ДР: 2. АКТУАЛЬНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СТАНКОВ С ЧПУ И САПР

2. АКТУАЛЬНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СТАНКОВ С ЧПУ И САПР

2.1. Тенденции развития гибких производственных систем

В данном разделе будет рассмотрены основные тенденции развития гибких автоматизированных систем. Разработанные ранее универсальные станки стали в 80-е годы стали модернизировать, устанавливая на них систему с числовым программным управлением. Первоначально данный вид оборудования был примитивен и «кадры» в управляющую программу приходилось вносить станочнику на месте, при этом при смене детали появлялась необходимость вводить программу заново. Но уже в 90-ые годы стали создаваться современные станки, в которых были применены IT технологии. А именно появились более современные обрабатывающие центры и станки с ЧПУ. В данной дипломной работе технология будет реализовываться с помощью применения ГПС.

В настоящее время ГПС функционируют главным образом в промышленно развитых странах — США, Японии, Южной Корее, стра­нах Западной Европы и т.д. Обусловлено это целым рядом причин, определяющих возможность их использования. Эти причины связаны с рынком потребителей продукции, возможностями предприятий и используемыми технологиями и могут быть условно разделены на три группы: [9]

1) технические;

2) экономические;

3) общественные.

Две последние группы имеют своего рода принудительный характер, поскольку обусловлены хозяйственной и политической ситуацией в стране и происходящими в ней социальными изменениями. Пер­вая группа связана с техническим уровнем используемых средств, производства, а также с уровнем технологии и организации произ­водства. Более подробно факторы и цели использования ГПС пред­ставлены на рис. 2.1.

clip_image001

Рис. 2.1. Факторы, влияющие на возникновение и развитие ГПС

Весьма важным для предприятия является обеспечение соответ­ствующего качества производимых изделий, их технического уровня при сохранении конкурентоспособной цены. Требования современного рынка характеризуются непрерывными изменениями, что за­ставляет производителей разделять и конкретизировать ассортимент выпускаемой продукции, сокращать количество одинаковых изде­лий в партии. Это способствует переходу от массового и крупносе­рийного производства к мелкосерийному и единичному. Типичный пример, иллюстрирующий данное явление, — изменения в структу­ре и организации автомобилестроения. В настоящее время легковые автомобили выпускают небольшими сериями, с большим количест­вом модификаций; предусмотрена возможность выполнения инди­видуальных заказов. Это приводит к необходимости использования таких гибких систем, которые обеспечивали бы быстрые изменения в действующем производстве.

Переориентация промышленности на выпуск широкого ассорти­мента продукции малыми сериями (партиями) выявила недостатки используемых ранее форм организации производства. Так, извест­но, что повышения производительности труда можно достичь путем сокращения либо основного времени, либо вспомогательного. В пер­вом случае можно использовать все более и более производительные методы обработки (например, при обработке плоскостей: строгание → цилиндрическое фрезерование → торцовое фрезерование непре­рывное торцовое фрезерование → глубинное шлифование и т.д.). Однако важнее использование резервов при организации вспомога­тельных процессов. Автоматизация и роботизация производства по­могают в значительной степени снизить затраты времени, связанные с базированием, закреплением, снятием, перемещением обрабаты­ваемых деталей, приспособлений, режущих инструментов.

Необходимость развития ГПС обусловлена также требованиями должного уровня организации цикла подготовки производства, и ин­теграции этой деятельности с оперативным управлением производ­ством. Основные проблемы здесь связаны с обеспечением должного Уровня информации и принятия решений. В случае удачного решения проблемы появляется возможность эффективного использова­ния автоматизированного производственного оборудования.

Появление и развитие ГПС стало возможным только при широком использовании современных технологических машин, характери­зующихся гибкостью функционирования. Главное здесь — развитие систем ЧПУ производственным оборудованием и использование возможностей современных технологий на уровне информации и принятия решений. Способствуют развитию ГПС, также улучшение конструкций металлорежущих станков (например, линейные двигатели), металлорежущих инструментов (сменные пластины, использование износостойких покрытий), появление новых конструкционных мате­риалов (искусственные граниты, стали повышенной обрабатываемо­сти) и др.

Следует хотя бы кратко сказать и о роли социальных процессов в развитии ГПС. В постиндустриальном обществе снижается заинте­ресованность в труде, пусть и высокооплачиваемом, но требующем значительных физических усилий и опасном для здоровья, и уве­личивается заинтересованность в труде творческом, интеллекту­альном.

Подводя итоги, можно сказать, что использование ГАП позволя­ет: в мелко и среднесерийном производстве — повысить уровень ав­томатизации с сохранением гибкости; в крупносерийном и массовом производстве — повысить гибкость при сохранении существующего уровня автоматизации.

Основным фактором применения ГАП является эффективность гибкой автоматизации производства. Известно, что в структуре времени обработки деталей на основе традиционных технологий доля основного времени составляет только около 30 %, а оставшаяся часть приходится на вспомогательное и подготовительно-заключительное время. Автоматизация в ряде случаев позволяет сократить их на 80 % . Еще более значительный эффект может быть достигнут в течение достаточно длительного вре­мени функционирования ГАП, например в течение года. Это легко заметить при анализе данных, приведенных в табл. 2.1 и 2.2. [9]

Таблица 2.1

Использование годового фонда рабочего времени токарных станков с ручным управлением

Затраты времени

Доля %

Субботы, воскресенья, праздничные дни

3

Отсутствие третьей смены

4

Отсутствие второй смены

2

Организационные потери времени

2

Технологические потери времени (переналадка и т.д.)

Непосредственно обработка

Таблица 2.2

Использование годового фонда рабочего времени станков с ручным управлением для обработки корпусных деталей

Затраты времени

Доля %

Субботы, воскресенья, праздничные дни

2

Отсутствие третьей смены

8

Отсутствие второй смены

4

Организационные потери времени

0

Установка и снятие деталей и другие вспомогательные действия

Непосредственно обработка

К основным достоинствам ГАП следует отнести:

1) возможность быстрой реакции предприятия на требования внутренних и зарубежных рынков;

2) повышение и сохранение качества выпускаемой продукции;

3) повышение производительности труда, в первую очередь в ре­зультате использования станков с высокой концентрацией операций;

4) увеличение действительного фонда времени работы машин за счет работы в три смены, работы во время отпусков и болезней персо­нала;

5) уменьшение численности обслуживающего персонала, что приво­дит к снижению затрат на заработную плату и социальные отчисления;

6) значительное улучшение условий труда, в первую очередь за счет исключения тяжелой, неквалифицированной работы;

7) возможность снижения себестоимости продукции.

Исследования, проведенные в ФРГ, США, Швейцарии и других странах, показали, что эффективное время обработки на традиционных металлорежущих станках и станках с ЧПУ в случае участия человека (оператора) составляет только 6…10 % годового фонда рабочего вре­мени. Это привело к созданию ГПМ и ГПС, обеспечивающих работу в три смены с минимальным участием человека. Эффективность ГАП можно проиллюстрировать с помощью данных швейцарской фирмы «Erowa» (рис. 2.2). На рисунке выделено пять уровней автоматизации: [9]

1) автоматизация без дополнительной оснастки и оборудования —
станки с ЧПУ, обслуживаемые операторами, не соединенные с транспортными системами, накопителями деталей и с различными систе­мами закрепления деталей;

2) нормализация — использование одного и того же способа закрепления деталей на всех станках в течение цикла обработки (универсальная инструментальная оснастка, паллеты и др.);

clip_image003

Рис. 2.2. Годовой фонд времени работы фрезерных станков (8760 ч) с различной степенью автоматизации по данным фирмы «Erowa»

3) правильная организация производства — закрепление загото­вок в приспособлениях вне станка с использованием принятой системы
координат и введением поправок в программу обработки; система
прецизионного закрепления, реализованная на втором уровне и обес­печивающая транспортирование и установку паллеты на станке прак­тически без погрешностей;

4) жесткая автоматизация — использование средств автоматиза­ции, в частности автоматическая смена режущих инструментов + сме­на паллет оператором или автоматическая замена режущих инстру­ментов + смена паллет манипулятором;

5) гибкая автоматизация — использование средств гибкой авто­матизации, в частности смена инструментов и паллет программируе­мым промышленным роботом;

6) увеличению времени эффективного использования машин сопут­ствует снижение стоимости машино-часа их работы. Под термином «интеграция» понимается объединение станков в систему с помощью локальной компьютерной сети с целью объединения пе­ремещаемых деталей, режущих инструментов и соответствующих по­токов информации.

7) увеличение времени эффективного использования машин спо­собствует также сокращению времени реализации заказов (рис. 2.3) [10]

clip_image005

Рис. 2.3. Сокращение времени реализации заказов при использовании станков с различной степенью автоматизации по данным фирмы «Erowa»

Таким образом, следует, что на данный момент времени уже уходит в прошлое использование универсальных станков и устаревших технологиях. И так как в данный момент времени развитие ГПС и САПР «идет семимильными шагами», поэтому при создании новых проектов и технологий следует учитывать данные тенденции и применять.

2.2. Сравнительный анализ систем автоматизированного проектирования применяемых в машиностроении

2.2.1. История развития CAD/CAM систем

Перед тем как приступить к выбору CAD/CAM системы для выполнения дипломной работы, необходимо будет провести исторический обзор и показать динамику развития САПР.

В 60-ые годы новаторская работа Ивана Сазерленда (Ivan Sutherland) наметила первую заметную веху в машинной графии (МГ). Его докторская диссертация в МТИ 1963 года, описывающая принципы построения интерактивной системы эскизного рисования Sketchpad, определяла структуры данных, которые явились теоретической основой для программного обеспечения машинной графики. В том же году, и в том же МТИ, Стив Кунс начал разработку методов кусочных поверхностей.

К середине 1960-х наступил период плодотворной работы и в промышленных приложениях МГ. Нод руководством Тирбера Мофетта и Нормана Тейлора фирма Itek разработала цифровую электронную чертежную машину, которая стала основой для серии систем интерактивной графики компании Control Data Corp. В 1964 году General Motors представила свою DAC-1 — систему автоматизированного проектирования, разработанную совместно с IBM. В следующем году работа проводилась вместе с S.H.был создан проект «Chase» — первый прототип системы числового программного управления (ЧПУ) для фирмы Lockheed. К октябрю 1966 года даже Wall Street Journal уже публиковал статьи о МГ. [11]

В конце шестидесятых — начале семидесятых в области машинной графики начали работать новые фирмы. Если ранее для выполнения каких-либо работ покупателям приходилось устанавливать уникальное оборудование и разрабатывать новое программное обеспечение, то с появлением разнообразных пакетов программ, облегчающих процесс создания изображений, чертежей и интерфейсов, ситуация существенно изменилась. За десятилетие системы «под ключ» стали настолько совершенны, что почти полностью изолировали пользователя от проблем, связанных с программным обеспечением. Итогом десятилетия для покупателей стали «проблемно-ориентированные устройства», специально предназначенные для решения конкретной задачи.

В конце семидесятых в МГ произошли значительные изменения. Память для дисплеев стала дешевле, появилась возможность создания растровых дисплеев, имеющих множество преимуществ: вывод больших массивов данных, устойчивое, немерцающее изображение, работа с цветом и недорогие мониторы. Правда, пришлось пожертвовать качеством изображения некоторых, особенно наклонных, линий из-за того, что память была все же не настолько дешевой, и при выводе наблюдался лестничный эффект. Однако впервые стало возможным получение блестящей цветовой гаммы. Растровая технология в конце семидесятых стала явно доминирующей и начала распространяться на рынке вместе с DVST и системами с регенерацией изображения.

Устройства ввода в ранних системах машинной графики ограничивались клавиатурой и световыми перьями. В 1970-х этот список расширился и пополнился мышью, трекболом, графическими планшетами, и дигитайзерами, а также сенсорными устройствами. Высокоскоростные электростатические графопостроители позволяли быстро получать высококачественные монохромные копии. Менее дорогие, многоперьевые крупноформатные электромеханические графопостроители формировали цветные копии. Ленточные регистраторы и струйные графопостроители также стали использоваться для получения цветных изображений.

В восьмидесятые полного расцвета достигло появившееся несколько ранее первое приложение — «убийца» машинной графики как чистой технологии. Речь идет о системах автоматизированного проектирования и производства — об одном из первых применений МГ, способном вернуть сделанные в нее капиталовложения. Системы CAD/CAM начались с мэйнфреймов, работающих с каркасными моделями, визуализируемыми с помощью обычных или интеллектуальных терминалов. К середине восьмидесятых рабочие станции становятся уже обычным средством.

Конечно, ПК развивались как важная часть машинной графики, особенно с появлением в 1984 году модели Apple Macintosh с их графическим интерфейсом пользователя. Первоначально областью применения ПК были не графические приложения, а работа с текстовыми процессорами и электронными таблицами, однако его возможности как графического устройства побуждали к разработке относительно недорогих программ как в области CAD/CAM, так и в более общих областях бизнеса и искусства. К концу десятилетия программное обеспечение имелось для всех сфер применения: от комплексов управления до настольных издательских систем.

Эти годы характеризовались существенным повышением производительности и снижением соотношения цена/производительность. Персональные компьютеры и рабочие станции стоимостью 10 тысяч долл. теснят вычислительные системы более ранних выпусков и графические комплексы на специализированных терминалах. Высокопроизводительные («high-end») рабочие станции стоимостью от 30 до 100 тысяч долл. приобрели возможности вывода фотореалистических изображений в реальном масштабе времени. Появившиеся в это время параллельные процессоры и графические ускорители позволяли повышать производительность. Теперь уже дисплеи в 1000 строк и с 16 млн. цветов стали привычными: появились цветные дисплеи на 2000 строк, правда, еще достаточно дорогие, однако становятся доступными монохромные системы с размером экрана в 3000 строк (стоимостью около 5 тысяч долл.).

Для восьмидесятых характерен активный процесс слияния и смены владельцев компаний, например: фирма General Electronic купила Calma и продала ее часть Valid Logic и Prime, фирма Prime, в свою очередь, купила Computervision и Versacad, McDonnell-Douglas купила Unigraphics, HewlettPackard приобрела Apollo, а IBM купила CADAM. Компания Raster Technologies была продана Alliant, а Stellar и Ardent, слившись, образовали Stardent. Это вызывало головокружение, но все, же свидетельствовало о динамизме развития МГ. [12]

В 90-ые годы количество и размер компаний, использующих графику в качестве отдельного продукта, интегрирующей системы или инструмента разработки программного обеспечения превратило машинную графику в индустрию. Комбинация абстрактной энергии человеческого зрения с интерактивной энергией графической среды останется основной целью использования компьютерных возможностей.

Конечно, индивидуальность в индустрии теряется. Например, мы прежде отличали рабочие станции от ПК по параметрам разрешающей способности дисплея и производительности, размеру слова в процессоре, используемой операционной системе и цене. Сегодня единственным отличием может быть пропускная способность магистральной шины, однако даже такое отличие исчезает после появления шин PCI и USB.

Системы CAD/CAM используются сегодня в различных областях инженерной конструкторской деятельности от проектирования микросхем до создания самолетов. Ведущие инженерные и производственные компании, такие как Boeing, в конечном счете, двигаются к полностью цифровому представлению конструкции самолетов.

Научные лаборатории продолжают генерировать новые идеи в области визуализации. Задача сообщества МГ состоит в создании удобных инструментов и эффективных технологий, позволяющих пользователям продолжать научные изыскания за границей возможного и безопасного эксперимента.

Все эти инженерные и научные применения убеждают, что индустрия машинной графики начала обеспечивать пользователей новой технологией, при которой они действительно уже не заботятся о том, как формируется изображение – им важен результат.

Стремительный рост САПР в проектных организациях и на машиностроительных заводах способствовал увеличению числа высших и средних учебных заведений, в которых преподается САПР. О внимании, которое уделяется САПР в промышленно развитых странах, говорит тот факт, что по рекомендациям ЮНЕСКО в базисном учебном плане по информатике и информационным технологиям предусмотрен факультативный блок «Конструирование с помощью компьютера».

2.2.2. Развитие CAD/CAM систем в России

В предыдущем разделе была рассмотрена история возникновения САПР в мире. Что касается России, то в нашей стране родоначальником отечественных CAD систем стала компания ЗАО «Аскон». Данная фирма организованна в 1989 г. и на первоначальных этапах занималась разработкой программного обеспечения для 2D проектирования. И через некоторое время на рынке появился программный продукт «Компас 2.0». Очевидно, что «Компас» был выполнен на основании ядра «AutoCAD». В 1992 году появляется компания ЗАО «Топ системы» которая приступила к разработке программного продукта «T-flex». По сути две данные фирмы идут по одинаковым направлениям развития в области САПР. И на данный момент времени появились два мощных продуктов «Компас 10» и «T-flex CAD 3D 11.0». Но все равно отечественные системы немного уступают зарубежным аналогам «AutoCAD» и «SolidWorcs».

Развитие компании ЗАО «Топ системы» покажем в табл. 2.3. [13]

Таблица 2.3

История компании «Топ системы»

Год

События

1992

Выпуск первой коммерческой версии системы T-FLEX CAD 2.x (TopCAD).

1993

Новая версия T-FLEX CAD 3.x работает под операционной системой DOS в защищенном режиме.

1994

Выходит на рынок система T-FLEX CAD 4.x с модулем двухмерного и трехмерного проектирования. Для создания трехмерных моделей используется собственное геометрическое ядро. Версия 4.x стала последней версией системы T-FLEX CAD для операционной среды DOS.
Выпуск английской и китайской версии T-FLEX CAD.

1996

Начало продаж двухмерной версии системы T-FLEX CAD 5.x для операционных систем Windows 95 и Windows NT. В конце 1996 года выходит трехмерная версия системы T-FLEX CAD 5.x, построенная на геометрическом ядре ACIS фирмы Spatial Technology. Интеграция с системой автоматизированного проектирования технологических процессов T-FLEX / T-FLEX Технология. Выпуск интегрированных с T-FLEX CAD прикладных программ для проектирования штампов и пресс-форм: T-FLEX / Штампы и T-FLEX / Пресс-формы.

1997

Российская система T-FLEX CAD версии 5.x попала в обзор 100 лучших мировых CAD-систем «The CAD rating guide, 5-th edition, 1997».

1998

Выход новых версий T-FLEX CAD 2D и T-FLEX CAD 3D версии 6. Выпуск системы технического документооборота и управления проектами T-FLEX DOCs. Разработка и выпуск интегрированной с  T-FLEX CAD системы T-FLEX ЧПУ для создания управляющих программ для станков с ЧПУ и системы T-FLEX NC Tracer для имитации обработки.

1999

На выставке Comdex/Windows представителям Martin Sales International и российской компании «Топ Системы» вручается награда «Winning on Windows».
Получение лицензии на ядро Parasolid.

2000

Трехмерная версия T-FLEX CAD 7.0 базируется на ядре Parasolid. В дополнение к версии T-FLEX CAD 2D 7.0 выпускается T-FLEX CAD LT для автоматизации черчения. Выпуск новых версий T-FLEX DOCs 7.0 и T-FLEX ЧПУ 7.0. Выпуск немецкой версии T-FLEX CAD.

2000-2002

Формирование российского интегрированного комплекса T-FLEX CAD/CAM/CAE/PDM, включающего T-FLEX CAD, T-FLEX DOCs, T-FLEX / T-FLEX Технология, T-FLEX ЧПУ, T-FLEX NC Tracer, T-FLEX / Штампы, T-FLEX / Пресс-формы, T-FLEX / Раскрой, T-FLEX / Пружины, T-FLEX Расчеты/Зубчатые передачи, T-FLEX / ЭЙЛЕР, T-FLEX / Отливка, T-FLEX / Одежда и другие.

2001

Выпуск обновленной версии T-FLEX CAD 7.1

2002

Выпуск обновленной версии T-FLEX CAD 7.2. Компания Топ Системы стала лауреатом премии «Элита САПР» в номинации «Разработчик лучшей отечественной САПР для трехмерного моделирования — T-FLEX CAD 3D».

2003

Выпуск новых версий T-FLEX CAD 8.0, T-FLEX DOCs 8.0, T-FLEX ЧПУ 8.0, T-FLEX / T-FLEX Технология 7. Система T-FLEX CAD 3D признана победителем в номинации «Лучшая отечественная САПР для трехмерного моделирования» премии «Элита САПР».

2004

Выпущена новая версия 9 российского интегрированного комплекса T-FLEX CAD/CAM/CAE/PDM. Комплекс пополнился новой системой конечно-элементного анализа T-FLEX Анализ, полностью встроенного в систему T-FLEX CAD 3D.

2005

Выпущена новая версия системы T-FLEX Технология, которая построена на новых принципах, полностью интегрирована в систему документооборота T-FLEX DOCs, что позволяет конструкторско-технологическим отделам предприятий работать в едином информационном пространстве.

2006

Выпущены новые версии 10 всех продуктов, входящих в комплекс T-FLEX CAD/CAM/CAE/CAPP/PDM.

2007

Выход 11 версии САПР T-FLEX CAD и её локализации для чешского языка. Комплекс T-FLEX CAD/CAM/CAE/CAPP/PDM завоевал награду «Продукт года» на выставке SofTool-2007 в номинации «САПР».

2008

Увидела свет новая система подготовки программ для станков с ЧПУ — T-FLEX ЧПУ 11.

Что касается истории компании «Топ системы» и «Аскон» они похожи, а также не следует отрицать того, что в данный момент времени оптимальное проектирование достигается в системе 3D. Но в отечественных программных продуктах это стало возможно после освоения западного ядра Parasolid. [14]

Поэтому если объективно оценивать Российские САПР, то в общем «Компас» и «T-flex» достойные продукты для проектирования технической документации на машиностроительных предприятиях.

2.2.3. Выбор оптимальной САПР для выполнения дипломной работы

Данный раздел необходим в дипломной работе, так как необходимо сравнить две Российские системы САПР. Сравнение произведем по ряду показателей, которые есть в системах. Был сформирован список задач, который соответствует современным тенденциям развития САПР: [15]

1) Плоское моделирование;

2) Черчение;

3) Объемное моделирование;

4) Создание объемных сборок;

5) Создание чертежа по трехмерной модели;

6) Генерация технологической документации;

7) Редактирование сканированного изображения;

8) Средства созданий прикладных САПР;

9) Механообработка по 2D модели;

10) Механообработка по 3D модели;

11) Фрезерование 2x, 2.5x;

12) Фрезерование 3x;

13) Фрезерование 5x;

14) Фрезерование многопозиционное;

15) Электроэрозия 2x, 4x;

16) Точение;

17) Сверление;

18) Адаптация системы к станочному парку;

19) Поддержка отечественных стандартов;

20) Поддержка пользователя;

21) Создание программ для станков с ЧПУ;

22) Работа с файлами САПР;

23) Технологи;

24) Анализ;

25) Динамика;

26) Наличия комплекса управления предприятием.

По всем данным показателям проведем сравнение, и данные занесем в табл. 2.4. Анализ проведен автором дипломной работы, так как присутствовал опыт работы в данных программах, с учетом пакета программ которые есть в наличии у данных САПР. [13, 14]

Таблица 2.4

Анализ САПР «Компас» и «T-flex»

Возможности системы

«Компас»

«T-flex»

Плоское моделирование

+

+

Черчение

+

+

Объемное моделирование

+

+

Создание объемных сборок

+

+

Создание чертежа по трехмерной модели

+

+

Генерация технологической документации

+

+

Редактирование сканированного изображения

+

±

Средства созданий прикладных САПР

+

+

Механообработка по 2D модели

+

+

Механообработка по 3D модели

+

+

Фрезерование 2x, 2,5x

+

+

Фрезерование 3x

+

+

Фрезерование 5x

+

+

Фрезерование многопозиционное

+

+

Электроэрозия 2x, 4x

+

+

Точение

+

+

Сверление

+

+

Адаптация системы к станочному парку

+

+

Поддержка отечественных стандартов

+

+

Поддержка пользователя

±

+

Создание программ для станков с ЧПУ

+

+

Работа с файлами САПР

+

+

Технологи

+

+

Анализ

+

+

Динамика

+

+

Наличия комплекса управления предприятием

+

+

Из выше проведенного анализа следует, что две данные системы не уступают друг другу и являются равноценными. Но с точки зрения пользователей система «T-flex», является более удобной и практичной в использовании, так как в ней полностью доработанное ядро Parasolid, что облегчает процесс проектирования в данной САПР. В следующих разделах будет полностью описаны возможности данной системы.

2.2.4. Описание системы «Tflex»

Пройдя определенный этап становления, компания «Топ системы» предлагает пользователю и предприятиям свой программный комплекс T-FLEX CAD/CAM/CAE/CAPP/PDM. Данный продукт объединяет программы для трехмерного проектирования, модули подготовки управляющих программ для станков с ЧПУ и инженерных расчетов. Все системы комплекса функционируют на единой информационной платформе системы PDM T-FLEX-DOCs. [13]
Российский программный комплекс — набор современных программных средств, для решения задач автоматизации трехмерного проектирования, конструкторско-технологической подготовки производства любой сложности в различных отраслях промышленности. И включает в себя:

1) Автоматизация конструкторско-технологической подготовки производства на базе программных продуктов T-FLEX CAD/CAM/CAE/CAPP/PDM;

2) Единый комплекс T-FLEX CAD/CAM/CAE/CAPP/PDM;

3) Организация на предприятии единого информационного пространства для управления процессами проектирования, разработки и подготовки производства;

4) Программные продукты T-FLEXCAD/CAM/CAE/CAPP/PDM — профессиональные системы проектирования от одного производителя;

Ниже представлены возможности данной системы в целом и показаны схемы ее работы рис. 2.4.

clip_image007

Рис. 2.4. Автоматизация проектирования на базе программных продуктов T-FLEX CAD/CAM/CAE/CAPP/PDM

Внедрение современных компьютерных технологий на российских промышленных предприятиях позволяет им выжить и преуспеть на рынке машиностроительной продукции в условиях жесткой конкуренции. Автоматизация проектирования дает возможность предприятиям быстро реагировать на изменение спроса, в короткие сроки выпускать новые виды продукции, быстро модернизировать выпускаемую продукцию, отслеживать жизненный цикл изделий, эффективно повышать качество изделий. Современные мировые тенденции развития диктуют свои условия. Уже закончилось то время, когда потребности конструкторско-технологических отделов ограничивались CAD-системами, действующими по образу и подобию кульмана. Современный подход к автоматизации проектирования характерен комплексностью решений. Поэтому все чаще предпочтение отдается продуктам, интегрированным между собой. Это позволяет сохранять ассоциативные связи между документами по всей цепочке подготовки производства и исключить таким образом «случайное» несоответствие в документации.
Данный САПР, пожалуй, единственный российский комплекс, который по своему наполнению, функциональности и стоимости систем отвечает большинству запросов руководителей предприятий, и позволяет под управлением единой профессиональной системы документооборота PDM T-FLEX DOCs:

1) проектировать основное изделие (Система трехмерного проектирования T-FLEX CAD);

2) проектировать оснастку (Система трехмерного проектирования T-FLEX CAD, прикладные системы);

3) анализировать изделие до изготовления (T-FLEX Анализ, T-FLEX Динамика, T-FLEX/Пружины, T-FLEX/Зубчатые передачи);

4) разрабатывать технологии и осуществлять техническое нормирование производства (T-FLEX Технология, T-FLEX Техническое нормирование);

5) готовить управляющие программы (T-FLEX ЧПУ);

6) проверять управляющие программы до загрузки на станок (T-FLEX NC Tracer).

Все системы комплекса T-FLEX CAD/CAM/CAE/CAPP/PDM разработаны российской компанией «Топ Системы», которая работает на рынке систем автоматизации проектирования с 1992 года. Программы выполнены в едином интерфейсе на русском языке и поставляются с русской документацией. Основные системы автоматизации проектирования переведены на несколько языков и распространяются за рубежом. Большинство систем автоматизации проектирования полностью учитывают российскую специфику:

1) оформление чертежей в системе трехмерного проектирования T-FLEX CAD,

2) полностью соответствует ГОСТам,

3) T-FLEX Технология формирует технологические карты по ГОСТам,

4) T-FLEX ЧПУ осуществляет подготовку управляющих программ не только для современных стоек российского и западного производства, но и для старых российских систем управления станками с ЧПУ.

Данный программный продукт обеспечивает единство данных и автоматизированное отслеживание изменений по всему проекту, что давно уже является отличительной особенностью только систем высокого уровня рис. 2.5.

clip_image008

Рис. 2.5. Схема работы САПР на производстве для выполнения технических задач

Система автоматизации трехмерного проектирования T-FLEX CAD 3D построена на лицензионном геометрическом ядре Parasolid фирмы UGS, что позволяет системе автоматизации трехмерного проектирования T-FLEX CAD 3D со стопроцентной точностью обмениваться трехмерными данными с такими известными системами как Unigraphics, SolidWorks, SolidEdge и другими, построенными на этом же ядре. Для обмена двухмерной информацией с системой Autocad и другими системами в формате DWG и DXF система автоматизации проектирования T-FLEX CAD использует известную библиотеку DWGDirect. PDM-cистема T-FLEX DOCs использует для работы и хранения данных Microsoft SQL-server корпорации Microsoft. Для системы T-FLEX Анализ также используется лицензированный генератор конечно-элементных сеток компании Simmetrix.
По функциональности каждая из систем автоматизации проектирования данного комплекса конкурирует с лучшими образцами как западных, так и российских продуктов. Совместное использование систем автоматизации трехмерного проектирования САПР значительно повышает функциональную ценность как всего решения, так и его частей. Например, связка PDM-системы T-FLEX DOCs и системы автоматизации трехмерного проектирования T-FLEX CAD или PDM-системы T-FLEX DOCs и системы T-FLEX Технология работает как единый продукт, в котором пользователь использует лучшие функциональные качества составляющих применительно к решению своих задач.

Что касается интеграции здесь можно выделить межсистемную интеграцию внутри комплекса и интеграцию со сторонними системами автоматизации проектирования, используемыми пользователями. Как таковой внутренней интеграции между системами комплекса, которую необходимо осуществлять пользователям, нет. Это еще одно преимущество данной САПР перед другими системами автоматизации проектирования. Пользователям не надо тратить силы своих высокооплачиваемых высококвалифицированных сотрудников на интеграцию систем одного комплекса, прописывать связи в базах данных, проверять правильность работы в интегрированном режиме, обновлять связи и т.п. В комплексе T-FLEX CAD/CAM/CAE/CAPP/PDM системы автоматизации проектирования и PDM-система работают совместно сразу после установки. Интеграция с внешними системами осуществляется стандартными средствами: с помощью обменных файлов, одно- или двунаправленного программного интерфейса, с помощью таблиц связей между базами данных и т.п. Единственное, что хотелось бы отметить в этой связи — что вся информация по изделию в данном комплексе находится в одной базе данных, она не разбросана по разным файлам, что еще встречается в некоторых «комплексных» системах. Исходя из этого, с помощью API-функций PDM-системы T-FLEX DOCs или других средств можно получить всю необходимую информацию об изделии (составе проекта изделия, о конструкторских или технологических данных, о вспомогательном оборудовании для изготовления и т.д.) для передачи в другие системы, например, в ERP-системы.

Основными составляющего комплекса являются, система автоматизации трехмерного проектирования T-FLEX CAD, система T-FLEX Технология построены на открытых технологиях, что позволяет говорить о возможности расширения комплекса, как силами разработчиков, так и самими пользователями. Системы комплекса данной САПР имеют открытый API-интерфейс, основанный на технологии .NET, и позволяют использовать любые языки программирования (C++, Visual Basic.), которые поддерживают данную технологию. Во всех системах автоматизации проектирования комплекса T-FLEX CAD/CAM/CAE/CAPP/PDM появилась возможность написания макросов для расширения уже имеющегося функционала.
Помимо программного интерфейса, системы автоматизации проектирования комплекса T-FLEX CAD/CAM/CAE/CAPP/PDM имеют развитые внутренние средства пользовательского интерфейса для возможности расширения функциональности систем автоматизации проектирования, без программирования. Организация на предприятии единого информационного пространства для управления процессами проектирования, разработки и подготовки производства.
Уникальные интеграционные возможности программных продуктов комплекса предоставляют гибкие программно-технические механизмы организации сквозного цикла проектирования и конструкторско-технологической подготовки производства. Вместе с тем, мировой и отечественный опыт внедрения систем комплексной автоматизации убеждает, что освоение всей полноты возможностей и выгод, открывающихся на этом пути перед предприятиями, часто наталкивается на проблемы организационно-управленческого характера.

В случае локальной автоматизации рабочих мест, определяющее значение имеют технические аспекты интеграции функциональных модулей, такие как корректный обмен, данными, развитая функциональность для решения практических задач, навык оператора рабочего места и т.п. Создание единого информационного пространства для управления процессами разработки и подготовки производства представляет собой качественно новый уровень автоматизации. Технологически он реализуется за счет автоматизации управления потоками работ и информационных объектов (документов, моделей, программ ЧПУ, пр.) на основе внедрения и настройки системы технического документооборота (PDM). С организационной же точки зрения, речь идет о комплексном проекте внедрения с заданными сроками завершения этапов, ограничениями на затраты временных и людских ресурсов, административными механизмами реализации. Сотрудникам предприятий самостоятельно часто не под силу решить такую задачу в полном объеме, а значит — получить максимальную отдачу от инвестиций в автоматизацию, в силу отсутствия опыта, загруженности текущими задачами и т.п.
Создание единого информационного пространства для управления процессами разработки и подготовки производства выводит предприятие на качественно новый уровень организации работ и существенно упрощает прохождение сертификации по стандарту системы качества ГОСТ ИСО 9001 — аналога ISO 9001, признанного мировым сообществом в качестве эталона современной модели эффективного менеджмента.

Поэтому в данный момент времени необходимо использовать подобные САПР в работе предприятия, потому что при оптимальной работе ОГТ и ОГК, новые изделия будут быстрее поставлены на стабильную программу. А машиностроительный завод будет иметь прибыль.

2.2.5. Особенности создания управляющих программ для станков с ЧПУ с использованием Tracer 3D

В данном разделе будет описание программы для создания УП для станков с ЧПУ T-FLEX ЧПУ и визуализатор T-FLEX NC Tracer.

T-FLEX ЧПУ — программа, предназначенная для создания управляющих программ (УП) на оборудование с числовым программным управлением (ЧПУ). Программа T-FLEX ЧПУ поддерживает различные типы систем управления 2D, 2,5D, 3D и 5D и разделена на две независимые системы T-FLEX ЧПУ 2D и T-FLEX ЧПУ 3D. Программа подготовки УП для станков с ЧПУ T-FLEX ЧПУ является встраиваемым модулем для САПР T-FLEX CAD и функционирует исключительно совместно с ней. Таким образом, получается полноценное CAD/CAM-решение. [16]
Данный подход обеспечивает:

1) полную ассоциативность конструкторско-технологических данных (однажды созданная траектория обработки будет автоматически перестраиваться после изменения геометрии детали);

2) единство интерфейсов (пользователь, знакомый с принципами работы в T-FLEX CAD, без труда овладеет программой подготовки УП для станков с ЧПУ T-FLEX ЧПУ).

3) все богатство инструментария конструкторской системы для доработки технологом приходящей информации под свои нужды (ведь не секрет, что геометрию детали приходится каким-либо образом дорабатывать, например, пересчитать геометрию детали в середину поля допуска, а конструкторская система может сделать это автоматически).

Программа подготовки УП для станков с ЧПУ T-FLEX ЧПУ – гибко настраиваемая система, построенная по модульному принципу к базовому модулю можно подключать любой набор методов обработки. Ниже представлена группа деталей, для которых необходимо написать УП рис. 2.6.

clip_image009

Рис. 2.6. Детали, полученные по управляющим программам, созданным в программе подготовки УП для станков с ЧПУ T-FLEX ЧПУ

Программа T-FLEX NC Tracer предназначена для редактирования и визуализации готовых управляющих программ обработки деталей со съемом материала. Программа поддерживает различные типы систем управления 2D, 2,5D, 3D и 5D. Данная программа предназначается для имитации обработки детали по готовой управляющей программе со съемом материала. Программа T-FLEX NC Tracer является самостоятельной и может использоваться отдельно от T-FLEX ЧПУ и других программ комплекса T-FLEX.

Входной информацией для T-FLEX NC Tracer являются:

1) текст управляющей программы (создается любым удобным для пользователя методом, например, в системе T-FLEX ЧПУ);

2) геометрия инструмента (создается во встроенном редакторе инструмента, полностью идентичном редактору инструмента в программе T-FLEX ЧПУ);

3) геометрия заготовки (параллелепипед, цилиндр или 3D-модель в формате VRML).

После отработки системой управляющей программы, пользователь может визуально оценить качество обработки, и сохранить получившуюся 3D-модель в файл формата VRML, для использования его в следующей обработке в качестве заготовки или для загрузки в программное обеспечение координатно-измерительных машин для более точной оценки качества полученной детали.
По типам визуализируемых обработок система подразделяется на три вида:

1) T-FLEX NC Tracer 2D (токарная обработка)

2) T-FLEX NC Tracer 3D (2.5D-, 3D-фрезерная обработка и 2D-сверление)

3) T-FLEX NC Tracer 5D (2.5D-, 3D-, 5D-фрезерная обработка и 2D-, 5D-сверление).

Все виды обработки в T-FLEX NC Tracer представлены на рис 2.7 – 2.9.

clip_image010

Рис. 2.7. T-FLEX NC Tracer 2D токарная обработка

clip_image011

Рис. 2.8. T-FLEX NC Tracer 3D (2.5D-, 3D-фрезерная обработка и 2D-сверление)

clip_image012

Рис. 2.9. T-FLEX NC Tracer 5D (2.5D-, 3D-, 5D-фрезерная обработка и 2D-, 5D-сверление)

В четвертом разделе дипломной работы будут показаны виды обработки с применением «T-flex ЧПУ 8.0». Что касается производства, то данный программный продукт необходим для создания управляющих программ и тестированию их на компьютере.

Добавить комментарий

Заполните поля или щелкните по значку, чтобы оставить свой комментарий:

Логотип WordPress.com

Для комментария используется ваша учётная запись WordPress.com. Выход /  Изменить )

Google+ photo

Для комментария используется ваша учётная запись Google+. Выход /  Изменить )

Фотография Twitter

Для комментария используется ваша учётная запись Twitter. Выход /  Изменить )

Фотография Facebook

Для комментария используется ваша учётная запись Facebook. Выход /  Изменить )

Connecting to %s