Основные аспекты разработки и эксплуатации САПР УП

ГЛАВА 6. АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ УПРАВЛЯЮЩИХ ПРОГРАММ

Автоматизация инженерного труда на основе широкого и эффективно­го использования вычислительной техники является одним из элементов комплексной автоматизации современного производства. Основными предпосылками создания и внедрения систем автоматизации проектирования управляющих программ являются необходимость сокращения сроков и уменьшение трудоемкости и стоимости разработки УП, а также повышение эффективности труда инженеров-технологов и программистов.

Под автоматизацией проектирования УП понимается такой способ разработки УП, когда проектные процедуры и операции осуществляются разработчиком при тесном взаимодействии с ЭВМ. Автоматизация проектирования предполагает систематическое использование средств вычислительной техники при рациональном рас­пределении функций между проектировщиком и ЭВМ и обоснованном выборе методов машинного решения задач.

Система автоматизированного проектирования УП – это комплекс средств автоматизации проектирования, включающий техническое, программное, математическое, информационное, лингвистическое, методическое и организационное обеспечения, осуществляющий преобразования данных чертежа и технологического процесса обработки детали в коды устройства управления оборудованием с ЧПУ.

Создание САПР УП – сложная комплексная задача, требующая обеспечения методологического единства всех этапов проектирования, учета взаимосвязи разнообразных функциональных, информационных и лингвистических параметров, тщательной проработки технологических аспектов организации аппаратно-программных средств системы.

Основные аспекты разработки и эксплуатации САПР УП

Одной из основных задач, вставшей с появлением ЭВМ и оборудования с ЧПУ является сокращение времени подготовки управляющей информации и уменьшение вероятности ошибок.

Впервые задача автоматизированного программирования для изго­товления деталей на станках с ЧПУ была поставлена и решена Ассоциа­цией авиакосмической промышленности США в сотрудничестве с Масса­чусетским технологическим институтом в 1959-1961 гг. Был разработан специальный проблемно – ориентированный язык программирования АРТ (Automatic Programming Tools) и основанная на нём система программного обеспечения. Эта система была рассчитана на применение достаточно мощной для того времени ЭВМ (IBM 360/370) и охватывала практически все возможные операции от 2-х до многокоординатной обработки. По опыту использования этой системы в производстве получено снижение трудоёмкости программирования на 200% и более.

На базе этой системы программного обеспечения было разработано большое количество подобного рода систем: ЕХАРТ, ADAPT, GTL, ТЕХТРАН, ТЕХНОЛОГ, САПТ. Многие из них используются до настоящего времени с доработками с учётом развития вычислительной техники и адаптации этих систем к современным системам ЧПУ и станочному оборудованию.

САПР УП условно разделяют на «лёгкие» и «тяжёлые». Их различают по объёму имеющихся функций, например, наличия 2 D (плоского) и 3 D (объёмного) проектирования, возможности твёрдотельного моделирования, и по требованиям к вычислительным мощностям системы ЧПУ. Использование «тяжелых» САПР, обладающих наибольшей функциональностью, требует содержания высококвалифицированных сотрудников, обладающих опытом и знаниями работы с САПР высшего уровня.

Для решения данной проблемы машиностроительные предприятия стремятся использовать программное обеспечение, которое при достаточно широком спектре решаемых задач требует меньшей квалификации пользователей системы. Другим способом оптимизации работы САПР является организация подготовки УП на основе базы данных, в которой накапливаются наработки опытных технологов предприятия.

Современные программные комплексы (ADEM, UNIGRAPHIСS, ArtCAM, ГеММа-3D) позволяют построить математическую модель и получить управляющие программы обработки детали любой степени сложности на всех типах оборудования с ЧПУ, что значительно повышает производительность работы конструкторской и технологической служб. Высокая гибкость таких систем и функциональный интерфейс обеспечивают возможность быстрой переналадки для выпуска новых деталей, что особенно актуально в условиях мелкосерийного производства.

В большинстве систем имеется возможность внесения оператором изменений в текст управляющей программы и перевода готовой программы в коды станка с другой системой управления, не прибегая к помощи технолога-программиста, что особенно эффективно в цеховых условиях. Для этих целей используется редактор управляющих программ, осуществляющий ассоциативную связь кадра в тексте программы с графическим отображением элемента траектории движения инструмента.

Автоматизация получения управляющих программ позволяет оператору в интерактивном режиме создавать траекторию движения режущего инструмента и получать данные о точках контакта инструмента с обрабатываемыми поверхностями детали на каждом шаге обработки. Программирование в среде САПР помогает решить проблемы подготовки управляющих программ при изготовлении деталей сложной конфигурации, таких как судовые винты и колеса турбин, и использовании нестандартных методов механической обработки.