7 - 2003

Как радикально сократить сроки разработки формообразующей оснастки

Часть 2

Алексей Пелипенко

Современная организация процесса разработки оснастки

QuickElectrode — подсистема для проектирования электродов и подготовки прошивной электроэрозии. Это полнофункциональное решение, работающее в среде сборки и позволяющее пользователю за несколько минут спроектировать модели электродов для различных направлений прожига детали и получить комплект производственной документации: чертежи электродов, карты наладки, сборочный чертеж.

Высокий уровень автоматизации достигается благодаря пользовательским настройкам, определяющим состав проекционных видов графических документов, размеры, выводимые на каждом виде, состав и расположение такой дополнительной информации, как тип и значение осцилляции, искрового зазора, габаритов хвостовика электрода и формообразующих поверхностей и др. Дополнительный автоматизм разработки обеспечивает использование шаблонов построения моделей электродов. Сохранение электрода в качестве шаблона означает сохранение последовательности действий, которые будут использоваться при проектировании нового электрода. В последние годы систему QuickElectrode рекомендует своим заказчикам такой известный производитель электроэрозионных станков, как Agie GmbH.

Черчение. Эта подсистема позволяет формировать графические документы для моделей любого типа в соответствии с требованиями ЕСКД без необходимости затягивания щелей между поверхностями и их преобразования в твердотельное представление. Штриховка сечений при этом также производится автоматически. Одновременно пользователь может реализовать два способа простановки размеров: посредством «интеллектуального курсора», при котором соответствующие меню появляются в зависимости от перемещения мыши при оформлении размера, или через единое меню, соответствующее типу проставляемого элемента на чертеже. Чертеж может содержать любое количество листов. На листе могут быть созданы проекционные виды любой модели из базы данных проектов. Позиции на сборочном чертеже проставляются автоматически в соответствии с информацией об элементах в базе данных. Любая хранящаяся в базе данных информация об объектах может быть отсортирована и выведена в таблицу, размещаемую на чертеже или во внешнем файле.

Обработка с ЧПУ. Поддерживается 2,5-5-координатное фрезерование и сверление, 2- и 4-координатная проволочная электроэрозия. Среди ключевых технологий, заложенных в подсистему разработки управляющих программ (УП), отметим лишь некоторые. Так, знание о текущей форме заготовки в любой момент обработки обеспечивает адаптивное управление подачей и равномерность нагрузки на инструмент в процессе резания. В результате достигается более высокое качество деталей и предотвращается появление динамических проблем, что увеличивает ресурс средств технологического оснащения в целом. Поддержка технологии высокоскоростной резки, помимо управления подачей и сплайновой NURBS-интерполяции (функция G6.2), включает специальные стратегии обработки для создания гладких траекторий движения инструмента. Такие траектории создаются при переходах инструмента между рабочими проходами, слоями, при подходах и отходах инструмента. Трохоидальная обработка исключает появление участков торможений в конце кадров даже при обработке на деталях острых углов. Выбор геометрии по критериям обеспечивает автоматический пересчет траектории инструмента при прохождении изменений.

Новая разработка — модуль QuickDrill — представляет собой САПР сверлильных операций. Отверстия на модели автоматически выявляются и классифицируются этим модулем в соответствии с заложенной в него информацией о типовых профилях отверстий и технологии их обработки, заключающейся в правилах выбора из библиотеки инструмента и последовательности применения стандартных циклов сверления. Режимы резания хранятся вместе с инструментом. После этого автоматически создается траектория обработки. Такая автоматизация рутинных операций, помимо сокращения сроков разработки, защищает пользователя от ошибок и последующего брака изделий (рис. 1).

Приложение Cimatron WireEDM обеспечивает разработку УП для современных проволочных электроэрозионных станков — Agie, Agievision, Charmilles, Fanuc, Fanuc-Charmilles, Makino, Mitsubishi, ONA, Sodick и др. В этом приложении процесс расчета программы, например для станка AgieClassic2 с УЧПУ Agievision, заключается не в выполнении расчета эквидистанты, определяющей движение проволоки, а в задании квалитетов и шероховатостей, на основании которых станок определит необходимые режимы и число проходов с учетом материала детали и проволоки. Открытость системы позволяет также настраивать ее на любые, в том числе и старые отечественные станки (рис. 2).

Качество Cimatron E в сфере разработки УП признано многими предприятиями в мире. В соответствии с партнерским соглашением c Cimatron Ltd в середине 2002 года свой центр высокоскоростной обработки в Швейцарии оснастила системами Cimatron E компания Mikron AG.

QuickCompare — модуль, обеспечивающий выявление изменений в геометрии моделей, импортированных из других систем. Старые (исходные), новые (заменившие исходные) и неизмененные поверхности закрашиваются различными цветами и могут отображаться на экране или скрываться. Критерием неизмененности является задаваемый допуск, который должен соответствовать наиболее точному допуску, указанному конструктором, например, на чертеже. После ознакомления с изменениями мастер-деталь автоматически обновляется.

Необходимость обновления документов, созданных на любом этапе рабочего процесса, Cimatron E определит при их загрузке. Обновление происходит также автоматически. В связи с невозможностью полной формализации действий разработчика исключение могут составлять этапы разделения модели изделия на наборы формообразующих поверхностей. В этом случае ассоциативность геометрии и редактируемость дерева операций и их параметров позволяют быстро внести необходимые коррективы в проблемном месте и продолжить обновление в автоматическом режиме.

QuickCompare исключительно полезен при использовании любых конфигураций Cimatron E (например, разработчикам УП, электродов и т.п.), если исходные данные импортируются через интерфейсы обмена данными из других систем. В этом случае QuickCompare позволяет, по сути, восстановить ассоциативную связь с другой системой и максимально ускорить прохождение изменений. Если же модели изделия разрабатываются в Cimatron E, то в применении QuickCompare для выявления изменений нет необходимости, поскольку в этом случае изменения вносятся конструктором непосредственно в мастер-деталь.

Таким образом, большинство специализированных решений Cimatron E для разработчиков сложной оснастки являются средствами САПР с высоким уровнем автоматизации, направленными на достижение максимальной производительности на каждом этапе рабочего процесса. На это же нацелена и система в целом, предлагающая средства организации рабочей среды для каждого специалиста, такие как создание пользовательских настроек-предпочтений для решения разных задач, темплейтов, каталогов и библиотек для ускорения их решения, проводники для каждого этапа работ, упрощающие и формализующие взаимодействие с системой.

В начало В начало

Современная организация процесса разработки оснастки

В отличие от традиционного последовательного процесса, Cimatron E позволяет организовать коллективную разработку, подразумевающую реализацию как параллельной работы (одновременное выполнение различных этапов рабочего процесса), так и совместной (работа над одним этапом нескольких специалистов). Предпосылками для такой организации являются легкость отслеживания изменений по всему рабочему процессу независимо от формата исходных данных и наличие сетевой архитектуры Cimatron E, обеспечивающей работу специалистов в единой базе данных.

При традиционном процессе боязнь изменений не позволяет специалистам начинать работать с импортированными данными раньше, чем закончится предыдущий этап, так как в случае появления изменений им придется переделывать выполненную работу заново. С использованием же Cimatron E, после того как созданы формообразующие детали, можно, например, параллельно начать выполнение четырех этапов: проектировать чертежи на формообразующие детали, формопакет, фрезерную обработку, электроды. Если по результатам какого-то из этапов будут внесены изменения, они будут отслежены автоматически (рис. 3).

Распараллеливание работ дает дополнительное преимущество — возможность начать подготовку производства раньше окончания конструкторских работ. Другими словами, подготовкой производства можно заняться, как только будут разработаны модели изделия, не дожидаясь, например, окончания оформления на них чертежей. Это возможно, поскольку если при создании чертежей возникнет необходимость внесения изменений в модель, то эти изменения будут выявлены и проведены системой по всем выполненным этапам подготовки производства.

Единая база данных Cimatron E обеспечивает управление всей информацией об объектах — файлами, данными, иерархическими (детали в сборке) и логическими (изделие — оснастка 2-го порядка) связями, а также разделение использования информации при совместной разработке и целостное наглядное представление структуры проекта. В менеджере данных допускаются любые действия над объектами, включая их перенос, поскольку это не вызывает потери ассоциативных связей между ними. Таким образом, пользователь работает с логической структурой данных проекта и не обязан следить за расположением файлов.

Внедрение современной организации работ невозможно без привлечения технических руководителей предприятия, поскольку только они могут обеспечить координацию работ различных подразделений, участвующих в едином рабочем процессе. Для поддержки коллективной работы также должны привлекаться отделы автоматизации, в ведении которых находится обеспечение работоспособности технических средств и вычислительных сетей, разработка инструкций и правил, регламентирующих взаимодействие участников процесса, техническое обеспечение проектов, резервное копирование информации и выполнение ряда других функций.

Несмотря на кажущуюся сложность организации, преимущества коллективной работы очевидны. Разработанное методическое обеспечение позволяет максимально сократить сроки внедрения, и число предприятий, осознавших необходимость реализации рассмотренных технологий работы, растет.

Отметим следующие принципиальные возможности Cimatron E:

• уникальная терпимость к проблемной геометрии — щелям, дублированию поверхностей, неправильным нормалям, исправляет «медленные» поверхности и т.п., что обеспечивает минимизацию «лечения» импортированных данных вплоть до полного исключения этого этапа работы;

гибридное моделирование предлагает производительность твердотельного моделирования вместе с мощью поверхностного;

автоматическое выявление и отслеживание изменений по этапам процесса разработки оснастки производится независимо от формата исходных данных; это приводит к тому, что изменения становятся частью рабочего процесса и пользователь может сначала принимать главные решения, а остальные — позже, то есть работать в соответствии с инженерной практикой;

• для разработчиков формообразующей оснастки Cimatron E предлагает комплекс высокопроизводительных специализированных средств;

организация коллективной работы в Cimatron E базируется на клиент-серверной архитектуре и обеспечении работы пользователей с единой базой данных.

Таким образом, система Cimatron E позволяет решать проблемы разработчиков оснастки весьма эффективно, сокращая сроки разработки на 50% и более. Она предлагает полное решение как в плане функциональности, так и в плане организации процесса разработки. Любая конфигурация системы является сетевой и обеспечивает современную организацию разработки без дополнительной оплаты серверной части.

В заключение необходимо отметить, что высокая производительность работ имеет и оборотную сторону: система Cimatron E, предлагающая множество возможностей, позволяет получать максимальную отдачу только квалифицированному пользователю. Поэтому компания «Би Питрон», более 10 лет являющаяся эксклюзивным представителем Cimatron Ltd, не ограничивается полной локализацией системы, а обеспечивает для предприятий проведение специализированных учебных курсов и профессиональную техническую поддержку.

В начало В начало

«САПР и графика» 7'2003