Глава 1. основные понятия и методы сапр тп
Н.М. Тудакова, М.М. Деулин
САПР ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
МЕХАНИЧЕСКОЙ И ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКОЙ
ОБРАБОТКИ
Рекомендовано Ученым советом
Нижегородского государственного технического университета
в качестве учебного пособия по направлениям подготовки
для бакалавров 15.03.05 и для магистров 151900
«Конструкторско-технологическое обеспечение
машиностроительных производств»
Нижний Новгород 2015
УДК 621.9:658.512:004(075.8)
ББК 34.63-64:30.2-5-05я73
Т816
Р е ц е н з е н т
доктор технических наук, профессор
Волжской государственной академии водного транспорта А.С. Курников
Тудакова Н.М., Деулин М.М
Т816 САПР технологических процессов механической и физико-техничес-кой обработки:учеб. пособие /Н.М. Тудакова, М.М. Деулин; Нижегород. гос. техн. ун-т. им. Р.Е. Алексеева. Нижний Новгород, 2015.- 125 с.
ISBN 978-5-502-00496-1
В учебном пособии рассмотрены вопросы технического обеспечения, информационного фонда, методов автоматированной разработки технологических процессов и др. Приведено описание программного обеспечения САПР ТП.
Учебное пособие предназначено для студентов машиностроительных специальностей всех форм обучения.
Рис. 43. Табл. 3. Библиогр.: 15 назв.
УДК 621.9:658.512:004(075.8)
ББК 34.63-64:30.2-5-05я73
| ISBN 978-5-502-00496-1 | Ó Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева, 2015 Ó Тудакова Н.М., Деулин М.М., 2015 |
ОГЛАВЛЕНИЕ
| Принятые сокращения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | |
| Введение. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | |
| Глава 1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И МЕТОДЫ САПР ТП . . . . . | |
| 1.1. Общее представление о системах автоматизации . . . . . . . . . . . . . подготовки производства | |
| 1.2. Объект автоматизации в САПР ТП . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | |
| 1.3. Цели и задачи САПР ТП . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | |
| 1.4. Техническое обеспечение САПР . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | |
| 1.5. Программное обеспечение САПР . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | |
| 1.6. Информационный фонд САПР . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | |
| 1.7. Автоматизированная классификация изделий . . . . . . . . . . . . . . . . | |
| 1.8. Методы автоматизированной разработки ТП . . . . . . . . . . . . . . . . . | |
| 1.9. Интеллектуальная автоматизация проектирования ТР . . . . . . . . . | |
| Глава 2. ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ САПР ТП. . . . . . . . | |
| 2.1. Система Techcard . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | |
| 2.2. Система Вертикаль . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | |
| 2.3. Система ТехноПро . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | |
| 2.4. Система TechnologiCS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | |
| 2.5. Система T-Flex Технология . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | |
| 2.6. Система СИТЕП . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | |
| 2.7. Система СПРУТ-Технология . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | |
| 2.8. Система SprutCAM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . | |
| 2.9. Система SprutExPro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | |
| 2.10. САПР сложнофасонных поверхностей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | |
| 2.11. Система QuickConcept удаленной работы . . . . . . . . . . . . . . . . . . | |
| 2.12. Система ProCAST трехмерного моделирования . . . . . . . . . . . . . литейных процессов методом конечных элементов | |
| 2.13. Система LCAD втоматизации проектирования . . . . . . . . . . . . . . технологических планировок предприятий | |
| Глава 3. МЕТОДОЛОГИИ САПР ТП . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | |
| 3.1. CASE-методология . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | |
| 3.2. CALS-методология . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | |
| ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | |
| КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | |
| КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | |
| БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯ
| АРМ | - автоматизированное рабочее место | |
| БД | - база данных | |
| КТЭ | - конструкторско-технологический элемент | |
| ЛВС | - локальная вычислительная сеть | |
| МП | - модулей поверхностей | |
| МПБ | - модули поверхностей базирующие | |
| МПИ | - модули поверхностей интегральные | |
| МПР | - модули поверхностей рабочие | |
| МПС | - модули поверхностей связующие | |
| МТИ | - модуль технологического изготовления | |
| ОКП | - оперативно-календарное планирование | |
| ОТП | - общие технологические процессы | |
| ПО | - программное обеспечение | |
| САПР | - система автоматизированного проектирования | |
| СИТЕП | - система технологического проектирования | |
| СИТЕП ГОШ | - СИТЕП ковки и горячей объемной штамповки | |
| СИТЕП ЛШ | - СИТЕП листовой штамповки | |
| СИТЕП МО | - СИТЕП механообработки | |
| СИТЕП Сб | - СИТЕП сборки | |
| СОТС | - смазочно-охлаждающая технологическая среда | |
| СУБД | - система управления базой данных | |
| ТП | - технологический процесс | |
| УП | - управляющая программа | |
| УТП | - унифицированный (групповой) технологический процесс | |
| УТС | - универсальный технологический справочник | |
| CAE | - Computer-aided Engineering – автоматизированное конструирование | |
| VPD | - Virtual Product Development – виртуальная разработка изделия | |
| CAD | - Computer-Aided Design – автоматизированное проектирование | |
| CADD | - Computer-Aided Design and Drafting – автоматизированное проектирование и черчение | |
| CAPP | - Computer Automated Process Planning – автоматизированное планирование производственного процесса | |
| САМ | - Computer-Aided Manufacturing – автоматизированное производство | |
| PPS | - Production Planning System – система планирования производства | |
| CAQ или CAQС | - Computer-Aided Quality Control – автоматизированный контроль качества | |
| PDM | - Product Data Management – управление данными об изделии | |
| LCAD | - Layout CAD – автоматизированное проектирование планировки | |
| MSA | - Measurement System Analysis – анализ измерительных систем | |
| SPC | - statistical process control – статистическое управление процессами | |
| FMEA | - Failure Mode and Effects Analysis – анализ видов и последствий отказов | |
| MES | - Manufacturing Execution System – система управления производством | |
| ODBC | - Open Database Connectivity – открытое взаимодействие с базой данных | |
ВВЕДЕНИЕ
Цель дисциплины: ознакомить студентов с вопросами развития и становления систем автоматизации проектирования технологических процессов.
Основные задачи дисциплины:
- изучить методологию автоматизации проектирования технологических процессов,
- алгоритмизацию процессов проектирования технологии,
- практическое освоение ряда САПР ТП, получивших широкое распространение в промышленности и являющихся характерными представителями отдельных классов систем,
- иметь кругозор и навыки выбора системы для условий конкретного предприятия,
- ознакомление с перспективами и основными направлениями совершенствования САПР ТП и получение навыков работы на ПК (персональный компьютер).
В результате изучения дисциплины студент должен иметь представление:
- о методологии автоматизированного проектирования технологических процессов;
- об алгоритмизации процессов проектирования технологических процессов;
- о перспективах и основных направлениях развития САПР ТП;
Студент должен знать:
- основные термины и понятия в области автоматизированного проектирования технологических процессов;
- методы автоматизированного проектирования технологических процессов;
- особенности основных систем автоматизированного проектирования технологических процессов.
Уметь использоватьполученные знания в своей профессиональной деятельности, применяя современные универсальные средства и методы автоматизации проектирования технологических процессов;
Владеть навыками:
- пользования наиболее распространенными системами автоматизированного проектирования технологических процессов;
- алгоритмизации процесса проектирования технологических процессов.
Глава 1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И МЕТОДЫ САПР ТП
Автоматизация подготовки производства основана на применении систем авоматизированного проектирования (САПР). САПР является совокупностью технических и программных средств автоматизированной обработки информации для решения инженерных задач определенного характера [1].
К техническим средствам относятся: компьютер, оснащенный средствами ввода (сканер, клавиатура) и вывода информации (принтер, плотер, монитор); локальная сеть, объединяющая несколько компьютеров для решения общих или различных задач.
К программным средствам относятся программы, которые решают системные и прикладные задачи САПР. Содержание и сложность прикладных задач определяют назначение и возможности САПР. Организация функционирования технических средств и прикладных программ определяют круг системных задач.
Автоматизированная обработка информации выполняется в режиме диалога между системой и пользователем. Под обработкой информации понимается прием, хранение, передача и вывод данных, а также их использование в решении инженерных задач.
1.1. Общее представление о системах автоматизации
подготовки производства
Характер инженерной задачи определяется содержанием этапа жизненного цикла изделия, для реализации которого предназначена САПР. Основные автоматизированные системы и связи между ними показаны на рис. 1.
Рис. 1. Пример структуры взаимодействия САПР
Проектирование изделия начинается с применения системы CAE – системы инженерного анализа (Computer-aided Engineering – автоматизированное конструирование). Подобные системы автоматизируют расчеты деталей на прочность, конструкций на жесткость, проводят динамический анализ механизмов, что позволяет выработать проектное решение относительно конструкции изделия.
Системы VPD (Virtual Product Development – виртуальная разработка изделия) реализуют технологии виртуального моделирования, сокращая затраты на физическое моделирование. Эти системы используются для проектирования сложных машин автомобиле-, судо- и авиастроения.
Системы CAD (Computer-Aided Design – автоматизированное проектирование) предназначены для геометрического моделирования и подготовки чертежей. Подобные системы еще обозначают абревиатурой CADD (Computer-Aided Design and Drafting – автоматизированное проектирование и черчение).
Системы CAPP (Computer Automated Process Planning – автоматизированное планирование производственного процесса), или САПР ТП, предназначены для разработки технологических процессов и составления технологической документации.
Системы САМ (Computer-Aided Manufacturing – автоматизированное производство) предназначены для разработки технологии обработки на оборудовании с ЧПУ и составления текстов управляющих программ.
Системы PPS (Production Planning System – система планирования производства). Системы CAQ, или CAQС (Computer-Aided Quality Control – автоматизированный контроль качества), используются при подготовке производства и управления деятельностью производственных подразделений. Система CAQ также связана с этапами жизненного цикла изделия, следующими после производства, позволяя собирать и анализировать информацию о качестве изделий на стадиях производства, эксплуатации и технического обслуживания.
Автономное (обособленное) использование CAD, САРР и CAM систем дает низкий эффект, который может быть существенно увеличен путем интеграции всех систем автоматизации подготовки и управления производством. Интеграция позволяет создать единое информационное пространство для конструкторского и технологического документооборота, что совмещает во времени процессы подготовки производства.
Основой информационной интеграции являются PDM-системы
(рис. 2).
Системы PDM (Product Data Management – управление данными об изделии) обеспечивают управление информацией об изделиях и связанных с ними процессах в пределах предприятия или в пределах жизненного цикла изделий. PDM-системы обеспечивают групповую работу над проектами в реальном времени через совместное использование фрагментов общих информационных ресурсов предприятия. С помощью PDM-систем осуществляется отслеживание массивов данных инженерно-технической информации, возникающих и необходимых на этапах проектирования и производства. PDM-системы интегрируют информацию любых форматов и типов, регулируют доступ специалистов отделов и служб предприятия. В среде PDM-систем создаются и отслеживаются задания и планы.
 |
| Рис. 2. Пример структуры интегрированной системы |
Системы MSA (Measurement System Analysis – анализ измерительных систем) предназначены для учета, анализа и прогнозирования надежности и достоверности измерительных систем, используемых в технологических процессах. К измерительным системам относятся совокупности средств контроля и измерений, испытательные стенды и установки, методики измерений, испытаний и контроля, программное обеспечение, используемые для получения значений измеряемых величин, для контроля состояния измерений.
Системы SPC (statistical process control – статистическое управление процессами) предназначены для автоматизации мониторинга производственного процесса с использованием методов статистики с целью управления качеством продукции.
Системы FMEA (Failure Mode and Effects Analysis – анализ видов и последствий отказов) предназначены для автоматизации учета, контроля и анализа причин и последствий возможных несоответствий, возникающих в ходе технологических процессов.
Системы MES (Manufacturing Execution System – система управления производством) предназначены для автоматизации планирования процессов, загрузки производственных мощностей, потребностей в ресурсах, производственных затрат, моделирования выпуска готовых изделий, корректирования планов и заданий. С их участием решаются задачи автоматизации планирования и контроля потоков сырья, материалов, незавершённого производства, готовой продукции.