Особенности технологической подготовки изделия при работе по электронным моделям



Скачать 122.19 Kb.
Дата29.09.2018
Размер122.19 Kb.

Взаимодействие САПР «Pro/Engineer» и САПР «Адем» в сквозном цикле создания изделия.

В настоящее время считается эффективным применение сквозного параллельного цикла создания изделия с использованием систем автоматизированного проектирования для создания изделия любой сложности. При таком подходе автоматизируется процесс проектирования и выпуска конструкторской и технологической документации, включая разработку управляющих программ для станков с ЧПУ, что позволяет осуществить создание системы конструкторско-технологического документооборота и электронного архива, и как следствие существенно сократить цикл технологической подготовки производства. Описанный положительный эффект достигается за счет работы в едином информационном пространстве, где доступ к изделию на любой стадии разработки может осуществляться одновременно несколькими инженерными группами: проектантами, конструкторами, технологами разных подразделений. Это обеспечивает более раннее подключение к проекту всех подразделений, участвующих в разработке изделия, и позволяет оптимально использовать коллективный опыт, а также способствует повышению качества инженерного продукта. Повышение качества достигается в том числе за счет возможности использования знаний и опыта одних участников проекта в интересах других .

Само собой разумеющимся является утверждение о том, что все аспекты инженерного труда при конструкторско-технологической подготовке производства в сквозном параллельном цикле должны автоматизироваться какой-либо одной системой. Основным аргументом в пользу этого утверждения считается, что потери при сопряжении систем несоизмеримо больше, чем издержки, вызванные слабостью каких-либо функций в той или иной системе.

Однако автоматизация многие годы усилиями существующих предприятий начинается не с нуля. Существуют заделы создания в ранее применявшихся САПР, существуют традиции использования САПР и устоявшиеся подходы, своего рода технические приемы. Нередко сложившиеся подходы использования САПР запрещены в отраслевых стандартах или стандартах предприятия и используются в рамках действующей на предприятии системы качества.

Таким образом, кажется, что возникает противоречие. С одной стороны необходимо к ускорению прохождения жизненного цикла создания изделия, а с другой невозможно идти на снижение качества создания изделия.

Экспериментально проверить возможность, все плюсы и минусы работы в сквозном параллельном цикле, но с использованием разных САПР, каждого в той области, где он наиболее силен, представилась при изготовлении моделей космического корабля следующего поколения, создаваемого в РКК «Энергия» им. С.П. Королева.

Рис. 1. Габаритный макет КА «Клипер».

Рис. 2,3. Электронные модели теплового и весового макетов КА «Клипер».

Корабль, названный «Клипер» - это шестиместный космический аппарат многоразового использования. Одним из первых этапов его создания является моделирование. На рис. 1 представлен габаритный макет, экспонировавшийся на авиакосмическом салоне МАКС-2005. Электронная модель теплового макета представлена на рис. 2 и весового макета на рис. 3. Все проектирование и технологическая подготовка этих моделей проводилась в электронном виде.

Испытание этих макетов производятся в аэродинамической трубе постоянного действия. Для тепловых и аэродинамических испытаний изготавливаются модели КА «Клипер» из специального композиционного материала и нержавеющей стали.

РКК «Энергия» им. С.П. Королева еще с советских времен является одним из передовых предприятий в стране по использованию САПР в инженерном труде. Поэтому, учитывая очень сжатые сроки, представилась возможность на деле проверить взаимодействие 3-х САПР, прекрасно зарекомендовавших себя при работе каждый в своей инженерной области. При проектировании использовались САПР «Pro/Engineer» и САПР «CATIA», при технологической подготовке САПР «ADEM».

Итак, что же показали проведенные работы.

В настоящее время в условиях локальной автоматизации при создании изделия применяется последовательный цикл изготовления, представленный на рис. 4. Он отвечает стандартизованным процедурам, сложившимся в рамках «бумажной» технологии.

Рис. 4. Последовательный цикл изготовления изделия.

Условно последовательный цикл изготовления можно разделить на 7 основных временных этапов:

- проектирование изделия

- моделирование изделия и инженерные расчеты

- разработка и выпуск конструкторской документации

- технологическое планирование

- разработка техпроцесса изготовления, проектирование и изготовление СТО

- разработка управляющих программ

- производство и контроль изделия.

При традиционном последовательном цикле проектирования очередной этап работы начинался только после завершения предыдущего и оформления соответствующей документации в бумажном виде.

Преимущества такого пути заключаются в отлаженности и приспособленности для локальной автоматизации. Главными недостатками считается относительная длительность цикла и невозможность в достаточной мере учесть технические решения других участников процесса создания изделия.

С целью парирования указанных недостатков при создании тепловой модели КА «Клипер» был использован сквозной параллельный цикл создания изделия.

Схема прохождения сквозного параллельного цикла при создании тепловой модели КА «Клипер» представлена на схеме рис. 5. Условно все работы были разделены на 4 этапа.

Рис.5. Сквозной параллельный цикл создания изделия.

Первый этап заключался в совместном проектировании ГКБ РКК «Энергия» и ОКБ «Сухой» обводов модели соответственно в САПР «Pro/Engineer» и САПР «CATIA». При этом передача файлов между САПРами происходила через перевод в форматы .iges и .step.

На втором этапе в ГКБ РКК «Энергия» происходило объемное моделирование сборочной единицы изделия (рис. 6), а также производились инженерные расчеты при помощи программ Flow Visual/Work с переводом в них через формат .stl .

Рис. 6. Объемное моделирование сборочной единицы в Pro/Engineer.

Одновременно с этим осуществлялись процедуры предварительного технологического планирования соответствующим бюро. Эти процедуры представляют собой виртуальное распределение электронной информации без выпуска маршрутно-разрезочных ведомостей.

Посредством взаимодействия с конструкторским бюро через корпоративную сеть в среде Pro/INTRALINK по мере разработки деталей сборочной единицы бюро технологического планирования распределяло их для технологической проработки.

На этом этапе проявляются издержки, связанные с взаимодействием разных систем: так, сопутствующая модели информация, в т.ч. размерные цепи и допуска на размеры, теряется. Продемонстрируем это на примере задания размеров на модели.

Конструктор, создавая электронную модель изделия, определенным и единственным способом задает размерные цепи (рис 7,8).

Эти размерные цепи далее в точном соответствии с электронными моделями переносятся в конструкторскую документацию, поэтому в них конструктором сразу вносится определенный смысл: размерные цепи задаются исходя из требуемых допусков на поверхности, поэтому они частично определяют способы и последовательность обработки детали. Кроме того размерные цепи одной детали изделия как правило жестко завязаны с размерными цепями другой детали, что также необходимо учитывать при изготовлении.

Так, размеры корпуса КА «Клипер» «А» и «Б» на рис. 7 связаны с размерными цепями другой детали и определяют ее положение на корпусе, поэтому эту связь необходимо учитывать при мехобработке этих деталей.

Размеры «В» и «Г» на рис. 8 заданы определенным образом от одного торца, соответственно обработка должна быть построена с учетом этого задания.

Именно поэтому наряду с технологическим САПР «ADEM» при отработке на технологичность использование технологами конструкторского САПР «Pro/Engineer» было необходимо.




А


Б



В

Г

Рис. 7,8. Анализ размерных цепей в Pro/Engineer при отработке на технологичность.

При помощи технологического САПР «ADEM» была проведена проверка возможности обработки данных поверхностей с заданной точностью, при этом передача данных осуществлялась с помощью форматов .iges и .step. (рис. 9).

Рис. 9. Отработка на технологичность тепловой модели «Клипер» в ADEM CAM.

Выявленные замечания устранялись конструктором в САПР «Pro/Engineer» за счет корректирования электронных моделей на этапе разработки сборочной единицы (рис. 10). Как результат по согласованию с конструктором была удалена полусфера задней части КА «Клипер» как неопределяющая для данной модели.

а. б.


Рис. 10. Результат отработки на технологичность: невозможная для обработки зона

(рис.10,а - красная) была устранена на этапе объемного моделирования (рис.10,б).

Одновременно с окончанием объемного моделирования был завершен процесс технологического планирования, и к началу разработки конструкторской документации бюро технологического планирования выпустило маршрут изготовления изделия. Согласно этому маршруту в соответствующих подразделениях одновременно началась разработка управляющих программ для станков с ЧПУ (рис.13) и комплекта документов на технологический процесс изготовления изделия (рис. 16) в ADEM CAM и ADEM CAPP соответственно. Параллельно с этим были разработаны спецификации на проектирование средств технологического оснащения (СТО) для изготовления деталей и КБ средств технологического оснащения осуществило это проектирование.

На третьем этапе в момент выпуска конструкторской документации и передачи ее в производство уже шла доработка и отладка управляющих программ (рис. 14,15), разработанных с помощью ADEM CAM, утверждение технологических процессов механической обработки (рис. 16) всех деталей сборочной единицы.

На четвертом этапе, после получения производством чертежей деталей, комплекта документов на технологический процесс, управляющих программ, а также необходимых средств технологического оснащения, началось непосредственно изготовление теплового макета КА «Клипер» (рис. 11). Окончательный вид обработанной детали представлен на рис. 12.

Рис. 11. Тепловой макет КА «Клипер» во время обработки.



Рис. 12. Тепловой макет КА «Клипер».



Рис. 13. Разработка управляющей программы для станка с ЧПУ с использованием ADEM CAM.



Рис. 14. Пооперационная визуализация обработки с анализом возможных зарезов и недорезов в модуле визуализации ADEM Verify.



Рис. 15. Выбор постпроцессора и формирование управляющей программы в ADEM CAM.



Рис. 16. Создание и формирование техпроцесса мехобработки в ADEM CAPP.

Таким образом, при использовании сквозного параллельного цикла проектирования изделия можно выделить 4 основных временных этапа:

- проектирование изделия

- моделирование изделия и инженерные расчеты, технологическое планирование и отработка на технологичность.

- разработка и утверждение конструкторской документации; разработка техпроцесса изготовления, проектирование и изготовление СТО, разработка управляющих программ

- производство и контроль изделия.

Подводя итог вышесказанному, можно отметить следующие основные особенности применения сквозного цикла в разных САПР.

Разработка комплекта документов на технологический процесс изготовления изделия и управляющих программ для станков с ЧПУ производилась в САПР «ADEM». Передача данных осуществлялась с помощью форматов .iges и .step., из-за чего происходила потеря информации по допускам, шероховатостям и размерным цепям при переводе моделей из одной системы в другую. Потерь и искажений по геометрии отмечено не было. Утрачиваемая информация, необходимая для чистовых операций при создании управляющих программ, а также для создания техпроцесса, восполнялась непосредственно из Pro/E.

Использование разных САПР на данном этапе необходимо, т.к. на наш взгляд, ни один САПР не обладает всеми возможностями, требуемыми для создания изделия. В частности, применение САПР «Pro/Engineer» необходимо технологу, работающему в САПР «ADEM», т.к. в нем создается электронная модель, а также при передаче через форматы .iges и .step. происходит потеря информации.

САПР «ADEM» требуется при технологической подготовке производства, т.к. необходимо:

- использование модуля ADEM САМ, служащего для построения обработки, создания УП и имеющего отлаженные постпроцессоры для основных станков;

- использование модуля ADEM САРР, посредством которого осуществляется автоматизированное создание техпроцесса совместно с построением обработки, что удобно и необходимо, т.к. комплект документов на технологический процесс оформляется в соответствии со стандартом, действующим на предприятии. Удобно и то, что ADEM САРР позволяет реализовать создание различных эскизов, схем, наладок в одном техпроцессе на базе электронной модели.

В целом обмен данными между подразделениями, работающими в разных САПР, происходил достаточно просто, как только была осуществлена возможность полноценной работы САПР «ADEM» в среде Pro/INTRALINK.



Рис. 17. Сравнительная диаграмма этапов последовательного и сквозного параллельного циклов подготовки производства изделия.



Рис. 18. Сравнительная диаграмма временных показателей вероятного последовательного и реального сквозного параллельного циклов подготовки производства моделей изделия «Клипер».

На диаграмме рис. 17 показано сравнительное прохождение этапов жизненного цикла создания изделия при последовательном и сквозном параллельном циклах подготовки производства.

В итоге применение сквозного параллельного цикла с использованием разных САПР («АДЕМ», «Catia», «Pro/Engineer») хотя и породило некоторые неудобства, но тем не менее показало свою жизнеспособность и дало выигрыш во времени по сравнению с традиционным последовательным циклом (рис. 18).



Выводы.

Использование сквозного параллельного цикла проектирования изделия с применением различных систем дает возможность осуществить прохождение нескольких этапов одновременно, что позволяет сократить временные затраты по подготовке производства изделия до 50% и при этом повысить качество инженерного труда за счет одновременной работы над изделием нескольких инженерных групп.










Поделитесь с Вашими друзьями:


База данных защищена авторским правом ©zodorov.ru 2017
обратиться к администрации

    Главная страница