Технические науки/Автоматизированные системы управления на производстве

К.т.н. Симута Р.Р.

Национальный технический университет Украины «КПИ»

Определение PMI данных о параметрах качества поверхностей деталей

Одной из актуальных проблем, стоящих перед разработчиками CAM и САРР-систем является автоматизация процессов обнаружения информации о технических условиях на изготовление изделия или Product Manufacturing Information (PMI) [1, 2].

Обеспечение качества изделия, в частности шероховатости, выполняется соблюдением режимов резания. В большинстве современных CAM и САРР-систем введение таких данных возложено на пользователя системы. Как максимум пользователю предлагается импортировать геометрическую модель изделия, или использовать существующую геометрию, если эти системы являются интегрированными с конструкторской САПР. В то же время, современные 3D CAD системы позволяют хранить в 3D модели изделия также и технические условия, такие как геометрические размеры с допусками, шероховатость, допуски отклонения от формы, положения и т.п. [1, 3-5]. И только некоторые интегрированные CAD-CAM системы частично используют эту информацию для создания, например, программ числового программного управления оборудованием [1, 3].

Решением проблемы доступа к PMI является использование программного интерфейса приложения (Application Program Interface, API). Практически все современные САПР изделий позволяют создание сторонними разработчиками так называемых плагинов (plugins) или дополнений (add-ins). Одной из таких систем является SolidEdge ST 8, разработанная компанией Siemens [6].

Используя инструментарий разработчика приложений для SolidEdge (SolidEdge Software Development Kit, SDK) можно создать плагин, который будет иметь доступ к программному интерфейсу SolidEdge, следовательно, и к необходимой информации.

Для доступа к программному приложению используется класс SolidEdgeFramework.Application, одним из свойств которого является ActiveDocument. С помощью этого свойства можно получить доступ к программному интерфейсу активного документа, например, 3D модели детали который реализован в классе PartDocument. Свойство PMI документа детали предоставляет доступ к классу SolidEdgeFrameworkSupport.PMI, с помощью которого и возможен анализ всех имеющихся в документе технических условий активной 3D модели детали.

Для выявления всех возможных ограничений параметров шероховатости, которые наложены на поверхности детали, используется класс SurfaceFinishSymbols, доступный из свойства PMI.SurfaceFinishSymbols. Экземпляр этого класса содержит коллекцию объектов символов шероховатости SurfaceFinishSymbol. Полный перечень свойств класса SurfaceFinishSymbol можно найти в документации к программному интерфейсу SolidEdge [6].

Рассмотренный программный интерфейс 3D CAD системы SolidEdge был использован для создания плагина (рис 1-3), с помощью которого можно определить все введенные конструктором параметры шероховатости для поверхностей 3D модели детали.

3D CAD система SolidEdge имеет свой формат отображения обозначения шероховатости поверхности, который представляет собой определенную комбинацию обозначений, приведенных в распространенных стандартах, таких как ISO, ASME или ГОСТ. Обозначение шероховатости SolidEdge могут содержать даже больше полезной информации, чем это нужно по требованиям определенного стандарта. К основным параметрам обозначения шероховатости в системе SolidEdge относятся: основной символ шероховатости знак замкнутой линии, тип неровности поверхности, который задает направление неровностей, значение шероховатости с возможностью задания нижней и верхней границы; допуск на обработку, способ изготовления; пределы ширины неровностей; количество треугольников (для стандарта JIT) положение знака замкнутой линии (на сноске или на символе).

Рис. 1. Параметры шероховатости поверхности с указанным методом обработки

Рис. 2. Параметры шероховатости для группы смежных поверхностей

Каждое имеющееся в документе SolidEdge обозначения шероховатости может быть как связано с определенной поверхностью (рис.1, 2), так и не связано, если, нужно определить неуказанные параметры шероховатости для группы поверхностей (рис.3). В случае если символ шероховатости связан с определенной поверхностью детали, можно определить тип поверхности (цилиндр, плоскость и т.д.) и ее геометрические размеры. Таким образом возможно с связать различные группы PMI символов, которые указывают на одну и ту же поверхность 3D модели изделия.

Рис. 3. Параметры шероховатости для неуказанных поверхностей

При проектировании изделия конструктор может указать для определенной поверхности кроме непосредственного значения шероховатости и необходимый метод обработки для достижения этого значения (рис. 1). Этот метод обработки можно определить с свойства ProductionMethod, в которой указывается метод обработки и свойства SurfaceFinishSymbol, которая отвечает за графическое отображение символа и получит значение константы igDimSurfaceFinishMachined. Если, например, обработка не нужна для определенной замкнутой группы поверхностей (рис. 2), то получим следующую комбинацию свойств: AllAroundLeaderSymbol = True, SurfaceFinishSymbol = igDimSurfaceFinishNoMaterialRemoval, AllAround = True. Если есть группа не связанных поверхностей с одинаковыми параметрами шероховатости, то необходимо поставить символ шероховатости, не связывая его выносную линию с одной из поверхностей модели.

Таким образом, анализируя свойства множества PMI объектов можно определить все параметры шероховатости для всех поверхностей детали с ее 3D модели. Кроме шероховатости, также возможно определить и другие внесенные в документ 3D модели технические условия, такие как, например, допустимые отклонения от положения, формы, геометрических размеров и тому подобное. В дальнейшем планируется совершенствование разработанного программного обеспечения для определения всех PMI данных, внесенных в 3D модели как детали, так и сборочных изделий.

Литература

1. Luniewski T.: Using Open CAD Formats to Bridge the Gap Between Today’s and Tomorrow’s Standards. In: Proceedings Model-Based Enterprise Summit, National Institute of Standards & Technology, Gaithersburg, MD, December 11 - 13, 2012.

2. Andre, P., Sorito, R.: Product Manufacturing Information (PMI) in 3D models: a basis for collaborative engineering in Product Creation Process (PCP). In: Proceedings 14th European Simulation Symposium, SCS Europe BVBA (2002)

3. Демченко Є.О. Модуль Product and Manufacturing Information системи Siemens NX / Є. О. Демченко, Р. Р. Сімута // Загальноуніверситетська науково-технічна конференція молодих вчених і студентів присвячена дню Науки, Київ, 14 травня 2014 р. : тези доп. / НТУУ «КПІ». – К., 2014. – Секція «Машинобудування», підсекція «Технологія машинобудування» – С. 76 – 77.

4. Мельник Т.І. Модуль SolidWorks MBD, як сучасний засіб комунікації між конструкторами та технологами / Т. І. Мельник, Р. Р. Сімута // Загальноуніверситетська науково-технічна конференція молодих вчених і студентів присвячена дню Науки, Київ, 13 травня 2015 р. : тези доп. / НТУУ «КПІ». – К., 2015. – Секція «Машинобудування», підсекція «Технологія машинобудування» – С. 125 – 126.