Диссертация (Создание на основе CALS-технологий универсальнойавтоматизированной системы управления технологической подготовкой производства лопаток компрессора ГТД), страница 10

Методика организации процессов ТПП лопатоккомпрессоров ГТД на основе CALS-технологийОсновой для построения любой системы на принципах CALS-технологийявляется неразрывность данных ((данный подход рассмотрен в [53-58]).Необходимо отметить, что в отличии от существующих на предприятияхбизнес-процессов организации работ при разработке технологического процесса,предлагаемая методика позволяет внедрять так называемое проектное управление.Сейчас работа всех служб осуществляется последовательно, например, пока отделглавного конструктора не подготовит 3D-модель детали отдел главного технологане начнет разработку технологии, пока отдел главного технолога завершитразработку технологии не будет начата разработка СТО и т.д. Используя в работеединую БД и разработку на основе CALS-технологий большая часть данныхвзаимосвязана, отпадает необходимость постоянной печати и утверждениябумажных документов и др., все это позволяет осуществлять многие этапыразработки параллельно с постепенным накоплением необходимых данных.Наосновеанализаданныхиспользуемыхприпроектированиитехнологических процессов изготовления лопаток можно составить структуруданных базы, данных описывающих конструкцию и технологический процесс.

Дляописания необходимо выделить основные структуры данных используемые наэтапе ТПП.3.1Структура базы данныхНа этапе ТПП входными данными является конструкторское описаниеизделия – лопатки. Так же при проектировании СТО на этапе ТПП применяетсяконструкторской описание, например, технологической оснастки и инструмента.64Рисунок 18.

Конструкторское представление.Конструкция описывается сборочными единицами и деталями черезвходимость компонентов. Каждая деталь и сборочная единица в свою очередьописывается простейшими элементами геометрии – поверхностями.Рисунок 19 Ресурсы.Рисунок 20. Помещения.65Для описания технологического процесса изготовления лопатки КВДнеобходимо иметь описание на все данные описывающие СТО [59].

В общемслучаи к ним относятся оборудование, инструмент, оснастка. Все эти виды СТОподразделяются по типам (например, станок фрезерный или станок токарный) ивидам (например, станок горизонтально-фрезерный или вертикально фрезерный)могут различаться по конкретным моделям или иметься в количестве большем чемодин экземпляр.Соответственно для описания структуры предприятия используетсяклассификатор цех-участок.

Связь между оборудованием и его расположением напредприятии задается на уровне базы данных.Рисунок 21 Процессы производства.Дляописаниятерминологиютехнологическогопроцесс-операция-переход,процессачтобудемиспользоватьполностьюсоответствуеттерминологии применяемой в стандартах ЕСТД.Связь между объектами базы данных производится на уровне базы сиспользованием семантической связи родитель-потомок или объект-объект. Связьмежду переходами и операциями может быть осуществлена на уровне базыданных, но чаще всего для этого применяются средства CAD\CAM системы.66Рисунок 22 Связи объектов БД.67Комплектность документации на изготовление оговаривается стандартами[60-62].

Согласно им можно составить укрупненный перечень технологическойдокументации формируемый на этапе ТПП (таблица 6).Таблица 6. Комплектность документов.№Наименование документа1.Комплект конструкторской документации на лопатку.2.Маршрутное описание технологического процесса (маршрутная карта)3.4.5.6.7.8.Операционное описание технологического процесса (комплектоперационных карт)Материальная ведомость необходимых для изготовления: оборудования,заготовок, вспомогательных материалов, инструмента, оснастки.Комплекты конструкторской документации на специальное оборудование,инструмент, оснастку.Маршрутное описание технологического процесса (маршрутная карта) наспециальное оборудование, инструмент, оснастку.Операционное описание технологического процесса (комплектоперационных карт) на специальное оборудование, инструмент, оснастку.Документы, устанавливающие методики расчета норм трудоемкости длятехнологических операций.Рассмотрим какие данные используются для описания операции приформировании технологического процесса.

Рассмотрим на примере фрезерованияна станке с ЧПУ.В первую очередь необходимо иметь маршрутное описание маршрутногопроцесса в виде объектов базы, данных связанных связями родитель-потомок(иерархическая структура). Кроме того, необходимо иметь возможность размещатьв базе данных печатные формы, выполненные в соответствии с ЕСТД.

Так кактехпроцесс может претерпевать изменения с течением времени либо при его68разработке могут требоваться его промежуточные варианты необходимо иметьвозможность хранить и редактировать версии техпроцесса. Актуальной версиейможет быть только одна.Держателями информации по конкретным операциям является цех. В связис этим в базе данных должна находится вся информация необходимая цеху длявыполнения операции. Кроме документов, предусмотренных ЕСТД такойинформацией является: чертеж и 3D-модель заготовки; программа обработки в CAM-системе; программа обработки в станочных кодах.Кроме того, как говорилось выше, с каждой операцией должна бытьассоциирована информация по ресурсам – цех, участок, станок, инструмент,квалификация персонала.Длясокращениясроковналадкиисниженияколичествабракацелесообразно при написании программы обработки использовать модели станка,инструментаиприспособлений.СовременныеCAM–системыпозволяютпроводить моделирование обработки с учетом предотвращения столкновений сприспособлениями и элементами станкаТак же в базе данных необходимо хранить различную служебнуюинформацию.Например,такойинформациеймогутбытьобозначения,наименования деталей или операций.

Для этого необходимо иметь системныеобъекты, поддерживающие хранение различной информации в виде таблиц, текста,ссылочных свойств (например, материала). Такие объекты базы данных принятоназывать карточки. Очень часто в них хранятся данные необходимые с точкизрения, например, ЕСКД – кто выполнил, кто утвердил, подразделение, различнывнутренние признаки. Иногда эта информация хранится в атрибутах объекта базыданных к которому она относится: детали, операции и т.д..69Рисунок 23 Связи технологических данных с объектами БД.70Различнаяинформация,связаннаяпроведениемэкспериментальныхисследований может быть описана аналогичными способами.

Порядок подготовкиобразцов описывается при помощи инструментов операционного описания,применяемого для техпроцессов. Аналогично проводится описание самогопроцесса исследования, с учетом необходимого оборудования, материалов,инструмента. Хранение данных полученных в результате исследования можетосуществляется несколькими способами. Возможно создание в базе данныхотдельных объектов для каждого исследование, главным условием тут будетуникальность хотя бы одного свойства (например, специального номера) иассоциативная связь с объектом исследования, маршрутной технологиейизготовления образца и проведения исследования.

Это необходимо для того что былюбой пользователь системы мог получить достоверную информацию порезультатам исследования.Как правило, результаты экспериментальных исследований подвергаютсяобработки для того что бы привести их в стандартизованный и удобный длявосприятия вид. Имеет смысл хранить в БД как «сырые» не обработанные данныев виде архива, так и данные уже в обработанном виде.Внекоторыхслучаяхможетбытьцелесообразнохранитьэкспериментальные данные в привязке к отдельному экземпляру изготовленнойдетали или технологии изготовления. Это можно решить за счет создания версийсоответствующих деталей или техпроцессов в БД.3.2Управление доступом в БДОдной из основных задач решаемых применением систем управленияинженерными базами данных является контроль доступа.

При разработкитехнологии изготовления детали в процессе участвует большое количество служби сотрудников предприятия. На основании IDEF описания бизнес-процессаразработки технологии изготовления лопатки КВД можно составить матрицуответственности сотрудников предприятия при работе в БД.71Таблица 7. Матрица доступа в БД.ПодразделениеОтдел главногоДолжностьИнженерконструктораФункции в БДСоздает и изменяет чертежи и 3Dмодели на лопаткуНачальникПроверяет и утверждает комплект КДконструкторского на лопаткубюроОтдел главногоИнженертехнологаФормирует проект маршрутнойтехнологии в БД с учетом расцеховкиКонтролирует заполнение цехамиоперационного описанияГотовит комплект технологическойдокументацииГотовит данные для расчетовтрудоемкости и служб планированияпроизводстваПрограммистГотовит программы обработки деталейстанков с ЧПУосновного производства, проводитналадку в цехе изготовителеНачальникПроверяет и утверждаеттехнологического сформированный техпроцесс ибюротехнологические документыЦех основногоИнженерГотовит в БД операционное описаниепроизводстватех.бюротехпроцессаСоздает и изменяет чертежи и 3Dмодели на заготовкиСоздает запросы на проектированиеСТО72Актуализирует классификатор СТО вБДНачальникПроверяет и утверждает операционноетехнологического описание тех процесса, чертежи и 3DбюроКонструкторскийИнженеротдел СТОмодели.Создает и изменяет чертежи и 3Dмодели на СТОНачальникПроверяет и утверждает комплект КДконструкторскогобюроЦехИнженерГотовит в БД маршрутное ивспомогательноготех.бюрооперационное описание техпроцессапроизводстваПрограммистГотовит программы обработки деталейстанков с ЧПУвспомогательного производства,проводит наладку в цехе изготовителеНачальникПроверяет и утверждает операционноетехнологического описание тех процесса, чертежи и 3DбюроЦентральнаяИнженермодели.Готовит и проводитизмерительнаяэкспериментальное исследованиелабораторияобразцов, размещая полученныеданные в БДВсе сотрудник предприятия должны иметь доступ к объектам БД только всоответствии с оговоренным выше доступом.3.3Управление конструкторскими и технологическими даннымиДля моделирования конструкций в БД целесообразно применять такназываемый метод «мастер-модели».

Принцип заключается в использовании длясоздания инженерной информации разных типов разных объектов БД, при этом73сохраняя ассоциативную связь между ними при помощи БД и CAD-системы.Рассмотрим этот принцип на примере детали «Электрод для ЭХО».Для инженерного описания детали «Крыльчатка» в электронном виде можновыделить несколько типов данных: 3d-модель с описанием последовательности действий, выполненныхпроектировщиком в системе CAD, которые позволили ему получитьконструкцию детали в электронном виде.

Эту модель принято называтьрабочая часть (РЧ) (рисунок 24); 3d-модель без дерева построения. Эта модель содержит мастергеометрию, которая используется для создания чертежей, в сборочныхузлах, для CAE-расчетов, при написании программ для станков с ЧПУи др. В качестве мастер геометрии используется РЧ. Принято называтьэлектронная модель изделия (ЭМ). Чертеж в электронном виде, выполненный в соответствии с ЕСКД,который принято называть электронный чертеж (ЭЧ). Создается путемдобавления в файл ЭЧ файла ЭМ как компонента сборки; Файл сборочного узла в рамках которого можно управлять связямимежду геометрией зависимых деталей. В него добавляются все файлыдеталей необходимые для создания инженерного описания детали (РЧ,ЭМ), в том числе другие детали, геометрия которых необходима дляразработки конструкции данной детали (например, геометрия пералопатки для привязки к нему геометрии электрода).

Такая сборканазывается управляющая структура (УС).Описанные взаимосвязи можно представить в виде схемы – рисунок 26.Такой принцип построения моделей позволяет создавать взаимосвязи междудеталями – при изменении размеров в мастер-геометрии меняется связанная с нейгеометрии. При этом обеспечивается раздельный контроль доступа к данным, чтопредотвращает появление несанкционированных изменений в уже утвержденныхданных. Это обеспечивает командную работу над проектом и отслеживаниеизменений в конструкции сопрягаемых деталей на всех стадиях проектирования.74Рисунок 24 РЧ на деталь Электрод.Рисунок 25 ЭМ на деталь Электрод.Рисунок 26.