6 - 2003

Использование программных продуктов фирмы Delcam plc

на ФГУП «Уфимское агрегатное производственное объединение»

Геннадий Казак, Игорь Зарембо

ФГУП «Уфимское агрегатное производственное объединение» (УАПО) традиционно выпускало товары народного потребления: бытовые центробежные насосы, электрические утюги и бытовые пылесосы серии «Ракета».

В 90-х годах прошлого столетия рынок страны заполонили товары зарубежных фирм. И если к бытовым насосам предъявлялось единственное требование — надежность и удобство в работе, то к утюгам и пылесосам выдвигались более жесткие требования по внешнему виду, дизайну, весу, простоте в обращении. Наши пылесосы и утюги отвечали требованиям высокой надежности и низкой стоимости, но по внешнему виду и дизайну уступали импортным аналогам.

Четыре года назад администрация предприятия поставила перед техническими отделами вопрос о разработке конкурентоспособных товаров народного потребления. Было ясно, что без современных методов разработки невозможно изготовить изделия, отвечающие необходимым требованиям. Перед предприятием встала задача приобрести аппаратное и программное обеспечение для автоматизированного проектирования. С аппаратным обеспечением проблем не возникло. После ознакомления с продуктами различных фирм и изучения их возможностей мы остановили свой выбор на программных продуктах фирмы Delcam plc.

Программное обеспечение фирмы Delcam plc, простое в изучении и использовании, имеет полностью русифицированные интерфейсы, а функциональность систем постоянно расширяется с помощью дополнительных модулей. Пользователи регулярно получают обновления ПО. Кроме того, фирма Delcam plc незамедлительно отвечает на все вопросы пользователей и дает советы и рекомендации по работе с ПО.

После более глубокого ознакомления с возможностями программ мы приобрели программный комплекс Power Solution, причем, естественно, лицензионный, что обеспечило нам техническое сопровождение и консультации, выполняемые фирмой «Делкам-Урал». Поэтому мы не оказались брошенными на произвол судьбы. Несколько позже мы там же приобрели и программу твердотельного моделирования SolidWorks.

К началу обучения наших специалистов конструкторы предприятия с помощью традиционных методов (на кульмане) уже разработали утюг современного дизайна. Чтобы внедрить его в производство, необходимо было создать объемные модели деталей, оснастки и программы для станков с ЧПУ. И в этом нам помогла фирма «Делкам-Урал» (см. № 11’2000).

Конечно, не обошлось без проблем. Парк оборудования на нашем предприятии был морально устаревшим. Для передачи информации на станки с ЧПУ необходимы были километры перфоленты, которая к тому же не обеспечивает надежности при передаче информации в стойку станка. Поэтому мы приобрели специальные устройства — DNC-терминалы. Они исключают указанные недостатки перфолент, являются мобильным и удобным методом передачи информации, которая может храниться в них достаточно долго (рис. 1).

Предприятием была изготовлена оснастка (пресс-формы) на основе разработанных объемных моделей. На данный момент утюг, отвечающий современным требованиям потребителя, уже два года выпускается и пользуется спросом у населения (рис. 2).

Следующей задачей было создание конкурентоспособного пылесоса.

Отсутствие достаточного опыта работы в области объемного моделирования и сжатые сроки не позволили специалистам нашего предприятия представить все детали пылесоса в компьютерном виде, поэтому в объеме были созданы только три корпусные детали, которые использовались при проектировании оснастки. Техническая документация была выполнена частично вручную, частично — машинными методами.

По объемной компьютерной модели была заказана и изготовлена физическая модель (LOM-модель) пылесоса, которая использовалась для окончательного утверждения дизайна изделия и выявления возможных конструктивных ошибок. Однако LOM-модели присущи недостатки, свойственные бумаге: она не имеет упругости, свойственной полимерным материалам, и обладает малой прочностью. Тем не менее свою функцию она выполнила.

При анализе физической модели, изготовлении пресс-форм и отливке опытной партии пластмассовых деталей возникли некоторые нестыковки, связанные с человеческим фактором и отсутствием опыта работы, которые пришлось исправлять прямо «в металле». Несмотря на это, в короткие сроки все трудности были преодолены и первые партии пылесоса уже выпущены в продажу (рис. 3). Сроки разработки технологической оснастки (пресс-форм) по сравнению с ручным методом сократились примерно в два раза. Благодаря компьютерному моделированию в значительной степени удалось избежать ошибок проектирования оснастки и в полтора-два раза сократить сроки ее изготовления.

В настоящее время техническими службами нашего объединения ведется разработка новой модели пылесоса — недорогого, конкурентоспособного и имеющего небольшие габариты. В разработке по возможности были учтены все замечания, полученные в ходе предыдущей работы. Дизайн пылесоса был утвержден после изготовления физической модели из модельного материала на фирме «АБ Универсал» (Москва) по разработанной на УАПО объемной модели (рис. 4). Имея уже некоторый опыт разработки, специалисты создали объемные модели всех входящих деталей, включая и заимствованные из других изделий, что позволило проверить стыковку всех деталей и узлов, входящих в пылесос (рис. 5).

Вся техническая документация на изделие и оснастку была разработана в электронном виде. Это позволило исключить ошибки, связанные с переносом информации с объемной модели в чертежи, уменьшить количество документации, так как отсутствует необходимость указывать второстепенные (непроверяемые) размеры и все сечения, количество которых в деталях сложной геометрической формы достигает 70-80% занимаемого чертежного формата.

Специалисты нашего предприятия на всех этапах разработки изделия и подготовки производства тесно взаимодействуют и дополняют друг друга (рис. 6).

Фирма Delcam plc в новые версии моделировщика PowerSHAPE активно вводит элементы твердотельного проектирования (гибридизация). При разработке комбинировалось поверхностное и твердотельное моделирование (в предыдущих версиях PowerSHAPE) на уровне двух программ: PowerSHAPE и SolidWorks.

Детали сложной геометрической формы проектировались в программе PowerSHAPE, а остальные детали — в SolidWorks. Затем объемные модели взаимно экспортировались через формат IGES.

Каждая из программ имеет свои особенности и преимущества. PowerSHAPE дает возможность проецировать кривые на поверхность, создавать поверхности (помимо традиционных для всех программ объемного моделирования) на основе сетки кривых и пересекающихся кривых, сглаживать поверхности, сшивать удлинять и разбивать их, анализировать уклон в любой точке поверхности, а также предоставляет ряд других функций.

SolidWorks очень удобна при создании сборок и технической документации. Скорость разработки и редактирования модели выше, чем в PowerSHAPE, но отсутствует возможность создавать модели с поверхностями сложной геометрии.

Стоимость изделия в значительной степени обусловлена объемом материала отдельных деталей. Обе программы позволяют определять объем с высокой степенью точности.

Из PowerSHAPE и SolidWorks информация передается в PowerMILL, где проводится разработка программ для станков с ЧПУ.

Фирма Delcam plc достаточно активно разрабатывает новые стратегии обработки: за последние два года число методов обработки удвоилось. Широко представлены функции по доработке углов, очень удобна стратегия обработки с оптимизированной постоянной Z, чрезвычайно полезна гибкость при редактировании подводов и переходов в траекториях и т.д. А в последней версии представлена и обработка по так называемой стратегии «3+2»-осевой обработке. Проведена серьезная работа по ускорению расчетов управляющих программ: теперь программы довольно большого объема рассчитываются буквально за секунды.

Пример проекционной обработки пуансона пылесборника пылесоса «Ракета-1000» в программе PowerMILL с применением визуализации приведен на рис. 7. Обработка той же детали на станке 600V показана на рис. 8.

В последние два года на нашем предприятии целенаправленно ведется перевооружение станочного парка для инструментального производства. Внедряются как новые технологии в металлообработке, так и прогрессивные методы обработки металлов. В прошлом году был приобретен и в короткие сроки успешно внедрен электроэрозионный проволочно-вырезной станок Sodick AQ325l (рис. 9) фирмы Sodick (Япония), что позволило сделать качественный шаг вперед в изготовлении штампов и другой сложной оснастки, которые до этого мы своими силами реализовать не могли — приходилось заказывать такие работы у сторонних организаций. В этом году руководство планирует и дальше вести модернизацию производства. Так, запланировано приобретение нового электроэрозионного оборудования, которое будет функционировать под управлением программ, рассчитанных в PowerMILL.

Процесс изготовления пресс-форм весьма длительный и дорогой. По этой причине для производства опытной партии пылесосов (при отсутствии оснастки) предприятие решило использовать технологию «сжатия времени», поэтому заказ на изготовление комплекта деталей был размещен в фирме «АБ Универсал». Процесс состоит из двух этапов:

I этап — изготовление фотополимерных моделей деталей на 3D-принтере. На этом этапе создаются силиконовые формы (рис. 10);

II этап — изготовление силиконовых форм и полиуретановых деталей методом литья в вакууме (рис. 11). Детали обладают свойствами штатной пластмассы. Готовые изделия могут быть собраны и поставлены на испытания задолго до изготовления оснастки, при создании которой можно учесть все замечания, возникшие в процессе сборки и работы изделия.

Параллельно ведется автоматизированная разработка КД на оснастку, которую при необходимости можно исправить очень быстро.

Первую партию пылесосов планируется выпустить в конце текущего года.

В заключение авторы хотели бы поделиться выводами, к которым они пришли в ходе 4-летней работы в области сквозного компьютерного проектирования и на основе опыта создания службы САПР на предприятии. Авторы считают, что наибольшие проблемы при внедрении систем автоматизированного проектирования вызывают следующие факторы:

• консерватизм мышления некоторых руководителей;

• высокая стоимость для российских потребителей аппаратного и программного обеспечения;

• отсутствие обученных квалифицированных кадров.

Если по первому пункту остается оптимистически надеяться на лучшее — прогресс заставит, то по остальным у нас имеются предложения.

Высокую стоимость внедрения САПР можно снизить до приемлемых размеров путем создания региональных центров. Это позволит скооперироваться при долевом участии нескольким предприятиям, что снизит среднюю стоимость программного обеспечения и даст возможность использовать аппаратное обеспечение с большей отдачей.

Региональный центр может стать также и учебным центром для подготовки специалистов и студентов ведущих технических вузов региона. Нехватка и текучесть кадров в области САПР значительно больнее бьет по производству, чем по другим областям. Подготовка квалифицированного специалиста, уже имеющего высшее образование, требует дополнительно от полугода до полутора лет, поскольку в вузах эта область современных инженерных знаний охватывается пока недостаточно. И конечно, необходимо создавать приемлемые условия работы, повышать престижность и материальную заинтересованность специалистов, занятых в данной области производства.

В начало В начало

«САПР и графика» 6'2003