1.3 Интегрированные сапр и их преимущества [5]

Выпуску любого изделия предшествует конструкторско-технологическая под­готовка производства. Этот процесс занимает основное время от идеи до реализа­ции, поэтому сокращение сроков подготовки производства является основой по­вышения конкурентоспособности.

Опыт показывает, что наилучший результат может быть достигнут при тесном вза­имодействии основных участников процесса — конструкторов и технологов. Для ав­томатизации такой совместной работы нужна система, которая позволяет в еди­ном информационном пространстве решать разнородные задачи. Программные продукты, обеспечивающие единое конструкторско-технологическое простран­ство на базе структурных и геометрических моделей, называют интегрированны­ми CAD/CAM-системами.

Несмотря на то что в подобных системах может быть разделение на различные предметные модули, результат работы конструкторов и технологов хранится в об­щей модели. Более того, интегрированные системы обеспечивают единое графи­ческое представление данных, что упрощает взаимодействие участников. Но са­мое главное преимущество интегрированных систем — взаимосвязь конструкторской и технологической информации, которая гарантирует автома­тическое или полуавтоматическое внесение изменений в технологию в результате изменения геометрии изделия.

Преимущества интегрированных САПР [6]. Компания Omega Technologies Ltd. проводила исследования по влиянию внедрения CAD/CAM системы на технологичность разрабатываемых конструкций. Среди измеряемых параметров присутствовали: время обработки фрезеруемых деталей, количество сменного инструмента, количество технологических переходов, масса детали.

Эксперимент проводился следующим образом. Конструктор проектировал деталь в CAD/CAM системе, после чего технолог профессионал создавал в этой же системе управляющую программу для механообработки. Время процесса обработки и другие параметры заносились в первую колонку таблицы. После этого конструктору предлагалось самому разработать процесс механообработки и затем внести изменения в конструкцию для улучшения технологии. Измененная конструкция попадала к технологу, который разрабатывал новую управляющую программу. Контролируемые параметры заносились во вторую колонку таблицы. Данные по времени обработки имели в среднем следующий вид: конструктор с опытом работы 2 года смог сократить время обработки в 2 раза (с 1,5 часов до 0,8), конструктор с 10-летним опытом- на 30% (с 1 до 0,7 часа). Это показатели, исходя из которых можно произвести оценку экономии средств на изготовление детали. Одновременно, в ряде случаев конструкция изменялась таким образом, что отпадала необходимость в применении многокоординатной обработки, что является еще более существенным фактором экономии.

Рисунок 1.1

Рисунок 1.2

Рисунок 1.3

Из данного опыта можно сделать вывод, что возможность анализа технологичности конструкции на этапе ее проектирования с использованием интегрированных CAD/CAM систем приводит к снижению стоимости изготовления деталей.

Исходя из вышесказанного, можно сделать следующие выводы:

1. высокая эффективность применения CAD/CAM достигается при сквозном проектировании и механообработке деталей, потому что:

• при конструировании имеется возможность предварительного анализа технологичности изготовления детали;

• при технологической подготовке производства есть возможность применения всех возможностей аппарата геометрического моделирования;

• в действие вступают три типа ассоциативности (размер – геометрия, геометрия – технология, технология – технология);

2. плоское моделирование играет большую роль для производства деталей, потому что:

• любую деталь для механообработки можно представить системой тринадцати типов конструкционных элементов, из которых лишь один — поверхность — требует объемного моделирования;

• плоские модели (чертежи) содержат в себе элементы технологической проработки, например, разбивку на технологические зоны;

• плоское моделирование является частью процесса объемного моделирования;

3. плоская обработка составляет львиную долю объема всей механообработки, потому что:

• из тринадцати типов конструкционных элементов лишь поверхность требует фрезерования высоких степеней (3–координатное и выше);

• довольно широкий класс поверхностей может быть обработан на 2-х координатном оборудовании;

• применение CAD/CAM систем для анализа технологичности конструкции на этапе проектирования позволяет снизить требования к оборудованию для механообработки.

Итак, при применении CAD/CAM систем для проектирования и производства деталей на станках с ЧПУ наблюдаются эффекты, приводящие к снижению себестоимости изделий. Не сложно посчитать, например, какой выигрыш в деньгах принесет сокращение времени механообработки (стоимость работы оборудования 50-300 $ в час).

Ускорение процесса отладки и особенно повторной отладки после внесения изменений в конструкцию принесет еще большую экономию средств. Экономия средств в случае отказа от приобретения сложного оборудования, за счет улучшения технологичности конструкции и других возможностей, интегрированных CAD/CAM систем, в комментариях не нуждается.