Автоматизация конструкторско-технологической подготовки производства при помощи систем КОМПАС 3D и ADEM CAM на примере АО «Тамбовский завод «Ревтруд»

Система ADEM впервые появилась на предприятии в 2009 году в комплекте с поставкой проволочно-вырезного электроэрозионного станка с ЧПУ ACCUTEX AU-300ia и использовалась для подготовки управляющих программ для этого станка. В дальнейшем после покупки нескольких автоматов продольного точения появилась необходимость разработки постпроцессоров для этих станков под систему ADEM. Именно с этого момента началось активное освоение и применение ADEM для всего парка оборудования с ЧПУ на предприятии.

До применения ADEM подготовка управляющих программ велась «вручную» для фрезерных станков ГФ 2171, либо с помощью САПР начального уровня SHOPMILL Sinumerik для станков SPINNER VC-650, SCHAUBLIN-100CNC, что значительно увеличивало совокупное время на технологическую подготовку производства, и, следовательно, увеличивало срок сдачи изделия заказчику. Система КОМПАС 3D в отделе главного конструктора и в отделе главного технолога стала использоваться немного позже, но показала свое высокое качество и применимость в условиях создания моделей и сборок широкой производственной номенклатуры предприятия. 

На данный момент времени ADEM используется в написании управляющих программ для более чем 20 единиц различного металлообрабатывающего оборудования. Это электроэрозионные станки, прутковые автоматы, токарно-фрезерные обрабатывающие центры с перехватом в контршпиндель, вертикально-фрезерные 3-х и 5-ти координатные станки. Кроме того, вся программная конструкторско-технологическая подготовка изделий не только основного, но и вспомогательного производства необходимой технологической оснастки, специализированного фасонного режущего инструмента, шаблонов и калибров для размерного контроля деталей, осуществляется в системах КОМПАС 3D и ADEM. 

Рис. 3. Автомат продольного точения Nexturn, используемый на предприятии 

Если глубже погрузиться в специфику производственной номенклатуры, то можно понять, что завод производит как широкую гамму корпусных деталей, так и тел вращения. 

Рис. 4. Корпус радиоэлектронного прибора 

Рис. 5. Конструкторско-технологическое проектирование корпуса редуктора 

Рис. 6. Корпус редуктора, произведенный на 3-х координатном вертикально-фрезерном станке 

Кроме того, "Ревтруд" производит импланты тазобедренных костей человека для медицинской отрасли и протезирования. Обработка этих сложных деталей выполняется на 5-ти координатном вертикально-фрезерном станке с ЧПУ DMX-320 с использованием высокоточной технологической оснастки и инструмента известных мировых производителей. Время изготовления одной детали (рис. 7) составляет 3 часа.

Рис. 7. Проектирование УП обработки импланта и готовый имплант 

Хочется упомянуть об уникальной особенности системы ADEM, которая была апробирована и успешно функционирует на предприятии сейчас. Речь идет о получении шнековых (винтовых) поверхностей на обычных токарных станках с ЧПУ с использованием стандартных резьбонарезных циклов. Традиционная технология получения шнеков подразумевает обработку межлопастного пространства, поверхностей вершин и впадин с помощью приводного инструмента по оси Y на токарно-фрезерных обрабатывающих центрах. Однако, данная технология имеет ряд существенных недостатков, ведь крепление приводного инструмента имеет априори менее жесткую конструкцию по сравнению с креплением токарного резца в резцедержателе. Из этого проистекают следующие проблемы: 

• Для того, чтобы выполнить профиль данной винтовой поверхности потребовалось бы как минимум 2-3 приводных инструмента, а число инструментальных позиций в револьверной головке ограничено. Кроме того, пришлось бы пользоваться нестандартными профильными конусными фрезами, а из-за физических свойств обрабатываемого материала, фреза быстро теряла бы свою первоначальную геометрическую форму в процессе естественного износа.
• Из-за изгиба инструмента возникают чрезмерные вибрации, что непосредственно влияет на качество обрабатываемой поверхности.
• Для обеспечения обработки приводным инструментом необходимо задействовать кинематически сложные дорогостоящие токарно-фрезерные обрабатывающие центры с ЧПУ.

Благодаря проектированию траекторий обработки с помощью алгоритмов системы ADEM удалось наладить изготовление шнеков с помощью операций точения резцом, профиль которого не совпадает с профилем шнека. Жесткость установки резца в резцедержателе обеспечила снижение уровня вибраций в процессе резания, что благотворно отразилось на качестве обрабатываемой поверхности. И хотя получение профиля шнека фрезой происходит значительно быстрее, нежели резцом, обработка резцом получается дешевле, чем фрезой. Ведь стоимость режущей пластины во много раз меньше, чем стоимость новой фрезы взамен «севшей». Кроме того, обработку удалось осуществить на простых токарных станках без задействования сложных и дорогостоящих токарно-фрезерных обрабатывающих центров с ЧПУ. В результате полное время на получение готовой детали сократилось с нескольких смен до 3-х часов, из них 1 час 15 минут – на получение профиля.

Рис. 8. Вал червячный - от модели до детали 

Рис. 9. Процесс изготовления червячного вала на токарном станке 

Здесь хочется также отметить, что полный комплект конструкторской документации на проектирования специального фасонного режущего инструмента для точения шнека был разработан в системе КОМПАС 3D. А проектирование управляющей программы для изготовления инструмента было осуществлено в системе ADEM.

Рис.10. Модель сборки резца в системе КОМПАС 3D 

Рис. 11. Симуляция обработки профиля резца в системе ADEM 

Таким образом, работа по автоматизации подготовки многономенклатурного производства тамбовского завода «Ревтруд» происходит достаточно успешно, за время использования обеих систем не было случая, чтобы предприятие не смогло выполнить поставленные перед ним задачи. В планах руководства создать единый конструкторско-технологический центр, в котором будет происходить основная работа по подготовке производства. В этой связи предполагается перевести всех конструкторов на единую конструкторскую программную среду, что повлечет расширение присутствия системы КОМПАС 3D на предприятиях кластера, особенно в части расширения системных библиотек пресс-форм, штампов, расчетов и пр. Касательно программного обеспечения ADEM , то 2 из 4-х тамбовских предприятий, входящих в госкорпорацию РОСТЕХ уже давно работают в данной системе. И с увеличением парка оборудования и числа программистов, также будет планироваться приобретение дополнительных рабочих мест.