Машинист крана-манипулятора 6-го разряда
Автоматизированная технологическая подготовка производства с использованием станков с ЧПУ
В настоящее время на предприятиях формируются следующие основные направления работ по автоматизации технологической подготовки производства (ТПП):
-автоматизация проектирования техпроцессов, управляющих программ для станков с ЧПУ и технологической оснастки;
-визуализация и верификация процессов автоматизированной (автоматической) обработки;
-автоматизация процедуры подготовки и наладки инструмента, инструментальных магазинов и настройки инструмента;
-внедрение систем распределенного управления станками с ЧПУ;
-автоматизация процессов контроля качества и обработки результатов испытаний.
Наиболее активно новые технологии внедряются в механообрабатывающем производстве, где они обладают наибольшим потенциалом повышения технологической гибкости и эффективности производства при освоении новых изделий. В условиях дефицита кадров в технологических службах одним из перспективных направлений кадровой политики предприятий является понижение требуемого уровня квалификации специалистов, занятых проектированием и нормированием технологических процессов, путем применения систем автоматизации технологического проектирования, способных сохранять и накапливать знания об изделиях, технологических процессах и создаваемых средствах технологического оснащения. При этом появляется возможность приема на работу молодых специалистов, не имеющих соответствующего опыта в технологические отделы. Интеграция программных средств для конструкторскотехнологической подготовки производства проводится по трем основным направлениям:
- интеграция конструкторских САПР;
- интеграция технологических САПР;
- интеграция САПР с системами PDM.
Наиболее трудно поддаются интеграции системы собственной разработки, так как они часто имеют устаревшую файловую структуру данных и ряд других недостатков. Так называемые, профессиональные системы, более приспособлены к решению интеграционных задач, однако их способность к интеграции, как и функциональные возможности, в целом существенно отличаются друг от друга. Большую актуальность имеет, прежде всего, автоматизация ТПП механообрабатывающего производства. Решение этих задач целесообразно совмещать по времени (с некоторым опережением) с внедрением на предприятиях нового высокоэффективного автоматизированного оборудования или проведением его модернизации. В связи с высокими требованиями к качеству изделий, большие перспективы имеет развитие работ по автоматизации процессов контроля качества. Трудоемкость контрольных операций сложных и ответственных деталей в настоящее время достигает 30% трудоемкости их изготовления. На рис. 9.1 показаны основные задачи, решаемые при автоматизации технологической подготовки производства на примере механической обработки деталей, а также схема информационного обмена. Представленная информационная модель показывает, что интеграция применяемых программных средств может быть разделена на два направления, а именно интеграция в цикле: «проектирование детали — подготовка производства — изготовление (т.е. интеграция по жизненному циклу)» и интеграция программных средств, применяемых в данном цикле, с корпоративной информационной системой предприятия (КИС) и, прежде всего, с системами управления данными об изделиях (PDM) и ресурсами предприятия (ERP). Интеграцию по жизненному циклу применительно к техпроцессам размерной, в том числе механической, обработки обеспечивают два типа программных средств: системы автоматизированного проектирования (САПР) и системы распределенного управления станками с ЧПУ.
Анализ отечественного рынка САПР показывает, что в развитии программных средств, применяемых для автоматизированного проектирования технологических процессов и решения других задач автоматизации технологической подготовки производства, прослеживается тенденция создания комплексных решений, которые позволяют выполнять широкий круг задач на одной информационной основе. Именно по этому пути идут такие известные отечественные поставщики программных средств, как АСКОН, «АДЕМ» и «Топ Системы». Указанные интегрированные комплексы программных средств могут работать и с использованием программных продуктов зарубежных разработчиков, таких как Unigraphics и Solid Edge (Siemens, ФРГ), SolidWorks (SolidWorks Corp., США), Pro/ENGINEER (РТS, США), AutoCAD, Mechanical Desktop, Inventor (Autodesk, США) и др. Однако следует учитывать, что САПР иностранных разработчиков не имеют в своем составе модулей по проектированию технологических процессов, технологических паспортов и другой документации, применяемой при подготовке производства на предприятиях отрасли.
Использование единой информационной модели изделия в интегрированной системе CAD/CAE/CAM дает возможность инженерам-технологам начинать разработку техпроцессов, оснастки и управляющих программ для оборудования с ЧПУ, не дожидаясь окончательного завершения этапа конструкторского проектирования. Конструкторы еще не закончили работу со сборкой, а технологи уже работают над разработкой техпроцессов изготовления составляющих ее деталей, при необходимости поправляя возможные ошибки конструкторов (т.е. отрабатывают конструкторскую документацию на технологичность, как это предусмотрено отраслевыми директивными документами). Это значительно сокращает время и средства, затрачиваемые на проектные работы и отработку новых изделий, а также позволяет оптимально использовать коллективный опыт разработчиков.
Другим важным критерием выбора являются функциональные возможности комплекса программных средств по обеспечению эффективного взаимодействия конструкторов и технологов при отработке и подготовке производства изделий. Здесь очень важное значение имеет возможность параметризации проектирования, когда вносимое конструктором в деталь изменение автоматически и без искажений проводится по всем уже подготовленным документам, включая управляющие программы для станков с ЧПУ. Интегрированные САПР позволяют организовать совместную работу конструкторов и технологов наиболее эффективно.