился огромный архив бумажной документации. С течением времени разобраться в нем становилось все труднее. И это неудивительно: разработка каждого двигателя добавляла в архив до 6 тыс. новых чертежей!

Возникла насущная задача — отсканировать бумажную документацию, а затем загрузить ее в систему TechnologiCS, чтобы сотрудники имели возможность в любой момент получить в электронном виде необходимую графическую информацию.

Как правило, очень немногие из отсканированных чертежей не требовали никакой обработки. Поэтому перед загрузкой их в архив требовалось устранить перекосы и более сложные нелинейные искажения, убрать “мусор”, залить “дырки” и восстановить линии.

Документы хорошего качества обрабатывались в пакетном режиме, а в более сложных случаях — индивидуально с помощью профессионального графического растрово-векторного редактора Spotlight, позволяющего быстро, просто и очень эффективно произвести коррекцию чертежей. Без этого программного продукта компании Consistent Software решить такую объемную и сложную задачу было бы весьма проблематично.

Программа позволила нам выполнить еще одну непростую работу: по договору со сторонней организацией мы должны были перевести их бумажный архив в микрофильмы. При обработке сканированных изображений Spotlight также был выше всяких похвал».

В начало В начало

Анализ технологических процессов — разработка литьевых форм

Когда конструкторские подразделения ОАО «Коломенский завод» приступили к освоению системы твердотельного моделирования Solid Edge, интерес к CAD/CAM-системам проявили и технологи-литейщики — главный металлург А.Ф.Мирошкин и ведущий технолог отдела главного металлурга Е.В.Задорожная.

Практические очертания этот интерес обрел на встрече в офисе компании Consistent Software: специалистам по литейной технологии были представлены пакет Solid Edge и программный комплекс LVMFlow, предназначенный для моделирования и анализа различных способов литья. Итогом обсуждения стал пилотный проект на базе одного из изделий, выпускаемых подразделениями металлургического комплекса («Стойка средняя» под индексом М1-2-5Д49.35.02-1, изготавливаемая из стали 20Л, габариты продукта — 1100x850x380 мм, вес около 260 кг).

Проект включал несколько этапов:

• создание в системе Solid Edge конструкторской модели изделия;

• создание в Solid Edge технологической модели (то есть сборочной модели, включающей конструкторскую модель, модель литниково-питательной системы и модели оснастки (холодильники и пр.);

• моделирование и анализ литьевого процесса в системе LVMFlow — на базе технологической модели;

• оформление, представление и обсуждение промежуточных и окончательных результатов.

Работа над проектом в тесном контакте с сотрудниками отдела металлурга подтвердила превосходные характеристики Solid Edge и применительно к моделированию достаточно сложных литейных форм, а также литниково-питательной системы и оснастки. Возможности оперативного изменения геометрии модели и подробной визуализации результатов заметно экономят время и исключительно полезны при обсуждении и оценке «натуры» создаваемого изделия в процессе подготовки производства.

Результаты первого этапа были представлены специалистам завода — их замечания и уточнения позволили лучше «почувствовать» конструкцию изделия. Готовая модель детали «Стойка средняя» пред­став­лена на рис. 37.

На втором этапе была разработана модель литниково-питательной системы (рис. 38) с последующим ее включением в итоговую сборочную технологическую модель (рис. 39) вместе с холодильниками и стояком для заливки. Габариты разрабатываемой опоки — 1700x1450x400 мм.

Специалисты Коломенского завода, подтвердив завершение второго этапа, дали разрешение на моделирование процесса отливки этого изделия с помощью программного комплекса LVMFlow, который используется для таких способов литья, как литье по выплавляемым моделям, литье в землю, в кокиль, в изложницу, литье под давлением. В процессе моделирования можно непосредственно наблюдать за процессом, а также сохранять информацию, необходимую для анализа литьевого процесса и отработки технологии литья. Система обеспечивает возможность проанализировать дефекты усадочного происхождения, а также снять показания с любого виртуального датчика.

Первый шаг в технологии моделирования — конвертация исходной геометрии из STL-формата во внутренний формат LVMFlow и соответствующая ориентация модели в пространстве относительно вектора гравитации (рис. 40). Результаты моделирования представлены на рис. 41, 42, 43, 44.

Полученные в результате численного эксперимента данные дали богатый материал для анализа конкретной литейной технологии и принятия решений по ее оптимизации и совершенствованию.

В нашем случае проводилось моделирование уже отработанной технологии литья, которая позволяет избежать дефектов в теле детали: все дефекты уходят в прибыли. Таким образом, налицо полное совпадение результатов численного и натурного экспериментов.

В начало В начало

САПР в других подразделениях

Летом 2003 года компания CSoft осуществила поставку в ОГКНО (отдел главного конструктора нестандартного оборудования, руководитель И.А.Городничев) программного комплекса SCAD Office.

Само название отдела в полной мере характеризует его специфику: здесь работают, что называется, мастера на все руки. Сотрудникам отдела приходится решать самые разнообразные задачи, обеспечивающие работу других отделов и служб предприятия. В их компетенцию входят вопросы освещения и электроснабжения, реконструкции зданий, оценки их остаточного ресурса и многое другое.

SCAD Office активно используется в отделе для проведения как простых расчетов строительных конструкций (металлических и железобетонных), так и сложных. В первом случае применяются так называемые программы-сателлиты («Арбат», «Кристалл» и др.), позволяющие быстро и легко оценить работоспособность конструкций, используя стандартные несложные расчетные схемы. Во втором на помощь приходит ПО SCAD, назначение которого — расчет трехмерных строительных объектов. При глобальной реконструкции зданий и сооружений без этого помощника обойтись трудно.

В начало В начало

Заключение

Итоги разговора подводит Евгений Крикунов:

Масштабам поставленных задач должно соответствовать и количество рабочих мест Solid Edge—Unigraphics и другого инструментария. Уже в ближайшее время 12-я версия Solid Edge будет обновлена на 15-ю. В планах — приобретение еще нескольких рабочих мест Solid Edge—Unigraphics, расчетных программ фирмы MSC.Software и многое другое.

Подчеркну: одной из главных составляющих успеха является четкое понимание руководством конечных задач внедрения информационных технологий, в частности автоматизации конструкторских работ, а также поддержка на всех этапах внедрения — это аксиома!

Мы в начале пути, но знаем, что дорогу осилит идущий. Да и «спать» некогда, времена не те. Надеемся и верим в наших специалистов и в наших партнеров по внедрению информационных технологий».

В начало В начало

«САПР и графика» 5'2004