книги / Основы САПР. CAD CAM CAE
.pdf
Таблица 10.1. Пример плана производства
|
|
ДетальМ |
|
|
|
|
|
|
Название |
|
Дата |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
SNU-SM-001 |
|
|
|
|
|
|
Ручка |
|
1О февраля 1998 |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Материал |
|
|
|
|
|
|
Размер |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6061-Т6 алюминий |
|
|
|
|
|
|
022х206 |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
М оп |
Станок |
Стандарт. |
|
Бремя ра- |
Инструкции |
|
Инструменты и параметры |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
настройка |
|
боты, мин |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
010 |
Токарный |
6 |
|
0,5 |
|
|
Устаrювнть материал в nатрон. Длина высту- |
|
700 обjмин |
||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
пающей части 45 мм |
|
0,15 ммjоб |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Обработать торец |
|
80°алмазный наnилышк ТjF |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Внешний диаметр 021,8х25 |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Наnнльшrком снять фаску R2 |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
020 |
|
7 |
|
|
0,5 |
|
|
Установить материал наоборот. Длина вьrсту- |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
Токарный |
|
|
|
|
|
Гравировальный резец |
|
||||||||||
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
пающей части 45 мм |
|
Резец для бороздки |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Обработать торец |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Снять 30 мм до выступа |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сформировать канавку 3x1,5xR1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
030 |
Токарный |
5 |
|
|
2 |
|
|
Однозаходная резьба М20х1,5 |
|
|
|
Резец для резьбы |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Довести резьбу леркой |
|
|
|
200 об/мин |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рычаг подачн установить по резьбе |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Шаг винта 1,5 мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ЛерJ<а М20х1 5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
040 |
Токарный |
2 |
|
1,5 |
|
|
Галтование резьбы |
|
|
|
Наnильник М3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
050 |
Токарный |
9 |
|
2 |
|
|
Сверление no центру 60°х08 (приблизит.) |
|
|
|
Сверло, теnлоотвод |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
060 |
Токарный |
3 |
|
3 |
|
|
Продвинуть заготовку |
|
|
Резец для насечки |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Зажать 12 мм необработанного материала |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Пододвинуть бабку |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сделать насечку 125 мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
070 |
Верстак |
о |
3 |
|
|
Очистить, снять заусенцы, проверить |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
304 |
Глава 10. Интеграция CAD и САМ |
10.2.1. Неавтоматиэированный подход
Традиционно планирование производства всегда выполнялось вручную. Теперь это называется неавтоматизированным подходом. Состоит данный подход в том,
что опытный сотрудник, часто бывший оператор-станочник, изучает чертеж де
тали и подготавливает инструкции по ее изготовлению, то есть план производст
ва. В зависимости от цеха вырабатываемый им план может быть достаточно
сложным, а может быть простой совокупностью описаний отдельных операций.
В опытном производстве, где все операторы имеют высокую квалификацию и
могут работать с несколькими станками, а большинство деталей относятся к од
ному и тому же типу, технологический план обычно становится не более чем по
следовательностью операций обработки, а все подробности вьщолнения этих
операций определяются операторами самостоятельно. Однако если деталь долж
на быть изготовлена на полностыо автоматизированной производственной ли нии, технологический план будет содержать подробные сведения о каждой опе
рации. Вне зависимости от сложности плана его подготовка очень сильно зависит от знаний планировщика, имеющихся инструментов, материалов, стан
дартных приемов и характерных масштабов стоимости. К сожалению, эти сведе ния обычно документируются недостаточно полно, а чаще всего хранятся ис
ключительно в памяти технолога. Если память у него хорошая, он может вспомнить план производства аналогичной детали и видоизменить его под но вую деталь. В некоторых компаниях планы классифицируются вручную и хра
нятся в рабочих журналах.
В процессе разработки планов производства новых продуктов инженеры-техно
логи чаще всего действуют примерно одинаково. Типичная последовательность
этапов планировки приведена ниже.
1. Изучение формы детали в целом. Технолог изучает инженерно-техническую
документацию, определяет общую структуру детали и потенциальные труд
ности, которые могут возникнуть при ее производстве. Можно ли зажать эту
деталь в тиски, поместится ли она между губками? Не окажется ли, что она
слишком длинная и тонкая, и изогнется, когда ее зажмут? И так далее.
2.Определеиие оптималыюй формы заготовки, если она не задаиа в документа
ции. По чертежу планировщик обычно с легкостью определяет очертания де
тали. Это помогает ему выбрать форму заготовки, из которой данная деталь может быть изготовлена с минимальным объемом отходов. Размеры заготов
ки обычно на четверть дюйма превышают размеры готовой детали.
3.Определеиие базовых поверхиостей и коифигураций. Инженер-технолог опре
деляет минимальное количество конфигураций, необходимых для получения
базовых поверхностей механической обработкой. Затем он записывает опера
ции для каждой конфигурации.
4. Определеиие элементов детали. Инженер-технолог выделяет элементы дета
ли, то есть геометрические формы, которые должны быть вырезаны на заго
товке, из которой будет сделана деталь. Форма элементов определяет форму
инструментов и траекторию их перемещения при обработке заготовки. Ха
рактерные элементы (и субэлементы), получаемые механической обработкой, изображены на рис. 10.3 и рис. 10.4 соответственно.
308 |
Глава 10. Интеграция CAD и САМ |
\__ S6
\_ sз
Рис. 10.6. Элементы детали, получаемые машинной обработкой
10.2.2. Модифицированный подход
Модифицированный подход - это один из двух методов, используемых для раз
работки систем автоматизированной технологической подготовки. Другой под
ход называется генеративным (generative approach), речь о нем пойдет в следую щем разделе. Модифицированный подход (variant approach) называется так
потому, что он является модификацией неавтоматизированного подхода, суть которой состоит в том, что технолог пользуется не только своей памятью, но
и памятью компьютера. Другими словами, рабочий журнал технолога хранится в компьютерном файле. Типичный технологический план производства подоб
ной детали может автоматически извлекаться из такого файла после описания анализируемой детали в соответствии с определенной системой кодирования.
Выбранный план производства может редактироваться в интерактивном режи
ме; в него вносятся поправки, соответствующие специфике конкретной детали.
Таким образом, модифицированный подход требует наличия базы данных со
стандартными планами производства для каждого семейства деталей. Такой
план должен содержать все инструкции, которые будут входить в план произ водства любой детали из данного семейства. Детали классифицируются по се
мействам на основании концепции групповой технологии. Согласно этой кон
цепции, каждой Детали присnаивается код, зависящий от ее элементов, после
чего детали группируются в семейства в соответствии с присвоеиными кодами.
О групповой технологии мы расскажем в разделе 10.4.
10.2. Технологическая подготовка nроиэводства |
309 |
Модифицированный подход к разработке плана производства выражается в сле дующем. Технологическая подготовка производства новой детали начинается с
кодирования ее особенностей, что эквивалентно описанию детали на языке груп
повой технологии. Затем деталь может быть отнесена к какому-либо семейству на основании ее кода. После этого из базы данных извлекается стандартный план производства для деталей этого семейства. В этом плане содержатся общие инструкции по производству любых деталей семейства, поэтому может потребо
ваться его редактирование для получения плана нужной детали. Редактирование
осуществляется средствами компьютерной системы. Часто изменения оказьша
ются незначительнымн, потому что новый план представляет собой лишь не большую модификацию стандартного. Благодаря этому на этапе подготовки пла на экономится масса времени, а готовые планы оказываются гораздо более последовательными, чем разрабатываемые вручную. Если деталь не может быть отнесена к одному из существующих семейств, технолог может разработать но
вый стандартный план производства в интерактивном режиме.
10.2.3. Генеративный подход
Генеративиый подход (gene1·ative app1·oach) состоит в том, что технологический план вырабатывается автоматически на основании технических требований к де
тали. В технические требования должны включаться подробные сведен11я о ма
териале, особенностях обработки и предлагаемых методиках проверки, а также
графическое изображение формы детали.
На первом этапе разработки плана производства новой детали в генеративном
подходе технические требования вводятся в компьютерную систему. В идеале
они должны считываться непосредственно из базы данных САПР. Для этого не
обходимо, чтобы автоматизированная система технологической подготовки мог
ла распознавать элементы детали, требующие машинной обработки, такие как
отверстия, пазы и выемки. Реализация первого этапа значительно упрощается,
если при моделировании детали используется объектно-ориентированный под
ход (глава 5). Однако даже конструктивные элементы, используемые в системе
объектно-ориентированного моделирования, могут потребовать преобразования
к элементам, которые могут быть изготовлены машинной обработкой. Неко
торые конструктивные элементы однозначно сопоставляются технологическим,
тогда как преобразование других представляет собой не слишком тривиальную процедуру. Кроме того, информации об элементах, вообще говоря, недостаточно
для технологической подготовки производства. Например, большинство моде
лей CAD не содержат сведений о допусках и материалах, и их приходится вво
дить вручную. Это лишь часть причин, задерживающих разработку полностью
автоматизированных систем технологической подготовки производства до настоя
щего времени. Вместо этого технические требования к детали часто кодируются
вручную. Схема кодирования должна определять все геометрические элементы
и их параметры, в частности положение, размеры и допуски. Закодированные данные сопровождаются информацией в текстовом формате. Наконец, система
должна иметь сведения о форме заготовки.
На втором этапе закодированные данные и текстовая информация преобразуют
ся в подробный технологический план производства детали. На этом этапе опре-
310 |
Глава 10. Интеграция CAD и САМ |
|
|
|
|
деляется оптимальная последовательность операций и условия их выполнения.
К условиям относятся используемые инструменты, крепления, измерительные
приборы, зажимы, схемы подачи и скорости обработки. Для построения столь подробного плана производства детали произвольной сложности требуется большая база данных и сложная логическая система. Поэтому на сегодняiUний день автоматизированный подход ограничивается отдельными классами деrалей
сотносительно ограниченным набором элементов.
10.3.Автоматизированные системы
технологической подготовки производства
Большинство существующих систем автоматизированной технологической под
готовки производства (например, САМ-1 САРР, MIPLAN, MIТURN, MIAPP,
ACUDATA/UNIVATION, CINTURN и COMCAPPV) основаны на альтернатив
ном подходе. Однако в литературе уже появляются упоминания о системах, ос
нованных на генеративном подходе (СРРР, AUTAP, APPAS, GENPLAN, CAR, MetCAPP, ICEM-PART) [1]. В последующих разделах мы кратко расскажем о наиболее популярных системах автоматизированной технолошческой подготов
ки производства. Подробное сравнение таких систем приводится в работе Чан
га [32].
10.3.1. САМ-1 САРР
Система САМ-1 САРР была разработана компанией McDonnel Douglas Automation Сотраnу по контракту с САМ-1 в 1976 году. САМ-1 САРР -это сисl'ема
управления базами данных, написанная на языке FORTRAN; она реалllзует
структуру базы данных, логику обращения к ней и предоставляет возможtlость
редактирования базы в интерактивном режиме. Схема кодирования деrалей
и формат вывода задаются пользователем. Длина кода не должна превыiUать
36 разрядов. Фирма Lockheed-Georgia использует модифицированный код Опитца для кодирования в системе САРР. Схема позволяет пользователю рабо
тать с любой из существующих систем групповой технологии. Множество дета
лей, изготовление которых может быть спланировано при помощи САМ-1 САРР, определяется возможностями реализации схемы кодирования.
Графическая модель системы САМ-1 САРР показава на рис. 10.7. Стандартный
план производства для каждого семейства деталей хранится в стандартноJ\'1 по
следовательном файле в виде последовательности кодов операций (ор code). По дробное описание каждого кода операции хранится в отдельном файле - J1.1Jaнe операций. Стандартные планы и планы операций приходится разрабатыват!> для
каждой установки, поскольку они зависят от машин, технологий и опыта t<он кретной компании. В файле матриц семейства хранятся матрицы, определяJОщие
принадлежиость деталей к данному семейству по ее коду. Пример матрицы I:Iри
веден в таблице на рис. 10.8. Столбцы соответствуют разрядам кода, а строRи -
значениям в этих разрядах. В нашем примере код состоит из пяти разрядов. l{аж дый из которых может иметь значение 0-9. Таким образом, файл матриц семей-
