CC BY
49
УДК 621.391.175
МОДЕЛИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ В ПРОЦЕССЕ ПОДГОТОВКИ ПРОГРАММ ДЛЯ МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ СТАНКОВ С ЧПУ
В. Ю. Анцев, С. А. Моцаков
Представлены рекомендации по управлению информационным потоком данных, используемых при составлении программ для станков с ЧПУ, с целью повышения качества и надежности управляющих программ.
Ключевые слова: управление качеством, оборудование с ЧПУ.
В настоящее время одна из важнейших проблем социальноэкономического развития страны заключается в обеспечении конкурентоспособности отечественной промышленности и ее привлекательности для инвестиций. Ее решению способствует внедрение на предприятиях систем менеджмента качества, в том числе и отвечающих требованиям международных стандартов ИСО серии 9000.
Однако в настоящее время промышленная реализация систем менеджмента качества на отечественных предприятиях сталкивается с серьезными трудностями, связанными, в первую очередь, с недостаточным развитием информационной инфраструктуры производственного процесса изготовления изделий, затрудняющим использование при управлении качеством продукции имеющихся на предприятии ресурсов, в том числе и создаваемых при технологическом проектировании.
Возрастание роли информационного аспекта производственного процесса обусловлено тем, что при отсутствии необходимой информации участники данного процесса во многих случаях принимают решения наугад, идут на риск. В результате чего предприятия несут значительные затраты временных, материальных, финансовых и других видов ресурсов [1].
Одним из важнейших элементов информационной инфраструктуры производственного процесса изготовления машин являются управляющие программы для станков с числовым программным управлением. Относительная доля металлообрабатывающего оборудования с ЧПУ в станочном парке страны постоянно возрастает, поэтому все более актуальными становятся вопросы их эффективной эксплуатации.
Эффективность использования станков с ЧПУ на производстве находится в прямой зависимости от их технических характеристик и, особенно, от времени безотказной работы. Среди многочисленных и разнообразных причин, определяющих надежность станков с ЧПУ, следует выделить качество управляющих программ [2, 3].
Поэтому повышение качества промышленной продукции и обеспе-
чение его стабильности возможно на основе разработки механизма управления качеством программ для станков с числовым программным управлением на всех этапах их жизненного цикла.
При разработке управляющей программы обработки необходимо учитывать квалификацию инженера-технолога, инженера-программиста, сложность конфигурации приспособления, особенности оборудования с ЧПУ, а также нестабильность физико-механических свойств заготовок и применяемых инструментальных материалов, рассеяние припуска, нестабильность жесткости станков разных моделей и другие факторы. Важным является тот факт, что такая информация для составления управляющих программ для станков с ЧПУ как траектория движения инструмента, его конструкция, геометрия и материал режущей части, режимы резания - задается технологом однозначно и, как правило, не корректируется при обработке. Поэтому на первом этапе решения качества управляющих программ для оборудования с ЧПУ было исследовано структурноинформационное взаимодействие служб, оказывающих непосредственное влияние на процесс разработки управляющей программы.
В качестве примера рассмотрим структурно-информационную модель разработки программ для станков с ЧПУ на примере предприятия ОАО «Тульский оружейный завод». На данном предприятии в процессе разработки управляющей программы задействованы следующие службы:
1. Отдел главного конструктора (ОГК).
2. Отдел главного технолога (ОГТ).
3. Отел программного обеспечения технологического оборудования и новой техники (ОПОТО и НТ).
Информационный процесс взаимодействия служб ОАО «Тульский оружейный завод» при подготовке программ для станков с ЧПУ схематично изображен на рис. 1.
На данном предприятии реализован следующий межфункциональ-ный процесс подготовки управляющих программ для металлообрабатывающих станков с ЧПУ.
Отдел главного конструктора разрабатывает конструкторскую документацию (КД) и передает её в ОГТ (связь «О» на рис. 1).
Отдел главного технолога в процессе написания технологической документации (ТД) поддерживает постоянную связь с ОГК (связь «Б»).
ОГТ передает созданную ТД в отдел программного обеспечения технологического оборудования и новой техники для написания и отработки программы на станке с ЧПУ (связь «1»).
Процесс написания и отладки программы на станке с ЧПУ, требует максимального взаимодействия с ОГТ (связь «Н») по вопросам внедрения нового изделия, внесения изменений или доработки ТД.
В процессе написания программистами управляющей программы и при дальнейшей ее отладке сотрудниками отдела «ОПОТО и НТ», поддер-
живается постоянный контакт с ОГК (связь «К»). В некоторых случаях «ОПОТО и НТ», опираясь на опыт работы с оборудованием, дает рекомендации или изменяет требования к изделию, согласуя их с ОГК и оказывая тем самым влияние на его технологичность.
___►(Отдел главного конструктора (ОГК)}
Отдел главного технолога (ОГТ)
н) О
ОПОТО и НТ
Программа для станка с ЧПУ
ЦЕХ (Отладка программы на
станке с ЧПУ)
Рис. 1. Структурно-информационная модель информационного взаимодействия при написании программ для станков с ЧПУ
В свою очередь ОГК поддерживает связь с «ОПОТО и НТ» в форме устных или письменных рекомендаций и допущений (связь «Ь»).
Представитель отдела «ОПОТО и НТ» производит отладку разработанной программы непосредственно на предназначенном для этого оборудовании в цехе (связь «М»).
В процессе изготовления партий деталей, в цехе периодически возникает ряд вопросов, по отработанной ранее программе (связь «К»).
На следующем этапе решения задачи разработки механизма управления качеством программ для станков с ЧПУ построена новая модель процесса подготовки программ, которая осуществляет полную интеграцию жизненного цикла программы для станка с ЧПУ и управление ее качеством. При ее внедрении может быть осуществлено построение информационной инфраструктуры производственного процесса и достигнута оптимизация ресурсов технологических систем различных уровней иерархии.
Анализ позволил определить основные составляющие процесса написания программ (причины первого порядка, влияющие на качество управляющих программ):
1. Технологическая документация.
2. Инструментальная оснастка.
3. Конфигурация приспособления.
4. Текст программы.
5. Станок с ЧПУ.
6. Инженер (участник процесса).
Также определены наиболее важные свойства процесса написания программ (причины второго порядка, влияющие на качество управляющих программ):
1. Сложность исполнения детали.
2. Сложность конфигурации приспособления.
3. Квалификация участников процесса разработки технологической документации.
4. Квалификация программистов.
5. Приспособленность системы САПР, используемой программистами при написании программы.
6. Квалификация инженера занимающегося непосредственно отладкой программы на станке с ЧПУ.
7. Особенности оборудования с ЧПУ.
8. Материал изделия.
В соответствии с основными положениями квалиметрии [4] для решения задачи управления качеством процесса разработки программ для оборудования с ЧПУ выделенный набор свойств данного процесса, оказывающих влияние на качество программы, обозначим через Q1, Q2, Q3,..., Qi и объединим показателем ХО, т. е.:
^ ^ + .... + й, где ХО - комплексный показатель качества программы для станка с ЧПУ; Q1, Q2, Q3, ., Qi - показатели качества наиболее важных свойств процесса написания управляющих программ для станков с ЧПУ.
Следующим этапом является определение предельного значения уровня показателя качества и установление его в документации менеджмента качества предприятия в виде нормативного.
В результате, оказывая соответствующее влияние на составляющие показатели качества Q1, Q2, Q3, ..., Qi (свойства процесса написания программ) появляется возможность управления качеством программы для станков с ЧПУ. Данный подход практически реализован при реинжиниринге процесса подготовки управляющих программ на предприятии ОАО «Тульский оружейный завод».
Практическое применение рекомендаций по управлению информационным потоком данных, используемых при составлении программ для станков с ЧПУ, позволяет контролировать и управлять качеством и надежностью управляющих программ на всех этапах разработки.
Список литературы
1. Информационная поддержка систем управления качеством изготовления машин / С. А. Васин [и др.]; под общ. ред. С. А. Васина. Тула: Тул. гос. ун-т, 2002. 428 с.
2. Дерябин А. Л. Технология изготовления деталей на станках с ЧПУ и в ГПС / А. Л. Дерябин, М. А. Эстерзон. М.: Машиностроение, 1989. 288 с.
3. Старков В. К. Технологические методы повышения надежности обработки на станках с ЧПУ / В. К. Старков. М.: Машиностроение, 1984. 120 с.
4. Федюкин В. К. Методы оценки и управления качеством промышленной продукции: учебник для вузов / В. К. Федюкин, В. Д. Дурнев, В. Г. Лебедев. 2-е изд. М.: Филинъ: Рилант, 2001. 328 с.
Анцев Виталий Юрьевич, д-р техн. наук, проф., заведующий кафедрой, Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Моцаков Станислав Анатольевич, канд. техн. наук, инженер, Россия, Тула, Тульский оружейный завод
MODELING OF INFORMATION EXCHANGE IN THE PREPARATION OF PROGRAMS
FOR CNC MACHINE TOOLS
V. Y. Antsev S.A. Motsakov
Provide recommendations for the management of information flow data used in the preparation of programs for CNC machine tools in order to improve the quality and reliability of control programs.
Key words: Quality management, CNC equipment.
Antsev Vitaly Yurievich, doctor of technical science, professor, manager of department, anzev@tsu. tula. ru, Russia, Tula, Tula State University,
Motsakov Stanislav Anatolievich, candidate of technical science, engineer, Russia, Tula, Tula Arms Plant
