Комплексы автоматизации технологической подготовки производства

ЛЕКЦИЯ №4

КОМПАС-SHAFT 3D

КОМПАС-SHAFT 3D является развитием библиотеки КОМПАС-SHAFT Plus и функционирует в среде пакета трехмерного твердотельного моделирования КОМПАС-3D. Система предназначена для проектирования и построения трехмерных твердотельных моделей валов, втулок и цилиндрических прямозубых шестерен внутреннего и внешнего зацепления. Она обеспечивает построение цилиндрической и конической ступеней вала, а также ступеней типа шестигранник и квадрат. Дополнительными элементами для ступеней могут быть канавки различной формы.

Модели, созданные при помощи библиотеки КОМПАС-SHAFT 3D, могут быть затем отредактированы средствами КОМПАС-3D.

КОМПАС-SHAFT 3D является неоценимым помощником при конструировании тел вращения и расчетах элементов механических передач, дает возможность наглядно представить спроектированную деталь и в десятки раз увеличивает скорость проектирования и выпуска конструкторской документации.

Технологические службы предприятий в современных экономических условиях вынуждены оперативно решать задачи подготовки производства. Сроки разработки документации, несколько лет назад считавшиеся приемлемыми, сегодня не устраивают ни руководителей, ни самих технологов. Не последнюю роль в этом играет возросшая конкуренция между предприятиями. Задержка в исполнении заказов приводит к экономическим потерям и негативно влияет на положение компании на рынке. Низкая конкурентоспособность предприятия неблагоприятно влияет на уровень зарплаты инженеров-технологов и престижность их труда. Существенно ускорить подготовку производства, повысить отдачу персонала и привлекательность инженерной деятельности позволяет использование автоматизированных систем технологической подготовки производства.

Широкий спектр задач, решаемый технологами, предъявляет высокие требования к таким системам. Известные сложности последних лет привели к тому, что на предприятиях остались специалисты с большим опытом и знанием производства, но без навыков работы на персональных компьютерах, а пополнения технологических кадров выпускниками вузов явно недостаточно. Поэтому система должна быть простой в освоении, удобной в работе, обладать развитыми функциональными возможностями, удобством в работе и гибкостью настройки.

САПР КОМПАС-Автопроект состоит из двух взаимосвязанных подсистем: «Автопроект-Спецификации» и «Автопроект-Технологии» (рис. 9).

Подсистема «Автопроект-Спецификации» решает задачи ведения конструкторско-технологических спецификаций изделий, организации хранения разработанных технологий, нормирования расхода материалов, регистрации документов, анализа архивных технологий, автоматической замены в архивах и другие задачи обработки технологических данных, связанных с составом изделия.

В подсистеме «Автопроект-Технологии» реализованы функции проектирования технологических процессов механической обработки, штамповки, сборки, термообработки, сварки, покрытий и других видов обработки, систематизации нормативно-справочной информации, проведения технологических расчетов, формирования комплекта технологической документации.

Подсистема АВТОПРОЕКТ-Спецификации обеспечивает:

· ввод и управление информацией о составе изделия;

· централизованное ведение архива конструкторско-технологической документации;

· поиск объектов состава изделия и относящейся к ним документации по различным критериям;

· разграничение прав доступа к технологическим документам;

· создание многовариантных расцеховочных маршрутов изготовления изделия;

· материальное нормирование по настраиваемым алгоритмам;

· автоматическую замену данных в архиве технологических процессов при изменении нормативной документации с автоматическим формированием извещения об изменении;

· формирование сводных ведомостей (подетально-специфицированных и сводных норм расхода материалов, ведомостей трудоемкости изготовления изделия, загрузки оборудования, ведомости технологических маршрутов).

Для работы с составом изделия предусмотрена возможность импорта конструкторской спецификации из КОМПАС-3D и из других источников.

Рисунок 9 - Структура пакета КОМПАС-Автопроект

Подсистема АВТОПРОЕКТ-Технология обеспечивает:

· автоматизированное проектирование технологических процессов для различных видов производств (механической обработки, сборки, сварки, термообработки, штамповочного производства, литья, гальванических покрытий и т.д.) или "сквозных" техпроцессов, включающих операции разных производств;

· расчет режимов резания для механической обработки;

· расчет режимов сварки;

· расчет норм времени на выполнение операций (трудовое нормирование);

· формирование необходимого комплекта технологической документации;

· перевод технологического процесса на иностранный язык.

Многие предприятия при разработке технологической документации используют формы документов, отражающие одновременно конструкторские и технологические данные по изделиям. Одним из таких документов является конструкторско-технологическая спецификация (КТС). В КТС представлены данные по наименованию, обозначению, количеству элементов состава изделия.

Каждому элементу состава изделия соответствует свой маршрут изготовления. Для деталей внесена информация по материалу, массе, виду и размерам заготовки для изготовления, норме расхода материала.

В КОМПАС-Автопроект база данных конструкторско-технологических спецификаций представляет собой четырехуровневую цепочку данных (изделие — узел — деталь — документы), по которым распределена информация. Система обеспечивает наглядное представление структуры изделия, средства навигации и редактирования данных. Предусмотрен удобный механизм поиска в базах данных.

В дополнение к информации, включенной в применяющуюся на предприятиях бумажную форму, база данных КТС на разных уровнях предусматривает поля для ввода даты создания, наименования и фамилии разработчика различных документов, ссылок на файлы этих документов, поля для контроля степени готовности документации, поля ввода конструкторско-технологического кода детали, вида детали и др. Пользователь имеет возможность структурно модифицировать эту базу данных (БД) (как и любую БД системы), например, ввести дополнительные поля.

Каждая запись, относящаяся к элементу состава изделия, на уровне документов может иметь ссылки на документы, созданные в различных приложениях. Например, для детали это могут быть ссылки на модель, чертеж, технологические процессы различных переделов, извещения об изменениях и пр. Для изделия — ссылки на техническое задание, программу испытаний и т.д. Технолог уже на ранней стадии разработки конструкторской документации проводит отработку на технологичность конструкции деталей, узлов и изделия в целом, вносит предложения, работая параллельно с конструктором. Особенно эффективен этот процесс при использовании трехмерного моделирования, поскольку наглядно представлены пространственное расположение элементов детали, структура сборки.

Традиционная система подготовки производства состоит из конструкторской, технологической подготовки, календарного планирования производственного процесса и т.д. Эти этапы выполняются последовательно, и сроки от начала проектирования до выпуска готового изделия (в зависимости от сложности продукции) могут исчисляться годами.

Реальное сокращение сроков подготовки производства и изготовления изделий обеспечивается как за счет уменьшения длительности выполнения каждого этапа подготовки, так и за счет параллельного их выполнения. Например, приобретение материалов для запуска в производство может осуществляться одновременно с разработкой технологической документации. К моменту окончания разработки техпроцессов заготовки уже поступают в производственные подразделения предприятия. Но сначала нужно определить потребность в них и подготовить сводную ведомость материалов.

Используя встроенный в КОМПАС-Автопроект классификатор материалов, технолог по марке материала выбирает вид заготовки, марку и сортамент. По заданным значениям система автоматически выбирает вариант расчета, с учетом размеров рассчитывает вес заготовки и коэффициент использования материала и переносит информацию в КТС.

Формирование сводной ведомости материалов и другой технологической документации реализовано в среде Microsoft Excel на основе технологии OLE с использованием генератора отчетов. Технолог выбирает изделие для расчета сводных норм, запускает процедуры расчета и подготовки документа. Затем перечень требуемых материалов в бумажном или электронном виде передается службам снабжения предприятий.

Подобный механизм создания документации позволяет формировать различные выходные формы, применяемые на практике предприятиями. Для этого пользователь разрабатывает и настраивает в редакторе Excel требуемый бланк и, запустив генератор отчетов, в автоматизированном режиме переносит в него необходимую информацию.

В системе реализовано формирование различных ведомостей и расчетов технологических данных по составу изделия, например расчет суммарной трудоемкости изготовления изделий и узлов с использованием операционных данных по времени обработки с разработанных ранее техпроцессов. Данные по расчету могут быть использованы для определения себестоимости изготовления изделия, загрузки оборудования, даты запуска изделия в производство по известной дате его выпуска.

Организованное хранение технологических процессов и поддержка функций документооборота (на основе базы данных КТС) позволяют решать различные задачи, стоящие перед технологическими службами.

Для подбора техпроцесса-аналога на разных предприятиях вводилась система конструкторско-технологического кодирования детали на основе различных классификаторов. Для поддержания данной системы в работоспособном состоянии требуется проводить большой объем работ по ручному кодированию, внесению данных в картотеку. КОМПАС-Автопроект не только обеспечивает проектирование техпроцесса по аналогу, но и имеет настраиваемый механизм конструкторско-технологического кодирования деталей для эффективного подбора аналога. Конструкторско-технологический код детали состоит из шестизначного конструкторского (кода геометрической формы) и четырнадцатизначного технологического кода. Каждый элемент кода имеет справочную кодировочную таблицу. Для получения конструкторского кода детали необходимо последовательно выбрать класс, подкласс, группу, подгруппу и вид детали. Каждый элемент технологического кода также имеет в базе данных соответствующую справочную кодировочную таблицу с кодами размеров, марки материала, заготовки, степени точности, дополнительной информации.

Система обеспечивает настройку на систему кодирования деталей, применяемую на предприятиях, с подключением справочных таблиц, разработанных пользователем.

САПР КОМПАС-Автопроект не только позволяет присвоить разработанный код детали, но и имеет эффективный механизм поиска документов в базе КТС. Автоматический поиск в базе данных разработанных технологических процессов осуществляется по различным критериям, которых может быть несколько. В качестве критерия поиска используется любое поле таблицы базы данных или их комбинация. Например, поиск может быть произведен по конструкторско-технологическому коду детали, по виду документа, по дате создания, по фамилии разработчика и т.д. Подобранный техпроцесс технолог может использовать в качестве техпроцесса-аналога.

При выборе стартует процедура извлечения из архива, техпроцесс для дальнейшей работы помещается в рабочее поле текущей или дублирующей технологии подсистемы «Автопроект-Технологии». Модифицированная технология может быть записана в архиве под прежним или новым именем. Но и этим возможности использования техпроцессааналога не исчерпываются. В практике предприятий существуют методики предварительной оценки себестоимости с помощью изделий-аналогов по коэффициентам приведения. Выполнение данного расчета по деталям с использованием техпроцессов-аналогов может значительно повысить точность ориентировочного определения цены заказа. На основе конструкторско-технологического кода детали подбираются детали-аналоги. Затем формируется состав изделия-аналога и проводятся необходимые расчеты. Очевидно, что оценка затрат на производство нового изделия будет более приближенной к реальной стоимости по сравнению с использованием коэффициентов приведения. При этом окончательное определение себестоимости будет произведено после завершения подготовки производства.

Одной из самых крупных задач технологических служб и наиболее актуальной при подготовке к сертификации предприятий является приведение технологической документации в полное соответствие с ГОСТом. Например, замена на новые редакции устаревших ГОСТов по технологической оснастке. Достаточно представить архивы технологических служб предприятий — и не надо никого убеждать в преимуществах САПР. В системе КОМПАС-Автопроект предусмотрен режим «Замена в архиве». Пользователю достаточно подготовить список требуемых изменений, и система произведет автоматическую замену во всех архивных технологиях с формированием извещения об изменении в форме по ГОСТу или в другой форме по стандарту предприятия. Данный механизм системы может быть использован предприятием и для подготовки перечня применяемых средств технологического оснащения.

Предприятиям все чаще требуется срочный перевод документации в электронный вид. Некоторые из них закупают сканеры и переводят техпроцессы в электронный вид сканированием бумажных документов. Затратив немало времени и средств, они убеждаются в том, что данный подход не решает проблему полностью. Ведь после сканирования практически всегда бывают необходимы и значительная корректировка, и замена бланков устаревших ГОСТов, и проведение различных расчетов технологических данных. Используя САПР КОМПАС-Автопроект, пользователь не только получает полный комплект необходимой документации, но и создает базу накопленных технологических решений, типовых, групповых и единичных техпроцессов, планов обработки конструктивных элементов и поверхностей, библиотеку операций, которые будут использованы в дальнейшей работе.

Технологические процессы, разработанные в КОМПАС-Автопроект, помещаются в архив системы в сжатом виде.

Система позволяет сохранить в архиве не только технологические процессы, но и информацию об определенной группе изделий, хранящуюся в текущих базах данных КТС. Эта функция дает возможность отображать в базе данных КТС только изделия, находящиеся в настоящий момент в производстве, а информацию по остальным изделиям хранить в архиве, из которого пользователь при необходимости сможет ее извлечь.

САПР КОМПАС-Автопроект — универсальная система по работе с базами данных. Взаимодействие между таблицами построено на динамически формируемых SQL-запросах. Работа с базами данных организована в архитектуре «файл-сервер» или «клиент-сервер». Клиент-серверная архитектура исключает дублирование данных и обеспечивает надежную защиту информации. Вариант поставки определяется при заказе системы. Поддерживаются форматы файлов СУБД Access, Paradox, FoxPro, dBase (для локальных рабочих мест). Данные могут располагаться как на локальной станции, так и на выделенном сервере. Обеспечивается конвертация таблиц формата Paradox и dBase из состава баз данных КОМПАС-Автопроект в формат таблицы Excel.

Одним из основных преимуществ системы КОМПАС-Автопроект является ее открытость, возможность модернизации без участия разработчика. При этом корректируются состав и структура всех баз данных; обеспечивается подключение новых информационных массивов, созданных пользователем, с организаций иерархической, реляционной и сетевой связи в них; настраиваются формы технологических документов; подключаются новые программные модули. САПР КОМПАС-Автопроект построена по модульному принципу и состоит из ядра системы, базы данных, программных модулей, шаблонов форм и архива техпроцессов (рис. 10). Открытая архитектура системы позволяет предприятиям разрабатывать свои программные модули и органично вписывать их в систему.