Производство штампованной продукции предприятия ООО "Вектор"

Размещено на http://www.allbest.ru/

Основные сокращения

САПР - система автоматизированного проектирования;

CAD - Computer Aided Design - компьютерная поддержка конструирования;

САМ - Computer Aided Manufacturing - компьютерная поддержка изготовления;

УП - управляющая программа;

ЧПУ - числовое программное управление;

ТП - технологический процесс;

ККИ - карта кодирования информации;

КН - карта наладки;

КОУД - карточка учета обозначения технологической документации.

Введение

Почти все крупные предприятия используют в своей работе возможности компьютерной техники, в частности CAD, CAM технологии, т.к. они предоставляют ряд преимуществ, таких как:

- совершенствование методов проектирования, в частности, использование методов многовариантного проектирования и оптимизации для поиска эффективных вариантов и принятия решений;

- повышение доли творческого труда инженера-проектировщика;

- повышение качества проектной документации;

- совершенствование управления процессом разработки проектов;

- частичная замена натурных экспериментов и макетирования моделированием на ЭВМ;

- уменьшение объёма испытаний и доводки опытных образцов в результате повышения уровня достоверности проектных решений и, следовательно, снижение временных затрат.

В настоящее время ситуация в области систем автоматического проектирования (САПР) технических систем сложилась таким образом, что образовался очевидный разрыв между специализированным информационным и программным обеспечением, реализующим проектный расчет изделий на различных этапах проектирования (специализированные САПР), и инструментальными средствами проектирования на ЭВМ. CAD, CAM системы предназначены для комплексной автоматизации проектирования, конструирования и изготовления продукции. В них фактически объединены две системы разного назначения, разработанные на единой базе, аббревиатуры которых расшифровываются следующим образом:

CAD - Computer Aided Design - компьютерная поддержка конструирования;

САМ - Computer Aided Manufacturing - компьютерная поддержка изготовления.

Этап конструирования (CAD) предполагает объемное и плоское геометрическое моделирование, инженерный анализ на расчётных моделях высокого уровня, получение чертежей.

Этап технологической подготовки производства (АСТПП) - на Западе называют САРР (Computer Automated Process Planing) - предполагает разработку технологических процессов, технологической оснастки, управляющих программ (УП) для оборудования с ЧПУ. Сюда входит задача САПР ТП - разработка технологической документации (маршрутной, операционной), доводимой до рабочих мест и регламентирующей процесс изготовления детали. Конкретное описание обработки на оборудовании с ЧПУ в виде управляющих программ вводится в систему автоматизированного управления производственным оборудованием (АСУПР), которую на Западе называют САМ.

1. Система подготовки производства ООО «Вектор»

автоматизация технологический штампованный проектирование

1.1 Анализ CAD, CAM технологий

В зависимости от функциональных возможностей, набора модулей и структурной организации CAD, CAM системы можно условно разделить на три группы: легкие, средние и тяжелые системы.

Легкие системы. Это первый в сложившемся историческом развитии класс систем. К этой категории можно отнести такие системы, как AutoCAD, CAD-KEY, Personal Designer, ADEM, КОМПАС. Они, как правило, используются на персональных компьютерах отдельными пользователями. Такие системы предназначены в основном для качественного выполнения чертежей. Также они могут использоваться для двухмерного (2D) моделирования и трёхмерных построений. Эти системы достигли в последнее время высокого уровня совершенства. Они просты в использовании, содержат множество библиотек стандартных элементов, поддерживают различные стандарты оформления графической документации.

Системы среднего класса. Сравнительно недавно появившийся класс относительно недорогих трёхмерных CAD систем. К нему относятся системы AMD, Solid Edge, Solid Works и т.д. Их появление связано с увеличением мощности персональных компьютеров и развитием операционной системы. С их помощью можно решать до 80 % типичных машиностроительных задач, не привлекая мощные и дорогие CAD, CAM системы тяжёлого класса. Большинство систем среднего класса основываются на трёхмерном твёрдотельном моделировании. Они позволяют проектировать большинство деталей, сборочные единицы среднего уровня сложности, выполнять совместную работу группам конструкторов. В этих системах можно производить анализ пересечений и зазоров в сборках.

Системы тяжёлого класса. Такие системы предоставляют полный набор интегрированных средств проектирования, производства, анализа изделий. В эту категорию систем попадают CATIA, Unigraphics, Pro/ENGENEER, CADDS5, EUCLID, Cimatron, Ansys, LS-Dyna, Adams, Nastran, ABAQUS. Они используют мощные аппаратные средства, как правило, рабочие станции с операционной системой UNIX. Системы тяжёлого класса позволяют решать широкий спектр конструкторско-технологических задач. Кроме функций, доступных системам среднего класса, тяжёлым CAD, CAM системам доступно:

- проектирование деталей самого сложного типа, содержащих очень сложные поверхности;

- выполнение построения поверхностей по результатам обмера реальной детали, выполнения сглаживания поверхностей и сложных сопряжении;

- проектирование массивных сборок, требующих тщательной компоновки и содержащих элементы инфраструктуры (кабельные жгуты, трубопроводы);

- работа со сложными сборками в режиме вариантного анализа для быстрого просмотра и оценки качества компоновки изделия.

1.2 Организационная структура ООО «Вектор», осуществляющей эксплуатацию систем автоматизации технологических процессов

Основной задачей комплекса работ по формированию структуры системы подготовки производства является определение состава подразделений, которые должны функционировать на предприятии в период разработки и освоения новой продукции. Как и всякая организационная структура, система подготовки производства должна быть производной от тех функций, которые она должна выполнять.

Как и любой производственный процесс, подготовка перехода предприятия на изготовление продукции должна быть рационально организована в пространстве и во времени.

Организация подготовки производства в пространстве должна в первую очередь обеспечить строгое соблюдение принципов поточности и прямоточности пространственного расположения структурных единиц системы, рациональных взаимосвязей между подразделениями предприятия. Основные положения рационализации системы взаимосвязей между подразделениями, участвующими в процессах подготовки производства, базируются на следующих принципах: документ должен по возможности формироваться в одном подразделении; число согласовывающих и утверждающих инстанций должно быть сведено к минимуму; маршрут движения документа должен исключать возвраты, петли и движение в направлении, обратном ходу его маршрута.

Структура органов подготовки производства во многом зависит от сложившейся системы этой подготовки. На предприятиях машиностроения функционируют три разновидности таких систем:

- централизованная, при которой вся работа по конструированию, технологическому и организационному проектированию осуществляется в заводских службах и других подразделениях;

- децентрализованная, при которой основная тяжесть работы по технологической и организационной подготовке переносится на цеховые органы;

- смешанная, когда работа по подготовке производства распределяется между центральными и цеховыми органами. На предприятиях машиностроения с массовым и крупносерийным типом производства подготовка производства новых изделий осуществляется, как правило, централизованно. На заводах серийного производства преобладает смешанная система подготовки, а на предприятиях единичного и мелкосерийного типа - децентрализованная. Так как ООО «Вектор» выпускает серийные и мелкосерийные изделия, то преобладает смешанная система подготовки производства. Организация подготовки производства во времени предполагает в первую очередь соблюдение принципа пропорциональности, т.е. обеспечения равенства производственных возможностей (пропускной способности, мощностей) всех подразделений, занятых производством продукции. При этом должны учитываться ресурсы трех видов:

- людские (рабочие, инженерно-технические работники);

- основные фонды (площади, производственное и научное оборудование);

- материальные ресурсы (материалы, специальная литература, нормативы и др.).

При проектировании производственной структуры фактическая пропускная способность подразделений сопоставляется с плановой и выравнивается за счет перераспределения ресурсов и работ, повышения производительности труда работников, увеличения сменности работы оборудования.

Время подготовки производства - это продолжительность пребывания средств производства разрабатывающих организаций и предприятий в подготовительной стадии производственного процесса. Оно складывается из рабочего периода и времени перерывов. Рабочим периодом называется время создания новых видов продукции, в течение которого выполняются трудовые процессы. В ходе этих процессов осуществляются научные исследования, инженерные разработки, идет освоение новой продукции в производстве и эксплуатации. Время перерывов характеризует календарный период времени, в течение которого тот или иной объект не испытывает на себе трудовых усилий. Время перерывов подразделяется на перерывы, обусловленные режимом труда работающих; возникающие между фазами, стадиями, работами; обусловленные конструктивно-технологическими особенностями изделий и недостатками в организации и планировании производства. Время подготовки производства исчисляется в календарных днях или часах. Если время подготовки и перерывов исчисляется в календарном времени, то рабочий период измеряется рабочим временем, т.е. трудовыми затратами. Время подготовки производства, исчисленное в единицах календарного времени, представляется как цикл подготовки производства, а в единицах рабочего времени - как трудоемкость работ. Цикл подготовки производства конкретного изделия представляет собой календарный период времени, в течение которого выполняется весь комплекс работ по разработке и освоению выпуска нового вида продукции. Цикл подготовки производства новой продукции включает в себя длительность всех этапов работ и время перерывов между ними.

Процессы подготовки производства во времени могут быть организованы разными методами: последовательным выполнением операций, работ и фаз без перерывов между ними; последовательным выполнением и наличием перерывов между операциями, работами или фазами; путем организации параллельно-совмещенного выполнения операций, работ и фаз подготовки производства. В зависимости от выбранного метода организации подготовки производства ее продолжительность будет различной. Длительность цикла подготовки производства и освоения выпуска новых видов продукции, несмотря на тенденцию к сокращению, продолжает оставаться высокой. На многих машиностроительных предприятиях период от начала разработки технического задания до выпуска изделий составляет в среднем 3 - 5 лет, что в несколько раз превышает затраты времени на подготовку производства на аналогичных зарубежных предприятиях. Сокращение времени подготовки производства является главной задачей организационной деятельности при создании новых видов продукции. Основными направлениями этой работы могут быть:

- сокращение времени рабочего периода за счет проведения мероприятий по сокращению трудовых затрат;

- сокращение времени перерывов в процессе подготовки производства;

- внедрение параллельно-совмещенного метода организации работ.

Фактор времени при создании новой техники имеет важное экономическое значение. Удлинение сроков подготовки производства и освоения выпуска новых видов продукции отрицательно влияет на эффективность производства. Продолжительные сроки освоения выпуска ухудшению показателей производительности труда и рентабельности производства. Кроме того, нередки случаи, когда новая техника устаревает еще до начала производства. Существенно ухудшаются при удлинении сроков подготовки производства технико-экономические показатели работы предприятий, осваивающих новую технику. Это проявляется в замедлении оборачиваемости оборотных средств из-за роста объема незавершенного производства и увеличения запасов специального оборудования и оснащения, а также в снижении достигнутого уровня производительности труда, что является следствием отвлечения трудовых ресурсов на создание новой техники без соответствующего увеличения выпуска продукции, повышении себестоимости продукции, которое является следствием ухудшения использования оборудования и площадей, повышенных затрат в сфере исследований и разработок, роста доли накладных расходов и т.п.

1.3 Технологический процесс производства штампованной продукции ООО «Вектор»

Технологический процесс - главная часть производственного процесса, включающая действия по изменению размеров, формы, свойств и качества поверхностей детали, их взаимного расположению с целью получения нужного изделия. Как показано в приложении А, производственный процесс изготовления продукции происходит в четырех производственных цехах:

- цех № 1 - участок ЧПУ № 1 (пробивных и гибочных станков с числовым программным управлением, участок пластмассы (термопласты полуавтоматы);

- цех № 2 - участок ЧПУ № 2 (пробивных и гибочных, фрезерных станков с числовым программным управлением);

- цех № 3 - участок сборки и покраски;

- цех № 4 - участок сварки, инструментальный участок, энергомеханический участок.

Весь технологический процесс изготовления штампованной продукции ООО «Вектор» использует сегодня несколько CAD/CAM - систем. Подготовка начинается с конструкторско-технологического отдела. Конструктора используют Компас-3D (V11). Компас-3D - система автоматизированного проектирования(CAD), предназначенная для создания инженерно-конструкторской и технологической документации, необходимой для выпуска изделий (сборочных чертежей, спецификаций, деталировок и т.д.), а также для создания дополнительных изображений изделий (составления каталогов, иллюстраций для технической документации, презентаций и т.д.). Система трехмерного твердотельного моделирования предназначена для создания трехмерных моделей деталей и сборочных единиц, содержащих как стандартные, так и оригинальные конструктивные элементы. Чертежно-графический редактор предназначен для автоматизации проектно-конструкторских работ в различных отраслях (везде, где требуется создавать и выпускать чертежную и текстовую документацию). Модуль проектирования спецификаций позволяет выпускать разнообразные спецификации, ведомости и прочие таблицы. Конкурентным преимуществом системы КОМПАС-График является изначальная ориентированность на полную поддержку стандартов ЕСКД. В дополнение к этому присутствует возможность гибкой настройки программного продукта на использование стандартов конкретного предприятия. КОМПАС-График поддерживает форматы DXF, DWG, IGES и eDrawings, что позволяют организовывать эффективный обмен данными со смежными организациями и заказчиками, использующими любые чертежно-графические системы. Например: рассмотрим изготовление изделия Стеллаж МС.011.00.00. Это изделие изготовлено из листового металла путем штамповки и гибки деталей на координатно-револьверных вырубных и листогибочных станка с ПУ. Конструктора моделируют трехмерные детали в Компас 3D. Тип создаваемого файла: *.m3d .Несколько этих деталей образуют сборку - трехмерная сборочная единица (рис. 1).

Рисунок 1 - Модель сборочной единицы

Тип создаваемого файла: *.a3d. После того как трехмерная сборка соответствует всем требованиям изделия изготавливается чертежи, спецификации сборок (рис. 2, 3).



Рисунок 2 - Чертеж, разработанный в Компас 3D

Рисунок 3 - Спецификация, разработанная в Компас 3D

Чертеж - лист чертежа, состоящий из видов деталей и соответствующих элементов оформления (технических требований, знака шероховатости неуказанных поверхностей, основной надписи). Тип создаваемого файла: *.cdw. Спецификация - тип создаваемого файла: *.spw. После проверки чертежей нормо контролем они передаются в электронном виде технологам. Дальнейшая работа технолога заключается в составлении маршрутных карт (рис. 4), карт контроля, изготовлении управляющих программ в cncKad.

Рисунок 4 - Маршрутная карта

После передачи электронных чертежей технологу - он создает в Компас-3D фрагменты каждой детали. Фрагмент - отличается от чертежа отсутствием элементов оформления и создается для различных эскизов и разработок деталей. Тип создаваемого файла: *.frw. Так как детали плоскотельные во фрагмент он помещает деталь в развернутом виде. Дальше этот фрагмент импортируется в другую CAD - AutoCAD.

AutoCAD - двух- и трёхмерная система автоматизированного проектирования и черчения, разработанная компанией Autodesk. Первая версия системы была выпущена в 1982 году. AutoCAD и специализированные приложения на его основе нашли широкое применение в машиностроении, строительстве, архитектуре и других отраслях промышленности. Следующий шаг импорт файла детали в cncKad (рис. 5).

Рисунок 5 - Приложение CncCad

CncKad - единственная система, совмещающая функции черчения и обработки в одном модуле: геометрия, размеры и технологии обработки (штамповка/резка) полностью взаимосвязаны - при изменении чертежа автоматически обновляются размеры и обработка. CncKad предлагает следующие возможности: плоскотстное (2D) и объемное (3D) моделирование, AutoNest - автоматическая раскладка деталей, генерация кодов УП, визуальный контроль при помощи графической симуляции и передача данных на станок.

Программное обеспечение cncKad является интегрированной системой, охватывающей полный цикл операций ЧПУ и включает следующие модули:

- черчение;

- обработка;

- autonest;

- пост-процессор;

Черчение - действенный и в то же время простой в использовании двумерный (2D) чертежный модуль, поддерживающий в дополнение к полному набору обычных чертежных инструментов специальные вспомогательные средства для работы с листовым металлом, включая: создание выемок, фасок, сопряжений; автоматическое обнаружение и исправление незамкнутых контуров, распознавание форм, проверку чертежей и использование True-type шрифтов.

Обработка - автоматическая и интерактивная графическая обработка для технологий штамповки, а также лазерной и плазменной резки, автогенной и водоабразивной обработки, включая: автоматическую репозицию, избегание зажимов, обработку по полосам, отсечение листа, поддержку инструментов семейства Wilson Wheel, минимизацию вращения инструмента и создание подробных отчетов. Этот модуль поддерживает также автоматическую штамповку и резку, использование специальных инструментов, репозиции, совместные раскрои и так далее.

AutoNest - автоматическая раскладка деталей сложных форм для оптимального использования материала, при помощи таких функций и/или инструментов как интерактивность, группирование, гриль, заполнение отверстий, создание повторяющихся нестингов, автоматическая передача DXF в УП, создание подробных отчетов.

Пост-процессор - пост-процессоры генерируют эффективные коды УП, включающие подпрограммы (Макросы), оптимизацию траектории перемещения инструмента, минимизацию вращения револьвера станка, а также поддержку таких функций станка как смазка, вакуум и контроль скорости штамповки (ram-rate).

Симуляция - графическая симуляция работы УП позволяет с легкостью редактировать коды УП во время просмотра результатов обработки (рис. 6).

Рисунок - 6 CncKad симулинк

УП автоматически проверяется на наличие ошибок, таких как: отсутствующие параметры, проблемы с зажимами, выход за пределы стола и так далее. Опция "УП в DFT" позволяет преобразовывать готовые коды УП опять в чертежи и симулировать их обработку.

DNC - модуль DNC поддерживает отправку файлов управляющей программы в контроллер станка и их получение, а также поддерживает порционную передачу данных и извлечение готовых кодов УП из контроллера станка. Импорт и экспорт - 3D интеграция с Solid Works, SolidEdge, Autodesk Inventor и ProE через ассоциативный линк и чтение файлов непосредственно из AutoCAD. СncKad также предлагает параметрическое программирование, инновационные технологии обработки и поддержку широкого ряда станков (рис. 7).



Рисунок 7 - Настройка параметров станка в CncKad

Маршрутная карта разрабатывается так же технологом. Все параметры изделия, время на операции, нормы расхода, материал деталей и т.д. просчитываются и вносятся в маршрутную карту вручную. Дальше от технолога чертежи, маршрутная карта, карты контроля, файлы УП раздаются на все производственные участки, которые согласно маршрутной карты будут задействованы в изготовлении данного изделия. Согласно графика запуска изделия оно запускается в производство.

Цех № 1 - участок станков и манипуляторов с ЧПУ. На данном участке находится пять станков с ЧПУ фирмы Amada со стойкой fanuc. После команды на запуск изделия мастер формирует сменно-суточное задание на каждый станок. После передает операторам сменно-суточное задание, карты технологического процесса, чертежи и файлы управляющих программ. Оператор согласно сменно-суточного задания и карты технологического процесса производит установку инструмента в станок и производит корректировку обработки детали в программе CncKad, после чего управляющую программу загружает в устройство ЧПУ (рис. 8).

Рисунок 8 - Настройка порта для передачи кода на станок (CncKad-DNC)

Под управляющей программой понимают совокупность команд на языке программирования, соответствующую заданному алгоритму функционирования станка по обработке конкретной заготовки. Станок управляется системой команд, G, M-кодов, содержащих координаты позиционирования рабочего органа станка и команды включения дополнительных устройств (шпиндель, плазма, обдув, туман и т.п.) При много осевых, со сменой инструмента специализированных станках количество команд увеличивается, добавляются макросы. При работе на станке с ЧПУ предсказуемо время, точность, повторяемость обработки детали. Повышение производительности и качества работ на металлорежущих станках связано с механизацией и автоматизацией цикла обработки заготовки. Под управляющей программой понимают совокупность команд на языке программирования, соответствующую заданному алгоритму функционирования станка по обработке конкретной заготовки. Управляющая программа это просто текстовый файл с возможными вариациями расширения tap, cnc, txt, nc, ncc, plt, out и т.п. Расширение зависит от стойки станка и ее предпочтений. Команды управления стандартизированы ISO,EIA. При конкретной работе и на конкретном станке нужно уточнять возможность применения команд. Бессмысленно давать команду на смену инструмента, станку без таковой. Для работы станка в автоматическом режиме требуется управляющая программа. (УП) Простую управляющую программу возможно написать вручную, но для обработки сложных деталей применяются КАМ программы, автоматизирующие процесс создания УП. В KAM программах УП для станков разных производителей есть постпроцессоры, это своего рода правила, по которым записывается текстовый файл УП для конкретного станка. В принципе это тоже текстовый файл и его можно изменить под конкретную задачу. В мощных продуктах применяются специальные программы для редакции и создания постпроцессоров. Кроме этого есть различия в возможностях стоек (контроллеров) разных станков, невозможность выполнения некоторых команд станком и это учитывается в постпроцессоре. При создании управляющей программы важно понимать процесс обработки и оптимизировать программы для конкретного станка. И при задании стратегии обработки выбрать оптимальную.

После вырубки деталей на вырубных револьверных станка детали проходят слесарную обработку, и поступают на следующую операцию - гибка. Гибка проводится согласно чертежам. Параметры сгибов вносятся непосредственно оператором вручную. После всех операции на данном участке мастер проверяет детали на годность. Дальше после того как партия деталей готова их перевозят согласно маршрутной карты на следующий участок покрытия, где согласно чертежам на детали наносится покрытие, сушка, сборка (упаковка). После чего продукция сдается на склад, откуда поступает в продажу или заказчику. Так как участки находятся не на одной территории, детали перевозятся с участка на участок с сопроводительной документацией (накладными).

1.4 Проблемы производства ООО «Вектор»

Как и любой производственный процесс, подготовка перехода предприятия на изготовление продукции должна быть рационально организована в пространстве и во времени. Организация подготовки производства в пространстве должна в первую очередь обеспечить строгое соблюдение принципов поточности и прямоточности пространственного расположения структурных единиц системы, рациональных взаимосвязей между подразделениями предприятия. Основные положения рационализации системы взаимосвязей между подразделениями, участвующими в процессах подготовки производства, базируются на следующих принципах: документ должен по возможности формироваться в одном подразделении; число согласовывающих и утверждающих инстанций должно быть сведено к минимуму; маршрут движения документа должен исключать возвраты, петли и движение в направлении, обратном ходу его маршрута. Предприятие ООО «Вектор» имеет четыре территориально разрозненных цеха. Конструкторско-технологический отдел расположен непосредственно на территории цеха № 1, где расположен участок ЧПУ № 1 и пластмассы. Если он оснащен локальной сетью, то другие три цеха значительно удалены друг от друга.

Это цех № 2 с участком ЧПУ № 2, цех № 3 с участками покраски и сборки (упаковки), цех № 4 с инструментальным участком и участком сварки.

При этом возникает проблема в передачи (обменом) конструкторско-технологической документацией.

Еще одна из проблем - составление маршрутных карт, где все данные просчитываются технологами вручную по каждому участку, по каждой операции и информация в них часто бывает неполной, особенно когда изделие содержит много сборочных единиц. Эти проблемы сильно влияют на сроки подготовки производства, производства продукции. Я рассмотрю возможность решения этих проблем с помощью CAD/CAM систем.

2. Мероприятия по модернизации систем CAD/CAM штамповочного производства ООО «Вектор»

2.1 Возможность применения САПР ТП ВЕРТИКАЛЬ

Требования к современному производству постоянно меняются, растет доля используемого высокопроизводительного оборудования, оптимизируются процессы управления производством, учета трудовых и материальных ресурсов, повышаются требования к технологической проработке изготовления изделия. Техпроцесс теперь необходим не только как инструкция для исполнителя, но и всё больше как поставщик данных для учетных систем. Эти требования находят отражение в функционале системы автоматизированного проектирования технологических процессов ВЕРТИКАЛЬ. Автоматизация производственных процессов, процессов контроля, создания и учета документации и просто повышение удобства работы технолога - вот основные особенности популярной САПР ТП Вертикаль. Для обеспечения максимальных возможностей автоматизации работы технолога с графикой рассмотрим возможность использования САПР ТП Вертикаль.

ВЕРТИКАЛЬ - система автоматизированного проектирования технологических процессов, решающая большинство задач автоматизации процессов ТПП.

САПР ТП ВЕРТИКАЛЬ позволяет:

- проектировать технологические процессы в нескольких автоматизированных режимах;

- рассчитывать материальные и трудовые затраты на производство;

- формировать все необходимые комплекты технологической документации, используемые на предприятии;

- вести параллельное проектирование сложных и сквозных техпроцессов группой технологов в реальном режиме времени;

- формировать заказы на проектирование специальных средств технологического оснащения и создание управляющих программ;

- поддерживать актуальность технологической информации с помощью процессов управления изменениями.

С самого начала своего развития ВЕРТИКАЛЬ может импортировать размеры из КОМПАС-3D. Интеграция с КОМПАС-3D является двухсторонней. Можно импортировать такие технологические параметры, как размеры, включая параметризованные с 3D-модели, обозначения шероховатости, допуски формы и расположения, и другие - из техпроцесса в графический документ КОМПАС-3D и обратно.

Универсальный технологический справочник, входящий в САПР ТП ВЕРТИКАЛЬ, предоставляет пользователям всю необходимую справочную информацию, а также позволяет организовать и развивать базы данных предприятия. Взаимосвязь ВЕРТИКАЛЬ с основными приложениями, образующими единое информационное пространство предприятия (ЕИПП), иллюстрируется схемой (рис. 9).



Рисунок 9 - Взаимосвязь САПР ТП ВЕРТИКАЛЬ с другими приложениями

Основными «поставщиками» справочных данных являются корпоративные справочники («Единицы измерения», «Материалы и Сортаменты») и Универсальный технологический справочник (УТС). Формирование и ведение пользовательских баз данных для УТС реализуется в специальном модуле администрирования. Графические документы формируются в приложении КОМПАС-3D (V11 или выше) на этапе конструкторской подготовки производства (3D-модель, чертежи) и в процессе проектирования технологических процессов (эскизы). Включение информационных потоков по технологической подготовке производства в ЕИПП реализуется интеграцией ВЕРТИКАЛЬ с системами управления документооборотом (PDM - Product Data Management). Работа технолога с системой ЛОЦМАН:PLM, проводится в программном модуле ЛОЦМАН-Технолог.

Автоматизация расчетов, выполняемых в процессе проектирования ТП, осуществляется специальными приложениями к ВЕРТИКАЛЬ - «Система расчета режимов резания», «Система расчета режимов сварки», «Система трудового нормирования», «Универсальная система трудового нормирования по УНВ» и др. К ВЕРТИКАЛЬ могут также подключаться любые специализированные приложения на основе технологии COM.

Все технологические процессы (ТП), разработанные в ВЕРТИКАЛЬ, хранятся в файлах *.vtp (единичный ТП) и *.ttp (типовой/групповой ТП). В ВЕРТИКАЛЬ пользователь может создавать техпроцессы трех видов:

- технологический процесс изготовления детали;

- технологический процесс изготовления сборочной единицы;

- типовой/групповой технологический процесс.

2.2 Автоматизация подготовки управляющих программ для станков с ЧПУ в САПР ТП Вертикаль

Термины «обрабатывающий центр», «ЧПУ», «CAM-система» прочно вошли в жизнь производственников. Сейчас сложно найти такое предприятие, где бы не применялись современные технологии высокопроизводительной обработки. В САПР ТП Вертикаль реализованы инструменты для проектирования операций с ЧПУ, взаимодействия САПР ТП с CAM-системой и работы с инструментом. Если условно считать, что САПР ТП и CAM-системы имеют конечной целью описание последовательности действий, необходимых для изготовления изделия, то можно сказать, что они выполняют одну и ту же функцию. Хотя детализация этих описаний отличается, они в обоих случаях должны быть учтены системой управления производством. В данном свете САПР техпроцессов находятся в выигрышном положении, поскольку имеют интеграцию с системами верхнего уровня. При выборе CncKad- системы данной проблеме зачастую не уделяют должного внимания на предприятии. Кроме того, слабым местом CAM-систем является недостаточное развитие библиотек инструмента: они обеспечивают работу самой CAM-системы, но в качестве единого корпоративного справочника оснастки выступать не могут. Именно поэтому в ВЕРТИКАЛЬ реализована концепция интеграции с CAM-системами. Взаимодействие данных систем состоит из следующих частей:

- передача заявки на разработку управляющей программы (УП);

- передача операции на разработку другому исполнителю;

-использование CAM-системой Универсального технологического справочника для хранения оснастки, в том числе сборного инструмента;

- передача разработанной операции из CAM-системы в ВЕРТИКАЛЬ;

- передача штатными механизмами интеграции описания операции (трудовые и материальные ресурсы) из ВЕРТИКАЛЬ в PDM-систему.

Последовательность разработки технологического процесса с использованием оборудования ЧПУ будет выглядеть следующим образом. Когда технолог-программист определяет, что в технологическом процессе необходима операция, выполняемая на оборудовании с ЧПУ, он создает эту операцию и при необходимости описывает ее: указывает оборудование, инструмент, разрабатывает эскизы и тексты штамповки, рассчитывает режимы. Данное описание в последующем носит для технолога-программиста рекомендательный характер, и степень его детализации зависит от организации подготовки производства предприятия. На следующем шаге технолог-программист разрабатывает УП. Сам технологический процесс при этом может находиться в системе управления инженерными данными ЛОЦМАН:PLM, электронном архиве ВЕРТИКАЛЬ или на диске файл-сервера.

На следующем этапе технолог-программист запускает CAM-систему и работает с ней в обычном режиме с одним лишь отличием: при выборе оснастки он пользуется не встроенной в CAM-систему библиотекой инструментов вырубного станка, а Универсальным технологическим справочником. После этого проект CAM-системы экспортируется в XML-файл, который, в свою очередь, импортируется в технологический процесс, открытый в ВЕРТИКАЛЬ. Поскольку при разработке управляющей программы был использован Универсальный технологический справочник, то добавленная из него оснастка легко распознается в ВЕРТИКАЛЬ. Кроме оснастки в ТП могут передаваться тексты переходов и машинное время обработки. В заключение технолог-программист оформляет эскиз, необходимый для наладки станка. Эскиз может быть создан с использованием функционала CAD-системы или с помощью снимка рабочего пространства CAM-системы. На этом работа технолога-программиста в ВЕРТИКАЛЬ заканчивается.

Сохранение проекта CAM-системы и постпроцессированной управляющей программы осуществляется в PDM-системе или на файл-сервере. Впрочем, программу в G-кодах можно подключить и к технологическому процессу, если есть необходимость в ее ручном редактировании или выводе ее текста в карту кодирования информации (ККИ). Для редактирования применяется вкладка Программы ЧПУ (рис. 10), а в карту ККИ ее текст выводится стандартным механизмом формирователя карт. По окончании работы технолог-программист производит ее контроль, при необходимости нормирует или передает нормировщику.



Рисунок 10 - Проектирование операций для станков с ЧПУ

На этапе нормирования машинное время дополняется вспомогательным и подготовительно-заключительным временем, что окончательно формирует норму времени на операцию. Интеграция такого уровня сделана для CAM-модуля системы Pro/ENGINEER, однако архитектура интеграции позволяет легко расширять ее для CAM-систем других вендоров. Организация такого взаимодействия CAD-, CAM-, PDM- и CAPP-систем позволяет достичь синергетического эффекта за счет сокращения времени сквозного проектирования и повышения качества разработки технологических процессов для оборудования с ЧПУ.

В системе ВЕРТИКАЛЬ есть возможность просмотра и редактирования управляющей программы на специализированной вкладке. Также это можно сделать в отельном окне с помощью Редактора управляющих программ (рис. 11).



Рисунок 11 - Редактор управляющих программ

Помимо стандартных для таких редакторов опций цветовой подсветки синтаксиса G- и M-кодов, координат, кадров и других операндов, доступны функции транслитерации текста, вставки инструмента из Универсального технологического справочника в код программы строкой «M06 T...», а также передачи данных в ВЕРТИКАЛЬ. Добавленный инструмент со всеми параметрами можно в любой момент увидеть в Таблице инструментов. Каждая позиция инструмента связана со справочником. Обладая таким расширенным специализированным функционалом, Редактор управляющих программ может оказаться полезным при создании простых управляющих программ и при небольшой коррекции уже созданных.

2.3 Технологическая документация САПР ТП Вертикаль

ВЕРТИКАЛЬ - Отчеты позволяет производить аннотирование сформированных технологических карт. Аннотации могут делаться в виде Заметок к каждому листу и Примечаний к каждой ячейке (рис. 12).

Рисунок 12 - Аннотирование комплекта карт

Аннотации сохраняются в файл заметок, с расширением *.ann. При работе в комплексе решений АСКОН аннотирование также может производиться на вкладке Вторичное представление системы ЛОЦМАН:PLM. Быстрому позиционированию на страницах при просмотре карт способствует Панель навигации, как в Adobe Reader. Улучшена работа ВЕРТИКАЛЬ- Отчеты с печатью карт большого формата. Например, карта формата А3 может быть размещена на нескольких листах формата А4 (рис. 13) или на одном листе А4 за счет уменьшения масштаба. В связи с развитием функционала системы по работе с операциями с ЧПУ также были настроены карты: ККИ и КН (карты наладки) по ГОСТ 3.1404-86. В КН выводятся инструменты, а в ККИ - код управляющей программы.



Рисунок 13 - Размещение карты формата А3 на страницах формата А4

2.4 Обозначение документации САПР ТП Вертикаль

Во время утверждения технологического процесса система автоматически создает обозначения всех технологических видов технологических карт, формируемых для данного ТП (по ГОСТ 3.1103-82) - (рис. 14). Обозначения присваиваются согласно алгоритму, регламентированному ГОСТ 3.1201-85. Формируемые обозначения попадают в технологические карты и в Карточку учета обозначений технологической документации (КУОД), которую можно просмотреть и вывести на печать в специализированном справочнике КУОД, расположенном в Универсальном технологическом справочнике.



Рисунок 14 - Заполнение поля Обозначения документа в ВЕРТИКАЛЬ

2.5 Проверка техпроцесса Вертикаль

По завершении проектирования техпроцесса возникает задача проверки данных. Она может быть осуществлена самим технологом, руководителем технологического бюро, нормоконтролером и другими лицами, согласующими или утверждающими техпроцесс. ВЕРТИКАЛЬ предоставляет три варианта проверки. Первый вариант - это проверка соответствия маршрута в техпроцессе ВЕРТИКАЛЬ расцеховочному маршруту, заданному в системе управления инженерными данными ЛОЦМАН:PLM. Второй вариант - проверка использованных в текущем техпроцессе справочных данных на актуальность, то есть на соответствие данных из техпроцесса данным, хранящимся в справочниках. Проверка может сослужить добрую службу в тех случаях, когда вновь запускается в производство ранее созданный техпроцесс и необходимо в короткий срок провести ревизию: определить, все ли позиции технологического оснащения в данный момент применяемы на производстве. Последний вариант проверки, по сути, представляет собой автоматизированный нормоконтроль. В его идеологии заложена проверка на соответствие пунктам ГОСТ 3.1116-79 «Нормоконтроль» (рис. 15).

Рисунок 15 - Результаты проверки для нормоконтроля

Важно сказать, что большинство пунктов этого ГОСТа, применимого к техпроцессам в целом, реализуются автоматически, за счет использования САПР ТП, а другие пункты, поддающиеся автоматизации, выполняются в рамках данной опции. Все три варианта проверок завершаются выводом списка замечаний и отклонений от нормы.

2.6 Передача информации между цехами с помощью «Virtual Private Network»

Нередко возникают ситуации, когда нужно объединить сразу несколько локальных сетей, которые находятся на очень удаленном расстоянии друг от друга (например, в разных концах города), а также обеспечение подключения отдельных пользователей и обеспечения их соответствующими мерами безопасности от взлома. Сегодня далеко не каждая компания имеет свои собственные телефонные линии каналы связи, поскольку это достаточно дорогой и не всегда приемлемый способ решения проблемы. Как было сказано выше ООО «Вектор» имеет четыре территориально удаленных друг от друга цеха, это привело проблеме по обеспечению обменом конструкторской документацией и как следствие увеличение временных затрат. Каждый цех имеет свою локальную сеть и ADSL-подключение к Интернету.

Именно для решения этой проблемы и была создана «технология виртуальных сетей» («Virtual Private Network» или VPN) (рис 16).

Рисунок 16 - Передача информации между цехами с помощью «Virtual Private Network»

Таким образом, эта технология сегодня является ключевым звеном в организации различных сетей. Её уникальность заключается в том, что она формирует специальный канал в уже доступной сети. Этот канал называется тоннелем, и он позволяет обеспечить высокий уровень защиты передаваемой через него информации при помощи протокола PPTP. Информация передаётся от абонента к провайдеру и имеет почти стопроцентный уровень защиты от несанкционированного доступа к лицевому счету абонента. Данный канал носит название «защищенный канал». Этот термин широко употребляется при использовании технологии виртуальных сетей.

Защищенный канал получил своё название не случайно - его назначение заключается в обеспечении максимальной конфиденциальности сведений, которые по нему передаются, а также ограничении доступа к ним.

Сетевой протокол виртуальной сети служит лишь базой, на основе которой создаётся специальное соединение - точка.

Для создания протокола виртуальной частной сети используется механизм туннелирования, который позволяет осуществлять безопасный обмен информацией во время использования крупных локальных сетей. Туннелирование происходит между двумя специальными устройствами на точках входа в локальную сеть.

Эта технология сегодня является одной из самых надежных и безопасных возможностей организации защищенного подключения пользователя. При использовании этой технологии, для повышения уровня защиты, также используется шифрование информации. Таким образом, информация шифруется при отправлении, а достигнув конечной точки назначения - происходит процесс дешифрации. Подобные меры защиты позволяют обеспечить безопасность особо важных данных.

Установить такое соединение при помощи стандартных средств операционной системы «Windows» не составит труда даже начинающему пользователю. Для его создания нужно:

- Нажать Кнопку «Пуск»;

- В появившемся меню выбрать «Сетевое окружение»;

- Кликнуть мышкой на иконке «Отобразить сетевые подключения»;

- В появившемся меню выбрать пункт «Подключить к сети на рабочем месте»;

- В появившемся меню выбрать «Подключение к виртуальной частной сети»;

- Ввести имя подключения, или адрес VPN-сервера, используя в качестве ориентира специальную таблицу настроек;

- Вызвать контекстное меню «Свойства», кликнув на окошке правой кнопкой мыши;

- Найти и отметить пункт «Дополнительные»;

- Нажать кнопку параметры и выбрать необходимый тип шифрования.

После этого произойдет установка VPN соединения, а Вы получите уникальные логин и пароль, которые нужно будет использовать при подключении к интернету.

Когда VPN-соединение установлено, можете смело путешествовать по сети интернет, не опасаясь за сохранность своих данных. На сегодняшний день технология VPN-соединения является одной из самых защищенных видов передачи данных.

Так же существуют утилиты для объединения локальных сетей в защищенную виртуальную сеть (Например: ViPNet Tunnel).

Таким образов обмен конструкторской документацией между цехами с помощью «Virtual Private Network» будет наилучшим вариантом построения локальной сети между цехами ООО «Вектор» в данный момент.

Заключение

Таким образом, в выпускной квалификационной работе подробно рассмотрена организационная структура, система подготовки производства, технологический процесс производства штампованной продукции предприятия ООО «Вектор». Так же проведен анализ CAD/CAM-технологий. Освоена работа в CAD/CAM системах Компас 3D 11V, CncCad7.5, AutoCAD.

При выполнении работы выявлены проблемы подготовки технологических процессов производства и обмена информации между цехами. В результате разработки мероприятий рассмотрена возможность применения САПР ТП Вертикаль для эффективной работы технологической подготовки производства. Так как предприятие ООО «Вектор» использует CAD-систему Компас 3D, то САПР ТП Вертикаль будет реализована в полном объеме. Для решения проблемы обмена технологической документацией разработана схема создания защищенного VPN туннеля.

Список использованных источников

1. Автоматизация технологических процессов в машиностроении: учеб. пособие / А.Г. Схиртладзе, С.В. Бочкарев, А.Н. Лыков. - Пермь: Изд. ПГТУ, 2010. - 505 с.

2. Запечников, С.В. Основы построения виртуальных частных сетей: учебное пособие для вузов / С.В. Запечников. - Изд. центр «Академия», 2005.

3. Зепченков С.В., Милославкая Н.Г., Толстой А.И. Основы построения виртуальных частных сетей: Учеб. Пособие для вузов. М.: Горячая линия - Телеком, 2012.

4. Infotecs, Технология построения VPN ViPNet: курс лекций / Infotecs. - М.: Прометей, 2009

5. cncKad7,5, Штамповка. Подробное руководство. Metalix CAD/CAM LTD, ISRAEL,2011

Размещено на Allbest.ur