Подготовка производства с ADEM-VX

4 Февраля 2013

В статье мы рассмотрим пример, который показывает, что подготовка производства – это не простой, а многозадачный процесс. Для его автоматизации требуется комплексный подход, который можно обеспечить либо применением нескольких специализированных программных продуктов, либо одной интегрированной CAD/CAM/CAPP системы, каковой является отечественный комплекс ADEM-VX.

Давайте посмотрим, что 1происходит после того, как конструктор выразил свою мысль в чертеже. Допустим, это деталь корпуса (см. рис. 1) - изделие очень интересное и совсем непростое с точки зрения проектирования и изготовления. И, прежде чем получиться готовая деталь, должно произойти множество событий, из которых мы выберем лишь некоторые.
Начнём с того, что есть заготовка. Она может отдалённо напоминать будущий продукт (металлический параллелепипед или цилиндр), а может быть и максимально приближена к его форме (отливка, штамповка). Всё зависит от выбранной технологии изготовления. Не будем останавливаться на этом этапе, так как мы ещё вернёмся к данной теме.
Теперь за дело берётся технолог, который расписывает последовательность технологических переходов, например, такую, как на рисунке 2. При этом он руководствуется как общими знаниями по технологии обработки металлов, так и текущей информацией о состоянии станочного парка и инструмента на конкретном предприятии.
После того, как последовательность изготовления описана в общем виде, можно приступать к детализации каждого звена. Операции расписываются подробно, это описание сопровождается эскизами, которые в основе своей содержат фрагменты конструкторских чертежей (см. рис. 3). В результате формируется комплект технологической документации.
Например, процедуру сверления отверстий на корпусе можно расписать так: «установить и закрепить деталь на рабочем столе станка и обработать отверстия».
Но для того, чтобы установить и жёстко закрепить корпус, одних тисков недостаточно. Необходимо специальное приспособление, которое учитывает форму детали.

Теперь в дело включается конструктор оснастки. Он проектирует специальное приспособление (см. рис. 5), выпускает чертёжную и другую документацию. Все эти данные приходят к технологу по оснастке, который начинает технологическую проработку изготовления деталей и сборки приспособления.
Проще говоря, процесс изготовления нашей детали породил новые детали и новые процессы изготовления. Эта цепная реакция может и не завершиться на данном этапе. Нередко количество деталей оснастки может в сотни раз превышать количество деталей в изделии.
Следуем далее. Итак, приспособление изготовлено, заготовка закреплена, и можно начинать обработку. Но ни один станочник не нажмёт «Пуск», пока у него не будет точных указаний, каким инструментом и с какими режимами обрабатывать деталь и как осуществлять контроль промежуточных и конечных результатов. Это означает, что технолог при проектировании техпроцесса должен определить эти параметры.
Не будем останавливаться на вопросе о том, каким образом технолог выбирает инструмент, режимы резания и средства контроля, акцентируем внимание лишь на том, что данный шаг необходим для каждой операции, производимой над заготовкой.
Для того, чтобы обеспечить работу современного оборудования с ЧПУ, ко всему прочему нужна ещё и такая ключевая вещь, как программа управления станком. Эта программа, написанная в кодах стойки станка, может содержать десятки тысяч кадров.
Современные технологии программирования ЧПУ основаны на САМ системах, которые по геометрической модели детали и вводимым технологом параметрам генерируют код управления движением инструмента автоматически. Поэтому технолог-программист будет сам строить модель (в отсутствии таковой) по чертежам или трёхмерным образам, пришедшим ему от конструктора.
Почему мы применили термин «трёхмерный образ»? Всё дело в том, что нередко модели деталей, которые создаёт конструктор в CAD системе, не являются точными моделями для технолога. И не всегда это следствие плохой работы конструктора. Для тех задач, что он решал, это могли быть вполне качественно проработанные объекты.
Простой пример: конструктор построил модель детали так, как он её видит в конечном исполнении, а технологу может потребоваться модель детали на промежуточной стадии её изготовления. Или, например, при технологической проработке выяснилось, что невозможно достичь заданной конструктором формы в результате механообработки существующими методами.
Последний случай не такой уж и редкий. И именно он характеризует основные потери на этапе конструкторско-технологической подготовки производства. Это наглядный пример влияния технологии на конструкцию, который заставляет пересматривать и «перетряхивать» проект с самого начала, включая КД, техпроцессы, оснастку и многое другое.
Вот такую непростую цепь событий проходит проект от конструкторской документации до станка. Напомню, что мы рассмотрели лишь небольшую часть, связанную с обработкой нескольких отверстий.
Но и это ещё не всё! Даже когда есть полный комплект КД и ТД, приспособления, инструмент и программа ЧПУ, всё равно кнопка «Пуск» на станке нажата не будет.
Для того чтобы процесс материализации проекта ожил, одних чертежей, техпроцессов, карт наладки, программ числового управления недостаточно. Необходимы финансово и экономически обоснованные документы - такие как карта сменного задания, наряд и т.п.
При разработке подобных документов используется принцип нормирования работ.
Одним из важнейших параметров нормирования является время на проведение основных и вспомогательных операций.
Так, например, время на установку и снятие заготовки определяется из следующих условий: схемы крепления детали, способа установки и крепления, вида установки, характера выверки, массы заготовки, состояния установочной поверхности, количества закрепляемых деталей, характера выверки и пр.
При определении времени на измерение учитывается используемый мерительный инструмент, точность измерения, измеряемый размер, длина измеряемой поверхности, тип детали (жёсткая конструкция или тонкостенная деталь).
Чтобы получить точное время механообработки, необходимо спроектировать траекторию движения инструмента и только после этого вычислить его с учётом подач.
Итак, рассмотренный нами пример подтверждает, что для реализации проекта необходима совместная работа специалистов разного профиля. При этом работа каждого опирается на данные, полученные не только от «соседа слева», но, зачастую, и от «соседа справа». Очевидно, что чем плотнее будет их взаимодействие, тем скорее будет получен требуемый результат.

Андрей Быков, Константин Карабчеев
Журнал «Станочный парк», февраль 2011 г.