ЦИФРОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ПРОИЗВОДСТВЕ Лекция №2 Основы 3D моделирования и проектирования. Автоматизация производства. Автоматизированный контроль качества. Аддитивные технологии. Санкт-Петербург, 2023 г. Автоматизация производства – это процесс когда контроль качества изделий выполняются не человеком, а автоматическими устройствами. Частичная (начальная) - обеспечивает автоматизацию рабочего цикла машин или использование автомата в автономном режиме, автоматизируется работа отдельных машин и механизмов (в первую очередь автоматизируются основные технологические операции). Комплексная - это уровень автоматизации производства, при кoтoром весь комплекс операций производства, включая транспортирование и контроль продукции, осуществляется системой автоматических машин и технологических агрегатов по заранее заданным программам и режимам с помощью различных автоматических устройств, объединённых общей системой управления. Это может быть единый взаимосвязанный комплекс (участок, цех, завод, комбинат, электростанция, и т. п.), в котором предусмотрена комплексная автоматизация операций производственного процесса. Полная высшая ступень автоматизации, которая предусматривает передачу функций управления и контроля комплексно-автоматизированным производством автоматическим системам управления. Широко используются компьютерно-интегрированные автоматизированные системы (CIMComputer Integrated Manufacturing), (TIA- Totally Integrated Automation), позволяющие унифицировать получение, передачу, использование информации о производстве на всех уровнях с целью получения максимальных эффективности производства. Создаются автоматические участки, цеха, заводы с широким использованием микропроцессорной техники и компьютеров, которые объединены информационными сетями. Классификация автоматических систем контроля По степени охвата изделий контрольными операциями По назначению По числу контрольных позиций По состоянию изделия в процессе контроля ( покой или движение) Классификация По типу взаимодействия преобразователей с изделием Проектирование машин и механизмов Машиной называют устройство, предназначенное для выполнения полезной работы, связанной с производством, или для преобразования одного вида энергии в другой. По характеру работы и производства машины подразделяют на следующие классы: энергетические (двигатели, генераторы, воздушные и гидравлические насосы и т. п.); технологические (станки, прессы, сельскохозяйственные машины, швейные машины и др.); транспортные (автомобили, самолеты, локомотивы, подъем-ники, транспортеры и др.); контрольно-управляющие (системы автоматического регулирования рабочих процессов); логические (счетно-аналитические, счетно-решающие, электронновычислительные). Этапы создания автоматизированной системы Получение ТЗ Эскизный проект Этапы проектирования Разработка основных технических решений Разработка 3D модели Разработка РКД Изготовление/Сборка/отработка Экспериментальная отработка ГОСТ 34.601-90 Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Автоматизированные системы. Стадии создания. Основные понятия Изделие — это предмет или набор предметов, полученных в результате целенаправленных трудовых действий. Механизмом называют устройство, предназначенное для передачи или преобразования движения. Детали — изделия, изготовленные из однородного по наименованию и марке материала без применения сборочных операций: свинчивания, сварки, клепки и т. д. Например: вал, зубчатое колесо, корпус редуктора и т. д. Сборочные единицы — изделия, составные части которых подлежат соединению между собой на предприятии-изготовителе путем применения сборочных операций. Например: редуктор, станок, автомобиль и т. д. Главными показателями для разрабатываемого механизма являются: производительность; экономичность; надежность; малые вес, габариты, энергоемкость, высокий ресурс долговечности; простота и безопасность обслуживания; удобство управления, разборки и сборки и т. п. Исходными материалами для проектирования являются: техническое задание, выдаваемое заказчиком и определяющее параметры машин, область и условия ее применения; техническое предложение, выдвигаемое в инициативном порядке проектной организацией или конструкторами; научно-исследовательская работа или созданный на ее основе экспериментальный образец; изобретательское предложение или созданный на его основе экспериментальный образец. Кинематической схемой механизма называется его изображение в выбранном масштабе с применением условных обозначений, установленных ГОСТом, звеньев и кинематических пар. •ГОСТ 2.770-68 (2000) ЕСКД. Обозначения условные графические на схемах. Элементы кинематики. •ГОСТ 2.703-2011. ЕСКД. Правила выполнения кинематических схем. •ISO 3952 Kinematic diagrams — Graphical symbols. Механические передачи. Зубчатые передачи. Основные виды зубчатых колес: Цилиндрическая косозубая передача Цилиндрическая передача Комбинированная зубчатая передача Планетарная передача Систем автоматизированного проектирования (CAD) Система автоматизированного проектирования (САПР) – сложный комплекс средств, предназначенный для автоматизации проектирования. Средние системы САПР — это программы для 3D-моделирования изделий, проведения расчетов, автоматизации проектирования электрических, гидравлических и прочих вспомогательных систем. Данные в таких системах могут храниться как в обычной файловой системе, так и в единой среде электронного документооборота и управления данными (PDM- и PLM-системах). AutoCAD КОМПАС-3D SolidWorks Тяжелые САПР предназначены для работы со сложными изделиями (большие сборки в авиастроении, кораблестроении и пр.) Функционально они делают все то же самое, что и средние системы, но в них заложена совершенно другая архитектура и алгоритмы работы. PTC Creo CATIA NX Системы автоматического проектирования Виды САПР по функциональному назначению Машиностроительные Архитектурностроительные Дизайнерско анимационные Универсальные Solid Works Autodesk Компас ArchiCAD 3D Studio AutoCAD SolidWorks — программный комплекс САПР для автоматизации работ промышленного предприятия на этапах конструкторской и технологической подготовки производства. Обеспечивает разработку изделий любой степени сложности и назначения. •SolidWorks Simulation Premium: Расчёт на прочность в линейном и нелинейном приближении, частотный анализ, устойчивость, усталостные расчёты, имитация падения, тепловые расчёты. Линейная и нелинейная динамика деформируемых систем. Расчёт многослойных композиционных оболочек. Динамический анализ механизмов. •SolidWorks Flow Simulation: Газо/гидродинамика, тепловой расчёт, стационарный и нестационарный анализ. •SolidWorks Plastics Premium — Анализ проливаемости прессформ с учётом физических свойств полимеров. •SolidWorks Sustainability: Экологическая экспертиза проекта. Программа 3D моделирования позволяет решать следующие задачи: 1.Конструкторская подготовка производства к выполнению важных задач. •3D проектирование разнообразных изделий, промышленных деталей и сборок независимо от сложности; •создание разнообразной конструкторской документации, которая используется на современном производстве; •промышленный дизайн и важнейший реверсивный инжиниринг; •проектирование разнообразных коммуникаций, к примеру, линий трубопроводов; •выполнение инженерного анализа и другие функции. 2.Технологическая подготовка производства. •проектирование разнообразных средств важнейшего технологического оснащения; •материальное и трудовое осуществляемое нормирование; •процесс механообработки на производстве; •проведение анализа конструкционной части изделия и другие функции. 3.Процесс управления информационными данными. •выполнение работы с единой цифровой моделью спроектированного изделия; •разнообразные технологии осуществления специальной коллективной разработки; •осуществляемое проектное управление; •ведение необходимого архива подготовленной технической документации по ГОСТ. 3D модели сборочных единиц Обработка материалов Аддитивные технологии методом наплавления FDM селективное лазерное спекание SLS лазерная стереолитография SLA Аддитивные технологии 3D принтер PICASO Designer X Оборудование для 3D печати по технологии FDM 3D принтер TWOTREES Оборудование для 3D печати по технологии FDM 3D принтер ANYCUBIC Оборудование для 3D печати по технологии SLA
