«Решение T-FLEX PLM, которое можно использовать уже сейчас: От проектирования до производства изделия»

В статье рассмотрен функциональный пример использования готового решения, сформированного из продуктов комплекса T-FLEX PLM

Представленный материал не является учебным. Его цель - показать на несложном, но функциональном примере использование готового решения, сформированного из продуктов комплекса T-FLEX PLM. Нужно отметить, что сочетание описываемых в статье продуктов является только одним из готовых решений, построенных на базе T-FLEX PLM, и может применяться в различных сочетаниях и комбинациях на предприятиях, являясь гибким и адаптируемым под изменяющиеся производственные задачи. Вопросы по управлению производством будут рассмотрены в перспективных материалах.


Проектирование листовой детали в T-FLEX CAD

После выпуска T-FLEX CAD 16 была опубликована серия статей о его новых возможностях, включая новый механизм параметризации, работу с большими сборками, листовой металл и многое другое. Пришла пора собрать описанную функциональность в одном материале и показать её совместное применение.

Начну с проектирования листовых деталей. Модуль претерпел существенные изменения, в результате чего появилась возможность решать более сложные задачи. Ниже приведён полный перечень основных команд и операций, входящих в модуль:

  1. Создание заготовки;
  2. Фланец, Контурный фланец, Отбортовка;
  3. Гибка, Отгиб;
  4. Перемычка, Подсечка;
  5. Преобразование твёрдого тела в листовой металл;
  6. Гибка по сечениям;
  7. Угол, Ребро жёсткости, Вырез по нормали;
  8. Выштамповка;
  9. Разгибание, Повторная гибка;
  10. Развёртка листовой детали;
  11. Таблица сгибов, обозначение линий сгиба.


1-Листовая-деталь-проектирование.jpg
Возможности модуля Листовой металл в T-FLEX CAD

Кроме того, операции группы листового металла получили новую возможность редактирования и подбора геометрических параметров с помощью прозрачного редактирования (манипуляторы) – такой режим позволяет визуально оценить изменения в детали, сохраняя возможность ввода точных значений параметров без входа в режим редактирования операций (вызов окна Параметры операции). С помощью описанных операций я построил 2 листовые детали, из которых создал небольшую сборочную единицу. Более сложная деталь была построена в режиме сборки снизу-вверх, поскольку является базовой. Отдельно стоит сказать про операцию Фланец по 3D профилю. В 16-ой версии пользователь получил возможность выбирать способ параметризации – соответственно, 3D профиль может быть построен или по линиям построения, или по эскизу с ограничениями. Способ выбирается исходя из задачи и навыков пользователя системы.

2-Профиль---линии-построения.jpg 3-Профиль---эскиз.jpg
Варианты параметризации в T-FLEX CAD – Линии построения и Эскиз с ограничениями

В статьях о новых возможностях 16-ой версии T-FLEX CAD было много написано об окне структуры сборки, ссылочных элементах, обновлённой методике работы сверху-вниз. На примере моделирования листовой детали я покажу, как можно пользоваться перечисленными перспективными технологиями. В дополнении к этим функциям в группе операций по работе с листовым металлом появилась операция Перемычка. Так вот, такую операцию очень удобно применять в режиме работы в контексте сборки (проектирование сверху-вниз), используя ссылочную геометрию в качестве опорной.

Как это работает? Сначала создаются ссылочные элементы на основе граней уже спроектированной листовой детали (деталь №1), а по ним уже строятся фланцы и перемычка между ними, объединяя 2 тела в одно. Геометрия построенной листовой детали (деталь №2) зависит от геометрии детали №1. Конструктор может управлять способом обновления ссылочной геометрии – вручную (по умолчанию) или автоматически при изменении родительской геометрии. Такой подход позволяет отслеживать и контролировать изменения модели через специальный объект – Ссылку (в окне структуры сборки и окне 3D модели).

4-Ссылочные-элементы.jpg5-Листовой-металл----в-контексте-сборки.jpg
Работа со ссылочной геометрией. Создание перемычки

В результате построений получается 2-ая листовая деталь, кронштейн, которая сопрягается с листовой деталью №1.

6-Сборка-листовых-деталей.jpg
Сборка и её структура со ссылочными элементами


Прочностной расчёт спроектированной листовой детали в T-FLEX Анализ

При конструировании отдельных узлов и деталей необходимо выполнять прочностные расчёты – для проверки соответствия детали своему функциональному назначению под заданными нагрузками. С этой задачей справляется модуль T-FLEX Анализ, позволяя выполнять не просто статический расчёт (в данном случае), но и подвергнуть деталь циклическим нагружениям.

7-КЭ-Анализ-до-оптимизации.jpg
Расчёт на прочность исходной листовой детали в контексте сборки. Сетка и граничные условия

8-Результат-предварительного-КЭА1.jpg
Результаты расчёта. Перемещения


Оптимизация конструкции и повторный КЭ расчёт

При проектировании изделия конечный результат получается далеко не сразу. В моём примере первый прочностной расчёт показал чрезмерные перемещения в точке установки датчика. Чтобы перемещения соответствовали требуемому значению, я воспользовался встроенным в T-FLEX CAD модулем оптимизации, который позволяет автоматизировать процесс оптимизации конструкции.

Работает оптимизация довольно просто, позволяя сократить время на подбор нужного решения. В качестве исходных данных для оптимизации берутся геометрические параметры детали, которые связаны с переменными. В описываемой задаче вырез в листовой детали имеет переменную длину, от которой зависят деформации, которые деталь испытывает под нагрузкой. Чем больше вырез, тем больше деформации.

Датчик, который был создан в составе КЭ задачи, показывает перемещение в указанной точке детали. Оптимизируем деталь так, чтобы перемещение в датчике соответствовало заданному значению. Т.е., программа автоматически подберёт размеры выреза в листовой детали таким образом, чтобы перемещение было равно заданному значению. Конечно, такой расчёт можно выполнить и вручную, подбирая значения длины и запуская расчёт снова и снова. Оптимизация же позволяет автоматизировать этот процесс, во время которого можно заниматься другими задачами по описанному проекту.

Кстати, все расчёты можно выполнять в режиме контекста сборки рассчитываемой детали – это нагляднее и удобнее.

В результате оптимизации вырез был уменьшен. Значение перемещения, рассчитанное в датчике было уменьшено до требуемого, и, как следствие, повышена прочность детали при требуемой нагрузке. В целом полученное значение оптимизируемого параметра является расчётным, и может изменяться конструктором, например, в большую сторону – для округления значения, или приниматься в качестве минимально допустимого значения.

9-Оптимизация.jpg
Процесс оптимизации детали по параметру L с использованием модуля T-FLEX Анализ

10-КЭ-Анализ.jpg
Результат оптимизации – уменьшение выреза в детали, повышение её прочности


Построение чертежа листовой детали и её развёртки с таблицей сгибов

По результатам оптимизации геометрические размеры листовой детали №2 изменились, деталь № 1 не оптимизировалась. Можно переходить к оформлению КД – чертежей деталей и их развёрток. Чертежи деталей строятся стандартным механизмом 2D проекций. Стоит обратить внимание на построение чертежей развёрток – для их создания используется специальная команда Проекция развёртки, которая позволяет в два клика построить проекцию развёртки выбранной листовой детали. А специальные команды создания таблицы сгибов и обозначения линий сгибов завершаю оформление такого чертежа.

11-Развёртка-листовой-детали-1.jpg
Развёртка листовой детали с таблицей сгибов

12-Развёртка.jpg
Развёртка листовой детали с таблицей сгибов

В результате получены данные для выполнения раскроя, технологической подготовки и создания управляющей программы для станка с ЧПУ.


Раскрой листового металла в T-FLEX Раскрой

Про модуль T-FLEX Раскрой недавно вышла серия статей, в которых подробно описано предназначение программы и её функциональные особенности. В этом материале я говорю про T-FLEX Раскрой как про необходимый модуль для подготовки листовых деталей к производству. Типовая схема работы модуля приведена на рисунке ниже.

T-FLEX Раскрой.png
Схема работы модуля T-FLEX Раскрой

Создаётся проект раскроя. Устанавливаются параметры раскроя, выбирается деталь (рассмотрим на примере детали №1) и заготовка, после чего запускается процесс оптимизации раскроя. В приведённом примере получаю коэффициент использования материала (КИМ) = 0,691.

13-Раскрой.jpg
Схема раскроя листовой детали

ПО полученной схеме раскроя можно подготовить управляющую программу для станка с ЧПУ.


Технологическая подготовка – T-FLEX Технология

Для создания техпроцесса я использовал модуль T-FLEX Технология. В справочнике Технологические процессы создал технологический процесс на листовую деталь №1 (Корпус). В этом техпроцессе создаю технологические операции, которые отражают последовательность действий, необходимых для получения готовой детали. На каждой технологической операции указываю оборудование, на котором производится операция, и необходимые параметры (время; подразделение, в котором выполняется операция; данные об исполнителе). Для описания выполняемых действий на каждой операции создаю технологические переходы с указанием необходимого оснащения: режущий, мерительный инструмент.

15-Технология.jpg
Технологический процесс на изготовление листовой детали


Подготовка управляющей программы в T-FLEX ЧПУ внутри T-FLEX CAD

Всё готово для производства детали.

Воспользуемся интегрированным в T-FLEX CAD приложением T-FLEX ЧПУ 2D для выреза заготовок из листа для последующей гибки с помощью модуля лазерной обработки. Для этого на основе полученной карты раскроя я построил траектории лазерной обработки.

16-ЧПУ.jpg
Траектории лазерной обработки, созданные в T-FLEX ЧПУ

Для обработки на выбранном оборудовании потребуется соответствующий постпроцессор (берётся из библиотеки постпроцессоров или готовится под указанную модель оборудования). Имитация обработки выглядит следующим образом:

hpu.jpg
Имитация лазерной обработки в T-FLEX ЧПУ

В результате я завершил свой проект, для реализации которого мне потребовались T-FLEX CAD, T-FLEX Анализ (Статический анализ), T-FLEX Раскрой, T-FLEX Технология и T-FLEX ЧПУ 2D.

block-cad.jpg block-analisys.jpg
block-nesting.jpg block-tehol.jpg block-cam.jpg
Список модулей для реализации проекта


На любом этапе проекта можно воспользоваться функциями импорта/экспорта данных

Стоить отметить, что на любом этапе описанного проекта, можно воспользоваться функциями импорта/экспорта – чтобы забрать данные в систему T-FLEX CAD (например, чертёж или 3D модель/сборку вместе со структурой изделия и др.) или передать данные в другую САПР (для расчёта, ЧПУ-обработки и др.) – в случае, если на предприятии уже установлена и функционирует другая система. Такой подход демонстрирует гибкость решения T-FLEX PLM и его способность встраиваться в существующую ИТ-структуру предприятия.



Загрузить статью в формате PDF