Компьютерное проектирование и подготовка производства сварных конструкций

Общие вопросы автоматизации проектирования сварочной технологии

Подготовка сварочного производства имеет существенные особенно­сти, связанные с большим количеством решаемых при этом задач. Сюда входят:

• анализ сварной конструкции;

• разработка маршрутной и операционной технологии заготовитель­ных и сборочно-сварочных операций с определением режимов и выбором технологического оборудования;

• проектирование нестандартной специализированной оснастки и ее изготовление;

• проектирование отдельных автоматизированных и роботизиро­ванных комплексов, проектирование автоматизированных технологиче­ских линий;

• изготовление, отладка и монтаж технологических линий.

Большое количество отдельных сварных узлов и подузлов, на которые

делится конструкция, заставляют эту цепочку проходить многократно. Большой объем работы еще увеличивается за счет возможной доработки и изменений конструкции и технологии ее изготовления в процессе подготов­ки и отладки производства.

Получаемая на выходе технологическая документация, как правило, весьма объемная, так как должна описывать подробную последовательность и содержание всех действий, включающих технологию выполнения не толь­ко собственно сварочных операций, но и сопутствующих им операций сбор­ки, прихватки, контроля, правки, зачистки швов и поверхностей деталей, кантовочных и транспортных операций. Если еще к этому добавить разно­образие применяемых методов сварки, таких, как многие виды дуговых сва­рочных технологий в активных и инертных газах, под флюсом, многие виды технологий контактной сварки, то очевидно, что рассматриваемая зада­ча автоматизации проектирования сварочной технологии одновременно является и весьма сложной и крайне необходимой для снижения ее тру­доемкости.

Необходимость сокращения трудоемкости подготовки производства дополняется и существенным повышением ответственности принимаемых решений, поскольку любые изменения на более поздних этапах непременно вызовут значительные финансовые издержки и дополнительные переносы сроков начала производства.

При традиционной технике и технологии выполнения работ сроки подготовки производства, например, в автомобильной промышленности ра­нее занимали до 10 лет и более. Сегодня имеются реальные возможности снижения трудоемкости и сокращения сроков проектирования сварочной технологии за счет разработки и применения эффективных компьютерных технологий. Однако традиционно высокая квалификация инженеров-техно - логов и большая доля творческой составляющей в условиях большой воз­можной многовариантности решений при разработке технологии делают постановку задачи автоматизации этой работы весьма сложной. Тем не ме­нее основные требования к этой системе очевидны. Это многократное уско­рение работы, полное исключение или быстрое обнаружение возможных ошибок и создание комфортной рабочей атмосферы для пользователя. В ча­стности, автоматизированная система должна полностью исключить воз­можность пропуска установки любой детали и сварки любого шва.

Автоматизацией разработки сварочной технологии ввиду отсутствия эффективных и универсальных систем вынуждены заниматься самостоя­тельно многие организации, создавая свои версии систем проектирования сварочной технологии. Для проектирования последовательности и содержа­ния технологии сборочно-сварочных операций различными организациями были созданы несколько программ, которые, как правило, представляют со­бой редакторы операций и переходов с выборкой необходимых данных в процессе проектирования технологии из внешних баз данных или под­ключаемых расчетных задач. Такие программы позволяют фиксировать этапы процесса проектирования, а также все вносимые изменения техно­логического процесса. Ведется архив технологических процессов. В не­которых разработках существует база типовых технологических процес­сов. На выходе системы формируется типовая технологическая докумен­тация по ГОСТу.

Примером такой системы может служить программный комплекс ARMSW (рабочее место технолога-сварщика), созданный на кафедре сварки Тульского государственного технического университета под руководством профессора В. А. Судника. Проектирование технологии начинается с выборки и

Спецификация соорочной единицы изделия Нрииеинои комбайн ПК - 5Г: ДШШШШП

|Кол|Масса|Г. раэм|Мат|

База: Материалы основные

Швеллер 10-П ГОСТ 8240/БСТЗСП2-11 ГОСТ 535 Швеллер lb-П ГОСТ 8240/БСТЗСП2-11 ГОСТ 535 Швеллер 2С ГОСТ 8240/БСТЗСП2-11 ГОСТ 535

Шве. иер 40 ГОСТ 8240 / ВСТЗС'П 2 11 ГОСТ 515

Шееллер B100*5D*4 Б ГОСТ В278/2-СТЗКП ГОСТ 11474 Шестигранник 12-&12 ГОСТ 8560/35-Б-Т ГОСТ 1051

L) 47/ 401-----------------------------------------------

Материал: Лист 6 ГОСТ 11234-90/Сталь 08кп ГОСТ 7112-90

Г4-11овая стока: Ю-Цовыи каїаюі: is уда. іть сі року: ГМ! К Нвеип и iemui>mu>

Рис. 5.1. Пример окна ввода спецификации

ШИІІДПІШДШ1ШП. Я

1 ечнолоіия для изделия: ІІршіеипои комбайн '

Текст описания технологии

Тара 1-1-80-60-55-0,5М ГОСТ 14861-86 привезти комплектующие на рабочее место N1 20 04 1 00 9343 Сварочная

#60150; #60132; #30150; #20190; і Выпрямитель ЕДГ-303

D Полулвюмл Д-825

j. 191595 4 211

'поз.7 - ДП 9101.05.01.DD.005; Флаксп (5.7 кг; мм)

кшмспзоиапис и з спецификации сб. с-i. и г юлим: Нрішсипой комбліш ІІК-ЗЧ1 - Кимпд База: Компоненты і ечнолоі им

Рис. 5.2. Пример окна ввода технологических параметров

ввода исходных данных по изделию. Для каждой сварной конструкции сущест - з ет перечень сборочных единиц, для которых в системе создаются специфи­кация, графические документы и проектируется технология с печатью всей технологической документации. На рис. 5.1 показан ввод спецификации с ис­пользованием базы материалов. Проектирование технологии (рис. 5.2) проис-

ходит в диалоговом режиме с использованием базы компонентов техноло­гии и внешних программ расчета режимов и других параметров технологии. После подтверждения окончания проектирования технологии (рис. 5.3) сис­тема формирует весь комплект технологической документации. Формат вы­вода представлен на рис. 5.4. Программный комплекс ARMSW охватывает все этапы проектирования технологии сборочно-сварочных операций. Сис­тема использует большое количество баз данных и внешних расчетных про­граммных модулей, что в несколько раз ускоряет проектирование техноло­гии и повышает качество принятия решений.

Дальнейшее развитие таких систем идет по пути повышения произ­водительности работы технологов, в особенности при подготовке слож­ных по структуре и количеству заготовок сварных конструкций. При этом развиваются функции обработки данных для сравнительного анали­за и обоснования выбора возможных вариантов технологических реше­ний, автоматического контроля и исключения всех технических ошибок в технологических документах, таких, как пропуск отдельных деталей, сварных швов, фрагментов технологии. Но самое главное, автоматизиро­ванные системы разработки сварочной технологии должны быть ближе к проектированию конструкции, чтобы уже на этой стадии можно было более полно учесть не только общие, но и специфические требования технологии применительно к условиям конкретно существующего произ­водства с имеющимся набором инструментов, сборочно-сварочных при­способлений, манипуляторов изделий.

Зарубежные системы автоматизированного проектирования техноло­гии в основном создаются для конкретных задач и основаны на собственных разработках различных фирм. В литературе эти системы практически не ос­вещены, и доступ к информации по технологическим САПР закрыт.