Современное состояние автоматизации технологического проектирования 1 Компьютеризация подготовки производства в едином информационном пространстве предприятия

Вид материала

Документы

Содержание 7.5 Универсальный редактор технологий 7.6 СИТЕП: инвариантная система технологического проектирования

Подобный материал:

• Впроцессе обучения рассматривается комплекс вопросов, общих для современных систем, 50.1kb.
• «Галактика», 145.38kb.
• 02 02 02 отдел автоматизации и механизации производства, 74.5kb.
• Язык и межкультурная коммуникация: современное состояние и перспективы Сборник материалов, 7160.54kb.
• Современное состояние рыночной экономики предполагает жесткие требования к управленческой, 804.07kb.
• Лекция Методы автоматизации обработки, 46.06kb.
• Пушкинская библиотека-музей в информационном и культурном пространстве г. Белгорода, 68.06kb.
• Нормы технологического проектирования нормы технологического проектирования предприятий, 1926.43kb.
• Утверждено Советом Факультета Председатель 200 г. Санкт Петербург 2010 оглавление пояснительная, 105.7kb.
• Ведомственные нормы технологического проектирования нормы технологического проектирования, 4907.42kb.

^ 7.5 Универсальный редактор технологий


Как любое изделие, программный продукт проходит стадий создания и совершенствования. Система авто­матизированного проектирования технологических про­цессов «Автопроект» эксплуатируется в реальных про­изводственных условиях с 1989 года. За этот период выпущено восемь версий пакета. В 1998 году в среде Delphi создано полноценное 32-битовое приложение для Windows 95/98/NT, работающее в архитектуре «файл-сервер»

САПР «Автопроект» 8.5 [17] позволяет значительно повысить производительность труда технолога, сократить сроки и трудоемкость технологической подготовки производства. В состав данного интегрированного программного ком­плекса входят подсистемы проектирования технологий: механообработки, штамповки, сборки, сварки, термооб­работки, покрытий, нормирования трудоемкости техно­логических операций, расчета норм расхода материалов, процедуры анализа технологических процессов, позво­ляющие рассчитывать суммарную трудоемкость изготовления деталей и узлов, определять материалоемкость и себестоимость изделия.

Система внедрена более чем на 70 заводах общемашиностроительного профиля в России и СНГ. Постро­енная на универсальных принципах, она эффективно работает на любой номенклатуре изделий и быстро адап­тируется к различным производственным условиям. На­чиная с версии 8.0 «Автопроект» интегрирован с графи­ческим редактором «КОМПАС-ГРАФИК 5.х».

В основу работы программного комплекса положен принцип заимствования ранее принятых технологичес­ких решений. В процессе эксплуатации системы накап­ливаются типовые, групповые, единичные технологии, унифицированные операции, планы обработки конструктивных элементов и поверхностей. При формировании текущей технологии пользователю предоставлен удобный доступ к соответствующим архивам и библиотекам, хра­нящим накопленные решения.

Разработка технологических процессов (ТП) осуще­ствляется в следующих режимах:

- проектирование на основе техпроцесса-аналога. Автоматический выбор соответствующей технологии из архива с последующей доработкой в диалоге;

- формирование ТП из отдельных блоков, хранящих­ся в библиотеке типовых технологических опера­ций и переходов;

- объединение отдельных операций архивных техноло­гий;

- автоматическая доработка типовой технологии на основе данных, переданных с параметризированного чертежа КОМПАС-ГРАФИК;

- ввод информации о ТП в диалоговом режиме с помощью специальных процедур доступа к справочным базам данных.

В каждом конкретном случае технологу предоставле­на возможность выбора оптимального сочетания режи­мов проектирования, взаимодополняющих друг друга.

Автоматический режим проектирования ТП — конеч­ная цель в области САПР-технологий. Основным пре­пятствием к его реализации является отсутствие форма­лизованного представления о пространственном распо­ложении поверхностей детали. С плоского чертежа, выполненного в конструкторской САПР, в технологию можно передать лишь отдельные параметры: размеры, допуски, шероховатости, квалитеты, но только в том слу­чае, если чертеж детали параметризирован. Поэтому в автоматическом режиме можно только дорабатывать за­ранее разработанные типовые техпроцессы. Область при­менения данного режима - простейшие детали.

Существующие методы автоматизированного проекти­рования, основанные на включении условий выбора технологических операций и переходов в базовую тех­нологию, приводят к появлению громоздких техпроцессов-аналогов, дублирующих одни и те же элементарные, типовые технологические решения. Оптимальное распре­деление технологических решений между базой знаний и комплексным техпроцессом является основой метода, заложенного в системе «Автопроект».

«Автопроект» поддерживает режим автоматической доработки технологий в двух исполнениях: на основе информации, переданной с параметризированного чер­тежа КОМПАС-ГРАФИК 5.х, и на основе данных, из­влеченных из таблицы типоразмеров деталей определенного типа. Однако в большинстве случаев технолог использует вариант диалоговой доработки техпроцесса-аналога в режиме доступа к справочным базам данных. Система не заменяет технолога, а лишь позволяет ему быстро и удобно оформить принятые им технологические решения, снимает рутинную часть работы, выполняет расчеты, систематизирует нормативно-справочную информацию, удобно сохраняет принятые технологические решения.

Принципы проектирования технологических процес­сов в системе «Автопроект» универсальны и основаны на использовании часто повторяемых технологических решений, хранящихся на различных уровнях иерархии: архивы групповых, типовых технологий, библиотеки опе­раций и переходов. С этой точки зрения САПР технологических процессов — это прежде всего система уп­равления базами данных (СУБД). От того, как реализо­ваны функции обработки данных, от их логических вза­имосвязей зависят остальные показатели системы.

Каждая предметная область имеет свою специфику организации баз данных. Многолетний опыт работы как в теоретической, так и, прежде всего, в практической области позволил выявить и систематизировать основные модели данных, присущие технологической подго­товке производства машиностроительных предприятий. В основе системы лежит огромный объем разнородной информации. Базовая поставка «Автопроект» включает более 700 информационных массивов общим объемом 13 Мбайт. Количество подключаемых новых баз дан­ных (БД) также не ограничено, и на структуру имею­щихся БД не наложено никаких ограничений. Общая схема разработки ТП выглядит как процесс слияния раз­личных технологических компонентов, типовых реше­ний, НСИ в некоторую центральную область (текущая технология), способную принимать информацию из раз­личных источников.

В САПР «Автопроект» реализован механизм, позво­ляющий отобразить структуру изделия, детали, взаимо­связи между оборудованием, технологической оснасткой и методами обработки. Модель технологического про­цесса в САПР ТП занимает центральное место. В систе­ме «Автопроект» — это трехуровневая цепочка связанных реляционных таблиц, записи которых имеют раз­личную логическую структуру. Такая модель является универсальной и настраиваемой. Она позволяет созда­вать технологии различных переделов и включать в них любые средства технологического оснащения, в том числе и принципиально новые.

Вся информация о текущем технологическом про­цессе распределена по уровням «Деталь» — «Опера­ция» — «Переход». Пользователю предоставлена воз­можность перемещаться по уровням, отслеживать со­став переходов каждой технологической операции, вносить необходимые изменения на любом из уров­ней. Особенностью этой модели является наглядная форма представления информации. Записи таблицы «Переходы», содержащие тексты переходов, режущие инструменты, приспособления, режимы резания и др., выводятся на экран одним списком. Такая возможность достигается тем, что физические записи данного уровня имеют различную логическую структуру. Этот же механизм позволяет проектировать технологии, вклю­чающие в себя одновременно операции механообработки, штамповки, термообработки, покрытий и т.д. Подклю­чение нового технологического передела производит­ся самим пользователем.

В комплект разрабатываемой доку­ментации входят: титульный лист, карта эскизов, маршрутная, маршрутно-операционная и операционная кар­ты, карта техпроцесса, ведомости ос­настки и материалов и другие документы, соответствующие ГОСТ. В об­разцы карт пользователи могут вносить изменения. Существует два варианта формирования технологических карт. Первый, быстрый, — упрошенный формат документов. Второй, каче­ственный, — многошрифтовой формат, реализованный в среде Microsoft Excel на основе технологии OLE. Помимо чисто текстовых документов система позволяет автоматически сформиро­вать карты эскизов, включающие графическую инфор­мацию, выполненную в системе КОМПАС-ГРАФИК 5.х.

Технологические процессы, разрабатываемые в САПР «Автопроект», могут помещаться в архив технологий. Оглавлением архива разработанных технологических процессов служит база данных конструкторско-технологических спецификаций (КТС — цепочка уровней: «Изделие» — «Узел» — «Деталь»). Система обеспечи­вает свободное перемещение от одного уровня к дру­гому, позволяя при этом просматривать и редактиро­вать состав изделий, узлов и деталей. Процедуры обработки КТС производят поиск деталей по различ­ным критериям и осуществляют выборки по принадлежности деталей к изделиям, узлам, цехам. На их основе формируются сводные нормы, заявки на материал, комплектующие карты и другие технологи­ческие документы.

Система поддерживает функции документооборота. Каждый уровень, входящий в цепочку КТС, имеет под­чиненную таблицу «Документы», записи которой содер­жат ссылки на документы, созданные в различных при­ложениях: архивные технологии, графические, тексто­вые файлы и др. С каждым документом связана программа, которая его создает и обрабатывает. Старт соответствующего приложения производится непосредственно­ из таблицы «Документы». Выбор ТП осуществ­ляется процедурой разархивации, которая помещает тех­нологию в рабочее поле системы, доступное для внесе­ния изменений. При этом ТП, находящийся в архиве, не меняется. Модифицированная технология может быть помешена обратно в архив системы под прежним или под новым именем.

Организованное хранение разработанных технологи­ческих процессов (на основе базы данных КТС) позво­ляет глобально корректировать любую информацию в архиве техпроцессов: анализировать технологии на предмет загруженности оборудования, определять количество специализированной оснастки, рассчитывать суммарную трудоемкость изготовления изделий, определять материалоемкость и себестоимость изделия в целом, произво­дить глобальную автоматическую замену устаревших ГОСТ оснастки.

Система обеспечивает удобную организацию баз дан­ных (БД) и быстрый доступ к требуемой информации. Она обладает хорошо организованным диалоговым ин­терфейсом, обеспечивающим легкое и наглядное пере­мещение по всем базам данных. Приемы работы с БД идентичны, что упрощает процесс их сопровождения. Программа поддерживает диалоговый доступ к сведени­ям об оборудовании, инструментах, материалах и т.д. В любой момент эти данные могут быть выведены на экран, скорректированы или пополнены. В информационном пространстве «Автопроект» можно создавать новые информационные массивы, корректировать состав и раз­мерность их полей. Взаимодействие между таблицами данных в САПР «Автопроскт» построено на динамичес­ки формируемых SQL-запросах. Операторы SQL гене­рируются либо автоматически системой, либо по шаб­лону, заданному пользователем.

Базы данных САПР «Автопроект» полностью откры­ты для структурной и содержательной корректировки. Поддерживаются форматы файлов СУБД Paradox, FoxPro, dBase (для локальных рабочих мест). Имеющиеся у пользо­вателя файлы этих форматов легко включаются в базу данных «Автопроект» без изменения их месторасположения на диске или в сети. Данные могут располагаться как на локальных станциях, так и на сервере.

Одним из основных преимуществ САПР «Автопроект» является возможность модернизации системы без учас­тия разработчика. Корректируется состав и структура всех баз данных, настраиваются формы технологических документов, подключаются новые программные модули. Гиб­кость программного и информационного обеспечения позволяет быстро адаптировать систему к любым производственным условиям.

САПР «Автопроект» состоит из ядра системы и окружения прикладных задач. Основные функциональные режимы системы можно разбить на две группы: функ­ции подсистемы проектирования и функции подсисте­мы управления базами данных.

Функции подсистемы проектирования:

- автоматизированное проектирование технологических процессов;

- автоматическое формирование комплекта технологи­ческой документации;

- возможность настройки образцов технологических документов;

- интеграция с КОМПАС-ГРАФИК 5.х;

- автоматическое формирование карт эскизов в Microsoft Exce;

- каталогизация разработанных ТП в архиве технологий;

- возможность глобального анализа архивных техноло­гии;

- автоматическая замена любой информации (устарев­шие ГОСТ) в архивных технологиях;

- ведение конструкторско-технологических спецификаций;

- организация документооборота (функции менеджера проекта);

- возможность разработки сквозного ТП;

- расчет подетальных норм расхода материалов;

- передача данных в технологию с параметризированного чертежа КОМПАС-ГРАФИК;

- оперативный просмотр графики: чертежи деталей, инструментов, эскизы операций и т.д., выполненных в любой графической системе;

- автоматизированное формирование кода детали в со­ответствии с ЕСКД и ТКД;

- автоматический поиск технологий по коду или тек­стовому описанию детали;

- архивация текущего комплекта технологических до­кументов в архиве карт;

- архивация текущего состава спецификаций в архиве изделий;

- расчетные процедуры.

Функции СУБД:

- реализация информационных моделей, отражающих структуру изделия, детали и технологий их изготов­ления;

- возможность настройки содержимого блоков основного меню системы;

- возможность подключения новых информационных массивов (файлов формата DB и DBF);

- возможность обращения к БД, расположенным вне корневого каталога системы;

- возможность подключения к системе новых программ, разработанных пользователем;

- встроенный генератор отчетов;

- организация иерархической, реляционной и сетевой связи информационных массивов;

- возможность подключения к любому полю данных справочного массива;

- возможность структурной модификации любой БД;

- многостраничный режим доступа одновременно к не­скольким базам данных;

- отображения данных: текст-графика, текст-структура, текст-примечание;

- процедура поиска по критериям в любой базе дан­ных;

- экспорт данных из любой БД в текстовый формат или в формат файлов Excel;

- блокировка от несанкционированного доступа к за­щищенной базе данных;

- возможность установки различных степеней зашиты данных;

- просмотр и распечатка данных, копирование, удале­ние записей по одной и блоками;

- настройка параметров системы с помощью файла конфигурации.

Минимальные требования к оборудованию: IBM PC 486DX2-66, 16 Мбайт RAM, операционная система — Windows 95/98/NT, не менее 120 Мбайт свободного ме­ста на жестком диске устройство CD-ROM, струйный или лазерный принтер.


^ 7.6 СИТЕП: инвариантная система технологического проектирования


Традиции конструкторско-технологической подготовки производств российских предприятий имеют свою спе­цифику, в частности наличие технологических подраз­делений общезаводского и цехового уровней.

Система технологического проектирования СИТЕП [18] предназначена для разработки технологической докумен­тации изготовления изделий машиностроения в услови­ях мелкосерийного и серийного производства, а также для создания файлов для смежных подсистем конструк­торской и технологической подготовки производств, разработки управляющих программ для станков с ЧПУ и систем управления производством. Система может ис­пользоваться как автономно (с вводом информации с бумажных носителей), так и в составе интегрированно­го комплекса конструкторско-технологической подготовки и управления производством ФОБОС (МГТУ «Станкин»).

При создании СИТЕП учитывался бо­лее чем десятилетний опыт разработки, вне­дрения и эксплуатации систем техноло­гического проектирования ТЕМП и СИ­ТЕП (МГТУ «Станкин») на десятках предприятий.

Система СИТЕП состоит из базового модуля (ядра системы) и расчетных при­ложений. Ядро системы обеспечивает вза­имосвязь между расчетными приложения­ми и позволяет создавать технологическую документацию изготовления изделия для всех основных машиностроительных пере­делов (методов обработки): листовой штамповки (СИТЕП ЛШ), механообработки (СИТЕП МО), ковки и горячей объем­ной штамповки (СИТЕП ГОШ), сборки (СИТЕП Сб) и др. Различия в основном состоят в под­ключаемых к ядру СИТЕП расчетных модулях. Напри­мер, СИТЕП ЛШ имеет следующие расчетные модули: раскроя детали в полосе, раскроя материалов, расчета параметров заготовки, расчета переходов, определения усилия штамповки, нормирования листовой штамповки и пр.; СИТЕП МО — модули расчета режимов обработки, раз­мерного анализа, нормирования механообработки и пр.; СИТЕП ГОШ — модули построения чертежа поковки в горячем состоянии, расчета усилий ковки и штамповки, моделирования заполнения ручья штампа, нормирования ГОШ и пр. Такой широкий охват СИТЕП переделов и средств проектирования возможен благодаря совместной работе коллектива разработчиков со всеми профилирующими кафедрами МГТУ «Станкин».

СИТЕП использует основные принципы проектиро­вания пpoцессoв (ТП), которые нашли широкое применение на машиностроительных заводах:

- проектирование на основе использования ранее разработанных технологий деталей-аналогов, имеющих аналогичное служебное назначение, геометрическую структуру и технологические процессы изготовления. Сущность проектирования в этом случае состоит в автоматическом поиске аналога рассматриваемой детали и технологического процесса его изготовления, в редактировании ТП и рacпeчaтке технологической документации;

- проектирование на базе технологического редактора предоставляющего пользователю возможность заполнения таблиц ТП на основе поиска па­раметров ТП (шифров оборудования и технологической оснастки, технологичес­ких размеров, режимов резания, нор­мативов времени на каждую операцию) использованием подсказок, прокруток, по заполнению информации (HELP);

- проектирование на основе использова­ния типовых технологических процес­сов, разработанных предварительно для так называемой детали-представителя. Типовая деталь охватывает класс деталей с одинаковыми конструктивно-техноло­гическими признаками. Сущность проектирования на основе типизации состоит в настройке типового ТП на проектируемый, а также в расчете параметров или их вводе с помощью технологического редактора: при настройке происходит удаление «лишних» операций для поверх­ностей, которые отсутствуют в рассматриваемой детали, и переходов, ко­торые обеспечивают качество поверхно­стей выше требуемого;

- проектирование на ocновании синтеза структуры ТП путем автоматизированного выбора планов обработки каждой поверхности, последовательности обработки поверхностей на основе выбора единых технологических баз и баз на первых опера­циях, группирования переходов в установы и операции с последующим расчетом параметров ТП.

Система состоит из нескольких функциональных (проектных) блоков, которые отражены в главном меню:

- ввод исходной информации по изготавливаемой детали путем заполнения таблиц на основе чертежа и условий изготовле­ния;

- процедура проектирования ТП;

- распечатка технологической документа­ции;

- ведение баз данных;

- ведение архивов.

Компьютерная система, безусловно, не в состоянии заменить квалифицированного технолога. Поэтому СИТЕП создана как средство, не подменяющее технолога, а существенно ускоряю­щее и упрощающее проектирование технологий, расчет па­раметров технологических процессов, формирование тек­стов переходов, выбор необходимой оснастки и инструментов, формирование документации и операционных эскизов.

СИТЕП позволяет заносить знания каждого техноло­га в базу системы. Это свойство системы особенно важ­но в настоящее время, когда опыт проектирования тех­нологий, накопленный за десятилетия работы, утрачи­вается предприятиями вследствие ухода технологов пен­сионного возраста. Система позволяет аккумулировать опыт наиболее квалифицированных специалистов предприятия, использовать и тиражировать его, обучать на его основе молодых специалистов.

Выбор технологического оснащения производится из информационной базы системы. В информационной базе содержатся каталоги всех составляющих технологических процессов: наименования операций, оборудование, приспособления, вспомогательные материалы, тексты пе­реходов, режущие, измерительные, вспомогательные ин­струменты, заготовки, комплектующие для сборочных тех­нологических процессов. С помощью встроенной СУБД информационная база достаточно удобно обновляется путем замены, удаления и добавления информации как при про­ектировании техпроцессов, так и в автономном режиме при поступлении нового оборудования, изготовлении спе­циальной технологической оснастки, корректировании текстов переходов и др.

Результатами работы СИТЕП являются: комплект технологической документации на изготовление детали, исходная технологическая информация для автоматизи­рованной подготовки управляющих программ для стан­ков с ЧПУ и данные для управления производством.

Комплект технологической документации включает в себя:

- титульный лист;

- спецификацию деталей на изделие;

- ведомость технологической оснастки;

- технологическую маршрутную карту;

- технологическую операционную карту;

- карту операционных эскизов с эскизом на операцию;

- карту раскроя детали в полосе, ленте, рулоне с черте­жом раскроя штамповки (СИТЕП ЛШ);

- карту раскроя листового материала с чертежом раскроя штамповки (СИТЕП ЛШ);

- чертеж поковки в горячем состоянии (СИТЕП ГОШ);

- карту согласования;

- карты контроля;

- ведомость нормирования трудозатрат по операциям;

- лист регистрации изменений.

Комплект документации может дополниться новыми формами документов.

Данные для управления производством содержат:

- уникальный код и наименование операции;

- инструмент;

- вид и массу заготовки;

- нормы времени на операцию;

- описание оборудования на операцию;

- квалификационный разряд рабочего;

- текст перехода.

Предлагаемый комплекс программных средств позво­ляет избежать дублирования подготовки исходной ин­формации при выполнении проектных работ. Конструктор создает чертеж изделия в графической системе T-FLEX CAD, затем этот же чертеж поступает к технологу, который, используя T-FLEX CAD и систему СИТЕП, разрабатывает операционные эскизы и вводит недостающую технологическую информацию (технологические разме­ры, базовые поверхности и т.д.), сохраняемую в черте­же. Технологическая информации с чертежа автомати­чески передается в СИТЕП, с помощью которой техно­лог проектирует необходимую технологическую докумен­тацию на изделие, а СИТЕП, в свою очередь, связана интерфейсом с T-FLEX ЧПУ.

Еще одним достоинством интеграции T-FLEX CAD и СИТЕП является автоматическое получение технологи­ческой документации после параметрического изменения чертежа в T-FLEX CAD. Изменение геометрических раз­меров изделия приводит к автоматической модификации чертежа. В результате обновленные технологические данные из чертежа поступают в систему СИТЕП, которая в ав­томатизированном режиме проводит изменения во всех связанных технологических документах и корректиров­ку управляющих программ для станков с ЧПУ.

С учетом того, что конструкторы и технологи в ос­новном заняты модернизацией изделий и связанной с этим корректировкой конструкторской и технологичес­кой документации, это свойство интегрированного ком­плекса дает существенную экономию времени и средств, позволяет избежать ошибок, возникающих при этой корректировке.

В заключение перечислим основные функциональные возможности системы СИТЕП:

- автоматическое получение данных о конструкции из­делия из чертежей, подготовленных в графической системе T-FLEX CAD;

- использование всех наиболее известных в машиностроении методов проектирова­ния технологических процессов;

- создание технологических процессов с указанием наименований операций, обо­рудования и оснастки;

- автоматизированный выбор режущего, измерительного и вспомогательного инструментов;

- формирование текстов переходов;

- автоматизированное изменение парамет­ров технологического процесса при изме­нении параметров конструкции изделия;

- автоматическая генерация и заполнение стандартных технологических документов и документов произвольных форм;

- формирование операционных, маршрутно-операционных и маршрутных техноло­гических карт, карт контроля, ведомостей оснастки, титульных листов и других тех­нологических документов;

- накопление технологических знаний квалифицированных специалистов предприятий;

- использование накопленных технологи­ческих знаний при проектировании новых технологических процессов и для подготовки моло­дых специалистов;

- возможность создания пользователем в среде системы новых расчетных модулей, баз данных и технологи­ческих архивов без привлечения программистов.