В настоящее время одним из перспективных направлений обеспечения конкурентоспособности предприятия является повышение эффективности технологической подготовки производства (ТПП) выпускаемых изделий. Необходимость повышения эффективности ТПП объясняется еще и тем, что проектирование технологической документации в большинстве случаев превосходит трудоемкость разработки конструкторской документации.
От того насколько эффективно организована ТПП, напрямую зависит конкурентоспособность и качество продукции и в конечном итоге - экономическое состояние предприятия.
ВЫБОР САПР
Завод ОАО "Моторостроитель" один из лидеров ракетно-космического машиностроения, специализирующийся на изготовлении ракетных и авиационных двигателей, газоперекачивающих станций и электростанций на базе авиационных двигателей. С 2005 года перед ОАО "Моторостроитель" встал вопрос реализации производственных задач с позиции использования новых САПР, т.к. к этому моменту на ОАО "Моторостроитель" в качестве основной САПР для конструкторов принята система "KOMPAS" фирмы АСКОН - позволяющая успешно решать большинство проектно-конструкторских задач. Для решения технологических задач на ОАО "Моторостроитель" с 1990 года применяется САПР "Cherry" и "ADEM" старых "DOS-овских" версий фирмы ADEM Technologies. В результате этого появилась необходимость обновления или подбора новой системы САПР хорошей технологической направленности, при работе с которой было бы возможно:
- использовать в качестве исходного материала конструкторскую модель, выполненную в KOMPAS;
- технологическое моделирование на основе имеющихся конструкторских моделей;
- создавать и редактировать собственные постпроцессоры на оборудование с ЧПУ, применяемое на ОАО "Моторостроитель";
- иметь удобную систему программирования для станков с ЧПУ;
- иметь возможность комплексного визуального контроля изменения геометрии поверхностей деталей авиационного производства в процессе виртуальной обработки;
- вести сквозное проектирование всего процесса технологической обработки ДСЕ, имея возможность создания и оформления комплектов документов;
В процессе работы по подбору САПР проводился анализ существующих на данный момент систем проектирования процессов механической обработки, принимался опыт внедрения САПР систем на других крупных авиа и ракетно-космических машиностроительных предприятиях нашей страны [1], а также опыт применения используемых в данное время на ОАО "Моторостроитель" САПР. Если рассмотреть все известные интегрированные CAD/CAM/САРР системы, то можно сделать вывод, что в зарубежных образцах возможность нормального оформления документации в соответствии с нашими стандартами практически отсутствует. Справедливости ради следует отметить, что в некоторых отдельно стоящих импортных CAD системах поддержка ЕСКД имеется, а вот по поводу ЕСТПП реализации нет вообще.
CAD/CAM/CAPP - интегрированные системы, представляющее единое конструкторско-технологическое пространство. В отличие от CAD/CAM систем, предназначенных в первую очередь для автоматизированных производств, позволяют распространить методы сквозного проектирования на другие участки работ. В современных CAD/CAM/CAPP системах программирование ЧПУ является одной из составляющих частей техпроцесса, что обеспечивает целостность конструкторско-технологической подготовки производства (КТПП). С точки зрения управления предприятием CAD/CAM/CAPP система является важнейшим звеном для обеспечения достоверными данными систем управления (ERP, PDM, PLM, и др.).
В результате в качестве наиболее удовлетворяющей требованиям была выбрана CAD/CAM/CAPP система "ADEM" фирмы ADEM Technologies. ADEM предназначен и для комплексной и для локальной автоматизации следующих видов работ, которые составляют основу КТПП:
- для объемного и плоского моделирования и проектирования;
- для оформления проектно-конструкторской и технологической документации;
- для проектирования техпроцессов;
- проектирования управляющих программ для оборудования с ЧПУ (фрезерных, токарных, электроэрозионных, лазерных и др.);
- для ведения архивов документов.
Важной особенностью системы является инструментарий для реновации накопленных знаний. Речь идет не только о работе со сканированными чертежами, но и о поддержке программ ЧПУ, написанных ручным или другим способом. Такая возможность позволяет, например, адаптировать старые наработки для нового оборудования. Более того, ADEM предоставляет возможность адаптировать систему под конкретные требования и задачи предприятия, а также подсоединять практически все возможные базы данных, расчетные, проектные, технологические программы, нормативную и справочную информацию.
Универсальность программного обеспечения, поддержка отечественных и международных стандартов, эффективный механизм адаптации к любым видам импортного и отечественного оборудования, по праву обеспечили системе ADEM лидирующие позиции среди интегрированных конструкторско-технологических систем.
АДАПТАЦИЯ СИСТЕМЫ ADEM
Внедрение CAD/CAM/CAPP систем на большом предприятии, каким является ОАО "Моторостроитель" (десятки цехов, 11 тысяч человек) предполагает децентрализацию, ввиду разнородности производства. Создание автоматизированных рабочих мест инженеров технологов в цехах.
На автоматизированном рабочем месте инженера технолога должны выполняться: автоматическое формирование технологического процесса согласно СТП 7512619.07.067 в формы бланков предприятия ОАО "Моторостроитель" СТП 7512619.07.069 и создание управляющих программ на станки с ЧПУ.
Для решения этих задач необходимо настроить модуль САРР системы ADEM и разработать постпроцессоры для станков с программным управлением.
НАСТРОЙКА МОДУЛЯ САРР СИСТЕМЫ ADEM
Работа технолога с модулем АDЕМ САРР проходит по определенному сценарию, в результате чего формируется техпроцесс и вся необходимая техдокументация в соответствии со стандартами или нормами предприятия. При этом, применяется конструкторский модуль ADEM CAD для создания технологических эскизов на основе конструкторской документации или с нуля.
На данном этапе всецело используются библиотеки по материалам, инструментам, оборудованию, оснастке, поставляемые с системой и/или базы данных предприятия, подключенные к ADEM посредствам специального интерфейса.
Сейчас нас интересует в первую очередь создание технологических процессов и их автоматическое формирование по стандарту предприятия (СТП 7512619.07.067), и использование баз данных предприятия. Для выполнения этой задачи необходима более глубокая настройка модуля САРР системы ADEM.
I. Постановка задачи.
Исходные данные: техническое задание, СТП 7512619.07.069, СТП 7512619.07.067, список специалистов (Ф.И.О. технологов, утверждающих и согласующих лиц), данные по материалам обрабатываемых в цехе, инструкции по технике безопасности, ведомость оборудования цеха, базы данных по режущему, измерительному инструменту и приспособлениям используемых при производстве ДСЕ.
Требуется:
- добавление текстовых блоков в формы бланков необходимых для их ав-томатического заполнения;
- отредактировать алгоритмы выбора форм;
- отредактировать алгоритмы заполнения форм при печати;
- настроить пользовательский интерфейс;
- создать и присоединить базы данных;
- разработать методику работы с адаптированным модулем САРР.
II. Выполнение.
Этап I. Добавление текстовых блоков в формы бланков необходимых для их автоматического заполнения.
Все это производится с использование возможностей конструкторского модуля ADEM CAD. При этом применяются такие приемы, как: ввод текстового параграфа (см. Рис. 1). Текстовые блоки расставляются во всех бланках.
Рис. 1 Ввод текстовых блоков: 1 - текстовый блок
Этап II. Редактирование алгоритмов выбора форм.
Работы по редактированию алгоритмов выбора производились в среде разработки Adem TDM Developer.
Создание текстовых файлов выбора карт см. рис. 2. Порядок следования имен форм бланков в файлах выбора бланка (на рисунке цифра 1) и выбора макета бланка (на рисунке цифра 2) должны обязательно совпадать.
Рис. 2 Создание текстовых файлов в среде разработки Adem TDM Developer:
1 - текстовый файл выбора бланка;
2 - текстовый файл выбора макета бланка.
Иначе при несовпадении порядка следования имен бланков выбрав один бланк, загрузится макет другого бланка. Для последующих листов техпроцесса создаются аналогичные текстовые файлы с такими же требованиями к порядку следования имен бланков.
Этап III. Редактирование алгоритмов заполнения форм при печати.
Работы по редактированию алгоритмов печати форм выходных докумен-тов производились в среде разработки Adem TDM Developer (см. рис. 3).
Рис. 3 Редактирование алгоритмов печати в среде разработки Adem TDM Developer
На данном этапе производились работы по редактированию алгоритмов печати: вызов бланков, настройка заполнения бланков, вызов последующих листов и их заполнение см. рис. 4.
Рис. 4 Настройка заполнения бланка
Этап IV. Настройка пользовательского интерфейса.
Для удобства использования системы и ввода дополнительной информации были настроены окна диалога пользователя (см. рис. 5), отредактированы меню модуля САРР системы ADEM. Работы по настройке пользовательского интерфейса также производились в среде разработки Adem TDM Developer (см. рис. 3).
Рис. 5 Окно пользовательского диалога на токарную операцию с ЧПУ
Этап V. Создание и присоединение баз данных.
В системе ADEM все базы данных созданы в среде MS Access. Для создания заводских баз данных по оборудованию, режущему, измерительному инструменту и приспособлениям, применяемым при изготовлении деталей, использовалась так же среда MS Access. В дальнейшем созданные базы данных были присоединены к системе ADEM с использованием инструментов среды MS Access.
Этап VI. Разработка и издание методики работы с адаптированным модулем САРР.
По окончанию работ было разработано и издано руководство пользователя по работе в настроенном модуле САРР системы ADEM. Описаны основные приемы работы в модуле, приемы внесения изменений, в базы данных, приведен пример создания технологического процесса в модуле САРР. Разработана программа обучения технологов работе в системе ADEM, силами работников отдела сделан мультимедийный обучающий фильм.
АДАПТАЦИЯ МОДУЛЯ САМ СИСТЕМЫ ADEM К СТАНОЧНОМУ ПАРКУ ПРЕДПРИЯТИЯ
Производится один раз для каждого вида оборудования с ЧПУ. Состоит в создании постпроцессора с помощью модуля ADEM GPP и поставляемой с системой обширной библиотеки постпроцессоров.
Для разработки постпроцессора необходимы следующие данные:
- Паспортные данные станка;
- Инструкция по программированию;
- Образец управляющей программы для данного станка.
Из библиотеки постпроцессоров поставляемой с системой ADEM выбирается прототип постпроцессора. Далее вносятся изменения в параметры управляющей программы. При необходимости добавляются необходимые буквенные адреса. Производится отладка постпроцессора (см. рис. 6) и редактирование порядка формирования кадра (см. рис. 7).
Рис. 6 Редактирование постпроцессора в модуле ADEM GPP
Рис. 7 Редактирование порядка формирования кадра
ПРОГРАММИРОВАНИЕ ОбОРУДОВАНИЯ С ЧПУ
Работа в основном ведется в модуле ADEM CAM. Технолог вводит режимы и параметры обработки, которые может получать там же расчетным или справочным путем. Рационально также применять ADEM CAD для ввода дополнительной геометрической информации.
Система на основе геометрической модели и введенных параметров автоматически генерирует траекторию движения инструмента, создает управляющую программу и выдает расчет времени процесса обработки.
За этим следует верификация обработки в модуле ADEM Verify, для того, чтобы исключить ошибки перед выходом на реальное оборудование с инструментом заготовкой и приспособлением.
Ведение и структурирование создаваемых документов при этом производится модулем АDЕМ Vault. Поэтому, с точки зрения управления, ADEM поддерживает единый структурированный конструкторско-технологический объект.
Важно то, что в результате выше перечисленных действий, реализуются следующие документы в едином формате, полностью друг с другом согласованные, созданные в полном соответствии с ЕСКД и ЕСТПП. Требуемый набор техдокументации, включающий в себя ТП для универсального оборудования, УП для станков с ЧПУ и множество нормативных документов, информация из которых готова к передаче в различные системы управления.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Разработка ТП с помощью настроенного модуля САРР системы ADEM:
- Сокращает время:
- на проектирование ТП ~ 2 - 2,5 раза;
- на оформление ТП ~ 3 - 4 раза;
- на адаптацию молодых технологов.
- Позволяет создать базу ТП и далее использовать ее для технологической подготовки производства, как типовые. Создание управляющих программ в модуле САМ системы ADEM позволяет сократить:
- время на подготовку УП;
- значительно влияние "человеческого фактора" при проектировании УП;
- время на подготовку программы при переходе на другое оборудование.
В целом система ADEM значительно сокращает время на технологическую подготовку производства, повышает качество формируемой технологической документации повышает качество изготовления ДСЕ.
Общий вывод:
Система "ADEM" может быть основой автоматизации технологической подготовки производства.
ЛИТЕРАТУРА
1. С. Ю. Шачнев, Г. В. Рожанович, М. В. Ремизов, С. В. Евсеев. Опыт применения САПР ADEM в изготовлении ракетно-космической техники // Статьи о системе, www.adem.ru.
2. Быков А.В. и др. ADEM\CAD\CAM\TDM Черчение, моделирование, механообработка // Санкт-Петербург, 2003 г.
авторы статьи: А.В. Балякин, В.В. Казандаев