Объединяя усилия

Лев Теверовский

Опубликовано: "САПР и Графика" №1, 2002

Прошедшая осенью 2001 года очередная выставка "Машиностроение" со всей очевидностью показала, что дела в российском машиностроительном комплексе постепенно начинают налаживаться. Отечественные предприятия выкарабкиваются из тяжелого кризиса. На выставке они представили большое количество новых образцов своей продукции, продемонстрировали применение новых технологий в проектировании и производстве. Характерно и то, что становится явной специализация предприятий в определенных направлениях, где они накопили огромный потенциал, приобрели опыт и наладили связи с партнерами как внутри страны, так и за рубежом.

Естественно, что проектирование и изготовление современной продукции машиностроения немыслимо как без использования новейших компьютерных систем проектирования (САПР), так и без применения высококачественных узлов и модулей различного назначения, выпускаемых передовыми фирмами России и зарубежных стран.

В этой статье хочется рассказать о конкретном опыте проектирования и изготовления специального технологического оборудования с применением программного обеспечения известной российской компании АСКОН и унифицированных изделий, поставляемых не менее известной фирмой "Приводная техника".

Вначале — немного об истории разработки. Как известно, технологическое оборудование на большинстве отечественных предприятий выработало все мыслимые и немыслимые ресурсы и требует замены. Зарубежные поставщики предлагают всевозможные технологические модули с отличными характеристиками — но, увы, слишком дорогие для наших пока еще небогатых заводов и фабрик. Особенно заметна была разница в цене между российским и импортным оборудованием до середины 90-х годов. Естественно, что наши предприятия пытались разместить заказы на новые установки внутри страны. В те годы автор, работая инженером-конструктором, активно сотрудничал с фирмами из подмосковного Зеленограда и принимал участие в разработках нового технологического оборудования для предприятий электронной промышленности.

Перед нами была поставлена, в общем, вполне понятная задача — разработать и изготовить установку для заливки трансформаторов эпоксидными компаундами. Заливку необходимо было производить в вакууме, время жизни компаунда после смешения его компонентов было ограниченным, причем для снижения вязкости компаунда и увеличения его проникающей способности формы и емкость с ним требовалось постоянно подогревать. Технологические режимы, алгоритм работы установки, схему управления разрабатывал специализированный отдел фирмы, а наше подразделение занималось "механикой".

Сроки, как обычно, были очень сжатыми — изделие требовалось "вчера". Поэтому ручное конструирование было сразу же отвергнуто. В отделе уже использовалось устаревшее программное обеспечение САПР (кстати, отечественное, но по ряду причин не получившее широкого распространения). Существенным шагом вперед стало использование нового программного комплекса КОМПАС-ГРАФИК для Windows компании АСКОН. Наряду с обычными возможностями проектирования, которые есть в любой российской или зарубежной системе аналогичного уровня, КОМПАС обладает некоторыми преимуществами, делающими его особенно привлекательным именно для отечественных конструкторов.

Во-первых, система не просто "русифицирована" — нет, она русскоязычна изначально, термины и определения полностью соответствуют терминологии отечественного конструктора. То есть программа "говорит" с пользователем на его профессиональном языке, и конструктору приходится задумываться только о проектировании, а не о смысле названия той или иной команды или операции.

Во-вторых, в системе заложено выполнение всех, без преувеличения, требований ЕСКД (стандартные рамки, штампы, все виды линейных, угловых, радиальных размеров, обозначения видов, разрезов, шероховатостей и многое другое).

В-третьих, очень широкий набор функций редактирования изображений, возможность быстро перерабатывать конструкцию, создавать варианты компоновок.

В-четвертых, в составе системы есть большое количество специализированных модулей (они называются прикладными библиотеками) для ускоренного решения узких задач проектирования.

И, наконец, легкость освоения. Даже инженеры среднего и старшего возраста, которые поначалу скептически относились к компьютерному конструированию, довольно быстро — не более, чем за 2 недели — осваивали КОМПАС и уже не чувствовали себя ущербными по сравнению со своими молодыми коллегами. А уж по опыту конструирования они могли дать сто очков вперед. Таким образом, система позволила соединить новые подходы к проектированию и знания, навыки, наработанные за многие годы работы на кульманах.

Вернемся теперь к поставленной задаче — разработке технологической установки. Конструирование отдельных элементов шло параллельно с поиском унифицированных узлов, поскольку, как мы считали, самостоятельно разрабатывать и изготавливать элементы электроприводов нецелесообразно. Во-первых, это долго и дорого, поскольку для нас эти изделия единичные, во-вторых, каждый должен заниматься своим делом — и специализированные фирмы справятся с такой задачей лучше. Так и получилось. На одной из выставок завязались контакты с московской фирмой "Приводная техника". Выяснилось, что эта компания поставляет самые разнообразные элементы электроприводов. И в ее каталогах мы обнаружили именно такие изделия, в которых нуждались.

Поскольку разрабатываемая нами установка должна была включаться в единый технологический процесс, к ней предъявлялись особые требования по времени выполнения операций. Кроме того, механизмы должны были перемещаться плавно и безударно, необходимо было обеспечить управляемые разгон и торможение узлов. Исходя из этих требований, было принято решение оснастить все электромеханические приводы блоками регулирования частоты вращения асинхронных трехфазных электродвигателей. "Приводная техника" поставляет на российский рынок и осуществляет сервисное обслуживание электронных преобразователей частоты японской фирмы Мицубиси.

Как я уже упоминал выше, при проектировании мы активно применяли специализированные прикладные библиотеки, входящие в состав системы КОМПАС. Особенно часто использовалась Конструкторская библиотека, содержащая параметрические изображения всевозможных крепежных деталей, профилей, подшипников и других нормализованных и стандартных изделий. Также активно применялись модули КОМПАС Shaft (проектирование деталейтел вращения, расчеты и проектирование механических передач), Библиотека электродвигателей (подбор и отрисовка электродвигателей переменного и постоянного тока, а также шаговых), ESK 5 (отрисовка принципиальных электрических схем управления комплексом и создание перечней элементов), Справочник материалов (конструкционные материалы и сортаменты, лакокрасочные покрытия, покрытия металлические и неметаллические неорганические, масла и смазки). Параллельно с созданием сборочных чертежей и чертежей деталей мы формировали конструкторские спецификации с помощью Модуля проектирования спецификаций (при этом создается связка "сборочный чертеж — чертеж детали — спецификация", в которой автоматически отслеживаются все изменения в составе изделия).

Постепенно отдельные узлы нашей установки приобретали законченный вид (рис.1) (позиции и размеры не проставлены).

Пришло время приобретать комплектующие для оснащения установки. Я уже говорил, что мы решили использовать готовые электроприводы, которые поставляет "Приводная техника". В большинстве механических узлов нам пригодился мотор-редуктор типа PRCF-032 с двигателем типа АИС63А4. Однако, как мы ни старались, избежать "изобретения собственного велосипеда" нам не удалось. В одном из так называемых "узких" (и в прямом и в переносном смыслах) мест пришлось применить редуктор, спроектированный самостоятельно. Расчет червячной передачи мы провели в программе КОМПАС Shaft, причем из нее же получили чертежи червяка и червячного колеса с таблицами параметров. А общую компоновку редуктора осуществили в модуле трехмерного твердотельного моделирования КОМПАС-3D. При этом мы легко проконтролировали внешние габариты изделия, рассчитали его массо-центровочные характеристики. А самое главное — непосредственно из модели сборки смогли получить ассоциативный сборочный чертеж и спецификацию на этот узел. Кстати, при изготовлении редуктора в цеху слесарям большую помощь оказал так называемый "взрывной" чертеж, на котором изделие показано в "разобранном" виде (рис.2):

Рис.2 Редуктор — "взрывной" чертеж

Таким образом, методом последовательных приближений мы пришли к желаемому результату — установка была спроектирована (рис.3). Затем она была изготовлена и теперь успешно работает на одном московском заводе. А мы получили очередной бесценный опыт быстрого конструирования сложного изделия, взаимоувязки разнородных узлов, использования новых технологий проектирования, особенно трехмерного моделирования.

Рис.3 Чертеж установки

Кроме того, как нам рассказали в фирме АСКОН, сейчас ведется разработка специализированной программы проектирования приводов, в которой конструктор сможет не только подобрать необходимые ему отдельные составляющие (двигатели, редукторы, муфты), но и произвести проектный или поверочный расчет, отрисовать изделия на чертежах и даже получить трехмерные модели элементов привода. На этапе создания такого проектного модуля объединение усилий компаний АСКОН и "Приводная техника" оказывается как нельзя более к месту.