Компьютерное проектирование и подготовка производства сварных конструкций

Формирование последовательности сборки и сварки конструкции

После завершения анализа конструкторской документации первым и принципиально важным этапом разработки технологии изготовления свар­ной конструкции является ее деление на сборочные единицы. При этом за­кладываются основы всей последующей технологии, по которой отдельные узлы будут изготовляться последовательно (или параллельно) на отдельных рабочих местах с использованием соответствующих сборочно-сварочных приспособлений, оснастки и сварочного оборудования. В принятии решений имеется большая доля творческой составляющей, и, как правило, наиболее квалифицированные технологи могут предложить рациональную схему ор­ганизации изготовления конструкции. При этом учитывается много факто­ров, связанных с конструктивными особенностями изделия, серийностью производства, а также возможности максимального использования уже су­ществующих приспособлений, сроков, отведенных на подготовку производ­ства и др. Процесс формирования структуры сборки не должен выполняться в автоматическом режиме, а интерактивные технологии призваны обеспе­чить высокое быстродействие выполнения всех операций и исключение всех возможных технических ошибок. Более того, уже в процессе разработки технологии часто возникает необходимость изменения принятой первона­чально последовательности выполнения сборочно-сварочных операций. Это может быть связано с возникающими трудностями сборки, точного базиро­вания заготовок, ограниченной доступностью сварных швов, с необходимо­стью выделения дополнительных сборочных узлов для уменьшения техно­логического времени и синхронизации ритма работы оборудования поточ­ных или автоматических технологических линий.

В случае изменения порядка сборки и сварки узлов при частично уже разработанной и сформированной технологии, и особенно если такие изме­нения произошли в завершающей стадии работы, сформированные блоки технологического процесса, непосредственно не затронутые изменениями, должны сохраниться и не переформировываться вновь. Достигается это специальной системой привязки данных технологии к структуре сборочных единиц, которая более подробно рассмотрена в § 5.4.

Технически разработку последовательности сборки и сварки конст­рукции удобно выполнять путем видоизменения (редактирования) исходной структуры — структуры конструкторской документации. В качестве приме­ра для пояснения технологии формирования последовательности выполне­ния сборочно-сварочных операций воспользуемся уже рассмотренной кон­струкцией переходника (см. рис. 5.7). Если в конструкторской документации на

это изделие имеется только один сборочный чертеж, на ко­тором изображено все изделие, то автоматическая обработка данных конструкторской спе­цификации сформирует дерево ее структуры так, как показано на рис. 5.8, а. Для упрощения схемы здесь пока не представ­лены сварные швы.

В случае если в конструк­торской документации на это изделие помимо основного сбо­рочного чертежа имеются от­дельные сборочные чертежи на цилиндр, диффузор, короб, то система автоматически сформи­рует структуру документации, как показано на рис. 5.8, б. Ес­тественно, ни первая, ни вторая из автоматически сформирован­ных структур документации не обязана быть структурой про­цесса изготовления — структу­рой сборки конструкции в про­изводстве, хотя, как правило, конструктор при выполнении проекта определяет все отдель­ные сборочные элементы. Тех­нолог уточняет и окончательно определяет структуру сборки. Предположим, что в рассматриваемом примере процесс изготовления дол­жен проходить так, как показано на рис. 5.12. Можно видеть, что на оконча­тельную сборку поступают три сварных узла: цилиндр, диффузор и короб, однако сам диффузор будет собираться и, возможно, свариваться не сразу из четырех отдельных деталей, а из двух одинаковых технологических подсбо­рок. При этом каждый из двух технологических сварных узлов будет вклю­чать в себя одну боковину правую и одну боковину левую, свариваемые швом № 2. Два собранных и сваренных технологических узла должны по­ступить на сборку и сварку одного диффузора, где будут выполнены два сварных шва № 3.

Для выполнения операций преобразования исходной структуры (рис. 5.9) в структуру сборки (рис. 5.12) в автоматизированной системе разработки тех­нологии имеется двухоконная экранная форма (рис. 5.13). Каждой позиции де­рева структуры в правом окне соответствуют ее характеристики в левом окне, причем разные для сборочных единиц, деталей и сварных швов. Для сборочно­го узла это номер спецификации, если он имеется, масса (в кг), количество та­ких элементов в сборке более высокого уровня и общее количество таких узлов во всей конструкции (рис. 5.13, а). Для отдельной детали помимо такого же на­бора данных дополнительно указана марка материала (рис. 5.13, б).

При необходимости выделения в выбранной сборке новой дополни­тельной сборочной единицы на экране (в дополнительном окне) следует ввести наименование вновь создаваемого технологического узла и предпо­лагаемое количество таких элементов (рис. 5.14). После ввода этой инфор­мации в схеме структуры появляется новая строка с данными созданного технологического узла и обновляются связи между всеми элементами. Для перемещения в эту новую сборку нужного количества деталей их наимено-

Г

Колиесгео _________

Название ;|Текнс<5срк4

- Параметры j< j беесгм - j Отменить..j

Рис. 5.14. Пример окна ввода новой сборочной единицы

2 Л Переместить дня ззяа ‘Диффузор’

(нажио:

2 бокоемнэ ntME-ая О боковина левая

‘Отмене

Рис. 5.15. Пример окна со списком выбранных элементов конструкции

вания помечаются на схеме с помощью мыши. Выбранные детали отобра­жаются в окне (рис. 5.15). Здесь для удобства работы показано общее коли­чество деталей, возможное для перемещения в конкретную выбранную сборку с учетом количества таких сборок, и имеются поля для указания нужного количества перемещаемых деталей каждого наименования. Недо­пустимые перемещения будут заблокированы.

После перемещения деталей измененная структура сразу видна на эк­ране, при этом оставшиеся детали сохраняются на своих местах и все коли­чественные и весовые характеристики всех элементов уже пересчитаны. Точно так же перемещаются в структуре любые сборочные единицы и свар­ные швы, причем технические ошибки исключены. Можно видеть, что из-

ложенная процедура изменения структуры сборки конструкции на­поминает работу программы «про­водник» в Windows, с дополни­тельным анализом количествен­ных показателей в многоуровне­вой системе. Следует заметить, что происшедшие изменения при редактировании структуры сопро­вождаются существенным обнов­лением связей в оперативной базе данных и, как будет показано да­лее, это касается не только сбо­рочных единиц, деталей и сварных швов, но и блоков технологиче­ских процессов, «привязанных» к своим сборкам.

Представленный процесс объединения и переноса деталей с образованием новой сборочной единицы или перемещение дета­лей в другие уже существующие сборки может выполняться и в об­ратном направлении, когда от­дельные сборочные узлы могут быть ликвидированы полностью, их детали или узлы войдут в со­став других элементов. На рис. 5.16 и 5.17 показаны структуры сборки двух достаточно сложных сварных конструкций. Разработанная тех­нологами структура сборки корпу­са барабана шахтной мельницы массой свыше 13 т выполнена при­менительно к единичному произ­водству изделия с использованием преимущественно ручной и полу­автоматической сварки (рис. 5.16). На рис. 5.17 показана структура сборки сварной конструкции ото­пительной печи массой 51,4 кг,

Номера

чертежей

которая состоит из 16 заготовок и предназначена для изготовления крупны­ми сериями с применением как полуавтоматической сварки в смесях газов, так и автоматической сварки на роботизированных технологических ком­плексах. В последнем случае увеличиваются требования производительно­сти и точности сборки и для всех семи сборочных узлов необходимо разра­ботать специализированные сборочно-сварочные приспособления-стенды.

Наличие структуры сборки сварной конструкции позволяет присту­пить к формированию технологических процессов изготовления отдельных

сборочных единиц, однако это возможно только для тех сборок, в которые входят одни детали или детали и сборочные единицы, для которых техноло­гический процесс уже сформирован.