ADEM CAPP - проектирование ТП

Конструкторско-технологическая подготовка производства (КТПП) представляет собой сложнейший комплекс взаимосвязанных процессов, обеспечивающих технологическую готовность предприятия к выпуску изделий.От того насколько эффективно организована КТПП, напрямую зависит конкурентоспособность и качество продукции и в конечном итоге - экономическое состояние предприятия.

Система ADEM предназначена для автоматизации КТПП по следующим видам работ:

• проектирование, моделирование и конструирование;
• разработка конструкторской документации в соответствии с ЕСКД (чертежи, единичные и групповые спецификации, конструкторские извещения об изменении, ведомости спецификаций, ведомости покупных изделий и др.)
• обеспечение технологичности конструкции изделия;
• планирование и управление процессом ТПП изделия;
• разработка маршрутов изготовления изделий;
• проектирование технологических процессов;
• проектирование оснастки и инструмента;
• разработка управляющих программ для станков с ЧПУ;
• нормирование основных материалов;
• нормирование затрат труда;
• выпуск технологической документации;
• выпуск технологических извещений об изменении.

Проектирование технологического процесса (ТП) в интегрированной системе ADEM реализовано в модуле ADEM САРР. Здесь с различной степенью автоматизации можно проектировать единичные, групповые и типовые ТП, а также ведомости деталей к ним по многим направлениям: механообработка, гальваника, сварка, сборка, термообработка и т.д., согласно стандартам ЕСТД и СТП. На основе данных, заложенных в ТП, автоматически формируются различные ведомости и другие виды документов: ведомость материалов, ведомость специфицированных норм расхода материалов, ведомость оснастки, ведомость технологических документов, комплектовочная карта и др.

Одним из аспектов успешного использования программного продукта является пользовательский интерфейс. В ADEM CAPP реализованы следующие важные элементы интерфейса: представление проектируемого маршрута в виде дерева, предметно-ориентированный стиль диалогов, сервисы поддержки и автоматизации рутинных расчетов.

Дерево ТП структурировано по уровням:

1. общие данные - это данные, которые являются общими для ТП и заносятся в шапки формируемых технологических карт. Вся необходимая информация со свойств конструкторского чертежа (обозначение, наименование, материал, масса детали и т.д.) автоматически считываются в общие данные, что позволяет избежать двойного ввода данных и ошибок
2. операции - последовательность операций определяет маршрут обработки. К каждой операции привязан свой эскиз, т.е. технолог одновременно работает и с операционным эскизом и с деревом маршрута обработки в одном окне ADEM, что позволяет получить технологу всю необходимую информацию с этого эскиза, например, путем скалывания геометрической информации такой как длины контуров, размеры, текст и др. при составлении маршрута обработки на операцию;
3. переходы - последовательность переходов определяет маршрут обработки каждой операции. При создании переходов, наименование перехода выбирается в зависимости от типа операции;
4. оснастка - средства технологического оснащения, с помощью которых осуществляется выполнение текущего перехода (приспособления, вспомогательный, слесарный, мерительный инструмент и др.). Оснастка выбирается из общей базы данных. В БД содержится более 4000 наименований различной стандартизованной оснастки. Для удобной навигации и идентификации объектов в дереве ТП применяются иконки. Так же в новой версии преобразился внешний вид диалогов. Появились новые стили, всплывающие подсказки. Все это сделано с целью упрощения процесса освоения системы (см. Рис. 1.).

Для удобства и оперативности работы в системе реализованы дополнительные сервисы (см. Рис. 2):

• полуавтоматическое сопровождение создания ТП с выбором операций, оборудования к операциям, переходов и оснащения;
• классификатор операций - это быстрое создание операционного маршрута изготовления детали, сборочной единицы или изделия в целом с указанием оборудования;
• автоматическая нумерация операций маршрута ТП с учетом шага нумерации, указанного в настройках;
• автоматическая нумерация с заданного значения учетных номеров (последние 5 цифр в шифре обозначения карт), указанных операционных карт и карт эскизов;
• параллельная работа над технологическим процессом. Это один из способов сокращения сроков ТПП. Примером этого может служить оснащение ТП, т.е. технолог отправляет готовый ТП во все службы по оснащению и после его оснащения все оснащенные ТП автоматически "сливаются" в один готовый ТП;

• создание комплектовочной карты на основе конструкторской спецификации или состава изделия;
• расчет массы детали и площади поверхности, на основе объемной модели;
• скалывание информации с эскиза (чертежа) при составлении содержания переходов, такой как размеры, тексты, длины контуров;
• определение длины обрабатываемого контура при расчете режимов резания на основе информации с эскиза (чертежа);
• формирование отдельных видов документов без формирования всего комплекта в целом. Например, на какую либо отдельно взятую операцию можно сформировать карту эскизов, комплектовочную карту, карту наладки и т.д.;
• корректировка назначенных режимов обработки с учетом паспортных данных станка;
• подбор оснастки (см. Рис. 3) через контекстно зависимое меню с учетом паспортных данных станка, основных характеристик оснастки (диаметр, габариты, масса и т.д.).
• автоматическое создание карты наладки инструмента для операций с применением станков с ЧПУ.

Значительную часть времени работы технолога занимают выполняемые им расчеты. Для автоматизации разработки технологий в среде ADEM CAPP реализована возможность автоматических расчетов там, где это возможно.

• Автоматический расчет массы используемой заготовки, нормы расхода материала на деталь (с учетом ширины реза), коэффициент использования материала для оптимизации количества необходимого материала (см. Рис. 4).

• Для раскроя листового материала выполняется автоматический расчет количества заготовок, деталей, коэффициента раскроя и др. при создании карты раскроя.
• Автоматический расчет режимов резания для токарных, сверлильных, фрезерных и шлифовальных операций (см. Рис. 5). Расчет ведется с учетом паспортных данных станка, типа и геометрии обрабатываемого конструктивного элемента, физико-механических свойств обрабатываемого материала и состояния обрабатываемой заготовки, жесткости системы СПИД, геометрии и вида режущего инструмента, схемы крепления и др. Полученное в результате расчетов основное время учитывается в процессе нормирования труда. Результаты расчетов заносятся при формировании в технологическиекарты.

• Автоматический расчет режимов сварки (см. Рис. 6). Расчет выполняется на основе следующих параметров: типа сварки, материала проволоки, свариваемого материала, типа шва, защитной среды и т.д. Рассчитываются режимы сварки, а также расход вспомогательных материалов (электродов, проволоки), наполняемость шва и пр.

• Автоматический расчет площади поверхности детали для расчета расхода покрытий при составлении ведомости к типовому процессу гальваники.

Что касается производств, автоматизированных ЧПУ следует заметить, что для его подготовки не достаточно разработать только управляющую программу. Учитывая, что операции с ЧПУ являются частью общего технологического процесса обработки детали, они также требуют документирования.

Практически все "софтверные" компании, работающие в этом сегменте рынка, для решения этих задач предлагают, как правило, два программных раздельных продукта: систему проектирования ТП (САРР) и систему программирования станков с ЧПУ (САМ). Разработчики системы ADEM объединили эти две системы в единый модуль. 

В основу положено единое дерево ТП, включающее в себя как операции, выполняемые на универсальном оборудовании, так и операции, выполняемые с использованием станков с ЧПУ. Вся информация с дерева ТП (операции, в том числе операции с ЧПУ, переходы, оснастка, режимы резания, нормы времени и др.) автоматически отражаются в маршрутных, операционных картах, ведомостях оснастки, в картах наладки и прочих документах.

В маршрут обработки на оборудовании с ЧПУ можно добавить дополнительную информацию, не используемую при расчете управляющей программы, но необходимую для оформления выходных документов. Это могут быть установочные переходы, переходы технического контроля, технические требования, примечания, приспособления и т.д. Для эффективной работы, технолога и технолога программиста, используется единая информационная база данных по операциям, оборудованию, оснастке, материалам для универсальных операций и операций с использованием станков с ЧПУ.

Нормативно справочная информация, как правило, хранится в таблицах баз данных (БД). В системе реализован стандартный подход к работе с базами данных SQL запросы. Нет никакой разницы, где находится база данных - локально на клиентском компьютере, или удаленно - на сервере. Так же нет ограничений по используемым СУБД - это может быть и MS Access и MS SQL Server или Oracle. Сопровождение справочников (добавление, удаление, изменение данных) осуществляется здесь же, в окне модуля ADEM CAPP. Хочется отметить, что при необходимости можно подключать или импортировать в систему уже существующие справочники, используемые на предприятии.

В настоящее время нормирование и повышение производительности труда рассматривается как важнейшее составляющие в организации производства. Для этого в системе реализована возможность автоматического нормирования объектов технологического процесса для любого типа производства (единичного, мелкосерийного, крупносерийного, массового) по общемашиностроительным нормативам труда. Вся работа осуществляется здесь же в среде ADEM CAPP в объектах ТП без открытия дополнительных окон и приложений, что позволяет технологу легко, быстро и удобно управлять этими данными. На основе нормативов система автоматически определяет нормы вспомогательного времени.

Время на установку и снятие заготовки определяется из следующих составляющих: схемы крепления детали, способа установки и крепления, вида установки, характера выверки, массы заготовки, состояние установочной поверхности, количества закрепляемых деталей, характера выверки и пр. (см. Рис. 8).

При определении времени на измерение учитывается, используемый мерительный инструмент, точность измерения, измеряемый размер, длина измеряемой поверхности, тип детали (жесткая конструкция или тонкостенная деталь).

Вспомогательное время, связанное с основными переходами рассчитывается с учетом времени на управление станком. Расчет подготовительно-заключительного времени сводится к определению времени на организационную подготовку и времени на наладку станка, приспособления, инструмента, программных устройств. Подготовительно-заключительное время зависит от вида оборудования и его паспортных данных (см. Рис. 9).

Штучное время рассчитывается с учетом заложенных норм времени на отдых, личные надобности и обслуживание станка. Основное время для расчета норм штучного времени берется из расчетов режимов резания.

У каждого предприятия могут быть свои нормы времени, поэтому в системе ADEM CAPP предусмотрена возможность корректировки норм времени путем введения коэффициента на вспомогательное время. С применением в системе возможности автоматического нормирования затрат труда, работы инженера по нормированию сведены к минимуму.

Производство это сложный процесс, в котором используется множество автоматизированных систем. На этапе КТТП используются системы класса CAD, CAM, CAPP, CAE, PDM. На этапе производства системы класса ERP. Всей функциональностью на сегодняшний момент, не обладает ни одна автоматизированная система. Поэтому для эффективного процесса производства необходим четко налаженный механизм обмена данными между этими системами. В системе ADEM CAPP в качестве формата файла обмена был выбран стандарт XML. Следует отметить, что в ADEM CAPP есть свой язык программирования, используя который можно организовать собственные алгоритмы обмена данными.

Одним из результатов работы системы должна быть выходная документация виды и формы, которой регламентируются соответствующими стандартами: ЕСКД, ЕСТП и СТП. О способах получения, многообразии выходных форм документов, которые можно получать в новой версии системы ADEM 80, и не только об этом, мы расскажем в одной из следующих статей.