Технические науки/12.Автоматизированные системы управления на производстве.

студ., Савенков Б.А.; к.т.н., Мельник О.О;

Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут», Україна

Аналіз систем автоматизованого проектування в умовах сучасного виробництва

Існує велика кількість програм для автоматизованої побудови технологічного процесу (ТП) на різних типах виробництва. Так як виробництва у нинішніх умовах мають дрібно – серійний характер, системи автоматизування проектних робіт (САПР), повинні мати гнучкий характер та реально допомагати у скороченні часу на проектування ТП.

Враховуючи, вище сказане та проаналізувавши ринок збуту САПР ТП випливає, що всі діючі системи не відповідають вимогам нинішніх тенденцій розвитку техніки та можливості технології. Більшість з цих систем виконують функцію більш зручного та швидкого складання технічної документації, інші мають деякі функції які дійсно вирішують технічні завдання, та лише деякі реально мають функції до автоматизованого проектування ТП, зокрема типового або групового.

Системи автоматизованого проектування технологічного процесу дозволяють автоматизувати і підвищити ефективність процесу розробки ТП за рахунок:

· інтеграції з CAD/CAPP системами з метою: автоматичного перенесення даних з креслення (і 3D моделі) в текст ТП; забезпечення візуального налаштованого зв'язку графічних даних (конструкторської інформації) зі структурними елементами ТП (технологічною інформацією); перегляд і редагування планів обробки поверхонь конструкторсько-технологічних елементів (КТЕ) у прив'язці до елементів 3D моделі; навігації в тексті ТП по 3D моделі та за кресленням.

· проектування технологічних процесів в наступних автоматизованих режимах: на основі технологічного процесу аналогу; з використанням бібліотеки часто повторюваних технологічних рішень; з використанням бібліотеки конструкторсько-технологічних елементів (КТЕ); автоматичного формування фрагментів ТП на основі типових планів обробки КТЕ; запозичення технологічних рішень з раніше розроблених технологій; діалоговий режим проектування з використанням баз даних системи.

· автоматизованого формування текстів переходів в наступних режимах: за алгоритмами обраного плану обробки; формування стандартизованих переходів (по ЕСКД) за допомогою довідників; копіювання готових переходів з бібліотеки користувача або інших ТП.

· автоматизованого надання даних про матеріали, обладнання, інструменту і т.п. за допомогою універсального технологічного довідника (УТД) і корпоративних довідників: матеріали і сортаменти.

· автоматизованого вибору засобів технологічного оснащення: автоматичний підбір інструменту і оснастки по параметрам, заданим для вибраного типового плану обробки КТЕ; вибір з довідників з урахуванням можливих зв'язків інструменту з обладнанням і інших заданих обмежень на вибір.

· різноманітні прикладні модулі дозволяють проводити розрахунок трудових и матеріальних затрат, режимів різання та ін..

· усі додатки отримують технологічні дані з системи ВЕРТИКАЛЬ, а довідкові дані з УТД і корпоративних довідників.

Однією з основних проблем неможливості руху вперед в усіх сучасних САПР ТП, у напрямку автоматизації, є прив’язування до стереотипів створення двовимірної моделі технічного завдання та робота з нею надалі («ВЕРТИКАЛЬ» здебільшого), деякі в свою чергу марно намагаються використати тривимірну модель («ТЕХНОПРО»), або ж скомпонувати ці речі («ADEM»).

Основним завданням нинішнього технолога є максимальне скорочення часу на проектування ТП та знаходження найбільш вигіднішого ТП. Як відомо це можливо за рахунок акумулювання знань кваліфікованих кадрів, розрахунку основних економічних показників та скорочення часу на прийняття рішень і підготовку виробництва, а також зменшення кількості працюючого персоналу.

Отже, для знаходження рішень необхідно проаналізувати більш докладно виробників продукту САПР ТП. Так як вони мають схожу структуру тому виберемо одного з представників, який має доступну для більшості вартість програмного забезпечення та відповідність всім стандартам на просторі СНГ та Росії, фірму «АСКОН» та її продукт який відноситься до САПР ТП «ВЕРТИКАЛЬ».

При проектуванні технологічних процесів у сучасних Computer-Aided Process Planning (CAPP) системах вітчизняного виробника необхідна та достатня 3D модель, то переважна більшість виробників систем автоматизованого проектування намагаються працювати з CAD системами власного виробництва. «АСКОН» не стала виключенням, та при створення програмного продукту ВЕРТИКАЛЬ повністю використовує CAD систему «КОМПАС» для створення необхідної 3D моделі з подальшим впровадженням її у роботу.

Рис.1 – Приклад проектування ТП у САПР ТП ВЕРТИКАЛЬ

Під час проектування технологічного процесу рис. 1 у САПР ТП «ВЕРТИКАЛЬ»:

· до файлу ТП були підключені 3D модель і креслення деталі (поз. 1);

· сформована структура конструкторсько-технологічних елементів (КТЕ) відображає склад та ієрархію елементарних поверхонь, КТЕ і груп КТЕ деталі (поз. 2);

· сформоване дерево ТП відображає склад та ієрархію операцій, переходів, оснастки та інших об'єктів, що становлять технологічний процес виготовлення партії деталей (поз. 3);

· проектування ТП велося як наповненням дерева ТП (поз. 3), так і наповненням дерева КТЕ (поз 2);

· налаштовані зв'язки між деревом КТЕ, деревом ТП і 3D моделлю (кресленням), що дозволило легко орієнтуватися в тех. процесі (поз. 4);

· формування всіх об'єктів ТП здійснювалося шляхом їх додавання з універсальним технічним довідником (УТД); пошук необхідних об'єктів здійснювався з використанням механізмів фільтрації і пошуку даних, що значно підвищило швидкість проектування (поз. 5).

З рис. 2 випливає що, при проектуванні ТП у САПР ТП «ВЕРТИКАЛЬ» використовувана інформація, з 3D моделі та креслення, компонується. Але перевага віддається двовимірній моделі вихідних даних для побудови, як дерева так і проектування готового ТП. Процес проектування ведеться повністю у діалоговому режимі, що вже морально застаріло та не дає можливості максимально скоротити час на проектування готового ТП.

Рис.2 – Схема проектування ТП у САПР ТП ВЕРТИКАЛЬ

Для максимального скорочення часу на проектування необхідне використання лише тривимірної або створення адаптивного пошуку по двовимірній моделі технічного завдання. Вирішення цієї проблеми полягає у створенні єдиної інформаційної моделі деталі в якій би поєднувалась геометрична, конструкторська, технологічна та інша інформація. Нами пропонується підхід розширення сфери застосування 3D – моделі на весь ланцюг конструкторсько – технологічної підготовки виробництва. Це можливо за рахунок перетворення інформаційної моделі з суто геометричної до загальної, яка містить, як інформацію про геометрію, форму, розміри деталі, так і конструкторську (точносні характеристики, технічні вимоги та інш.) та технологічну інформацію (параметри шорсткості поверхонь, покриття, термообробка та інш.). Надалі заплановано детальне опрацювання складових загальної інформаційної моделі даних деталі для подальшого її використання в різних САПР ТП, а також проектування відповідного програмного забезпечення.