Одним из основных методов снижения себестоимости и повышения конкурентоспособности продукции является сокращение цикла конструкторскотехнологической подготовки производства (КТПП). Дефицит и рост стоимости квалифицированных кадров приводит к необходимости решать задачи при помощи минимального числа участников.
Сегодня программные и технические средства позволяют решать на одном рабочем месте комплекс задач, для работы над которыми ранее требовался коллектив специалистов различного профиля. Если мы добиваемся сокращения сроков КТПП, то системы автоматизации должны, прежде всего, позволять исполнителям эффективнее выполнять профессиональные обязанности.
Каковы же должны быть характеристики САПР для сокращения периода подготовки производства?
Первое, что влияет на сроки подготовки, - это линейность процесса. Когда конструкторская документация от технолога возвращается к конструктору для доработки, а это происходит неоднократно, то мы имеем дело с петлей, причем многовитковой. Поэтому первоочередной задачей, которую должна решать САПР, является уменьшение числа или исключение циклов, связанных с уточнением исходных данных. Под исходными данными подразумевается и документация, и программы ЧПУ, и прочие объекты, составляющие модель изделия.
Второй фактор, обуславливающий увеличение сроков подготовки, – переработка данных. Время на прочтение документации, то есть на осмысление того, что именно изложено в чертежах, схемах и пр. , и на перевод этой информации на специализированный «язык». Особую роль эта проблема играет на стыке конструкторских и технологических подразделений, когда технологампрограммистам приходится заново, с должной точностью, провязывать конструкцию деталей, чтобы создать техпроцесс и запрограммировать станки с ЧПУ.
При этом не только теряется время, но и выявляется большое число конструкторских ошибок, что приводит к возникновению ранее упоминавшихся циклов. Отсюда проистекает вторая задача САПР – предоставление информации в единообразном виде, сокращающем или исключающем этапы переработки данных.
Методы решения этих двух главных задач заключаются в организации процесса проектирования на основе единой модели, т. е. мастермодели. Речь не идет о чемто абсолютном или универсальном. В первую очередь это касается геометрической информации, которая движется из подразделения в подразделение, обрастая подробностями от первой «осевой линии», проведенной проектировщиком, до полного технологического процесса и комплекта УП, необходимых для изготовления детали. Именно такой подход реализован в системе ADEM.
Первичной становится математическая мастермодель. Если она существует, то и геометрически эквивалентный ей материальный объект имеет право на существование. Иными словами, если конструктору удалось создать мастермодель, то это означает, что он полностью решил основную задачу проектирования. В данном случае математическая модель ближе к реальности, чем чертеж, который по своей сути не исключает геометрические коллизии.
Главное отличие геометрического объекта от чертежа в том, что это точная модель с однозначно определенной (в пространстве или на плоскости) геометрией. Мастермодель является универсальным объектом для любого этапа проектирования, независимо от способов и «языка» ее дальнейшей обработки. Если это так, то новый метод позволяет исключить итерационные циклы, связанные с исправлением геометрических ошибок. Более того, математическая модель исключает разночтение для всех служб, которые используют эти данные.
Упрощает ли данный подход работу конструктора? На первый взгляд – усложняет, так как обязует его заниматься точным геометрическим моделированием, которое исключает принятие волюнтаристских решений. В то же время в процессе моделирования конструкция принимает конкретные и однозначные очертания, что является несомненным плюсом в процессе творческого поиска.
Что же такое мастермодель с организационной точки зрения?
Это такой же объект, как плаз, шаблон, макет или само изделие, и работа с ним требует лишь одного – обеспечить его жизненный цикл наравне с другими объектами подготовки производства.
Возможно ли существование мастермодели в среде разнородных программных продуктов? Теоретически да, если обеспечить однозначный обмен данными. Правда, это не устраняет этапа уточнения геометрических данных, поскольку после успешного импорта следует убедиться в том, насколько верна полученная геометрия.
Обладая достаточно широким набором интерфейсов обмена данными, ADEM, в тоже время, предлагает средства, обеспечивающие автоматизированную проверку и исправление исходной геометрии. Дело в том, что чертежи могут являться исходными данными не только для технолога, но и для конструктора. Например, часто встречающаяся задача – создание модели по чертежу, где само собой напрашивается заимствование из чертежа контуров и других плоских объектов для построения объемных тел. Включение функции проверки геометрии на соответствие проставленным размерам подскажет исполнителю, насколько точно выполнены эти элементы, необходимо ли их редактировать или строить заново для создания точной модели. Полезна эта функция и для проверки собственных чертежей.
Рис. 1 Подготовка мастермодели к механообработке
Но простого выделения проблемных мест мало, необходимо обеспечить конструктора механизмами исправления «узких» мест, иначе мы снова сталкиваемся с первой задачей САПР – уточнением исходных данных и, как следствие, продлением сроков подготовки производства. Каким образом можно решить эту задачу? Автоматизировать этап уточнения геометрии! ADEM и тут выступает в роли помощника, располагая специализированным средством – «Эвристическая параметризация». Суть ее заключается в том, что выполняется автоматический анализ созданной геометрии и ее преобразование в геометрически «точный» чертеж с сохранением формы исходной детали. Иными словами, это механизм превращения эскиза в мастермодель.
Итак, теоретически существование мастермодели в среде разнородных программных продуктов возможно, но практически же для обеспечения жизненного цикла такой модели необходима единая информационная среда, которая и составляет основу системы ADEMVX. Ее основная задача состоит в обеспечении ассоциативных связей между моделью и написанными на ее основе технологическими процессами и управляющими программами для ЧПУ. Эти ассоциативные связи позволяют свести к минимуму время и усилия, затрачиваемые на внесение изменений в технологию, связанных с изменением модели. Других методов, позволяющих добиваться столь высокоэффективных результатов, сегодня не существует.
Есть еще один фактор, тормозящий процесс подготовки производства – уже упоминавшееся размежевание между конструкторами и производством. Известно, что, создавая конструкцию, разработчик не может назначить некоторые параметры, опираясь только на свои знания и на применяемые методы. С его точки зрения эти параметры могут принимать любые разумные значения, поскольку не влияют на технические характеристики изделия. Но для того, чтобы проект был завершен, их необходимо определить. Так и появляются в конструкции неоправданные и довольно сложные в плане технологии элементы, на которые производство тратит драгоценное время. Ведь конструкторское решение – закон для производства.
Рис. 2 Проектирование заготовки
Исключить подобные затраты помогает либо производственный опыт, либо плотная совместная работа над проектом с технологами, либо система проверки на технологичность. Поэтому еще одно требование к современным САПР (и к ADEM в том числе) – обеспечение конструктора возможностью проведения анализа на технологичность, в результате чего он сможет принять рациональное техническое решение.
Может ли программное обеспечение сыграть роль эдакого технологического эксперта или даже наставника, благодаря которому будут приняты рациональные решения и приобретен технологический опыт? Сегодня это вполне реально. Речь идет не о программных продуктах из группы экспертных систем (это отдельная песня), а о наборе средств и методов, позволяющих принять правильное технологическое решение.
В первую очередь к таким средствам можно отнести вновь созданный в ADEMVX механизм технологического уточнения конструкторской модели по результатам виртуальной обработки. Это своего рода первый шаг – быстрая «предварительная» оценка на технологичность. Достаточно указать диаметр инструмента, и система автоматически модифицирует модель, добавив в нее материал, который не удастся удалить в процессе обработки. Это позволит, вопервых, уточнить массу изделия и, вовторых, увидеть «приближенную» форму детали после обработки.
Одной из уникальных возможностей системы является алгоритм распознавания технологических объектов (конструктивных элементов). Это важно как для технолога, который может использовать программное решение в качестве исходного варианта маршрута обработки, так и для конструктора.
Рис. 3 Автоматическое распознавание технологических объектов
Дело в том, что в ADEM интегрировано программное обеспечение, применяемое программистом ЧПУ, а это значит, что есть шанс воспользоваться им для анализа технологичности геометрического исполнения детали. Здесь желательно, чтобы принципы управления конструкторской и технологической частями системы были максимально приближены друг к другу.
Возможности ADEM позволяют создавать и использовать библиотеки технологических шаблонов обработки (схемы обработки + режимы резания), основанных на типе конструктивного элемента, то есть места обработки. Созданная технологом библиотека становится доступна конструктору, и ему остается только указать геометрические элементы, которые необходимо обработать, получить УП и промоделировать ее на компьютере. Тем более, что виртуальная обработка не требует расходов на заготовки, инструмент и оборудование. Да и сломать чтонибудь не страшно.
Эксплуатация технологической части CAD/CAM системы ADEM в КБ помогает изменить отношения конструкторов к технологическим проблемам. Опыт работы с CAM частью системы не только приводит к технологически более грамотному проектированию, но во многих случаях упрощает и ускоряет принятие конструкторских решений.
Главное преимущество системы ADEM состоит в ее интегрированной архитектуре, которая объединяет конструкторские и технологические задачи в единое целое, тем самым создавая условия для максимально быстрой подготовки КТПП.
Быков А. В. , Казаков А. А. , Карабчеев К. С.
Группа компаний ADEM
т/ф (495) 4620156, 5021341
email: omegat@aha. ru
www. adem. ru
"