ТПП

Технологическая подготовка производства

• Автоматизированная разработка технологических процессов на основе комплексной детали;
• «Визуальное» проектирование технологических процессов;
• Работа с операционными эскизами.
• Расчет нормы расхода материала заготовки;
• Автоматизированный подбор оборудования;

 

Автоматизированная разработка технологических процессов на основе комплексной детали:

Пример автоматизации разработки техпроцессов в системе TechnologiCS

Скрипт-модуль "Формирование ТП на основе комплексной детали"

Предлагается и новый, более сложный пример автоматизации формирования техпроцессов.

В качестве прототипа, как и прежде, выбраны установочные пальцы, но теперь одна комплексная деталь (рис. 1) объединяет все возможные их варианты в соответствии со следующими стандартами:

• ГОСТ 12210-66 Приспособления станочные. Пальцы установочные срезанные постоянные. Конструкция;
• ГОСТ 12211-66 Приспособления станочные. Пальцы установочные цилиндрические сменные. Конструкция;
• ГОСТ 12212-66 Приспособления станочные. Пальцы установочные срезанные сменные. Конструкция;
• ГОСТ 16894-71 Пальцы установочные с головкой к плитам. Конструкция.

При разработке группового техпроцесса, на основании которого автоматически формируются технологические процессы на конкретные детали, использовались широко распространенные модели универсальных станков и стандартный режущий инструмент, а именно:

Оборудование

• 16К20 Станок токарно-винторезный.
• 16К20П Станок токарно-винторезный повышенной точности.
• 6Р80 Станок горизонтально-фрезерный универсальный консольный.
• 3У10В Станок круглошлифовальный высокой точности.

Инструмент

• ГОСТ 18878-73 Резцы токарные проходные прямые с пластинами из твердого сплава.
• ГОСТ 18875-73 Резцы токарные фасочные из быстрорежущей стали.
• ГОСТ 18874-73 Резцы токарные прорезные и отрезные из быстрорежущей стали.
• ГОСТ 18880-73 Резцы токарные подрезные отогнутые с пластинами из твердого сплава.
• ГОСТ 18881-73 Резцы токарные чистовые широкие с пластинами из твердого сплава.
• ГОСТ 18885-73 Резцы токарные резьбовые с пластинами из твердого сплава.
• ГОСТ 9304-69 Фрезы торцовые насадные.
• ГОСТ 16168-91 Круги алмазные шлифовальные плоские прямого профиля без корпуса формы А8.

По ходу подготовки примера был проведен анализ, который позволил выявить две существенные особенности. Во-первых, в рассматриваемом примере для всех четырех видов установочных пальцев (рис. 1) можно использовать один групповой техпроцесс, а значит объединить все виды в одну комплексную деталь. Во-вторых, в соответствии с условиями, указанными в соответствующих ГОСТах, для однозначного определения содержания техпроцесса изготовления конкретной детали оказалось достаточно задать всего два конструктивных признака (см. таблицу).

Соответственно в TechnologiCS была введена одна комплексная деталь «Пальцы установочные» и для нее заданы два параметра с возможными значениями, как это показано в таблице.

При формировании техпроцесса учитываются следующие технологические особенности изготовления. Для всех установочных пальцев, кроме ГОСТ 16894-71 (рис. 1а, б, в), при диаметре более 16 мм нужно использовать сталь марки 20Х. Твердость должна составлять 56-61 HRC. Следовательно, при изготовлении пальцев соответствующих типов и диаметров необходимо выполнить закалку с последующим отпуском (сталь 20Х без закалки имеет твердость 31-36 HRC). После термической обработки требуется токарно-винторезная операция для восстановления баз перед шлифовкой. Для диаметров менее 16 мм используется сталь У8А, которая уже имеет твердость 56-61 HRC. Соответственно в этом случае нет необходимости ни в операциях термической обработки, ни в последующей токарно-винторезной операции.

У пальцев диаметром более 20 мм отсутствует буртик – не считая установочных с головкой к плитам (рис. 1г), у которых буртика нет вообще. Следовательно, исключаются переходы для обработки буртика в токарно-винторезной операции.

Сменные установочные пальцы (рис. 1б, в) имеют резьбу. Для ее получения необходимо обработать соответствующий диаметр на токарно-винторезных операциях (черновое и получистовое точение) и далее нарезать резьбу. В остальных случаях резьба отсутствует, и указанные операции исключаются.

В указанных ГОСТах присутствуют как ромбические, так и цилиндрические пальцы. Для обработки ромба предусмотрена горизонтально-фрезерная операция с соответствующим переходом и инструментом.

Для установочных пальцев с головкой (рис. 1г) необходимо предусмотреть обработку двух канавок на цилиндрической поверхности. В технологический процесс изготовления включены переход и круглошлифовальная операция, поскольку требуемая точность составляет 1,6 мкм.

При изготовлении фасок учитывается размер пальцев, поэтому используются разные фасочные резцы, отличающиеся длиной режущей кромки.

Для пальцев, диаметр которых превышает 20 мм, на заключительных шлифовальных операциях применяется шлифовальный круг с большей шириной.

Запуск и работа макроса внешне выглядят так же, как в предыдущем примере. В режиме редактирования электронного техпроцесса в TechnologiCS запускается скриптовый модуль "Проектирование ТП на основе комплексной детали" (рис. 2).

В справочнике выбирается соответствующая комплексная деталь "Пальцы установочные", после чего открывается окно, где необходимо указать значения параметров для конкретной детали (рис. 3).

Обратите внимание, что в зависимости от выбранного типа установочного пальца меняется и соответствующий эскиз комплексной детали в левой части окна. Такая возможность существует только в новой версии скриптового модуля. Теперь к одной детали можно присоединить несколько эскизов, которые выводятся на экран в зависимости от выбранного значения того или иного параметра.

При нажатии кнопки "ОК" автоматически формируется техпроцесс для конкретной детали в соответствии с установленными значениями параметров (рис. 4).

Представленный пример является продолжением начатой в прошлом году темы настройки системы TechnologiCS для автоматизации разработки техпроцессов на типовые детали. Он демонстрирует возможности TechnologiCS применительно к более сложной комплексной детали (и, соответственно, групповому техпроцессу), а также иллюстрирует новые возможности скриптового модуля:

• использование нескольких поясняющих эскизов для одной комплексной детали, которые отображаются в зависимости от выбираемых значений ее параметров;
• возможность вводить условие типа «отрицание» при установке условий в групповом техпроцессе, то есть использовать данный элемент техпроцесса при любых значениях параметров, кроме указанных.

<< К содержанию

«Визуальное» проектирование технологических процессов:

Скрипт-модуль «Проектирование обработки»

Введение

Большинство широко используемых программ для разработки технологических процессов на практике применяется примерно одинаково, а именно в диалоговом режиме с некоторой степенью автоматизации отдельных шагов. Типичные приемы работы инженера — технолога выглядят в таком случае примерно так: из имеющихся в программе справочников последовательно выбираются технологическая операция, оборудование, технологические переходы (текст которых при необходимости редактируется), инструмент. При этом в зависимости от того, насколько полно и тщательно настроена база данных соответствующей программы, эти шаги, как уже сказано, могут быть до некоторой степени автоматизированы. Например, при выборе оборудования предлагается выбирать уже не из всего списка, а только из моделей, соответствующих выбранной технологической операции; в зависимости от выбранного перехода (оборудования) ограничивается выбор инструмента и т.д. Обычно чем больше времени уделяется настройке базы данных, чем более сложной и трудоемкой оказывается эта настройка, тем большая степень автоматизации возможна на каждом из шагов (подбор станка, инструмента и т.п.). При наличии уже разработанного в программе техпроцесса-аналога технолог просто копирует его в разрабатываемую технологию (целиком или выбрав необходимый фрагмент) после чего корректирует. Когда описание техпроцесса сформировано на экране, комплект документации необходимого вида распечатывается. Именно таким или похожим способом работает большинство технологов – практически независимо от того, какую программу они при этом используют.

Если разобраться, то при текущем уровне развития программного обеспечения этот способ использования ПО в общем случае, наверно, наиболее оправдан. Он существенно ускоряет разработку технологической документации в сравнении с обычным ручным способом и в то же время не требует особо трудоемкой настройки ПО. Относительно неплохо зарекомендовавший себя метод автоматической генерации техпроцессов на основании ТП «комплексной детали», во-первых, годится только для однотипных и не очень сложных деталей, а во-вторых, требует серьезной подготовки. Как минимум, необходимо придумать саму комплексную деталь и ее элементы, разработать групповой техпроцесс. Вопрос же полностью автоматической генерации технологии изготовления на любую деталь пока остается скорее предметом споров и научных изысканий и, насколько нам известно, на сегодня практического решения не имеет.

Еще одним весьма распространенным приемом автоматизации разработки технологической документации в советское время был способ «кодирования» деталей с последующим автоматическим созданием на ЭВМ маршрутных и операционных карт. Инженер-технолог заполнял специальную форму (карту), в которой по определенным правилам кодировал обрабатываемые поверхности заготовки. Оператор вводил эти коды с карты в специальную программу, которая выдавала уже почти готовый техпроцесс (комплект документов). Распечатанные документы при необходимости дозаполнялись и исправлялись вручную.

Конечно, такой способ требовал специальной подготовки. Программы были совершенно не интерактивны. Для получения желаемого результата нужно было еще и правильно закодировать деталь, что само по себе не так-то просто. Несмотря на это, описанный подход практически избавлял рядового технолога от рутинной работы по ручному заполнению маршрутных и операционных карт из-за чего и снискал большую популярность. Это подтверждается тем, что следы такой методики, а то и работающие старые системы до сих пор можно встретить на предприятиях в самых разных уголках нашей страны и ближнего зарубежья.

Вопрос эффективности работы технолога в единой информационной среде всегда рассматривался разработчиками системы TechnologiCS как один из наиболее важных. И действительно, именно на этапе технологической подготовки в систему закладывается ключевая для всей дельнейшей деятельности предприятия информация: материалоемкость, последовательность изготовления, потребность в инструменте и средствах оснащения, трудоемкость изготовления. Поэтому эффективная работа всей системы напрямую зависит от качества работы с ней специалистов технологической службы, то есть от полноты и достоверности техпроцессов и скорости их разработки. Диалоговый режим и функции копирования (заимствования) фрагментов техпроцессов присутствовали в системе с момента ее рождения. Причем для начала практического использования системы в режиме диалогового проектирования ТП требуются минимальные настройки и минимальная же подготовка пользователей. Как показал опыт, работу с TechnologiCS довольно легко осваивают даже технологи, прежде и близко не подходившие к компьютеру. После небольшого обучения и одной-двух недель практики они уже могут вполне самостоятельно работать с программой, формировать техпроцессы в электронном виде, распечатывать комплекты документов.

Начиная с четвертой версии система TechnologiCS сделала существенный шаг в своем развитии. Появились новые мощные средства модификации системы, в том числе и автоматизации выполнения отдельных функций при работе с программой. Стало возможным, используя стандартный язык программирования VB Script¹, создавать прямо в TechnologiCS собственные функции и модули. Применительно к задачам технологического проектирования это означает, что вы можете самостоятельно, без привлечения разработчиков закладывать в систему любую собственную логику автоматизированного формирования технологии с любой необходимой точностью. Теперь с точки зрения развития TechnologiCS как САПР ТП определяющим фактором являются уже не изначально заложенные в системе возможности, а наличие алгоритма автоматизации формирования ТП.

Чтобы продемонстрировать эти новые возможности, конечно, потребовались примеры. Первым делом мы обратили внимание на метод «комплексной детали»². Сегодня существует уже несколько примеров реализации такого подхода к автоматизации разработки ТП.

Для создания других примеров автоматизированного формирования техпроцессов требовалось самое главное – определиться с используемой методикой. На этом этапе и возникла идея обратиться к уже казалось бы изрядно подзабытому способу автоматизации проектирования техпроцессов посредством кодирования обрабатываемых поверхностей с последующей генерацией технологического процесса. Такое решение отнюдь не случайно. Как уже говорилось, в эпоху «больших машин» этот метод был весьма популярен и широко распространен. Учитывая, что некоторые предприятия до сих пор работают с переведенными на PC старыми программами (а многие жалеют об их утрате с выводом из эксплуатации ЕС ЭВМ и подобной техники), можно с уверенностью утверждать: такой способ автоматизации технологического проектирования действительно работает и дает неплохие результаты. Логика, заложенная в подобные программы, не является каким-то особенным know-how – по сути своей она повторяет принцип проектирования техпроцесса механической обработки, который можно представить как последовательную обработку различных поверхностей заготовки. Необходимый для обработки инструмент, оборудование, приспособления выбираются уже в зависимости от вида и размеров конкретной поверхности, требований к ее характеристикам и свойств материала.

Повторим: одним из недостатков старых программ была именно необходимость кодирования – для разработки техпроцесса требовалось не только разбить деталь на обрабатываемые поверхности и определить их характеристики, но еще и присвоить каждой поверхности код, формируемый по определенным правилам. В свое время использование позиционных кодов было чуть ли не единственным способом занести в машину необходимую информацию (тип и характеристики обрабатываемой поверхности). Но при нынешнем уровне развития техники и программного обеспечения этот этап можно и нужно устранить, заменив его наглядным и удобным выбором и вводом исходных данных (что, как будет показано чуть ниже, мы в первую очередь и сделали). Изначально планировалось повторить и порядок работы старых программ: сначала технолог последовательно вводит данные по обрабатываемым поверхностям, а затем программно генерируется соответствующий техпроцесс. Однако в процессе разработки от этого режима решили отказаться³ в пользу более интерактивного – пошагового.

При этом пришлось пойти на некоторое упрощение алгоритма работы программы, но зато в ущерб псевдоавтоматизации удалось устранить другой недостаток. Раньше технолог, описывая поверхности, не мог параллельно отслеживать изменения в техпроцессе: сравнить полученный результат с желаемым удавалось лишь после ввода информации, генерации техпроцесса и распечатки карты. Если же между полученным и желаемым обнаруживалось несоответствие, приходилось разбираться, что и где следует исправить в исходных данных, чтобы программа выдала нужное содержание ТП (а это не всегда очевидно). Такую последовательность работы решили заменить интерактивным (пошаговым) режимом, когда технолог непосредственно после выбора обрабатываемой поверхности и ввода ее характеристик видит, как это будет выглядеть в техпроцессе, и может сразу же корректировать подобранные программой операцию, оборудование, технологический переход, инструмент. Кроме того, мы изначально постарались учесть следующие факторы:

• сегодня система TechnologiCS уже работает в промышленной эксплуатации на нескольких десятках предприятий;
• база данных станочного оборудования, применяемого инструмента и оснастки (в том числе импортного, а также собственного изготовления) на каждом предприятии, разумеется, своя. Кроме того, учитывая простоту дополнения и корректировки справочников в TechnologiCS, содержимое каждой из этих баз данных постоянно дополняется и изменяется.

Всё вместе это означает, что разрабатываемое решение не привязывается намертво к некой поставляемой базе данных: при соответствующей настройке оно должно работать с любой БД системы TechnologiCS независимо от ее наполнения и содержания.

«Визуальное» проектирование технологических процессов

На основе изложенных соображений был создан специальный скрипт-модуль для TechnologiCS и выполнен пример настройки базы данных. Получился весьма интересный «гибрид», сочетающий в себе, с одной стороны, преимущества столь широко распространенного в современных САПР ТП диалогового режима, а с другой – некоторые сильные стороны программ, генерирующих техпроцессы на основе данных об обрабатываемых поверхностях.

Мы назвали этот модуль «Проектирование обработки». Его запуск выполняется стандартным образом из режима редактирования техпроцесса в TechnologiCS (рис. 1).

При запуске открывается главное окно скрипт-модуля, в котором можно добавлять, удалять или редактировать элементы технологического процесса (рис. 2).

Последовательность работы пользователя выстроена следующим образом. Технолог определяет, какая именно поверхность заготовки будет обрабатываться, выбирая ее тип из специального справочника (рис. 3).

Для наглядности и удобства выбора можно сгруппировать поверхности по видам с помощью классификатора, использовать графические эскизы и поясняющие 3D-модели, как это показано на рисунках и в демонстрационном примере.

Когда поверхность выбрана, в нижней части экрана сразу подсвечивается информация о том, какая обработка возможна (настроена в системе) для данного типа поверхности (рис. 4).

Если в редактируемую технологическую операцию нельзя добавить соответствующий способ обработки (например, фрезерование паза в токарную операцию) или просто если в самом начале процесса проектирования технологии нет еще ни одной операции, система предложит варианты: либо выбрать подходящую операцию из уже имеющихся в техпроцессе, либо создать новую, в рамках которой соответствующая обработка возможна (рис. 5).

Когда пользователь выбрал технологическую операцию, в нижней части экрана отображается список соответствующих моделей оборудования. Двойным щелчком мыши на соответствующей строке можно открыть более подробную информацию о параметрах конкретной модели станка. Выбранные операция и оборудование будут автоматически добавлены в техпроцесс. В случае, если редактируется уже существующая операция, этот шаг (выбор операции и модели оборудования) просто отсутствует.

Далее необходимо уточнить параметры обрабатываемой поверхности. Например, для цилиндра это будут диаметр и длина, для сквозного отверстия – диаметр, для глухого – диаметр и глубина и т.д. В приведенном примере (рис. 6) выполняется фрезерование прямоугольного паза – соответственно, конкретизируются ширина и глубина. Эти параметры нужны как для формирования текста технологического перехода, так и для выбора инструмента.

Система попытается автоматически подобрать в справочнике соответствующий режущий инструмент – с учетом вида выполняемой обработки, характеристик обрабатываемой поверхности и возможностей оборудования.

По завершении и этого этапа в электронном техпроцессе уже будут сформированы следующие элементы: технологическая операция, оборудование, текст технологического перехода и инструмент (рис. 7).

В сравнении с обычным диалоговым режимом такой способ проектирования техпроцесса не только нагляднее, но и быстрее (при условии, что база данных в достаточной степени наполнена и настроена). Кроме того, при работе с программой минимизируется количество рутинных действий, таких как последовательный выбор элементов из справочников. Это делает работу пользователя и более эффективной, и удобной.

Кроме того, электронный техпроцесс, спроектированный представленным способом, в дальнейшем намного удобнее корректировать – к примеру, при внесении изменений или при использовании его как аналога в процессе разработки новой технологии. Если в разработанном техпроцессе выбрать конкретный переход (как показано на рис. 8), то в правой части экрана отобразятся обрабатываемая поверхность и ее параметры.

При изменении параметров поверхности соответствующий переход подсвечивается в дереве техпроцесса красным цветом (рис. 8). По нажатию кнопки "Обновить" (рис. 9) не только изменяется текст перехода, но и производится подбор инструмента в соответствии с новыми параметрами обрабатываемой поверхности.

Обратите внимание: на рисунке одно из предлагаемых сверл выделено зеленым цветом. Это указание на то, что в базе данных заданы не только взаимосвязи способа обработки поверхности, оборудования и инструмента, но и ограничения на применимость конкретных инструментов в зависимости от размеров (свойств) обрабатываемой поверхности.

Например, при сверлении глухого отверстия подбор сверла может определяться не только диаметром отверстия, но и его глубиной. В принципе, с точки зрения работоспособности всей системы, подобные дополнительные условия задавать не обязательно – это скорее тонкая настройка. Если для инструмента заданы ограничения его применения в зависимости от параметров поверхности, и он удовлетворяет этим ограничениям, такой инструмент выделяется зеленым цветом. Если инструмент цветом не выделен, это означает одно из двух: либо параметры поверхности никак не влияют на его применимость, либо ограничения для этого инструмента просто не заданы.

Во многих случаях (включая показанный на рисунке) при подборе инструмента может быть предложено сразу несколько подходящих вариантов. Чтобы получить более детальную информацию о том или ином инструменте, достаточно дважды щелкнуть на нем мышью (рис. 9).

Итак, работа с программой организуется следующим образом:

• Технолог последовательно выбирает обрабатываемые поверхности, а также метод их обработки (рис. 3-4). И то, и другое легко пополнять и настраивать с помощью стандартных средств ведения электронных справочников в системе TechnologiCS;
• Если выбранный вид обработки не соответствует редактируемой технологической операции, система сразу же предлагает либо выбрать подходящую операцию из уже имеющихся в техпроцессе, либо создать новую, соответствующую выбранному методу обработки (рис. 5);
• Выбрав тип обрабатываемой поверхности, технолог уточняет ее параметры (рис. 6). Здесь также нет никаких ограничений ни на то, какие именно параметры для какой поверхности использовать, ни на то, как они влияют на выбор инструмента. Всё достаточно просто настроить и модифицировать обычными средствами TechnologiCS;
• Далее система автоматически формирует текст соответствующего технологического перехода и пытается подобрать в базе данных подходящий инструмент (рис. 7);
• Если возможно использование нескольких инструментов, предлагается выбрать из них наиболее подходящий – для справки можно просмотреть параметры выбранного инструмента (рис. 9). Если системе не удалось подобрать ни одного подходящего инструмента (что может означать как отсутствие такового в базе данных, так и то, что БД еще недостаточно настроена), пользователь может попытаться выбрать инструмент из справочника вручную;
• Предусмотрена специальная возможность для случаев, когда последовательно выполняется обработка одной и той же поверхности (например, сначала черновое точение, потом чистовое, потом шлифование – или сверление отверстия, а потом его развертывание и т.п.). Если выбрать в электронном техпроцессе переход, соответствующий предыдущей стадии обработки, и нажать кнопку "Добавить", система сразу предложит добавить еще одну обработку этой же или похожей поверхности, а значения параметров обрабатываемой поверхности – например, размеры – по умолчанию устанавливаются равными тем, что были на предыдущей стадии обработки (естественно, они могут корректироваться);
• Закончив проектирование обработки одной поверхности, технолог переходит к следующей и так далее;
• Если при разработке нового техпроцесса на основе ранее спроектированного аналога вы откорректируете параметры обрабатываемых поверхностей (рис. 8), будут не только изменены тексты технологических переходов, но и повторно проведен подбор инструмента в соответствии с изменившимися параметрами (рис. 9). Точно так же, применяя штатные функции режима редактирования электронного ТП в TechnologiCS, вы можете и просто редактировать техпроцесс, разработанный с использованием модуля «Проектирование обработки».

  Может возникнуть вопрос: нельзя ли не выбирать тип поверхности и задавать ее размеры вручную, а считывать их с трехмерной модели детали? Да, технически такое возможно, но на практике не совсем понятно, зачем это делать. Поясним, почему. В распоряжении технолога, который разрабатывает технологический процесс, в лучшем случае имеется трехмерная модель детали, которую выполнил конструктор. Очевидно, что данная модель, во-первых, не содержит никакой разбивки на технологические поверхности или элементы – конструктору это просто не нужно. Во-вторых, что самое важное, все размеры и поверхности на данной модели соответствуют окончательным, чистовым размерам детали. Даже не очень глубокого представления о том, как выглядит процесс изготовления, достаточно чтобы понять: при последовательной обработке заготовки, по крайней мере размеры обрабатываемых поверхностей отличаются от тех, что указаны на детали (за исключением разве что самых простых случаев вроде сверления отверстия без какой-либо последующей его обработки). А если речь идет о более-менее сложной детали, то множества обрабатываемых поверхностей заготовки на модели детали нет вообще. Таким образом, чтобы не просто ввести данные об обрабатываемой поверхности, а считать их с 3D-модели, для начала нужно эту модель построить и при построении все равно эти данные ввести. То есть технолог (и именно он, поскольку никто другой в этом не заинтересован) вынужден будет создать 3D-модель, соответствующую заготовке на текущей стадии ее обработки (!), выделить в ней обрабатываемую поверхность, ввести ее параметры, а затем эти же введенные данные собственно и считать. Получается, что выбирать поверхность и вводить ее размеры все равно понадобится, только в случае с 3D-моделью – намного более сложным и извилистым путем. Чтобы сгенерировать даже не самый сложный техпроцесс, считывая данные с 3D-модели, для начала пришлось бы построить множество 3D-моделей, соответствующих всем стадиям обработки заготовки. Единственный видимый плюс такого способа по сравнению с простым вводом данных об обрабатываемых поверхностях – возможность визуализации последовательной обработки заготовки вплоть до получения детали. Однако, учитывая трудоемкость создания, это скорее напоминает эффектную рекламу, чем практически полезную функцию. Подчеркнем, впрочем, что если все-таки построить (причем не слишком принципиально, в какой именно CAD-системе) 3D-модель заготовки с соответствующими размерами да еще и разбить ее в CAD-системе же на технологические поверхности, то техническая задача считывания этих данных как раз вполне решаема.

Описанный выше способ проектирования техпроцесса механической обработки является, с нашей точки зрения, разумным компромиссом. Большая часть рутинных действий (выбор элементов из справочников, заполнение текстов переходов, поиск в базе данных подходящего инструмента) при работе с программой автоматизируется. За технологом же остается творческая часть – принятие решений (выбор последовательности обработки поверхностей, выбор конкретного станка или инструмента из предлагаемых программой и т.п.). В то же время от него не требуется выполнять какую-то дополнительную и не свойственную ему работу.

Пример настройки базы данных

При реальной эксплуатации модуля на конкретном предприятии принципиальным вопросом является соответствующая настройка базы данных. Такая настройка, безусловно, требуется, но в рамках предприятия эта работа имеет вполне обозримые границы. Важно также, что суть необходимых настроек базы данных достаточно логична и понятна, что упрощает их выполнение.

Для обеспечения работоспособности модуля «Проектирование обработки» нужно настроить в базе данных TechnologiCS так называемые «привязки», то есть взаимное соответствие элементов электронных справочников поверхностей, технологических операций и переходов, оборудования, инструмента. А именно:

• для технологических операций – какие технологические переходы могут использоваться в рамках конкретной операции и на каких из имеющихся моделей станков может выполняться данная операция;
• для технологических переходов – какой инструмент может использоваться для выполнения конкретного перехода;
• для оборудования – какой инструмент может использоваться при обработке на конкретной модели оборудования;
• для поверхностей – какими способами может обрабатываться данная поверхность (какие для этого используются технологические переходы).

Перечни обрабатываемых поверхностей и типовых технологических переходов не слишком отличаются для разных предприятий, а перечень технологических операций вообще стандартизирован. Это означает, что если вы только начинаете работать с системой TechnologiCS, то в качестве исходных данных вполне можно взять уже настроенные справочники поверхностей, технологических операций и переходов из демонстрационной базы данных, а дальше, в процессе реальной работы, самостоятельно пополнять и корректировать их. Что же касается оборудования и инструмента, то эти справочники (и, соответственно, настройки для них) достаточно индивидуальны для каждого предприятия, поскольку они отражают реальную ситуацию: имеющиеся станки, используемый инструмент.

Как уже говорилось, возможна и более глубокая настройка, которая подразумевает наложение условий на применимость инструмента в зависимости от параметров обрабатываемой поверхности. Реализуется она с помощью стандартных функций системы TechnologiCS для работы с параметрами номенклатуры.

В базе данных ознакомительной версии TechnologiCS (v.4.6.3 и выше) как пример выполнены настройки для основных технологических поверхностей и наиболее общих технологических методов их получения. Мы, конечно, не станем перечислять здесь все выполненные настройки, но опишем некоторые из них – так будет понятнее, о чем идет речь.

Отверстие

Поверхность «отверстие» может быть получена в первую очередь на сверлильных станках, а также на токарных. Для получения отверстия предлагается использовать настольные, вертикальные и радиально-сверлильные станки.


Рис. 10. Отверстие

Определяющим параметром для подбора инструмента является диаметр получаемого отверстия. При настройке привязок были также учтены технологические возможности оборудования, а именно максимально возможный диаметр сверления в стали. В качестве примеров можно привести:

• станок сверлильный настольный 2Н106П. Диаметр сверления ограничен 6 мм, поэтому привязаны свёрла с диаметром 5,2; 5,5; 5,8 и 6 мм;
• станок вертикально-сверлильный 2Н125. Максимальный диаметр сверления в стали – 25 мм. Привязаны свёрла диаметром от 5 до 25 мм;
• станок радиально-сверлильный 2М55. Максимальный диаметр сверления в стали – 50 мм. Привязаны свёрла с диаметром от 38 до 50 мм;
• станок токарно-винторезный 16К20. Диаметр получаемых отверстий – от 6 до 30 мм.

Для глухих отверстий введен параметр «Глубина сверления», связанный с длиной рабочей части сверла.

Для чистовой обработки отверстий предлагается использовать зенкеры и развертки.

Кроме того, отверстие можно растачивать, используя горизонтально-расточные станки 2М615 (для диаметров от 6 до 50 мм), 2А622Ф1-1 (для диаметров от 14 до 100 мм) и ряд других.

Соответственно для обработки отверстия могут использоваться следующие технологические переходы:

• Сверлить отверстие;
• Сверлить отверстие на проход;
• Сверлить отверстие на длине;
• Рассверлить;
• Развернуть отверстие;
• Развернуть отверстие на проход;
• Развернуть глухое отверстие;
• Зенкеровать отверстие;
• Зенкеровать отверстие на проход;
• Зенковать фаску;
• Расточить отверстие;
• Расточить отверстие на проход;
• Расфрезеровать отверстие;
• Шлифовать отверстие и другие.

Цилиндр

Для обработки цилиндра настроены основные методы: токарная и шлифовальная обработка.


Рис. 11. Цилиндр

Основным параметром для выбора инструмента в данном случае является обрабатываемый диаметр, в зависимости от которого подбираются резцы по сечению державки⁴. К примеру, на станках 16К20 и 16Б04А можно обрабатывать диаметры до 250 мм. Соответственно настроена возможность использования различных резцов с сечением державки от 4х4 мм до 50х50 мм. Используются следующие технологические переходы:

• Точить диаметр;
• Точить диаметр на длине;
• Точить диаметр в размер;
• Отрезать в размер (настроено для станка 16К20 и диаметров от 10 до 40 мм: отрезать в размер на станке повышенной точности 16Б04А нецелесообразно);
• Шлифовать диаметр и другие.
⁴В данном примере, конечно, реализовано наиболее простое условие выбора резца. Для более точного выбора можно задать дополнительные параметры – например, радиус скругления, получаемую шероховатость, ширину режущей кромки и т.д.

Торец цилиндра

Для этой поверхности настроены следующие примеры обработки:


Рис. 12. Торец цилиндра
• Подрезать торец – например, на токарно-винторезном станке 16К20 или 16К25 диаметром от 5 до 110 мм;
• Шлифовать торец – например, на плоскошлифовальном станке ЗД723 диаметром от 20 до 60 мм (если учесть, что для обработки, скорее всего потребуется приспособление, то вторым определяющим параметром будет высота обрабатываемого торца с приспособлением);
• Фрезеровать торец – например, на консольном вертикально-фрезерном станке 6Р12 диаметром от 5 до 45 мм.

Плоскость

  Основным размером при обработке плоскости считаем ее ширину, а значит, по ширине инструмент должен быть больше или равен обрабатываемой поверхности. Для фрезерования плоскости можно, например, использовать горизонтально-фрезерный станок модели 6Р80, позволяющий обрабатывать ширину от 5 до 125 мм.  


Рис. 13. Плоскость

Для шлифования можно использовать плоскошлифовальный станок 3Д725 и обрабатывать на нем плоскости от 10 до 80 мм.

Аналогичным образом настроена возможность проведения соответствующей обработки и для других станков.

Резьба

В примере настройки основным параметром при нарезании резьбы принят диаметр. Выбор станка и инструмента зависит также от вида резьбы. Например, для нарезания наружной метрической резьбы используются токарно-винторезные станки (16К20, 16Б05П, 16БТ1, 16К20П). Выполненные настройки предусматривают возможность нарезания резьбы от М6 до М36.


Рис. 14. Резьба

Для нарезания внутренней метрической резьбы в случае малых диаметров (до М16) можно использовать метчик – например, при работе на полуавтомате вертикальном резьбонарезном 2056. Для больших диаметров (до М36) применяются резцы (к примеру, на токарно-винторезном станке 16К20).

Фаска на цилиндре

Фаска может быть как внутренней, так и наружной. Выполнить наружную фаску предлагается резцом. Для обработки внутренней фаски при малом диаметре используются зенковки, а при большом – резцы.


Рис. 15. Фаска на цилиндре

При настройке системы не учитывался угол фаски: считается, что он зависит от установки резца и на выбор инструмента влиять не будет. Как основной параметр для выбора инструмента принята ширина фаски. В демонстрационной базе данных выполнены настройки для значений от 0,5 до 3 мм.

При обработке внутренней фаски зенковкой определяющим является диаметр, так как именно этот параметр будет основным при выборе инструмента. Выполнены настройки для диаметров от 14 до 63 мм. Например, на радиально-сверлильном станке 2М55 можно обрабатывать диаметры от 14 до 40 мм.

Паз прямоугольный на плоскости

Данную поверхность можно обрабатывать пазовой фрезой на горизонтально-фрезерном станке (например, 6Р83). Рассматривается простой пример – обработка паза за один проход.


Рис. 16. Паз прямоугольный на плоскости

Определяющим параметром является ширина паза. Соответственно в таком упрощенном случае ширина фрезы должна быть не больше и не меньше получаемого паза. Относительно станка 6Р83 выполнена настройка для получения пазов шириной 20, 22, 25, 28, 32, 36 и 40 мм.

Паз прямоугольный на цилиндре

Такой паз получают обработкой на токарно-винторезном станке.


Рис. 17. Паз прямоугольный на цилиндре

Как и в предыдущем случае режущая часть резца, обрабатывающего паз на цилиндре, должна быть равна ширине паза. Например, на токарно-винторезном станке 16К20 можно получить пазы шириной 3, 4, 5, 6, 8, 10 и 12 мм.

Лыска

Определяющим параметром при обработке лыски является ее ширина.


Рис. 18. Лыска

При обработке торцевой фрезой ее диаметр должен быть больше ширины лыски. Например, на вертикально-фрезерном консольном станке 6Т104 можно фрезеровать лыски от 3 до 50 мм.

<< К содержанию

Работа с операционными эскизами:

Модуль быстрой привязки эскизов

Предназначение

Скриптовый модуль предназначен для использования в режиме редактирования технологического процесса в системе TechnologiCS версии 4.6.3 и выше. Позволяет максимально просто и быстро назначить в качестве операционного эскиза любой файл в стандартном растровом, WMF- или EMF-формате.

Применение модуля

Войдите в режим редактирования технологического процесса. Откройте режим Зависимые объекты и тип выберите зависимого объекта Эскизы (рис. 1).

Выберите операцию или технологический переход, для которого вы хотите назначить эскиз. В окне зависимых объектов с помощью меню, как показано на рис. 2, выберите:

• "привязать эскиз с диска (в новый документ)" – если у вас еще нет эскизов к данной операции (переходу) или если вы хотите, чтобы присоединяемый эскиз хранился в электронном архиве в отдельном документе;
• "привязать эскиз с диска (в выбранный документ)" – если у вас уже есть в электронном архиве документ, содержащий ранее назначенные для данной операции (перехода) эскизы, и вы хотите добавить в него же еще один новый эскиз.

Выберите файл, который вы хотите использовать как эскиз и нажмите "Сохранить" (рис. 3).

Если вы выбрали "Привязать эскиз с диска (в новый документ)", то в электронном архиве сразу же автоматически создается документ, в котором будет храниться эскиз (рис. 4). Обозначение, наименование и другие реквизиты карточки документа заполняются по умолчанию также автоматически. При необходимости уточните раздел архива, в котором следует сохранить документ, и нажмите "Закончить".

В результате выбранный файл сохраняется в электронном архиве TechnologiCS и сразу же назначается для соответствующей позиции техпроцесса как операционный эскиз. При работе с электронным техпроцессом его можно просмотреть с помощью функции "Показать эскиз" (рис. 5). При печати комплекта документов эскиз будет помещен на выбранный бланк карты — например, как показано на рис. 6.

<< К содержанию

Расчет нормы расхода материала заготовки:

Нормирование материала заготовки

Модуль разработан для использования в составе системы TechnologiCS версии 4.7.0 и выше и предназначен для оценки нормы расхода материала на деталь. Расчёт можно проводить для сортового проката, трубы, листового материала. Модуль запускается из системы TechnologiCS в режиме «Технология», конкретной детали (Рис. 1.).

Результаты расчёта сохраняются в технологическом процессе соответствующей детали и в дальнейшем могут использоваться для других расчетов (материалоемкости и себестоимости изделия, потребности производства в материалах и т.д.) а также в различных документах.

Для проведения расчётов необходимы исходные данные: параметры заготовительного материала (например, удельный вес материала) и получаемой детали (например, диаметр или ширина). Все они могут быть заданы следующими способами:

• автоматически считаны из базы данных;
• введены вручную;
• вставлены из указанного параметра (материала ТП, материала из справочника, детали) единой базы данных (Рис. 2.).

В результате рассчитывается норма расхода материала на деталь в килограммах (и в метрах для сортового проката и трубы), а также следующие справочные данные:

• масса заготовки;
• коэффициент использования материала (Ким);

для сортового проката и трубы:

• максимальное количество заготовок из прутка;
• остаточная длина заготовительного материала;
• длина групповой заготовки (если она не была введена);

для листового материала:

• максимальное число заготовок из листа при расположении по ширине или длине;
• размеры групповой заготовки.

Результаты расчёта и формулы по которым производились расчёты можно сохранить в отдельном текстовом файле (Рис. 3.).

Рассмотрим примеры работы данного модуля для разных видов заготовительных материалов:

• Расчёт нормы расхода сортового проката;
• Расчёт нормы расхода трубного проката;
• Расчёт нормы расхода листового материала.

Расчёт нормы расхода сортового проката

После запуска модуля на экране выводится рабочее окно.

Значения параметров исходных данных считываются из базы данных TechnologiCS. В частности в рассматриваемом примере для круглого сортового проката известны диаметр 90 мм, удельный вес 7,81г/см3, длина заготовительного материала 4750 мм, а из параметров детали, для которой выполняется нормирование, считывается ее вес по чертежу  — 0,74кг (Рис. 4.).

Для любого вида сортового проката (круглый, квадратный, швеллер и т.д.) Предусмотрено два варианта расчёта:

1. Длина общей заготовки известна и вводится вручную.
2. Длина общей заготовки не известна и рассчитывается исходя из длины детали по чертежу, припуска на последующую механическую обработку и ширины реза.

Рассмотрим расчёты более подробно.

Метод расчета: «Длина общей заготовки известна»

Длина общей заготовки и количество получаемых заготовок известны в таком случае, модуль рассчитывает автоматически норму расхода материала, массу заготовки, Ким, максимальное количество деталей из всего прутка, длину остаточного материала (Рис. 5.).

Значение длины общей заготовки может быть задано вручную или рассчитано, если деталь имеет сложный профиль.

Значение длины общей заготовки может быть задано вручную или рассчитано.
На Рис. 6. представлен пример расчёта длины развёртки в зависимости от радиуса, диаметра круга, угла изгиба и количества деталей. В результатах расчёта представлена формула, по которой производится расчёт. В макросе представлены эскизы для расчёта длины развёртки сложных деталей.

Метод расчета: «Длина общей заготовки рассчитывается»

Длина заготовки не известна и рассчитывается исходя из длины изготовляемой детали, припуска на последующую механическую обработку и ширины реза. В этом случае, в результатах расчёта выводятся такие же данные, как и в первом варианте, а также рассчитывается длина общей заготовки (Рис. 7.).

При любом варианте расчета можно массу погонного метра используемой заготовки для профилей типа: швеллер, балка, двутавр, уголок равно и не равнополочный, можно выбрать из специальных справочных таблиц. На Рис. 8. показан пример расчета массы погонного метра швеллера.

Если удельная масса материала отличается от стали 45, то можно выбрать из таблицы удельных весов подходящее значение для используемого материала (Рис. 9.).

При расчёте длины заготовки можно учитывать табличное значение на ширину реза (Рис. 10.).

Любые значения в таблицах, используемые при расчётах, могут быть откорректированы на усмотрение пользователя.

Расчёт нормы расхода трубного проката

Ввод данных и расчёт производятся так же, как и для сортового проката. Отличие состоит в расчёте массы погонного метра для трубы: кроме наружного диаметра и удельного веса нужно задать толщину стенки трубы. Пример, расчёта приведён на Рис. 11.

Расчёт нормы расхода листового материала

В модуле предусмотрено три типа расчёта нормы листового материала:

1. Непосредственно по чертежу.
2. Лист целиком.
3. Из групповой заготовки.

Рассмотрим подробно каждый метод.

Метод раскроя: «Непосредственно по чертежу»

Данный метод предназначен для приблизительного расчета нормы расхода материала на деталь, когда на этапе нормирования точно не известно, как именно будет раскраиваться лист (или его часть). В таком случае норма расхода вычисляется исходя из габаритных размеров заготовки и коэффициента, учитывающего технологические потери. (Рис. 12).

При расчете можно указать количество деталей (заготовок из листа) больше одной. При этом в справочных данных указывается такой параметр, как максимальное число деталей из групповой заготовки. Для пояснения смысла данного значения рассмотрим Рис. 13.

На Рис. 12. в качестве примера введены размеры листа 2500х1400мм, на Рис. 13. он выделен зелёным цветом. При заданных габаритах заготовки, требуемого количества таких заготовок, припуска на обработку, ширины реза можно рассчитать длину и ширину групповой заготовки. Требуемое количество деталей в рассматриваемом примере равно пяти. Габаритные размеры групповой заготовки согласно расчётам 2178х928мм. При таких размерах в групповую заготовку может поместиться максимум 6 заготовок, что и отображается в справочных данных.
Из всего листа можно получить 9 заготовок при расположении по длине, что наглядно видно на Рис. 13.
Также выполняется расчёт массы групповой заготовки, количество рядов по длине и ширине для требуемого количества деталей. Информация выводится в качестве справочной, и если нет необходимости её просматривать, то достаточно свернуть соответствующую ветку дерева.

Метод раскроя: «Лист целиком»

Данный метод расчёта нормы расхода материала используется, если весь лист раскраивается на одинаковые детали (Рис. 14.).

Коэффициент технологических потерь не имеет значения при данном методе расчёта т.к. расходуется весь лист.

Метод раскроя: «Из групповой заготовки»

Если детали сложной формы и раскрой будет произведён по специальной схеме, которую знает технолог-нормировщик, то рассчитать норму расхода можно с помощью типа раскроя «Из групповой заготовки». В качестве исходных данных вводятся (или считываются из базы данных) габаритные размеры листа, используемого в технологическом процессе. Далее задаются размеры групповой заготовки, из которой будет получено заданное количество заготовок.

Например, для заготовок приведённых на Рис. 15. при количестве 19 штук рассчитывается норма расхода, масса заготовки, а также коэффициент использования материалов (Рис. 16.).

<< К содержанию

Автоматизированный подбор оборудования:

Расчетный модуль для автоматизированного подбора оборудования

Средствами модуля производится автоматизированный подбор оборудования для выполнения технологических операций. Учитываются размеры обрабатываемой заготовки, имеющиеся на предприятии модели оборудования, на которых может выполняться соответствующая технологическая операция, предельно допустимые размеры обрабатываемой заготовки (поверхности) для соответствующих моделей оборудования, а также наличие станков данной модели в соответствующем цехе (участке).

Последовательность работы

Модуль запускается непосредственно из режима редактирования электронного технологического процесса в TechnologiCS (Рис. 1).

В левой части рабочего окна (Рис. 2) отображается список выполняемых технологических операций, а в правой — информация о текущей операции (цех/участок) или обрабатываемой на данной операции заготовке (размеры).

Для подбора оборудования укажите операцию и нажмите кнопку Подобрать оборудование (Рис. 3).

Появится окно, в верхней части которого выводятся:

• размеры детали по чертежу (указанные в электронной карточке соответствующей детали);
• размеры заготовки (материал), определенные при нормировании материала;
• размеры заготовки (обрабатываемой поверхности) на предыдущей операции.

В нижней части окна требуется ввести размеры заготовки (поверхности), обрабатываемой на текущей операции. Заполнять все строчки не обязательно — достаточно указать только те значения, которые в данном случае (в зависимости от операции, характера обработки и т.д.) влияют на выбор оборудования. Двойной щелчок на строчке (например, "Размеры заготовки (поверхности) на предыдущей операции") назначит для текущей операции все значения, относящиеся к этой строчке (разумеется, с возможностью их корректировки).

При нажатии на кнопку "Подобрать" производится выбор моделей оборудования, подходящих для выполнения данной операции и обработки детали (поверхности) требуемых размеров (рис. 4).

Сняв соответствующую галочку, можно отключить условие наличия станка в определенном цехе. В этом случае на экран будут выведены все подходящие модели, имеющиеся в БД системы, независимо от расстановки соответствующих станков по цехам.

Двойной щелчок на модели станка открывает окно с его параметрами (паспортными данными). При нажатии кнопки "Добавить" выбранная модель оборудования назначается для соответствующей технологической операции; сохраняются размеры заготовки, обрабатываемой на данной операции.

<< К содержанию