CC BY
61
ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ КОНСТРУКТОРСКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ ПРОИЗВОДСТВА В РАМКАХ КОМПЬЮТЕРНО-ИНТЕГРИРОВАННОГО ПРОСТРАНСТВА ПРЕДПРИЯТИЯ НА ПРИМЕРЕ ДЕТАЛИ «ОСНОВАНИЕ»
Хлебников Антон Анатольевич магистр, АПИ(ф)ФГБОУВПО НГТУ, г. Арзамас Кангин Михаил Владимирович доцент, канд. техн. наук, доцент АПИ(ф)ФГБОУ ВПО НГТУ г. Арзамас
E-mail: kangin.mikhail@yandex.ru
EFFICIENCY IMPROVEMENT OF DESIGN-ENGINEERING PREPRODUCTION IN TERMS OF COMPUTER INTEGRATED FACTORY SPACE USING THE EXAMPLE OF DETAIL "BASE"
Anton Khlebnikov
master of Arzamas Polytechnic Institute — branch of FSBEIHVE Nizhny Novgorod
State Technical University n.a. R.E. Alekseev, Arzamas
Mikhail Kangin
candidate of Science, associate professor of Arzamas Polytechnic Institute — branch of FSBEI HVE Nizhny Novgorod State Technical University n.a. R.E. Alekseev,
Arzamas
АННОТАЦИЯ
В данной статье рассмотрены методы автоматизации конструкторско-технологической подготовки производства с использование сквозной 3D-технологии АСКОН на примере детали «Основание».
ABSTRACT
The article studies automation methods of design-engineering preproduction with the use of continuous 3D technology ASCON using the example of detail "Base".
Ключевые слова: конструкторско-технологическая подготовка производства; сквозная 3D-технология.
Keywords: design-engineering preproduction; continuous 3D technology.
Основными факторами эффективности функционирования машиностроительного предприятия являются сжатые сроки и высокое качество конструкторско-технологической подготовки производства (КТПП) [1, с. 14].
Автоматизировать и повысить эффективность КТПП позволяют современные CAD/CAE/CAPP/CAM/PLM системы. Самостоятельное использование систем CAD, CAPP, CAE, CAM дает экономический эффект. Но он может быть существенно увеличен их интеграцией в рамках единого компьютерно-интегрированного пространства предприятия.
Такая интеграционная система CAD/CAPP/CAE/CAM/PLM на информационном уровне поддерживается единой базой данных. В ней хранится информация о структуре и геометрии изделия (как результат проектирования в CAD системе), о технологии изготовления (как результат работы CAPP системы) и управляющие программы для оборудования с ЧПУ (как исходная информация для обработки в системе CAM на оборудовании с ЧПУ).
Отечественной реализацией идеологии и принципов концепции PLM стала сквозная SD-технология АСКОН, обеспечивающая полную сквозную интеграцию и взаимодействие всех компонентов автоматизированной конструкторско-технологической подготовки производства. Возможности и взаимодействие систем, обеспечивающих сквозную SD-технологию, рассматриваются на примере конструкторско-технологической подготовки производства детали «Основание».
Базовые возможности CAD системы Компас 3D включают в себя развитый инструментарий трёхмерного твердотельного, поверхностного и параметрического моделирования, который позволяет спроектировать изделие любой степени сложности в 3D, а потом оформить на это изделие комплект документации, необходимый для его изготовления в соответствии с действующими стандартами (ГОСТ, СТП и др.).
На рисунке 1 показана 3D модель детали «Основание» в окне Компас 3D.
I Файл 2ЙД1КТ0Р Отешу*» Cne.J'it- ■ ЙД1- - СйУ-Л0 gipJEä 5иС>Ля01екк
П-iB « U-f- * BOto «.«« *C3t"
...4 - -
Л ' •
- v &
г 9 *
JÜ
J
Рисунок 1. 3D модель детали «Основание» в окне Компас 3D
Введенная в программу Компас 3D CAE система APM FEM предназначена для выполнения расчетов различных деталей в системе Компас 3D с последующей демонстрацией результатов этих расчетов.
В состав APM FEM входят программы расчетов сборочных единиц, вводятся задания на предельно допустимые нагрузки. Также в состав APM FEM входят генераторы КЭ-сетки и постпроцессор. Это позволяет моделировать сборочные единицы узлов, провести их анализ в условиях различных воздействий: в статике, в условиях силового воздействия, работа в собственных частотах и устойчивости узла.
В APM FEM имеется функция создания КЭ-сетки, при вызове которой происходит разделение объекта с необходимым заданным шагом, что позволяет создать конечно-элементный объект.
Проверка на прочность в APM FEM помогает решать линейные задачи: проводить статические расчеты, устойчивости детали, воздействия температуры, тепловых процессов, проходящих в детали при работе.
На рисунке 2 показаны этапы проведения прочностного анализа детали «Основание»: создание закреплений и ограничений, задание нагрузок, формирование КЭ-сетки и один из результатов анализа.
Рисунок 2. Этапы проведения прочностного анализа детали «Основание»
Интеграция с Компас 3Б САРР системы Вертикаль У5 обеспечивает автоматический перенос данных из чертежа (и 3Б модели) в текст ТП; обеспечивает визуально настраиваемые связи графических данных (конструкторской информации) со структурными элементами ТП (технологической информацией); просмотр и редактирование планов обработки поверхностей КТЭ в привязке к элементам 3Б модели; навигацию в тексте ТП по 3Б модели и (или) по чертежу [1, с. 14].
Во время проектирования ТП в САПР ТП Вертикаль: • выявлены множества конструкторско-технологических элементов, входящих в состав детали «Основание», и сформировано дерево КТЭ, отображающее состав элементарных поверхностей КТЭ и групп КТЭ детали;
• сформировано дерево ТП, отображающее состав и иерархию операций, переходов, оснастки и других объектов, составляющих технологический процесс изготовления детали;
• при проектировании технологического процесса заполнено дерево КТЭ, установлены планы обработки;
• настроены связи между деревом КТЭ, деревом ТП и 3Б моделью (чертежом), что позволило легко ориентироваться в техпроцессе.
¿■ВЕРТИКАЛЬ г011 - ;новда7пнояогН 1
-• тыл Вкд главка Программ» РОМ Асм« НктрнАш Скиа Справка
и |25- ^ мь е - '.а ваш ^ 41
ЮЭ ИИ
&
й
•ие
Отвеестм п
4 Огвеитм щЩтдричс«» с< ^ Отвеостм импкндртсов глут(в ств ) - Примой »«туп
% Отверстие шпмдаачко» 3 4» Прямей уступ
& Отверсто тлтдачнчк птдодо <п
Быввой юитур
а - щ г* * зт;* р и о ч а и.*«« «
а- э. ч, ¡а ®
Показывать КТЭ
Тжстипимим | Прсгр«м*« ИЛУ |
С * '3 Чй Г
ыооюи Н002Т01 НООЭ ноо*наз
ноозса1г*оозоооготз4 пообгоаоо
N007*-. .6*1-003<Е9Г0724
ыоовгаооо N0091- - СЭГ0710
Н0102-____СОГОбЮ
N01IX-с: Ь2*Р0650
ниггасоо
но1зи-:I;:9 57 *оо1о оопкэо но1«раооо но15>; :04Э1:Г4650 Н016.Х-:: г-о-^-сс-.осогобао
МУП1/
> О АйоЬе Ур<1асег
Рисунок 3. Фрагмент ТП в рабочем окне Вертикаль У5
Интеграция Компас 3Б с САМ системой ГеММа-3Б позволяет создавать программы обработки наиболее сложных деталей, изготавливаемых с помощью фрезерования, сверления, электроэрозионной резки, вырубки, токарной обработки, гравировки. В состав системы входит библиотека постпроцессоров в исходных текстах.
Система Гемма 3Б может осуществлять работу напрямую с геометрическими данными КОМПАС-3Б без ручной конвертации в промежуточные форматы, а так же дорабатывать геометрию в соответствии с
конкретным инструментом, применяющимся на оборудовании с ЧПУ. Чтобы подготовить управляющую программу в Гемма 3Б, можно использовать любые
виды геометрических данных, плоских эскизов, чертежей и поверхностей. Для оценки точности изготовления сравниваются результаты обработки с математической моделью и задаются контурные или поверхностные заготовки произвольной формы. В программе Гемма ЗБ параметрически задаются технологические данные, как в переходах, так и между ними, используются станочные циклы с их настройкой на любые системы ЧПУ. Осуществляется подготовка технологических эскизов и технологических карт. А также можно визуализировать обработку и редактировать управляющие программы.
В ходе написания программы:
• импортирована деталь из Компас в систему Гемма ЗБ;
• созданы ограничивающие поверхности;
• задана геометрия инструмента;
• определены режимы резания;
• выбраны обрабатываемые поверхности;
• определены размеры заготовки;
• указаны ограничивающие контуры;
• рассчитаны проходы;
• визуализирована обработка.
Фрагмент управляющей программы в рабочем окне ГеммаЗБ (рис.4).
»» ах <ш№ |м* о» «кж кв-я» мнмщдо).» я»*™»»
I* *. 4 с / 1л.
н /
к к
л яи ш чп ш г#
Рисунок 4. Фрагмент управляющей программы в рабочем окне ГеммаЗБ
Сквозная ЭБ-технология АСКОН обеспечивает автоматизацию всех этапов
и процессов конструкторско-технологической подготовки производства, начиная от создания вариантов компоновки нового изделия и заканчивая передачей документации в производство или внешнему заказчику. При этом все элементы КТПП, используя централизованные средства хранения и обработки данных, органично увязаны в единую информационно-процессную среду проектирования и подготовки производства.
Использование сквозной ЭБ-технологии АСКОН в конструкторско-технологической подготовке производства позволяет:
• сократить сроки КТПП;
• существенно повысить качество конструкторской и технологической документации;
• снизить издержки или совсем исключить опытное производство изделий;
• максимально быстро вводить в производство модификации изделий;
• эффективно эксплуатировать парк станочного оборудования (в том числе дорогостоящее импортное оборудование с ЧПУ) и оптимизировать расход инструмента.
Список литературы:
1. Суханова М.И., Кангин М.В. Повышение эффективности технологической подготовки производства с использованием САПР ТП ВЕРТИКАЛЬ V5 на примере группы деталей «Вал привода» // Технические науки основы современной инновационной системы: Материалы международной научно-практической конференции (Йошкар-Ола 25 апр.): В 2 ч. [текст] / Приволжский научно-издательский центр. Йошкар-Ола: КОЛОКВИУМ, — 2012. — 1 ч. — 144 с. — 2 ч. — 120 с.
