СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ. 6
1 АНАЛИЗ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ И СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ НА ПРЕДПРИЯТИИ.. 8
1.1 Основные направления деятельности ЦИФРАЛ» и номенклатура выпускаемой продукции. 8
1.2 Анализ структуры конструкторско-технологического отдела. 10
1.3 Структура отдела информационных технологий. 12
1.4 Анализ технической оснащенности предприятия. 13
1.5 Анализ технических средств автоматизации КТПП изделий на предприятии 20
1.6 Анализ программных средств автоматизации КТПП изделий на предприятии 21
2 ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ НАЗНАЧЕНИЕ И ТЕХНИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ИЗДЕЛИЯ.. 24
3 АВТОМАТИЗАЦИЯ КОНСТРУКТОРСКОЙ ПОДГОТОВКИ ПРОИЗВОДСТВА 26
3.1 Характеристика современных CAD-систем и обоснование выбора применяемой CAD-системы.. 26
3.1.1 T-Flex. 26
3.1.2 Компас 3D V9. 27
3.1.3 PRO/ENGINEER Wildfire 4.0. 28
3.2 Разработка 3D - модели изделия. 30
3.3 Создание конструкторской документации на изделие. 38
4 АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ ПРОИЗВОДСТВА 39
4.1 Выбор современного технологического оборудования для производства изделия 39
4.2 Разработка маршрутного ТП изготовления изделия. 41
4.3 Выбор металлообрабатывающего инструмента и назначение режимов резания 42
4.4 Анализ современных CAM-систем и обоснование выбора применяемой CAM-системы 48
4.4.1 CAM-модуль системы T-FLEX.. 49
4.4.2 CAM-модуль системы PRO/ENGINEER.. 49
4.4.3 CAM-модуль системы ADEM А7. 51
ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 60
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ.. 61
ПРИЛОЖЕНИЯ.. 62
ВВЕДЕНИЕ
В связи с быстро изменяющейся конъюнктурой рынка продукции, предприятия должны в кратчайшие сроки произвести изменения в производстве для сохранения позиции на рынке. Чтобы сделать этот процесс менее трудоемким и более эффективным, предприятия используют средства автоматизации конструкторской и технологической подготовки производства. Автоматизация изделия затрагивает все стадии производства, начиная от разработки 3D-модели изделия и конструкторской документации и заканчивая формированием программы для обработки изделия на станках с ЧПУ.
В условиях предприятия ЦИФРАЛ» автоматизация изделий наиболее актуальна, поскольку предприятие предоставляет не только стандартную продукцию, но и измененные в соответствии с пожеланиями покупателей изделия. Например, деталь «панель лицевая», входящая в состав блока вызова может иметь различные конфигурации в зависимости от электронных компонентов, содержащихся в блоке вызова. Поэтому на предприятии используют современные средства автоматизации конструкторской и технологической подготовки производства.
Целями данного курсового проекта являются изучение процесса производства конкретного изделия на предприятии, получение навыков в формировании конструкторской и технологической документации на производство изделия.
В задачи курсового проекта входит:
· анализ производственных возможностей и средств автоматизации на предприятии;
· изучение конструкторской и технологической документации на изделие;
· получение навыков 2D - и 3D-моделирования;
· знакомство с современным технологическим оборудованием и инструментом;
· изучение принципа создания управляющих программ для станков с ЧПУ, имеющихся на предприятии.
Для решения поставленных задач были сформулированы следующие ограничения:
· решение задач осуществляется в условиях предприятия ЦИФРАЛ»;
· возможность использования средств автоматизации конструкторской и технологической подготовки производства при наличии на предприятии;
В процессе разработки курсового проекта использовался программный комплекс для сквозного параллельного проектирования и подготовки производства Pro/ENGINEER, обладающий всеми необходимыми функциональными возможностями для создания конструкторской документации и управляющей программы для обработки изделия на станках с ЧПУ.
1 АНАЛИЗ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ И СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ НА ПРЕДПРИЯТИИ
1.1 Основные направления деятельности ЦИФРАЛ»
и номенклатура выпускаемой продукции
Компания «ЦИФРАЛ», основанная в 1996 году, работает на российском рынке безопасности в области систем домофонизации и систем ограничения доступа. Компания «Цифрал» является одним из самых крупных производителей домофонной продукции в мире и единственной среди производителей домофонного оборудования в России, чье производство аттестовано по международному стандарту ИСО 9001.
Основные виды деятельности - разработка, производство и продажа микропроцессорных аудиодомофонов, видеодомофонов, переговорных устройств к ним, цифровых ключей Touch Memory, микропроцессорных контроллеров, электромагнитных замков, блоков питания, различных аксессуаров и многое другое. Перечень производимой продукции (рисунок 1):
· многоабонентные микропроцессорные аудиодомофоны;
· коммутаторы для микропроцессорных аудиодомофонов;
· блоки расширения для микропроцессорных аудиодомофонов;
· видеодомофоны;
· микропроцессорные аудиодомофоны прямой адресации;
· малоабонентные аналоговые аудиодомофоны прямой адресации;
· блоки питания для оборудования «Цифрал»;
· переговорные устройства к аудиодомофонам;
· ключевые устройства;
· ключи;
· кодовые устройства;
· электромагнитные замки.
Рисунок 1- Основные виды продукции, выпускаемые «Цифрал».
Все оборудование "ЦИФРАЛ" сертифицировано, а некоторые позиции включены в общероссийский кодификатор продукции производственно-технического назначения и в проектную документацию строящегося типового жилья в России. В 2004 году предприятием получен сертификат ИСО 9001, подтверждающий соответствие производства международным стандартам качества.
Собственная инженерная и производственная база, основанная на передовых технологиях, позволяет оперативно реагировать на изменяющиеся требования рынка безопасности к системам домофонизации и ограничения доступа, создавать новую высококачественную продукцию. Перечень оборудования, выпускаемого компанией, постоянно расширяется и совершенствуется на основе анализа опыта его эксплуатации.
Группа Компаний "ЦИФРАЛ" и региональные представители постоянно участвуют в различных выставках и технических форумах в различных регионах России: московская международная выставка "Технологии безопасности", международная специализированная выставка "Охрана и безопасность" в Санкт-Петербурге, специализированная выставка "Безопасность. Телекоммуникации. Информация.", выставка "Охрана и безопасность" г. Челябинск [7].
Компания «Цифрал» имеет дилерскую сеть по многим городам России и странам СНГ, а также центры технического сервиса и поддержки.
Общая схема предприятия представлена в приложении А.
1.2 Анализ структуры конструкторско-технологического отдела
Конструкторско-технологический отдел, согласно штатному расписанию, состоит из 11 человек, 8 из которых занимаются разработкой конструкторской документации.
Задачи конструкторско-технологического отдела:
· разработка новых и модернизация существующих изделий;
· обеспечение высокого технического уровня разрабатываемых изделий;
· обеспечение конструкторской подготовки производства;
· обеспечение технологической подготовки производства;
· внедрение новых прогрессивных технологий.
Функции конструкторско-технологического отдела:
· анализ требований потребителей;
· планирование разработки;
· определение входных данных для разработки;
· разработка технического задания на ОКР, соответствующего входным данным разработки;
· разработка конструкторской документации;
· организация макетных и опытных образцов, проведение испытаний образцов;
· сопровождение внедрения в производство установочной партии;
· конструкторское сопровождение производства серийно выпускаемой продукции;
· организация проведения испытаний серийно выпускаемых изделий;
· составление планов подготовки производства;
· заключение договоров, размещение заказов и контроль за их исполнением сторонними организациями;
· составление планов технологической подготовки производства;
· разработка технологической документации;
· технологическое сопровождение производства серийно выпускаемой продукции;
· внедрение в производство наиболее прогрессивных технологических процессов, оборудования и технологической оснастки, средств автоматизации и механизации;
· корректировка технологической документации в связи с изменениями, вводимыми в конструкцию и технологию изготовления изделий;
· расчет норм расхода инструмента, материалов и комплектующих;
· разработка конструкторской документации вспомогательного производства;
· участие в аттестации рабочих мест;
· расчет производственных мощностей и загрузки оборудования;
· составление плана размещения оборудования, технического оснащения и организации рабочих мест;
· подготовка исходных данных для обоснования потребности предприятия в оборудовании, составление заявок на необходимое оборудование;
· организация работ по поверке оборудования на технологическую точность.
1.3 Структура отдела информационных технологий
Отдел информационных технологий (ОИТ), является самостоятельным структурным подразделением предприятия, подчиняется непосредственно генеральному директору. Его возглавляет начальник отдела. Данный отдел реализует функции обеспечения внедрения и сопровождения автоматизированных систем проектирования и управления, бухгалтерского учета, информационных и телекоммуникационных систем, прикладных программ.
ОИТ выполняет следующие задачи:
- обеспечение внедрения и сопровождения автоматизированных систем проектирования и управления, бухгалтерского учета, информационных и телекоммуникационных систем;
- администрирование и обеспечение работоспособности программно-аппаратной части вычислительной и множительной техники, сетевых ресурсов и телекоммуникационного оборудования;
- обучение и консультирование пользователей вычислительной и множительной техники;
Для выполнения указанных задач на ОИТ возлагаются следующие функции:
· обеспечение внедрения и сопровождения автоматизированных систем проектирования и управления, бухгалтерского учета, информационных и телекоммуникационных систем, прикладных программ;
· администрирование сетевых ресурсов и обеспечение резервного копирования баз данных и программных средств;
· обучение и консультирование пользователей вычислительной и множительной техники, телекоммуникационных систем;
· обеспечение работоспособности программно-аппаратной части вычислительной и множительной техники, телекоммуникационных систем;
· внедрение и сопровождение систем телекоммуникаций, в т. ч. АТС, для обмена открытой и конфиденциальной информацией;
· участие в организации и осуществлении мероприятий по профессиональной подготовке, проведении совещаний, семинаров по вопросам, входящим в компетенцию отдела;
· организация и контроль учета средств вычислительной и множительной техники и их движения;
· определение потребности подразделений предприятия в средствах вычислительной и множительной техники, телекоммуникационных систем, составление заявок на их приобретение;
· разработка перечней и графиков проведения профилактических работ средств вычислительной и множительной техники;
· осуществление контроля выполнения установленных требований по обеспечению условий хранения и эксплуатации вычислительной и множительной техники, телекоммуникационных систем.
1.4 Анализ технической оснащенности предприятия
На предприятии имеются вертикально-фрезерные, горизонтально-фрезерные, токарные, плоскошлифовальные, универсальные круглошлифовальные, координатно-расточные и электроэрозионный станки. Три вертикально-фрезерных станка имеют системы ЧПУ.
Один из них – вертикальный обрабатывающий центр Hardinge VMC 600II (рисунок 2) компании Hardinge Inc., крупнейшего в мире производителя высокоточного металлообрабатывающего оборудования. Обладая отличными техническими характеристиками, обрабатывающие центры этой фирмы обладают еще одним неоспоримым достоинством – их стоимость доступна для многих российских предприятий.
 |
Рисунок 2 - Вертикальный обрабатывающий центр Hardinge VMC 600II.
Конструкция станка обеспечивает широкие возможности механической обработки, как легких, так и твердых сплавов.
Станок оснащен шпинделем с 12000 об/мин. В сочетании с жесткой конструкцией применение высокоскоростного шпинделя позволяет качественно обрабатывать сложные формообразующие поверхности штампов и пресс-форм. Скорость рабочих подач по всем осям составляет 12 м/мин, а быстрых перемещений - 30 м/мин. Обрабатывающие центры оснащаются системой ЧПУ Fanuc 0i-MB. Обрабатывающие центры комплектуются инструментальным магазином карусельного типа на 20 позиций со средним временем смены инструмента 6 с. Запуск управляющих программ осуществляется с компьютера оператора.
Два других станка – CY-8LD – имеют систему ЧПУ CNC 86 на базе процессора Pentium 120 и используются для решения более простых задач. Ввод управляющих программ производится с дискеты или пульта оператора.
Основные технические характеристики станка Hardinge VMC 600II представлены в таблице 1.
Таблица 1 - Основные технические характеристики станка Hardinge VMC 600II.
Характеристика | Значение |
Размеры рабочего стола, мм | 750 Х 510 |
Перемещения по осям X/Y/Z, мм | 600/510/510 |
Макс. масса заготовки, кг | 700 |
Продолжение таблицы 1 | |
Мощность привода главного движения, кВт | 13 |
Макс. Частота вращения шпинделя, об/мин | 12000 |
Точность позиционирования, ± мкм | 5,0 |
Габариты станка (длина Х ширина Х высота), мм | 2260 Х 2464 Х 2728 |
Масса станка, кг | 4320 |
На предприятии широко используется электроэрозионное оборудование с ЧПУ. С его помощью на одном технологическом этапе получают сложные выемки и вырезы, минимальные внутренние радиусы и глубокие пазы.
Комплект электроэрозионного проволочного вырезного станка серии CF 20 включает в себя литую чугунную станину С-образной формы, которая обеспечивает статическую и динамическую жесткость конструкции, термическую стабильность, высокую точность, рабочий стол и рабочую зону.
Система управления электроэрозионного проволочного вырезного станка серии CF 20 включает в себя:
· цветной дисплей 15”;
· центральный процессор;
· операционная система Windows98;
· мульти-задачная среда;
· полноформатная клавиатура 101 кнопка;
· пульт дистанционного управления;
· HELP-встроенная система помощи;
вспомогательные функции:
· поиск центра отверстия;
· базирование по кромке детали;
· выставление вертикальности проволоки;
· хранение координат базовой точки;
· возврат в базовую точку;
· возврат в исходную точку (машинный нуль).
Функции программирования:
· зеркальное преобразование по осям X, Y;
· трансформация по осям X, Y;
· вращение;
· масштабирование.
Обработка:
· графическая проверка;
· симуляция процесса обработки с выключенным генератором;
· система защиты и возобновления работы при перебоях энергоснабжения;
· возможность программирования при выполнении обработки;
· возможность изменения параметров в процессе обработки;
· функция самодиагностики;
· отображение контура обработки в 2D и 3D режимах;
· отображение сообщений об ошибках в реальном масштабе времени;
· регистрация состояния станка на всех этапах обработки;
· отображение версии программного обеспечения;
· отображение момента и длительности обработки.
Электроэрозионный станок SP1 используется для стандартной электроэрозионной обработки электропроводных материалов. Ввод управляющих программ осуществляется с пульта оператора или с дискеты. Основные технические данные представлены в таблице 2.
Таблица 2 – Основные технические данные электроэрозионного станка SP1.
Характеристика | Значение |
Габариты станка (длина Х ширина Х высота), мм | 1500 Х 1200 Х 1991 |
Масса станка, кг | 2100 |
Размеры рабочего стола, мм | 500 Х 320 |
Перемещения по осям X/Y/Z, мм | 320/250/250 |
Макс. Масса заготовки, кг | 600 |
Номинальные размеры заготовки, мм | 740 Х 450 Х 260 |
Продолжение таблицы 2 | |
Потребление энергии, кВт | 10 |
Точность позиционирования, мм | 0,015 |
Также на предприятии находится электроэрозионный прошивочный станок AGIE CHARMILLES FORM 20 (рисунок 3).
Рисунок 3 - Электроэрозионный прошивочный станок AGIE CHARMILLES FORM 20.
В комплект станка входит:
- литая чугунная станина, короткая С-образная колонна, усиленная симметричным оребрением и крестовой стол с движением по осям X, Y, обеспечивают высокую статическую и динамическую жёсткость и точность позиционирования;
- перемещение по осям (XYZ) производится сервоприводом на базе двигателя постоянного тока с энкодером, что обеспечивает высокое качество копирования;
- генератор AGIE - 72 A;
- ось «С», полностью контролируемая ЧПУ;
- пневматическая панель;
- пневмопатрон 3R-600.84-20 или ER-007523;
- автоматический сменщик инструмента на 4 электрода (вес одного электрода не более 5 кг);
- теплообменник и чилер для охлаждения диэлектрика;
- на столе имеются четыре T образных установочных паза для крепления зажимных приспособлений;
- уровень диэлектрика в рабочей камере регулируется в ручном режиме;
- защитное устройство не допускает заполнения резервуара если дверца камеры открыта;
- камера оснащена датчиками уровня диэлектрика и температуры, которые дают команду на остановку работы и посылают сигнал на экран монитора в случае снижения уровня жидкости ниже допустимого уровня и при отклонении температурного режима от рабочего;
- фильтрующее устройство состоит из двух фильтров, в качестве рабочей жидкости используется специальный диэлектрик для прошивочных эрозионных станков;
- централизованная система смазки (500 мл) оборудована насосом с ручным управлением;
- промышленный компьютер с тактовой частотой 1,8 GHz, с оперативной памятью 256 Мb;
- цветной жидкокристаллический монитор 15";
- операционная система Windows XP;
- один комплект плавких предохранителей.
- базовый комплект оснастки для крепления заготовки на столе;
- электрод и заготовка для тестовой работы;
Основные технические данные представлены в таблице 3.
Таблица 3 – Технические характеристики электроэрозионного прошивочного станка AGIE CHARMILLES FORM 20.
Характеристика | Значение |
Габариты станка (длина Х ширина Х высота), мм | 1300 Х 1850 Х 2500 |
Масса станка, кг | 2000 |
Размеры рабочего стола, мм | 630 Х 400 |
Продолжение таблицы 3 | |
Площадь, занимаемая станком, мм | 3000 Х 3500 |
Макс. Нагрузка на стол, кг | 200 |
Перемещения по осям X/Y/Z, мм | 350/250/250 |
Размер рабочей ванны, мм | 955 Х 540 Х 350 |
Макс. размеры заготовки, мм | 800 Х 500 Х 265 |
Точность позиционирования, мм | 0,005 |
В 2007 году был приобретен 5-ти осевой вертикальный обрабатывающий центр QUASER MK 603U/15 с системой управления Heidenhain iTNC 530 5 Axes Option 2. В настоящее время обрабатывающий центр QUASER работает как отдельная единица, но в перспективе может быть установлен в серию. Благодаря возможностям 5-осевой обработки на предприятии появилась возможность использовать более короткие и более жесткие инструменты, отвечающие за лучшее качество чистовой обработки поверхности.
Данная модель принадлежит к числу самых современных высокоскоростных обрабатывающих центров. В масштабах предприятия станок используется для получения формообразующих (матриц, пуансонов, вставок и т. д.), а так же деталей высокой точности, применяемых в процессе производства.
Диапазоны быстрого перемещения 32 м/мин на всех 3-х линейных осях, система управления Heidenhein iTNC 530 и время смены инструмента 2,5 сек (инструмент - инструмент) обеспечивают высокую эффективность любого типа работы.
Для программирования может использоваться удобный для пользователя формат языка программирования Heidenhain или формат программирования DIN/ISO, что очень удобно при использовании внешнего программирования.
На предприятии преимущественно используется металлорежущий инструмент Seco из твердого сплава с покрытием и со сменными пластинами, а также HANITA – твердосплавный, с покрытием.
1.5 Анализ технических средств автоматизации КТПП изделий
на предприятии
Техническое обеспечение САПР - совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих технических средств, предназначенных для выполнения автоматизированного проектирования.
К основным компонентам технического обеспечения принято относить:
- технические средства (ТС) программной обработки данных (ЭВМ);
- ТС отображения и документирования данных (дисплеи, принтеры, плоттеры);
- ТС ввода данных («мышь», клавиатура, сканер);
- ТС передачи данных (сетевое оборудование);
- ТС архива проектных решений (множительная техника, внешние накопители).
Компоненты технического обеспечения должны обеспечивать следующие возможности: кодирование и ввод информации с её визуальным контролем и редактированием; передача информации по различным каналам связи; хранение, контроль и восстановление информации; загрузка, хранение и исполнение программного обеспечения; оперативное предоставление запрашиваемой информации на устройства вывода.
В конструкторском и технологических отделах предприятия находятся порядком 20 ПЭВМ, которые соединены между собой локальной сетью (многоранговая). Примерная конфигурация ПЭВМ: процессор AMD Athlon(tm)XP 2500+, 1024 Мб оперативной памяти, видеокарта NVIDIA GeForce FX 5600 с 250 Мб оперативной памяти, дисплей ViewSonic 19” LCD Display, жесткий диск 80 Gb Seagate ST980815A (5400rpm, 8Mb cache), привод SAMSUNG CD‑RW/DVD SM 352-B. Эти характеристики позволяют поддерживать быструю и комфортную работу современных программных средств.
Кроме этого в конструкторском бюро имеются два принтера (лазерный HP LaserJet 1200 Series PCL 6 формата A4, струйный HP DeskJet 1220C формата А3) и плоттер HP DesignJet 500.
Компьютеры и оборудование всего предприятия сообщаются с помощью проложенной между корпусами и цехами оптоволоконной сети. Это ускоряет оборот информации и документов.
Наличие факса позволяет получать документы из любой точки не только нашей страны, но и зарубежных стран, а доступность глобальной сети Интернет - узнать последние новости о новинках предприятия-конкурента и быть в курсе потребностей рынка.
1.6 Анализ программных средств автоматизации КТПП изделий на предприятии
На предприятии имеется CAD-система КОМПАС версий 5 – 7 от компании АСКОН.
Основные компоненты КОМПАС-3D V7 - собственно система трехмерного твердотельного моделирования, чертежно-графический редактор и модуль проектирования спецификаций.
Два года назад «Цифрал» приобрело несколько рабочих мест системы Pro/ENGINEER.
Интегрированный программный комплекс для проектирования и подготовки производства Pro/ENGINEER американской компании РТС предоставляет принципиально новый подход к решению задач разработки и подготовки изделия к выпуску, обеспечивая сквозной цикл «проектирование-производство».
Семейство специализированных модулей комплекса позволяет решить широкий спектр инженерных задач конструкторско-технологического проектирования:
· концептуальное проектирование;
· конструирование;
· инженерный анализ;
· проектирование технологической оснастки и разработка управляющих программ для оборудования с ЧПУ.
Уникальность и преимущество Pro/ENGINEER заключается в том, что все его программные модули являются собственной разработкой компании РТС, благодаря чему пользователь никогда не столкнется с проблемами преобразования или потери данных, неизбежных при совместном использовании программных продуктов от разных производителей.
В Pro/ENGINEER реализовано параметрическое моделирование, т. е. все данные являются параметрами, доступными для изменения на любой стадии их использования. Это достоинство позволяет разработчикам без больших затрат вносить изменения в изделие за рекордно короткое время, находить многовариантные решения конструкции, создавать библиотеки типовых деталей, узлов и технологических процессов.
Использование в Pro/ENGINEER единой информационной модели изделия дает возможность различным инженерным группам (конструкторам, технологам, расчетчикам) вести параллельную работу над проектом, оптимально используя коллективный опыт. Это значительно сокращает время и средства, затрачиваемые на конструкторско-технологическое проектирование, и позволяет получать на выходе действительно качественный продукт [10].
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 |
