CC BY
24
УДК 621.77
РАЗРАБОТКА КОМПЛЕКСНОЙ АВТОМАТЕЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ, ИЗГОТОВЛЕНИЯ И МОНТАЖА ТРУБОПРОВОДОВ СЛОЖНОЙ КОНФИГУРАЦИИ НА ИЗДЕЛИЯХ РКТ С ПРИМЕНЕНИЕМ
3D-МОДЕЛИРОВАНИЯ
Н. С. Теряев, Л. П. Сысоева, А. С. Сысоев Научный руководитель - С. К. Сысоев
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева
Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: [email protected]
Проанализированы конструктивные особенности трубопроводных систем изделий РКТ и выявлены основные проблемы, возникающие при изготовлении и монтаже трубопроводов сложных конфигураций. Предложена методика использования комплексной автоматизированной системы проектирования, изготовления и монтажа с применением ЗО-моделирования.
Ключевые слова: комплексная автоматизированная система проектирования, 3D-моделирование, трубопровод сложной конфигурации, управляющая программа.
DEVELOPMENT OF THE INTEGRATED AUTOMATION SYSTEM OF DESIGN, MANUFACTURE AND INSTALLATION OF COMPLEX CONFIGURATION PIPELINES
WITH THE USE OF 3D-SIMULATION
N. S. Terjaev, L. P. Syisoeva, A. S. Sysoev Scentific Supervisor - S. K. Sysoev
Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected]
The design features of piping systems and the main problems encountered in the manufacture and installation of complex configuration pipelines are analyzed. The technique of using complex computer-EN system design, manufacturing and installation with 3D modeling is offered.
Keywords: integrated automation system, 3D-simulation, complex configuration pipeline, control program.
При изготовлении и монтаже трубопроводов сложных конфигураций на изделиях РКТ возникает ряд проблем, связанных с высокой трудоемкостью и себестоимостью процесса из-за необходимости предварительного макетирования и изготовления эталонов, а также с необходимостью повышения качества изготовления и монтажа.
Основная задача исследования - разработка комплексной автоматизированной системы проектирования, изготовления и монтажа трубопроводов сложной конфигурации на изделиях с применением 3Б-моделирования, которая позволит эти проблемы решить.
Трубопроводные системы изделий РКТ характеризуются следующими конструктивными особенностями:
- отсутствие или незначительное число прямолинейных участков, с формой описываемых кривыми второго порядка, преобладание произвольного построения траектории трубопровода исходя из монтажного объема изделия или агрегата;
- малое количество плоских в плане (2D) элементов заданных двумя координатами, преобладание объемных (3D) элементов заданных координатами, радиусом и углом;
- колебание конечных координат подстыковки трубопровода;
- наличие явления пружинения материала;
Секция « Технологические и мехатронньж системы в производстве ракетно-космической техники»
- возможность и необходимость попасть в зону упругих деформаций материала и тем самым заложить основу серийного (партионного) изготовления трубопроводов.
В процессе проведения работ было выполнено проектирование 3Б-модели трубопровода в СЛБ-системе (рис. 1).
Рис. 1. 3Б-модель трубопровода
Задача по изготовлению трубопроводов сложной пространственной формы, у которых отсутствую прямолинейные участки, с помощью программно-технического комплекса может решаться не только, как прямая по 3Б-модели (рис. 2), но и как обратная, когда в качестве входных данных могут быть использованы существующие эталоны и шаблоны (рис. 3), что позволяет внедрить блок изготовления на существующие и отработанные изделия РКТ [1].
Конструкторская 3D -модель
TezetCAD i
SolidWorks
Технологическая ЗО-модель
Управляющ ая программа
MS Office
Карта эскизов и УП
Трубогиб с ЧПУ
Пробная деталь
КИМ Faro
Данные измерений
TezetCAD
Технологическая 3D-M одаль
I
Сравнение ЗО-моделей и корректировка УП
I
Зй-модепь пробной детали
X
MS Office
Карта эскизов и УП
Трубогиб с ЧПУ
Годная деталь
Рис. 2. Этапы создания управляющих программ по 3Б-модели
Для создания управляющей программы (УП) на трубопровод сложной конфигурации для тру-богибочного станка с ЧПУ предложено использовать технологическое программное обеспечение TezetCAD. Далее данные УП вносятся в систему ЧПУ станка, с последующей верификацией процесса гибки и возможностью изменения конфигурации трубы.
При вводе УП задается угол гибки и поправочный коэффициент, после чего выполняется эмуляция с отображением процесса гибки с целью контроля на соударение детали с рабочими органами и станиной оборудования.
Измерение трубы предложено производить с помощью контактного зонда или лазерного сканера контрольно-измерительной машины (КИМ) FARO FUSION. Погрешность измерений составляет ±0,035 мм, что позволяет с высокой точность обмер и сканирование необходимой поверхности.
Для получения детали с заданными предельными отклонениями и максимально приближенными к 3D-модели, необходимо произвести замер пробной детали с помощью КИМ и программного пакета TezetCAD, сравнить полученную 3D-модель пробной детали с 3D-моделью трубы эталона и в автоматическом или ручном режиме откорректировать данные управляющей программы. Откоррек-
тированные данные управляющей программы вводятся в систему ЧПУ [2, 3]. При необходимости, процесс корректировки управляющей программы изготовления пробной детали повторяется несколько раз. После окончательной корректировки формируется управляющая программа-эталон.
Рис. 3. Этапы создания управляющих программ по трубе-эталону
Внедрение комплексной автоматизированной системы проектирования, изготовления и монтажа трубопроводов с применением 3D-модели позволит:
- исключить сложный и трудоемкий процесс эталонирования трубопроводов;
- повысить точность изготовления и сборки трубопровода;
- исключить операцию подгибки по месту;
- автоматизировать всю технологическую последовательность от проектирования до монтажа трубопроводов;
- улучшить технологию изготовления трубопроводов и их монтажа в составе узла и изделия за счет перехода на работу с 3D-моделью изделия или агрегата и визуализации процесса монтажа с установленной последовательностью сборки;
- создать и хранить конструкторско-технологические данные в электронном виде в единой базе данных.
Гибка по управляющим программам, полученным с помощью программы TezetCAD, обеспечит общее соответствие конфигурации получаемой детали 3D-модели, формируемой станком по введенным координатам.
Библиографические ссылки
1. Попов И. И. Информационные ресурсы и системы: реализация, моделирование, управление. М. : ТПК АЛЬЯНС, 1996. 408 с.
2. Грувер М., Зиммерс Э. САПР и автоматизация производства / пер. с англ. М. : Мир, 1987.
528 с.
3. Основы построения систем автоматизированного проектирования / А. И. Петренко, О. И. Семенков. 2-е изд., стер. Киев : Вища шк. Головное изд-во, 1985. 294 с.
© Теряев Н. С., Сысоева Л. П., Сысоев А. С., 2016
