ТОТДМ - 4-6

4.6. Методи проектування технологічних процесів

Форми і принципи організації технологічних процесів механічної обробки і складання в значній мірі залежать від типу виробництва. Наприклад, в умовах одиничного і дрібносерійного виробництв в механічних цехах устаткування розміщують за видами робіт – дільниця токарних, фрезерних верстатів, слюсарна дільниця і так далі.

В умовах середньосерійного виробництва застосовують групову форму організації. Її сутність полягає в організації предметно-замкнутих дільниць для виготовлення групи конструктивно і технологічно подібних деталей. Обладнання на таких дільницях встановлено в порядку виконання технологічних операцій відповідно до групового технологічного процесу. Така дільниця постійно налагоджена на виготовлення будь-якої деталі групи. Число деталей у групі може досягати десятків і навіть сотень найменувань, що дозволяє різко скоротити час переналагодження обладнання і застосувати в умовах середньосерійного виробництва більш продуктивне обладнання.

Як правило, у великосерійному і масовому виробництвах організовуються потокові лінії, на яких устаткування встановлене в послідовності виконання технологічних операцій. Такі лінії можуть бути:

· безперервно-потокові (заготовка переміщується від одного верстата до іншого без межопераційного пролежування. Операції за часом синхронізовані – однакові за тривалістю або кратні такту). У випадку, коли тривалість операції кратна такту, але перевищує його, для її виконання передбачають не одне, а декілька робочих місць.

· прямоточні (операції виконуються в порядку технологічного процесу, але їх тривалість несинхронізована. Тому на окремих робочих місцях утворюють міжопераційні заділи).

Як перші, так і другі потокові лінії можуть бути однономенклатурними і багатономенклатурними (із послідовним виготовленням декількох виробів).

При проектуванні усіх видів технологічних процесів необхідно дотримуватись таких основних принципів:

· технічний, сутність якого полягає в розробці технологічного процесу виготовлення виробів відповідної якості;

· економічний, що складається в розробці технологічного процесу виготовлення виробів з мінімальними витратами;

· екологічний, що передбачає при реалізації розробленого технологічного процесу мінімальний збиток працівникам, які його реалізують, а також навколишньому середовищу.

Усю вихідну інформацію для проектування технологічних процесів можна поділити на три типи:

· базова – креслення машини, складальної одиниці, деталі, обсяг випуску з урахуванням відсотка запасних частин, терміни випуску виробів, дані про виробничу систему (застосовувані способи одержання заготовок та ін.);

· керівна – інструкції з охорони праці, типові технологічні процеси, стандарти з проектування й оформлення технологічних процесів та ін.;

· довідкова – каталоги устаткування, оснащення, режимів обробки, норм часу та ін.

При цьому слід пам'ятати, що при проектуванні робочих технологічних процесів базові і довідкові дані повинні відбивати дійсний стан виробничої системи, а для перспективних технологічних процесів можна використовувати каталоги нового перспективного обладнання й оснащення.

Проектування технологічних процесів механічної обробки і складання є багатоваріантним завданням. За своєю суттю це є процес переробки вихідної інформації, що є недостатньою і неточною в кінцеві технологічні рішення. Процес проектування багатоетапний, пов’язаний із синтезом нових даних на кожному етапі, що поповнюють вихідні дані. У результаті багатоваріантності рішень, наприклад, при призначенні способів обробки окремих поверхонь або виборі верстата необхідне виконання оптимізаційних розрахунків. Процес проектування технологічних процесів є ітераційним, тобто з можливим поверненнями до раніше прийнятих рішень і їх корекцією.

У цілому в процесі проектування можна виділити три великих етапи: збір і аналіз вихідної інформації; вироблення технологічних рішень; техніко-економічне обґрунтування й оформлення технологічного процесу.

Послідовність проектування в межах цих етапів може бути надана у вигляді укрупненого алгоритму (рисунок 4.1).

Рисунок 4.1 – Укрупнений алгоритм проектування технологічного процесу

Розрізняють такі методи проектування технологічних процесів: неавтоматизоване, автоматизоване, автоматичне.

Неавтоматизоване проектування – проектування, при якому всі перетворення описів об’єкта, а також подання описів різними мовами (креслення, технологічна документація тощо), здійснює людина. При неавтоматизованому проектуванні більшість його етапів, пов’язаних з аналізом технічних умов, виробом заготовки, визначенням способу базування, формуванням структур операцій та встановленням їx послідовності, вирішуються на основі інтуїції та досвіду технолога. При їхвирішенні технолог використовує нормативні та довідкові рекомендації, типові рішення, а також виконує деякі розрахунки.

Автоматичне проектування – проектування, при якому всі перетворення описів об’єкта, а також подання описів різними мовами здійснюються без участі людини.

Автоматизоване проектування – проектування, при якому окремі перетворення описів об’єкта, а також подання описів різними мовами, здійснюють взаємодією людини i EOM. В умовах автоматизованого проектування на ЕОМ покладається розв’язання в першу чергу задач, сутність яких можна формалізувати і подати у вигляді функціональних або структурно-схемних зв’язків, наприклад, різноманітні розрахунки, визначення кількості ступенів обробки окремих поверхонь деталі, вибір оптимальних умов зняття напуску та ін.

У сучасних системах автоматизованого проектування технологічних процесів (САПР ТП), наприклад, КОМПАС ТМ, АВТОПРОЕКТ та ін., розв’язання технологічних завдань виконується в діалоговому режимі взаємодії технолога-проектувальника з ЕОМ через індивідуальний термінал – дисплей. За його допомогою він отримує повідомлення від ЕОМ через такий проміжок часу, який не порушує швидкості природного ходу його думки. Діалоговий режим ефективний при вирішенні творчих завдань, коли потрібен евристичний підхід (розпізнавання геометричних образів деталей, розмірних i топологічних зв’язків між елементарними геометричними образами, проектування маршруту обробки, складання тощо).

Так, наприклад, САПР ТП ВЕРТИКАЛЬ дозволяє: проектувати технологічні процеси в декількох автоматизованих режимах; розраховувати матеріальні та трудові витрати на виробництво; розраховувати режими різання, зварювання та інші технологічні параметри; автоматично формувати всі необхідні комплекти технологічної документації відповідно до стандарів, використовуваними на підприємстві; вести паралельне проектування складних і наскрізних технологічних процесів групою технологів, в реальному режимі часу; здійснювати перевірку даних у технологічному процесі (на актуальність довідкових даних, а також нормоконтроль); формувати замовлення на проектування спеціальних засобів технологічного оснащення та створення управляючих програм; підтримувати актуальність технологічної інформації за допомогою процесів управління змінами; підтримувати процес побудови на підприємстві єдиного інформаційного простору для управління життєвим циклом виробу від розробки до утилізації.

Довідник технолога, що входить в САПР ТП ВЕРТИКАЛЬ, надає користувачам всю необхідну довідкову інформацію, а також дозволяє організувати і розвивати бази даних підприємства.

Інтеграція ВЕРТИКАЛЬ з ЛОЦМАН: PLM, КОМПАС-3D та іншими автоматизованими системами АСКОН вирішує завдання створення єдиного електронного середовища для сумісної розробки виробу, підготовки виробництва. В результаті електронний опис виробу містить повну інформацію, необхідну для підтримки всіх етапів життєвого циклу виробу. На етапі підготовки виробництва забезпечується накопичення даних про результати конструкторсько-технологічного проектування та обмін інформацією між інженерними службами.

САПР ТП ВЕРТИКАЛЬ підтримує всі бізнес-процеси електронного інженерного документообігу, в тому числі управління технологічними змінами та замовлення на розробку спеціальних засобів технологічного оснащення і управляючих програм для верстатів з ЧПУ. У системі застосований якісно новий інтелектуальний підхід до організації даних про технологічні процеси, заснований на об’єктній моделі представлення та обробки інформації.

З точки зору принципів проектування розрізняють два методичних підходи. Перший базується на синтезуванні технологічного процесу на основі бази знань та прийняття рішень на рівні первинних визначень (перехід, установ, сумісність засобів оброки та інструментів тощо), другий – на основі використання типових або групових технологічних процесів та комплексних рішень, що накопичені багаторічним досвідом машинобудівного виробництва.

Синтезування технологічних процесів – досить складний, трудомісткий та важко формалізований процес, що вимагає глибоких знань, інтуїції, досвіду технолога.

Проектування технологічних процесів на основі типових або групових технологічних процесів не вимагає таких глибоких знань, легко формалізується та піддається автоматизації. Сьогодні практично всі діючі системи автоматизованого та автоматичного проектування технологічних процесів основані на використанні типових технологічних рішень.