Мы продолжаем публикацию статей о программах, разработанных в МГТУ «Станкин». За последнее десятилетие его специалистам удалось не только сохранить научный потенциал, накопленный за годы его существования и развития, но и добиться заслуженного признания как вуза, занимающего передовые позиции в области информационных технологий. Наряду с подготовкой высококвалифицированных инженеров, отвечающих современным требованиям, специалисты МГТУ «Станкин» поставляют на рынок программного обеспечения собственные разработки, зачастую не имеющие аналогов на Западе или составляющие им все более серьезную конкуренцию.

Именно в МГТУ «Станкин» была разработана первая версия популярной графической системы T-FLEX CAD фирмы «Топ Системы», разработчики которой продолжают тесно сотрудничать со специалистами университета. Одним из результатов такого сотрудничества явилось появление на рынке САПР технологической системы СИТЕП, о новых возможностях которой мы расскажем в этой статье.

СИТЕП: инвариантная система технологического проектирования

Сергей Васильев, Виктор Ушкевич, Владимир Кузьмин, Андрей Мазурин

Традиции конструкторско-технологической подготовки производств российских предприятий имеют свою специфику, в частности наличие технологических подразделений общезаводского и цехового уровней.

Система технологического проектирования СИТЕП предназначена для разработки технологической документации изготовления изделий машиностроения в условиях мелкосерийного и серийного производства, а также для создания файлов для смежных подсистем конструкторской и технологической подготовки производств, разработки управляющих программ для станков с ЧПУ и систем управления производством. Система может использоваться как автономно (с вводом информации с бумажных носителей), так и в составе интегрированного комплекса конструкторско-технологической подготовки и управления производством ФОБОС1 (МГТУ «Станкин»).

При создании СИТЕП учитывался более чем десятилетний опыт разработки, внедрения и эксплуатации систем технологического проектирования ТЕМП и СИТЕП (МГТУ «Станкин») на десятках предприятий.

Система СИТЕП состоит из базового модуля (ядра системы) и расчетных приложений. Ядро системы обеспечивает взаимосвязь между расчетными приложениями и позволяет создавать технологическую документацию изготовления изделия для всех основных машиностроительных переделов (методов обработки): листовой штамповки (СИТЕП ЛШ), механообработки (СИТЕП МО), ковки и горячей объемной штамповки (СИТЕП ГОШ), сборки (СИТЕП Сб) и др. Различия в основном состоят в подключаемых к ядру СИТЕП расчетных модулях. Например, СИТЕП ЛШ имеет следующие расчетные модули: раскроя детали в полосе, раскроя материалов, расчета параметров заготовки, расчета переходов, определения усилия штамповки, нормирования листовой штамповки и пр.; СИТЕП МО — модули расчета режимов обработки , размерного анализа, нормирования механообработки и пр.; СИТЕП ГОШ — модули построения чертежа поковки в горячем состоянии, расчета усилий ковки и штамповки, моделирования заполнения ручья штампа, нормирования ГОШ и пр. Такой широкий охват СИТЕП переделов и средств проектирования возможен благодаря совместной работе коллектива разработчиков со всеми профилирующими кафедрами МГТУ «Станкин».

СИТЕП использует основные принципы проектирования технологических процессов (ТП), которые нашли широкое применение на машиностроительных заводах:

• проектирование на основе использования ранее разработанных технологий деталей-аналогов, имеющих аналогичные служебное назначение, геометрическую структуру и технологические процессы изготовления. Сущность проектирования в этом случае состоит в автоматическом поиске аналога рассматриваемой детали и технологического процесса его изготовления, в редактировании ТП и распечатке технологической документации;
• проектирование на базе технологического редактора, предоставляющего пользователю возможность заполнения таблиц ТП на основе поиска параметров ТП (шифров оборудования и технологической оснастки, технологических размеров, режимов резания, нормативов времени на каждую операцию) с использованием подсказок, прокруток, помощи по заполнению информации (Нelp);
• проектирование на основе использования типовых технологических процессов, разработанных предварительно для так называемой детали-представителя. Типовая деталь охватывает класс деталей с одинаковыми конструктивно-технологическими признаками. Сущность проектирования на основе типизации состоит в настройке типового ТП на проектируемый, а также в расчете параметров или их вводе с помощью технологического редактора: при настройке происходит удаление «лишних» операций для поверхностей, которые отсутствуют в рассматриваемой детали, и переходов, которые обеспечивают качество поверхностей выше требуемого;
• проектирование на основании синтеза структуры ТП путем автоматизированного выбора планов обработки каждой поверхности, последовательности обработки поверхностей на основе выбора единых технологических баз и баз на первых операциях, группирования переходов в установы и операции с последующим расчетом параметров ТП.

Система состоит из нескольких функциональных (проектных) блоков, которые отражены в главном меню:

• ввод исходной информации по изготавливаемой детали путем заполнения таблиц на основе чертежа и условий изготовления;
• процедура проектирования ТП;
• распечатка технологической документации;
• ведение баз данных;
• ведение архивов.

Компьютерная система, безусловно, не в состоянии заменить квалифицированного технолога. Поэтому СИТЕП создана как средство, не подменяющее технолога, а существенно ускоряющее и упрощающее проектирование технологий, расчет параметров технологических процессов, формирование текстов переходов, выбор необходимой оснастки и инструментов, формирование документации и операционных эскизов.

СИТЕП позволяет заносить знания каждого технолога в базу системы. Это свойство системы особенно важно в настоящее время, когда опыт проектирования технологий, накопленный за десятилетия работы, утрачивается предприятиями вследствие ухода технологов пенсионного возраста. Система позволяет аккумулировать опыт наиболее квалифицированных специалистов предприятия, использовать и тиражировать его, обучать на его основе молодых специалистов.

Выбор технологического оснащения производится из информационной базы системы. В информационной базе содержатся каталоги всех составляющих технологических процессов: наименования операций, оборудование, приспособления, вспомогательные материалы, тексты переходов, режущие, измерительные, вспомогательные инструменты, заготовки, комплектующие для сборочных технологических процессов. С помощью встроенной СУБД информационная база достаточно удобно обновляется путем замены, удаления и добавления информации как при проектировании техпроцессов, так и в автономном режиме при поступлении нового оборудования, изготовлении специальной технологической оснастки, корректировании текстов переходов и др.

Результатами работы СИТЕП являются: комплект технологической документации на изготовление детали, исходная технологическая информация для автоматизированной подготовки управляющих программ для станков с ЧПУ и данные для управления производством.

Комплект технологической документации включает в себя:

• титульный лист;
• спецификацию деталей на изделие;
• ведомость технологической оснастки;
• технологическую маршрутную карту;
• технологическую операционную карту;
• карту операционных эскизов с эскизом на операцию;
• карту раскроя детали в полосе, ленте, рулоне с чертежом раскроя штамповки (СИТЕП ЛШ);
• карту раскроя листового материала с чертежом раскроя штамповки (СИТЕП ЛШ);
• чертеж поковки в горячем состоянии (СИТЕП ГОШ);
• карту согласования;
• карты контроля;
• ведомость нормирования трудозатрат по операциям;
• лист регистрации изменений.

Комплект документации может дополняться новыми формами документов.

Данные для управления производством содержат:

• уникальный код и наименование операции;
• инструмент;
• вид и массу заготовки;
• нормы времени на операцию;
• описание оборудования на операцию;
• квалификационный разряд рабочего;
• текст перехода.

Предлагаемый комплекс программных средств позволяет избежать дублирования подготовки исходной информации при выполнении проектных работ. Конструктор создает чертеж изделия в графической системе Т-FLEX CAD, затем этот же чертеж поступает к технологу, который, используя Т-FLEX CAD и систему СИТЕП, разрабатывает операционные эскизы и вводит недостающую технологическую информацию (технологические размеры, базовые поверхности и т.д.), сохраняемую в чертеже. Технологическая информация с чертежа автоматически передается в СИТЕП, с помощью которой технолог проектирует необходимую технологическую документацию на изделие, а СИТЕП, в свою очередь, связана интерфейсом с Т-FLEX ЧПУ.

Еще одним достоинством интеграции Т-FLEX CAD и СИТЕП является автоматическое получение технологической документации после параметрического изменения чертежа в Т-FLEX CAD. Изменение геометрических размеров изделия приводит к автоматической модификации чертежа. В результате обновленные технологические данные из чертежа поступают в систему СИТЕП, которая в автоматизированном режиме проводит изменения во всех связанных технологических документах и корректировку управляющих программ для станков с ЧПУ.

С учетом того, что конструкторы и технологи в основном заняты модернизацией изделий и связанной с этим корректировкой конструкторской и технологической документации, это свойство интегрированного комплекса дает существенную экономию времени и средств, позволяет избежать ошибок, возникающих при этой корректировке.

В заключение перечислим основные функциональные возможности системы СИТЕП:

• автоматическое получение данных о конструкции изделия из чертежей, подготовленных в графической системе T-FLEX CAD;
• использование всех наиболее известных в машиностроении методов проектирования технологических процессов;
• создание технологических процессов с указанием наименований операций, оборудования и оснастки;
• автоматизированный выбор режущего, измерительного и вспомогательного инструментов;
• формирование текстов переходов;
• автоматизированное изменение параметров технологического процесса при изменении параметров конструкции изделия;
• автоматическая генерация и заполнение стандартных технологических документов и документов произвольных форм;
• формирование операционных, маршрутно-операционных и маршрутных технологических карт, карт контроля, ведомостей оснастки, титульных листов и других технологических документов;
• накопление технологических знаний квалифицированных специалистов предприятий;
• использование накопленных технологических знаний при проектировании новых технологических процессов и для подготовки молодых специалистов;
• возможность создания пользователем в среде системы новых расчетных модулей, баз данных и технологических архивов без привлечения программистов.

«САПР и графика» 7'2000