CC BY
15УДК 658.512.4
Хворостяной К.А. студент магистратуры 2 курс факультет: Математики, информационных и авиационных технологий» Научный руководитель: Евсеев А.Н. кандидат технических наук, доцент, ФГБОУ ВО «Ульяновский
государственный университет» (УлГУ) Ульяновский государственный университет
Россия, г. Ульяновск РАЗРАБОТКА ЦИКЛОВЫХ ГРАФИКОВ ПРОЦЕССОВ СБОРКИ ПАНЕЛЕЙ ФЮЗЕЛЯЖА САМОЛЕТОВ В САПР ТП «ТЕМП2» Аннотация: Предложена методика разработки цикловых графиков сборки панелей фюзеляжа самолетов в САПР ТП «ТЕМП2», позволяющая автоматизировать технологический процесс изготовления изделий. Ключевые слова: цикловые графики, САПР ТП, самолеты, диаграммы Ганта.
Hvorostyanoj K.A.
Second year magistracy Faculty of Mathematics, Information and Aviation Technologies
Ulyanovsk State University Russia, Ulyanovsk Scientific adviser: Evseev A.N. candidate of Technical Sciences, associate Professor, Ulyanovsk State University (UlSU) Russia, Ulyanovsk DEVELOPMENT OF CYCLIC GRAPHICS OF PANEL ASSEMBLY PROCESSESFUSELIES OF PLANES ON THE CAD TP «TEMP2» Abstract: The proposed methodology for the development of cyclic graphs of the assembly of aircraft fuselage panels on the CAD TP «TEMP2» is proposed, which makes it possible to automate the technological process of manufacturing products. Keywords: Cyclic graphic, CAD TP, planes, diagram Ganta.
Одной из важных и актуальных задач современного авиастроения является разработка и внедрение в производство электронных цикловых графиков. Решение данной задачи позволит повысить эффективность проектно-конструкторских разработок и сократить сроки освоения новой техники.
Разработка электронного циклового графика, как правило, до сих пор выполняется вручную, поэтому использование средств автоматизации путем моделирования принятых технологических решений позволят улучшить процесс организации производства на этапе его подготовки.
Объектом исследования данной работы является система автоматизированного проектирования технологических процессов агрегатно -
сборочного производства, адаптированная к разработке электронных цикловых графиков для панелей фюзеляжа самолета ИЛ-76МД-90А, авиастроительного предприятия АО «Авиастар - СП». В данной работе описывается методика построения электронных цикловых графиков в САПР ТП «ТеМП2», на примере панели фюзеляжа ИЛ-76МД-90А и других составляющих.
Рассмотрим верхнюю переднюю панель фюзеляжа третьего отсека (Ф3) самолета ИЛ-76МД-90А, которая является частью обшивки хвостовой части. Её назначение - обеспечение герметичности, восприятие нагрузок, действующих на данный отсек, хотя сама хвостовая часть не является герметичной. В состав конструкции входит: обшивка, шпангоуты, стрингера, прокладки, уголки и т.д.
Панель придаёт форму хвостовой части фюзеляжа отсека Ф3. Она ограничена шпангоутами и стрингерами. В данной конструкции рассматриваемой панели обшивка выходит на теоретический контур, а стрингеры и шпангоуты - на внутреннюю поверхность обшивки.
Характер деформации, испытываемой обшивкой совместно с подкрепляющими ее стрингерами является растяжение-сжатие от действия изгибающих моментов и сдвиг от действия поперечных сил и крутящего момента.
В данной конструкции используются клёпаные соединения. Сборка стыкуется с боковыми передними панелями шпангоутов. Поперечный стык выполнен с западанием или выступанием не более 0,8 мм длиной 200 мм на листе обшивки. Зазор в стыках листов обшивки в пределах 1 мм. В заклёпочном шве закладные головки не должны выступать боле 0,1 мм.
Сборка герметизируется поверхностно по швам стрингеров герметиком. Точность выполнения деталей - в пределах 1 мм, точность выполнения сборки - 1,5 мм.
Обшивка изготавливается обтяжкой, стрингеры - фрезерованием, уголки - штамповкой. Применяемые материалы - Д16АТ и Д16ЧТ.
Основным способом защиты от коррозии деталей является сернокислотное анодирование с наполнением в хромпике и последующим нанесением лакокрасочных покрытий. Толщина анодно-окисного покрытия (Ан.Окс.нхр) должна быть не менее 6 мкм. Защитные покрытия, используемые для покрытия деталей передней верхней панели хвостовой части фюзеляжа отсека Ф3 -эмаль ЭП-140М и грунтовка ЭП-0208.
Для организации процессов сборки панелей фюзеляжа самолета используются методы оперативно - производственного планирования, которые являются завершающим этапом внутризаводского планирования. Оно должно обеспечивать конкретизацию и детализацию производственной программы, современное ее доведение до исполнителей (цехов, участков сборки, рабочих мест), а также достижение слаженной работы всех подразделений предприятия.
Перед началом сборки подготавливают место для работы (участок стапельной сборки) и необходимые для сборки детали (стрингера, уголки, компенсаторы и т.д.).
Основными функциями оперативно - производственного планирования являются:
• разработка календарно-плановых нормативов движения производства (длительности производственного цикла, заделов, размера партий деталей и т.д.);
• объемные расчеты (загрузки оборудования и площадей); составление оперативных программ выпускающих и заготовительных цехов основного производства, оперативный учет и контроль за ходом их выполнения;
• контроль за состоянием незавершенного производства в цехах и межцеховых складах;
• оперативное регулирование хода производства, выявление отклонений и осуществление мер по их устранению.
Одним из важных шагов, которые необходимо предпринять при подготовке к сборке панели, это составить электронный цикловой график (ЭЦГ), который содержит в себе укрупненный (директивный) технологический процесс, трудоемкость и цикл сборки изделия (агрегата) сборочной единицы, используемые крупные средства технологического оснащения.
Рассмотрим последовательность выполнения (методику) действий при построении ЭЦГ. Укрупненная блок-схема предлагаемой методики представлена на рис. 1.
Рисунок 1. Укрупненная блок-схема построения ЭЦГ
В первом блоке осуществляется вход в САПР ТП «ТеМП2». При этом на экран выводится главное окно системы. После чего на экран выводится окно работы с цикловым графиком.
Во втором блоке начинается создание нового циклового графика. Это необходимо для того, чтобы выбрать изделие и, нажав на кнопку «Формирование нового циклового графика», в появившемся окне задать необходимые реквизиты.
Далее добавляются этапы циклового графика. Это можно сделать несколькими способами:
- непосредственно в окне цикловых графиков;
- непосредственно в окне цикловых графиков методом копирования;
- в окне представления циклового графика в виде диаграммы Ганта. Рассмотрим вышеописанные способы добавления этапов ЦГ по отдельности.
Для добавления новых этапов на панели инструментов есть две кнопки ^ ^ . Первая кнопка добавляет новый этап после выбранного, вторая кнопка добавляет этап «внутрь» выбранного (то есть формирует дочерний этап). Последовательность действий при добавлении нового этапа:
- выбираем этап, после которого будем добавлять, либо «встаем» на «голову» ЦТ
- нажимаем на кнопку система переходит в режим задания текста нового этапа. После ввода текстовой информации и нажатия клавиши «Enter» происходит добавление этапа.
- задаем атрибутивную информацию этапа (серии действия, подразделение,
СТК .....) и нажимаем на кнопку «Изменить». Появляется окно
подтверждения изменения и нажимаем «Yes».
Последовательность действий при формировании дочерних этапов (под этапов) такая же.
Для копирования этапов на панели инструментов есть две кнопки
Первая кнопка позволяет скопировать выбранные этапы в буфер обмена, вторая кнопка вставляет скопированные этапы в нужное место формируемого циклового графика.
Последовательность действий при копировании этапов:
- выбираем необходимые этапы, используя левую клавишу манипулятора мышь (если нужно выбрать более одного этапа, то можно использовать дополнительно клавиши «Ctrl» и «Shift») и нажимаем на кнопку (см.рисунок 10)
- выбираем этап, после которого нужно добавить этапы и нажимаем на кнопку
При вставке этапов внутрь циклового графика, интервал номеров этапов должен позволять произвести вставку (вставляемые этапы перенумеровываются с интервалом 1). Если нужно увеличить интервал между этапами, то необходимо воспользоваться функцией перенумерации этапов -ч!
Рисунок 2. Пример ЭЦГ в виде диаграммы Ганта
Для отображения ЦТ в виде диаграммы Ганта необходимо выбрать ЦТ и нажать на кнопку В на панели инструментов окна цикловых графиков.
Для добавления этапа необходимо выбрать этап после которого либо «внутрь» которого будет добавлен новый этап (выбор осуществляется нажатием левой клавиши манипулятора мышь на этапе). Далее правой клавишей манипулятора мышь вызывается контекстное меню и выбирается пункт «Добавление этапа» удерживая «Ctrl», либо нажимается горячая клавиша «I» (на любой раскладке клавиатуры).
Система выведет окно задания информации добавляемого этапа.
После задания текстовой и атрибутивной информации нужно нажать кнопку «Добавить после этапа» либо «Добавить внутрь этапа» (будет добавлен дочерний этап).
После того, как мы добавили этапы ЦГ вышеописанными способами, начинаем проводить изменение, удаление этапа циклового графика при необходимости.
Изменение текстовой и атрибутивной информации этапа можно выполнять как в окне работы с цикловыми графиками, так и в окне представления циклового графика в виде диаграммы Ганта.
- изменение текстовой информации этапа в окне работы с цикловыми графиками.
- изменение атрибутивной информации этапа в окне работы с цикловыми графиками.
- изменение текстовой и атрибутивной информации этапа в окне представления циклового графика в виде диаграммы Ганта.
Удаление этапов из циклового графика можно выполнять как в окне
работы с цикловыми графиками (используя кнопку ), так и в окне
представления циклового графика в виде диаграммы Ганта (используя клавишу «Del»). В окне работы с цикловыми графиками удалять можно только по одному этапу. В окне представления циклового графика в виде диаграммы Ганта удаляются все помеченные этапы.
Далее происходит перестановка этапов циклового графика.
Изменить последовательность этапов в цикловом графике можно в окне представления ЦГ в виде диаграммы Ганта двумя способами:
- изменяя номер этапа в окне для изменения текстовой и атрибутивной информации.
- используя функцию перемещения этапов.
Одним из важных и завершающих шагов построения ЭЦГ - это наложение ограничений на этапы циклового графика.
Положение этапа по времени выполнения определяется совокупностью наложенных на этап ограничений. Ограничения делятся по типу связи на две группы:
1. абсолютные:
- начало ЦГ - начало этапа (ЦН)
- начало ЦГ - окончание этапа (ЦО)
2. относительные:
- начало этапа - начало нашего этапа (НН)
- окончание этапа - начало нашего этапа (ОН)
- начало этапа - окончание нашего этапа (НО)
- окончание этапа - окончание нашего этапа (ОО)
Ограничения делятся по типу ограничения на три группы:
- не позднее (<=)
- не ранее (>=)
- фиксировано (=)
Относительные ограничения на этапы задаются в окне представления циклового графика в виде диаграммы Ганта следующей последовательностью действий:
- указатель манипулятора мышь наводится на этап (на который нужно наложить ограничение), когда указатель сменит изображение на Ф - система готова наложить ограничение на этап.
- выбрать указателем начало или окончание этапа и нажать на левую клавишу манипулятора мышь, вывести указатель манипулятора вверх или вниз за границу этапа (левая клавиша должна быть нажата).
- выбрать указателем этап (указатель сменит изображение на е§), от которого будет зависеть наш, установить указатель на начало или окончание выбранного этап и отпустить левую клавишу.
Изменить свойства ограничения можно выбрав ограничение (указатель манипулятора мышь навести на представление ограничения и щелкнуть левой клавишей). Система выдаст окно просмотра и изменения свойств ограничения.
При наложении ограничений на этапы нужно руководствоваться следующими требованиями:
- Абсолютные ограничения использовать в директивных цикловых графиках нельзя.
- Желательно использовать ограничения с типом связи «Окончание-начало» (ОН) и типом «Не ранее» (>=)
В следующем блоке описываются, какие существуют ресурсы циклового графика и для чего они предназначены. Ресурсы в цикловом графике делятся на две группы:
- Располагаемые ресурсы (ресурсы, которые существуют на момент начала циклового графика).
- Потребные ресурсы (запросы на ресурсы, описанные в этапах циклового графика).
Рассмотрим группы ресурсов ЭЦГ по отдельности.
Потребные ресурсы
Потребные ресурсы представляют собой оборудование, инструмент, рабочие места и т.д., которые нужны для выполнения конкретного этапа циклового графика.
По типу ресурсы разделены на три группы:
- дискретные количественные с инвентарными номерами (оснастка, оборудование, рабочие места...).
- непрерывные количественные (расход воздуха.).
- дискретные количественные без инвентарных номеров.
По доступности ресурсы разделены на шесть групп:
- «Используется»
- «Ресурс доступен в конце этапа» - после окончания этапа ресурс может быть использован любым этапом (доступен для дальнейшего использования).
- «Ресурс доступен в начале этапа» - на начало этапа ресурс может быть использован любым этапом (становится доступен для использования).
- «Ресурс НЕ доступен в конце этапа» - ресурс становится не доступен в момент окончания этапа.
- «Ресурс НЕ доступен в начале этапа» - Ресурс становится не доступен в момент начала этапа
- «Ресурс НЕ доступен в начале и Доступен в конце этапа» - Ресурс захватывается этапом и становится доступен к распределению после его окончания.
Потребные ресурсы для этапов можно задавать как в окне работы с цикловыми графиками, так и в окне представления циклового графика в виде диаграммы Ганта.
Определение потребных ресурсов для этапа в окне работы с цикловыми графиками.
Назначение кнопок панели инструментов окна определения запросов на ресурс для этапа:
^ - добавить запрос на ресурс для этапа
V1 - изменить выбранную запись в соответствии с заданными
реквизитами
- удалить выбранную запись I© - формирование располагаемых ресурсов ЦТ по этапам 4=1 - копировать выбранные записи в буфер обмена С*1 - вставить выбранные записи из буфера обмена
Определение потребных ресурсов в окне представления циклового графика в виде диаграммы Ганта.
Располагаемые ресурсы.
Располагаемые ресурсы представляют собой оборудование, инструмент, рабочие места и т.д., которые доступны на момент начала циклового графика.
По типу ресурсы разделены на три группы:
- дискретные количественные с инвентарными номерами (оснастка, оборудование, рабочие места.)
- непрерывные количественные (расход воздуха.)
- дискретные количественные без инвентарных номеров
Задавать и модифицировать располагаемые ресурсы (ресурсы начального состояния ЦГ) можно только в основном окне работы с цикловыми графиками, когда выбрана головная запись ЦГ.
Если у этапов определены запросы на ресурсы, то можно сформировать перечень располагаемых ресурсов используя кнопку Г: на панели инструментов окна ресурсов начального состояния ЦГ. После нажатия кнопки формируется окно где в левой части отображается список запросов на ресурсы со всех этапов циклового графика, а в правой части список располагаемых ресурсов.
Помечаем запросы и формируем перечень располагаемых ресурсов.
Передача циклового графика в БД ЭОИ на согласование/утверждение.
Формирование электронного документа циклового графика выполняется при нажатии на кнопку ИШ панели инструментов окна представления циклового графика в виде диаграммы Ганта.
При этом ревизия электронного документа назначается автоматически. После отработки функции система выдает информационное сообщение.
Пиктограмма циклового графика (после обновления дерева цикловых графиков) изменит вид.
В области проработки БД ЭОИ появится документ.
Доступ на корректировку регламентируется состоянием документа в БД ЭОИ. После получения всех электронных подписей, повторное нажатие на кнопку Ш панели инструментов окна представления циклового графика в виде диаграммы Ганта переведет электронный документ циклового графика в область утвержденных документов БД ЭОИ. Пиктограммы циклового графика изменит вид .
При помощи вышеописанной методики (блок - схемы), можно строить ЭЦГ в САПР ТП «ТеМП2». Пример реализации данной методики - ЭЦГ
сборки отсека фюзеляжа ФЗ.
Рисунок 3. ЭЦГ сборки отсека фюзеляжа Ф3 в САПР ТП «ТеМП2»
До разработки данной методики, предприятию приходилось оформлять ЦГ на бумаге, а это очень долгий и трудоемкий процесс. К тому же на ЦГ в бумажном виде сотрудники завода не могли видеть связи между этапами ЦГ и поэтому задавать вопросы разработчикам, а это замедляет процесс сборки и снижает работоспособность сотрудников предприятия. Также бумажные носители изнашивались. Разработанный ЭЦГ в САПР ТП «ТеМП2» решает данные проблемы, так как в каждом цеху (отделе) есть компьютер с установленным программным обеспечением и БД ЭОИ, к которой имеет доступ практически любой сотрудник завода. Тем самым это не тормозит процесс сборки, ведь теперь при возникших вопросах, достаточно открыть ЭЦГ в САПР ТП «ТеМП2» и в кратчайшие сроки закрыть интересующий вопрос.
Использованные источники:
1 Аверченков В.И. Автоматизация проектирования технологических процессов: учебное пособие для вузов / В.И. Аверченков, Ю.М. Казаков. - 2-е изд., стереотип. - М.:ФЛИНТА, 2011 - 229 с.
2 Гольдштейн Г.Я. Стратегический инновационный менеджмент: учебное пособие / Г.Я. Гольдштейн. - Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2004 - 267 с.
3 ГОСТ 14.004-83. Технологическая подготовка производства. Термины и определения основных понятий. - М.: Стандартинформ, 2008 - 8 с.
4 Интернет-сайт «Станкоинструмент» [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://stankoinstrument.ru/sapr_tp_temp/. - 27.04.2016.
5 РД 50-54-93-88. Классификация, разработка и применение технологических процессов: рекомендации. - М.: ВНИИНМАШ, 1988
6 Скворцов В.Ф. Основы технологии машиностроения: учебное пособие /В.Ф. Скворцов. - Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2012 - 352 с.
