Лекции по дисциплине компьютерные технологии в машиностроении раздел. Информатика специальность "технология машиностроения"

ЛЕКЦИИ ПО ДИСЦИПЛИНЕ «КОМПЬЮТЕРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В МАШИНОСТРОЕНИИ» РАЗДЕЛ «Информационные технологии» 2 семестр Введение 1. Концепция CALS технологий. Единое информационное пространство 2. Виртуальное предприятие 3. Нормативная база 3. 1. Стандарт ISO 10303 STEP 3. 2. Методология функционального моделирования IDEF 4. Интерактивные электронные технические руководства 5. Вопросы защиты информации 6. Внедрение CALS технологийна промышленных предприятиях

ВВЕДЕНИЕ В настоящее время широкое распространение получили глобальные информационные технологии, называемые CALS технологиями (Continuous Acquisition and Life cycle Support) это непрерывная информационная под держка всего жизненного цикла (ЖЦ) продукции, которая базируется на стандартизации методов представления данных на каждой стадии жизненно го цикла изделия и на безбумажном электронном обмене данными. Кроме этого концепция CALS определяет набор правил, регламентов и стандартов, в соответствии с которыми строится электронное взаимодействие участников процессов проектирования, производства, испытания и т. д. на базе инфор мационного, а не территориального пространства, т. е. создаются виртуаль ные предприятия и конструкторские бюро.

Одной из основополагающих частей CALS идеологии является техно логия хранения и управления данными о продукте PDM технология (Product Data Management), которая позволяет решить указанные выше про блемы путем использования стандартизованного интегрированного описания изделия, которое, в свою очередь, базируется на стандарте ISO 10303 STEP (Standard for the Exchange of Product Model Data) /ГОСТ Р ИСО 10303 1 99/. Стандарт STEP регламентирует логическую структуру базы данных, номенк латуру информационных объектов, хранимых в базе данных (для различных предметных областей: самолетостроения, машиностроения, автомобиле строения и т. п.), их связь и атрибуты, которые в данном стандарте называют «интегрированными ресурсами» .

Вторым основополагающим методическим аспектом CALS идеологии после PDM технологии является стандартизованная методология функцио нального моделирования IDEF/0 (Integrated Definition for Process Modelling) /регламентируется федеральными рекомендациями США FIPS 183/, кото рая используется для функционального моделирования (анализа и реструкту ризации) процессов управления (бизнес процессов). Методология преду сматривает идентификацию основных пунктов процесса управления, описа ние образования входных элементов каждого пункта процесса под его воз действием в выходные элементы, описание элементов управления процессом (например: график, алгоритм, расписания, рабочая инструкция, стандарт и т. п.), а также, какие механизмы или ресурсы используются для реализации этого пункта процесса.

На сегодняшний день очевидной становится необходимость перехода на безбумажные технологии поддержки процессов эксплуатации и сервисно го обслуживания. Третьим из важнейших компонентов CALS является обес печение персонала эксплуатационной и ремонтной документацией, выпол ненной в электронном виде. Интерактивные электронные технические руко водства (ИЭТР) представляют собой программный комплекс, содержащий взаимосвязанные технические данные, необходимые при эксплуатации, обслуживании и ремонте изделия. Интерактивные электронные технические руководства (ИЭТР) предоставляют в интерактивном режиме справочную и описательную информацию об эксплуатационных и ремонтных процедурах, относящихся к конкретному изделию, непосредственно во время их проведе ния.

Целью CALS является ускорение вывода на рынок новых образцов про дукции, сокращение затрат на разработку, проектирование и производство, сокращение «стоимости владения» (т. е. совокупности затрат на поддержание в работоспособном состоянии) и улучшение качества на всех стадиях ЖЦ. Внедрение CALS технологий позволяет получить значительные техни ческий и экономический эффекты на основных стадиях жизненного цикла изделий, которые дают возможность повышения конкурентоспособности создаваемой продукции (рис. В 1.)

Таким образом, речь идет о полном, централизованном и постоянном автоматизированном контроле за всей совокупностью данных, описывающих как само изделие, так и процессы его конструирования, производства, экс плуатации и утилизации.

ТЕМА 1. КОНЦЕПЦИЯ CALS-ТЕХНОЛОГИЙ. Единое информационное пространство Основное содержание концепции CALS технологий, принципиально отличающее ее от других, составляют инвариантные понятия, которые реали зуются (полностью или частично) в течение жизненного цикла изделия (ЖЦИ).

Эти инвариантные понятия условно делят на три группы (рис. 1. 1): 1. базовые принципы CALS; 2. базовые управленческие технологии; 3. базовые технологии управления данными.

К первой группе относят: системную информационную поддержку ЖЦИ на основе использова ния интегрированной информационной среды (ИИС) или единого информа ционного пространства (ЕИП), которое обеспечивает минимизацию затрат в ходе ЖЦ; информационную интеграцию за счет стандартизации информацион ного описания объектов управления; разделение программ и данных на основе стандартизации структур данных и интерфейсов доступа к ним, ориентация на готовые коммерческие программно технические решения (Commercial Of The Shelf COTS), соот ветствующие требованиям стандартов; безбумажное представление информации, использование электронно цифровой подписи; параллельный инжиниринг (Concurrent Engineering); непрерывное совершенствование бизнес процессов (Business Processes Reengineering).

Ко второй группе относят технологии управления процессами, инвари антные по отношению к объекту (продукции): управление проектами и заданиями (Project Management/Workflow Management); управление ресурсами (Manufacturing Resource Planning); управление качеством (Quality Management); интегрированную логистическую поддержка (Integrated Logistic Sup port.) К третьей группе относят технологии управления данными об изделии, процессах, ресурсах и среде.

Так как стратегия CALS предполагает создание ЕИП для всех участни ков ЖЦИ (в том числе эксплуатирующих организаций), то ЕИП должно об ладать следующими войствами: с вся информация представлена в электронном виде; ЕИП охватывает всю информацию, созданную об изделии; ЕИП является единственным источником данных об изделии (прямой обмен данными между участниками ЖЦ исключен); ЕИП строится только на основе международных, государственных и отраслевых информационных стандартов; для создания ЕИП используются программно аппаратные средства, уже имеющиеся у участников ЖЦ.

Стратегия CALS предусматривает двухэтапный план создания ЕИП: 1. автоматизация отдельных процессов (или этапов) ЖЦИ и представле ние данных на них в электронном виде; 2. интеграция автоматизированных процессов и относящихся к ним данных, уже представленных в электронном виде, в рамках ЕИП. Основными преимуществами ЕИП являются: обеспечение целостности данных; возможность организации доступа к данным географически удален ных участников ЖЦИ; отсутствие потерь данных при переходе между этапами ЖЦИ; изменения данных доступны сразу всем участникам ЖЦИ; повышение скорости поиска данных и доступа к ним по сравнению с бумажной документацией; возможность использования различных компьютерных систем для работы с данными.

ЕИП может быть создано для организационных структур разного уров ня: от отдельного подразделения до виртуального предприятия или корпора ции. Информацию, используемую в ходе жизненного цикла, можно условно разделить на три класса: о продукции, о выполняемых процессах, о среде, в которой эти процессы выполняются. На каждой стадии создается набор дан ных, который используется на последующих стадиях (табл. 1. 1). При этом различается и эффект, получаемый от создания ЕИП (табл. 1. 2.).

При реализации стратегии CALS должны использоваться три группы методов, называемых CALS технологиями: технологии анализа и реинжиниринга бизнес процессов набор ор ганизационных методов реструктуризации способа функционирования пред приятия с целью повышения его эффективности. Эти технологии нужны для того, чтобы корректно перейти от бумажного к электронному документообо роту и внедрить новые методы разработки изделия; технологии представления данных об изделии в электронном виде набор методов для представления в электронном виде данных об изделии, относящихся к отдельным процессам ЖЦИ. Эти технологии предназначены для автоматизации отдельных процессов ЖЦ (первый этап создания ЕИП); технологии интеграции данных об изделии набор методов для инте грации автоматизированных процессов ЖЦ и относящихся к ним данных, представленных в электронном виде, в рамках ЕИП. Эти технологии отно сятся ко второму этапу создания ЕИП.

Основными компонентами CALS технологий являются (рис. 1. 2): инструментальный комплекс технических и программных средств ав томатизированного проектирования изделий (CAD Computer Aided Design); системы автоматизации технологической подготовки производства (CAM Computer Aided Manufacturing); системы инженерного анализа (CAE Computer Aided Engineering); средства реализации технологии параллельного тотального проекти рования в режиме группового использования данных (Concurrent Engineering); система управления проектными и инженерными данными (EDM Enterprise Data Management);

системы визуализации всего процесса разработки документации (Project Management); мощные средства хранения и управления данными о проекте (PDM Product Data Management); системы управления производством (MRP Manufacturing Require ment Planning); системы планирования и управления предприятием (ERP Enterprise Resource Planning); системы управления цепочками поставок (SCM Supply Chain Man agement); системы совместного электронного бизнеса (CPC Collaborative Product Commerce); системы управления продажами и обслуживанием (S&SM Sales and Service Management); программно технологические средства, реализующие технологию создания и сопровождения информационных систем (CASE Computer Aided Software Engineering); SCADA; CNC; CRM; MES (см. приложение)

Перечисленные автоматизированные системы могут работать автоном но, но создание ЕИП диктует, чтобы данные, генерируемые в одной системе, были доступны в других системах для повышения эффективности автомати зации. Единое информационное пространство обеспечивается благодаря унификации как формы, так и содержания информации о конкретных изде лиях на различных этапах ЖЦ. Унификация формы достигается использованием стандартных форма тов и языков представления информации в межпрограммных обменах и при документировании.

Унификация содержания как однозначно правильная интерпретация данных о конкретном изделии на всех этапах его ЖЦ обеспечивается разра боткой онтологий приложений, закрепляемых в прикладных CALS протоколах. Унификация перечней и наименований сущностей, атрибутов и отно шений в определённых предметных областях является основой для единого электронного описания изделия в CALS пространстве

информационная технология машиностроение

Оперативно - производственное планирование в условиях ИАСУ. (Интегрированная Автоматизированная Система Управления)

Нормой хозяйствования отечественных предприятий в рыночных условиях является применение средств вычислительной техники в процессе внутрифирменного планирования. Применение их в условиях немассовых типов производства обусловлено необходимостью выполнения большого объема трудоемких расчетов и весьма сложных графических построений.

Реализация процессов производственного планирования и управления осуществляется в настоящее время на большинстве современных предприятий с использованием комплекса ИТ, включающего программное обеспечение и аппаратные средства вычислительной техники, которые в совокупности образуют автоматизированную систему управления (АСУ).

При построении эффективных АСУ осуществляют согласованную автоматизацию как сферы материального производства, так и сферы собственно информационной технологии на всех уровнях и стадиях на основе концепции интегрированных автоматизированных систем управления (ИАСУ). ИАСУ осуществляет автоматизацию как материальной, так и информационной составляющих производственного процесса в их взаимосвязи от формирования портфеля заказов до сбыта и отгрузки готовой продукции. АСУ являются составной частью систем информационной поддержки жизненного цикла (ЖЦ) изделия - САЬ8-технологий. Это направление включено в состав критических технологий, утвержденных Президентом Российской Федерации.

ИАСУ многономенклатурным производством состоит из функционально и эксплуатационно-законченных подсистем, каждая из которых может функционировать самостоятельно, обмениваясь информационными массивами с другими подсистемами. Эти подсистемы могут быть резидентными на различных иерархических уровнях и эксплуатироваться в составе различных организационных служб. Подсистемами, на которые можно подразделить ИАСУ, являются: подсистема управления производственно-хозяйственной деятельностью (АСУ ПХД); подсистема управления технологической подготовкой производства (АСУ ТТ1П); подсистема оперативного управления ходом автоматизированного производства (АСУ АП).

Головным компонентом ИАСУ, обеспечивающим управление организационно-экономическими процессами предприятия на всех уровнях, является АСУ ПХД. В состав АСУ ПХД, в свою очередь, входят следующие подсистемы: технико-экономическое планирование; управление финансовой деятельностью; бухгалтерский учет; оперативное управление основным производством; управление качеством; управление кадрами; управление вспомогательным производством.

Центральное место в подсистеме оперативного управления производством занимают функции планирования и моделирования хода производственного процесса. Их можно распределить на две подсистемы:

1) подсистема календарного планирования и учета. Функции подсистемы:

составление межцехового календарного плана, координирующего работу цехов и служб;

расчет производственных программ цехов и участков;

расчет нормативов движения производства;

расчет календарных графиков, определяющих порядок, последовательность и сроки изготовления продукции;

оперативный пооперационный учет;

учет наличия готовых деталей, сборочных единиц и изделий на складах;

учет технической готовности заказов и пр.;

2) подсистема оперативного регулирования хода производства. Функции подсистемы:

анализ отклонений от установленных плановых заданий и календарных графиков производства и принятие оперативных мер по их ликвидации.

Введение

1. Понятие информационной технологии

1.1 Что такое информационная технология

1.2 Этапы развития информационных технологий

1.3 Составляющие информационной технологии

1.4 Инструментарий информационной технологии

2. Становление рынка информационных технологий.

2.1. Предпосылки для ускоренного развития рынка информационных технологий

3. Информационные технологии в машиностроении

3.1. Оперативно - производственное планирование в условиях ИАСУ. (Интегрированная Автоматизированная Система Управления

3.2. Интегрированная система автоматизированного проектирования и изготовления станин

Заключение

Литература

Введение.

В рыночной экономике независимые, самостоятельные производители товаров и услуг, а также все те, кто обеспечивает непрерывность цикла "наука - техника - производство - сбыт - потребление" не смогут успешно действовать на рынке, не имея информации. Предпринимателю нужна информация о других производителях, о возможных потребителях, о поставщиках сырья, комплектующих и технологии, о ценах, о положении на товарных рынках и рынках капитала, о ситуации в деловой жизни, об общей экономической и политической конъюнктуре не только в собственной стране, но и во всем мире, о долгосрочных тенденциях развития экономики, перспективах развития науки и техники и возможных результатах, о правовых условиях хозяйствования и т. п. В связи с этим целесообразно проанализировать информационный рынок, значительная часть услуг которого относится к сфере деловой информации.

В развитых странах значительная часть информационной деятельности в течение последних двух десятилетий вовлечена в рыночные отношения и выступает в качестве одного из важнейших элементов рыночной инфраструктуры по обслуживанию, реализации и развитию рыночных отношений, а также как самостоятельный специализированный сектор рынка, на котором предлагаются особые продукты и услуги.

Современный информационный рынок включает три взаимодействующих области: - информацию; - электронные сделки; – электронные коммуникации.

В области электронных сделок рынок информации выступает непосредственным элементом рыночной инфраструктуры, область электронной коммуникации находится на стыке с отраслью связи, а информация, относится к нематериальному производству.

Рынок электронных сделок (операций, transactions) включает системы резервирования билетов и мест в гостиницах, заказа, продажи и обмена товаров и услуг, банковских и расчетных операций.

На рынке электронных коммуникаций можно выделить различные системы современных средств связи и человеческого общения, технологий машинного производства: сети передачи данных, электронную почту, телеконференции, электронные доски объявлений и бюллетени, сети и системы удаленного диалогового доступа к базам данных и т. п.

1. Понятие информационной технологии.

1.1 Что такое информационная технология.

Технология - это комплекс научных и инженерных знаний, реализованных в приемах труда, наборах материальных, технических, энергетических, трудовых факторов производства, способах их соединения для создания продукта или услуги, отвечающих определенным требованиям. Поэтому технология неразрывно связана с машинизацией производственного или непроизводственного, прежде всего управленческого процесса. Управленческие технологии основываются на применении компьютеров и телекоммуникационной техники.

Согласно определению, принятому ЮНЕСКО, информационная технология - это комплекс взаимосвязанных, научных, технологических, инженерных дисциплин, изучающих методы эффективной организации труда людей, занятых обработкой и хранением информации; вычислительную технику и методы организации и взаимодействия с людьми и производственным оборудованием, их практические приложения, а также связанные со всем этим социальные, экономические и культурные проблемы. Сами информационные технологии требуют сложной подготовки, больших первоначальных затрат и наукоемкой техники. Их введение должно начинаться с создания математического обеспечения, формирования информационных потоков в системах подготовки специалистов.

1.2 Этапы развития информационных технологий.

Существует несколько точек зрения на развитие информационных технологий с использо­ванием компьютеров, которые определяются различными признаками деления.

Общим для всех изложенных ниже подходов является то, что с появлением персональ­ного компьютера начался новый этап развития информационной технологии. Основной целью становится удовлетворение персональных информационных потребностей человека как для профессиональной сферы, так и для бытовой.

Признак деления - вид задач и процессов обработки информации

1-й этап (60 - 70-е гг.) - обработка данных в вычислительных центрах в режиме коллективного пользования. Основным направлением развития информационной технологии являлась автоматизация операционных рутинных действий человека.

2-й этап (с 80-х гг.) - создание информационных технологий, направленных на решение стратегических задач.

Признак деления - проблемы, стоящие на пути информатизации общества

1-й этап (до конца 60-х гг.) характеризуется проблемой обработки больших объемов данных в условиях ограниченных возможностей аппаратных средств.

2-й этап (до конца 70-х гг.) связывается с распространением ЭВМ серии 1ВМ/360. Проблема этого этапа - отставание программного обеспечения от уровня развития аппа­ратных средств.

3-й этап (с начала 80-х гг.) - компьютер становится инструментом непрофессио­нального пользователя, а информационные системы - средством поддержки принятия его решений. Проблемы- максимальное удовлетворение потребностей пользователя и созда­ние соответствующего интерфейса работы в компьютерной среде.

4-й этап (с начала 90-х гг.) - создание современной технологии межорганизационных связей и информационных систем. Проблемы этого этапа весьма многочисленны. Наиболее существенными из них являются:

Выработка соглашений и установление стандартов, протоколов для компьютерной связи;

Организация доступа к стратегической информации;

Организация защиты и безопасности информации.

Признак деления - преимущество, которое приносит компьютерная технология

1 -й этап (с начала 60-х г.г) характеризуегся довольно эффективной обработкой инфор­мации при выполнении рутинных операций с ориентацией на централизованное коллектив-ное использование ресурсов вычислительных центров. Основным критерием оценки эффективности создаваемых информационных систем была разница между затраченными на разработку и сэкономленными в результате внедрения средствами. Основной проблемой на этом этапе была психологическая - плохое взаимодействие пользователей, для которых создавались информационные системы, и разработчиков из-за различия их взглядов и пони-мания решаемых проблем. Как следствие этой проблемы, создавались системы, которые пользователи плохо воспринимали и, несмотря на их достаточно большие возможности, не использовали в полной мере.

Пособие является практико-ориентированным. Последовательно изучая материал каждой темы, можно самостоятельно обучиться работе в таких программах, как AutoCAD, MS Word, MS Exel, MathCAD, освоить язык гипертекстовой разметки HTML. Кроме теоретического материала и практических заданий, учебное пособие содержит контрольные вопросы по каждой теме и примеры контрольных работ.
Предназначено для изучения курса «Информационные технологии» по группе специальностей «Машиностроительное оборудование и технологии» в учреждениях среднего специального образования. Отдельные разделы могут быть использованы для изучения учебной дисциплины «Информационные технологии» по специальностям «Техническая эксплуатация автомобилей», «Автосервис» и др. Многие темы окажутся интересными и полезными учащимся колледжей, техникумов, вузов, мастерам и преподавателям различных учебных заведений, а также специалистам в области машиностроительного производства и информационных технологий.

Системы автоматизированного проектирования.
В стране и за рубежом широко разрабатываются и внедряются системы автоматизированного проектирования (САПР). САПР представляет собой комплекс технических средств программного и математического обеспечения, предназначенный для выполнения в автоматическом режиме инженерных расчетов, графических работ, выбора вариантов технических и организационных решений.

Термин САПР (англ. CAD) появился в конце 50-х годов XX в. Первые CAD-системы появились 10 лет спустя. Со временем CAD-системы, как системы геометрического моделирования, были значительно усовершенствованы: появились средства 3D-моделирования, параметрического конструирования, был улучшен интерфейс программ.

Бесплатно скачать электронную книгу в удобном формате, смотреть и читать:
Скачать книгу Информационные технологии в машиностроении, Скроб О.В., 2012 - fileskachat.com, быстрое и бесплатное скачивание.

• Сбои и ошибки компьютера, Простой и понятный самоучитель, Леонов В.С., 2015
• Мультимедиатехнологии в образовании, Учебное пособие, Суханова Н.Т., Балунова С.А., 2018

Следующие учебники и книги.

Девжеева Т.Г. 1 , Калинкин А.К. 2

1 Старший преподаватель, 2 старший преподаватель, Альметьевский государственный нефтяной институт.

АКТУАЛЬНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В МАШИНОСТРОЕНИИ

Аннотация

В статье рассматриваются возможности CAD/CAM/CAE-систем в машиностроении, которые позволяют сократить срок внедрения новых изделий, а также оказывают существенное влияние на технологию производства, позволяя повысить качество и надежность выпускаемой продукции, повышая, тем самым, ее конкурентоспособность.

Ключевые слова: система автоматизированного проектирования, технологический процесс, управляющая программа.

Devzheeva T.G. 1 , Kalinkin A.K. 2

1 A senior teacher, 2 a senior teacher, Almetyevsk State Oil Institute

RELEVANCE OF APPLICATION OF INFORMATION TECHNOLOGIES IN MECHANICAL ENGINEERING

Abstract

In article possibilities of CAD/CAM/CAE systems in mechanical engineering which allow to reduce the term of introduction of new products are considered, and also have essential impact on the production technology, allowing to increase quality and reliability of products, increasing, thereby, its competitiveness.

Keywords: system of the automated design, technological process, the operating program.

Успешная деятельность различных предприятий во многом зависит от их способности накапливать и перерабатывать информацию. Сегодня без компьютерной автоматизации уже невозможно производить современную конкурентоспособную технику. САПР в машиностроении используется для проведения конструкторских, технологических работ, работ по технологической подготовке производства. С помощью САПР выполняется разработка чертежей, производится трехмерное моделирование изделия и процесса сборки, проектируется вспомогательная оснастка, например штампы и пресс-формы, составляется технологическая документация и управляющие программы (УП) для станков с числовым программным управлением (ЧПУ), ведется архив. Современные САПР применяются для сквозного автоматизированного проектирования, технологической подготовки, анализа и изготовления изделий в машиностроении, для электронного управления технической документацией. Объединение САПР с автоматизированной системой управления предприятием (бухгалтерский учет, экономический анализ и прогноз, вопросы материально-технического снабжения, управление складами, планирование и диспетчеризация производственных процессов) позволяет создать единый информационный комплекс.

Задача современного производства – это как можно быстрее выдать готовый продукт при минимальных затратах. Появление какого-либо изделия можно представить в виде:

• Первый уровень – формируется объект, обладающий рядом свойств.
• Конструкторско-технологический уровень – объект формируется окончательно, происходит его разработка с точки зрения конструктора и технолога.
• Производственный уровень – это реальное воплощение объекта, подготовка оснастки для его производства.
• Последний уровень – выдача заказа.

Со второго и третьего уровня происходит пополнение базы конструкторских и технологических решений, оттуда же берутся уже готовые решения, когда-то отработанные и проверенные, либо какие-то решения отвергаются как заведомо невыполнимые, убыточные.

Но это, идеальная схема. На деле, в данной схеме возможны многочисленные обратные связи. Основная проблема – это недостаток информации об объекте производства и/или ее неверное истолкование, а также большие затраты времени на обработку этой информации. Одно из средств, позволяющих сильно сократить время проектирования – это САПР.

Технология CAD/CAM/CAE призвана обеспечить ускорение и упрощение процесса производства. Данная технология направлена на избежание ошибок при управлении сложным циклом разработки и производства детали, учитывает многие факторы, которые ранее не учитывались из-за сложности расчетов.

Существуют множество самых разных САПР, как похожих друг на друга, так и весьма отличающихся. В основном существует такая классификация пакетов САПР :

1. Тяжелые САПР. Обеспечивают полный цикл проектирования от разработки внешнего вида, до подготовки документации и разработки управляющих программ. Такие САПР – это Unigraphiсs, CATIA, Pro/Engineer.
2. Средние САПР. Полного цикла не обеспечивают, обычно имеют провалы в цепи проектирования. Из российских производителей среднего САПР наиболее широко известны фирма «АСКОН», САПР «Компас», и фирма «Топ-системы», которая разрабатывает САПР Т-flex.
3. Легкие, или т.н. «специализированные» САПР, которые решают только узкие задачи проектирования – например, только проектирование кулачков или пресс-форм. В качестве примера можно привести продукцию фирмы Delcam, которая никак не может обеспечить полный цикл проектирования, но зато обеспечивает создание управляющих программ для фрезерных станков с ЧПУ. Из российских вариантов специализированного САПР можно выделить ГЕММУ и ADEM.

Все САПР основываются на представлении каким-либо образом объектов производства: двухмерный чертеж; трехмерная модель; математическая модель объекта; готовая деталь.

Наибольшее распространение сейчас получили трехмерные модели – как наиболее простые и функциональные, исключающие возможность двойного толкования и удобные в построении. Но математическое моделирование все больше и больше распространяется в мире, уже многие САПР, в основном тяжелые, работают именно с математическими моделями.

Разные САПР создаются для решения разных задач, причем весьма отличающихся друг от друга. И соответственно отличается их идеология, способы построения объектов, требуемое программное обеспечение. Иметь на производстве несколько типов разных САПР нецелесообразно. Особенно, если существуют трудности с импортом-экспортом моделей. Например, конструкторский отдел использует Mechanical Desktop, и создает чертежи в формате AutoCAD, а технологи работают с t-flex ЧПУ. В данном случае t-flex не может правильно интерпретировать файлы AutoCAD, а возможности в Mechanical Desktop по переводу данных в формат t-flex фирма AutoDesk не предусмотрела.

Потому САПР внедряют для всего производства сразу и к каждому САПР разрабатываются самые разнообразные модули.

Например, использование программного модуля на базе Инвариантного постпроцессора IPP, предназначенного для преобразования файла траектории движения инструмента и технологических команд в файл управляющей программы, адаптированной к конкретному комплексу «станок-система ЧПУ», позволяет инженеру-технологу формировать УП, не зная языка программирования.

При проектировании и изготовлении изделия в условиях конкуренции модульная структура САПР позволяет: виртуально испытывать и как можно быстрее разрабатывать модели, отрабатывать технологию, исключать многие ошибки; технология CAM позволяет быстро изготовить различные детали; CAD – спроектировать новые конструкции.

Рассмотрим на примере детали типа «импеллер» эффективность применения модуля CAM системы Sprut-Технология . Такие детали изготавливаются методом копирования. Оборудование, на котором производится обработка, морально устаревает и предлагается его замена на современный 5-ти координатный обрабатывающий центр. В связи с этим, необходим расчет траектории при фрезеровании криволинейных поверхностей на станках с ЧПУ.

Суть работы в CAM системе сводится к определенному алгоритму действий. Технолог должен задать обрабатываемую модель и общие требования к процессу обработки, такие как высота гребешка, максимальный угол врезания, способы подхода и т. п. По введенной информации система автоматического программирования рассчитает оптимальную траекторию с учетом кинематики станка и крепежной оснастки.

Работа начинается с загрузки в SprutCAM 3D модели детали, которую необходимо обработать. В качестве оборудования для обработки выбран 5-координатный обрабатывающий центр MIKRON UCP 600 Vario.

Обработка детали будет происходить в три этапа. Вначале необходимо выбрать большую часть материала между стенками лопаток. Если пользоваться стандартными методами задания рабочих зон система не будет понимать, что именно от нее требуется. Для решения этой задачи необходимо правильно обозначить область обработки, для чего проецируем на плоскость YX границы межлопаточного пространства (рис. 1).

Рис.1. Проекция границ межлопаточного пространства

Затем в режиме 2D редактора достраиваем область обработки, полностью включающую в себя межлопаточное пространство. Выполнив это, мы обеспечиваем абсолютные гарантии того, что обработка будет производиться только в заданной области.

Далее задаем ряд параметров: режущий инструмент, нижний уровень, шаг по Z, радиальный и осевой припуски. Выполнив вышеперечисленные действия, мы получим удовлетворяющую нас траекторию черновой выборки межлопаточного пространства.

Одним из плюсов SprutCAM является возможность размножения траектории по оси различными методами.

Следующим этапом будет чистовая обработка самих лопаток. Для этого необходимо выбрать все поверхности, образующие стенки лопаток и описать их как направляющие поверхности в виде изолиний с шагом 0,2. В результате мы получим траекторию, огибающую контур лопатки, изменяющуюся с шагом по Z на 1 мм (рис. 2).

Рис.2. Траектория чистовой обработки боковой поверхности лопатки

Заключительным этапом является обработка дна межлопаточного пространства. Благодаря возможности копирования параметров операций, мы указываем те же параметры, что и в первой операции, и система сама просчитает, что необходимо доработать. В нашем случае это будет дно межлопаточного пространства.

Таким образом, использование системы SprutCAM для расчета управляющих программ обработки деталей, позволит в кратчайшие сроки организовать изготовление импеллера c учетом требуемого качества и трудоемкости обработки.

Литература

1. Левин В.И. Информационные технологии в машиностроении / В.И.Левин. – М. : Издательский центр «Академия», 2013. - 272 с.
2. Матвеев В.Н. Повышение эффективности станков с ЧПУ путем создания программных модулей / В.Н. Матвеев, Е.И. Егорова // Материалы научной сессии по итогам 2003 г. – Альметьевск: АГНИ, 2004. – С.25.
3. СПРУТ – технология [Офиц. сайт]. URL:http://www.sprut.ru /(дата обращения: 10.11.2014).

References

1. Levin V.I. Informacionnye tehnologii v mashinostroenii / V.I.Levin. – M. : Izdatel’skij centr «Akademija», 2013. - 272 s.
2. Matveev V.N. Povyshenie jeffektivnosti stankov s ChPU putem sozdanija programmnyh modulej / V.N. Matveev, E.I. Egorova // Materialy nauchnoj sessii po itogam 2003 g. – Al’met’evsk: AGNI, 2004. – S.25.
3. SPRUT – tehnologija . URL: http://www.sprut.ru / (data obrashhenija: 10.11.2014).