САПР подразделяют на САПР изделия и САПР ТП. САПР изделия занимается проектированием моделей изделия при помощи средств плоского и объёмного проектирования.
САПР ТП занимается процессом изготовления. Кроме основных выделяют: автоматизированные системы ТПП, автом-ые системы научных исследований, позволяющие принимать нестандартные решения на уровне проектирования.
САПР ТП разрабатывает ТП, оформляя их в виде МК, ОК, КЭ, КК и тд. И разрабатывает программы для работы на станках с ЧПУ. Более конкретное описание процесса обработки на станках с ЧПУ вводится в автоматизированную систему управления производственным оборудованием. Техническими средствами, реализующими данную систему могут быть комп-ы, управляющие станочными системами. Также различают системы производственного планирования и управления (АСУП), позволяющие контролировать качество и ритмичность распределяемых работ по объектам. Для контроля качества используют системы АСУК. самостоятельное использование CAD, САМ, САЕ систем даёт экономический эффект на предприятии. Для повышения эффективности используют технические БД как общего назначения так и специального.
(11 )Рассмотрим систему интегрированного вида на примере единой БД. В ней хранится информация о структуре и геометрии изделия (как результат проектирования всистеме САО), о технологии изготовления (как результат работы системы САРР) и управляющие программы для оборудования с ЧПУ (как исходная информация для обработки в системе САМ на оборудовании с ЧПУ)
(12) Основные системы компьютерно - интегрированного производства (КИП) показаны на рис ниже
Этапы создания изделий могут перекрываться во времени, т.е. частично или полностью выполняться параллельно. Связи между жизненным циклом изделия (по этапам) с САПР являются важным компонентом при автоматизации. Поэтому стремятся переходить от частичных или одиночных САПР к полностью интегрированному производству (КИП).
Взаимосвязь жизненного цикла изделия со службами автоматизации.
Информационная структура компьютерно - интегрированного производства
В структуре компьютерно - интегрированного производства выделяются три основных иерархических уровня:
1- Верхний уровень (уровень планирования), включающий в себя подсистемы, выполняющие задачи планирования производства.
2. Средний уровень (уровень проектирования), включающий в себя подсистемы проектирования изделий, технологических процессов, разработки управляющих программ для станков с ЧПУ.
3. Нижний уровень (уровень управления) включает в себя подсистемы управления производственным оборудованием.
Построение компьютерно - интегрированного производства включает в себя решение следующих проблем:
информационного обеспечения (отход от принципа централизации и переход к координированной децентрализации на каждом из рассмотренных уровней как путем сбора и накопления информации внутри отдельных подсистем, так и в центральной базе данных);
Обработкиинформации (стыковка и адаптация программного обеспечения различных подсистем);
физической связи подсистем (создание интерфейсов, т.е. стыковка аппаратных средств ЭВМ, включая использование вычислительных систем).
Внедрение компьютерно - интегрированного производства значительно сокращает общее время прохождения заказов за счёт:
· уменьшения времени передачи заказов с одного участка на другой и уменьшения времени простоя при ожидании заказов;
Перехода от последовательной к параллельной обработке;
Устранения или существенного ограничения повторяемых ручных операций подготовки и передачиданых (например, машинное изображение геометрических данных можно использовать во всех отделах, связанных с конструированием изделий).
Одними из важнейших функций инженера являются проектирование изделий и технологических процессов их изготовления. В связи с этим САПР принято делить по крайней мере на два основных вида:
САПР изделий (САПР И);
САПР технологических процессов (САПР ТП) их изготовления.
Ввиду того, что на Западе сложилась своя терминология в области автоматизированного проектирования и она часто используется в публикациях, будем рассматривать и «западные» и отечественные термины.
САПР изделий. На Западе эти системы называют CAD (Computer Aided Design). Здесь Computer - компьютер, Aided - с помощью, Design - проект, проектировать, т.е. по - существу термин «CAD» можно перевести как «проектирование с помощью компьютера». Эти системы выполняют объемное и плоское геометрическое моделирование, инженерные расчеты и анализ, оценку проектных решений, изготовление чертежей.
Научно - исследовательский этап САПР иногда выделяют в самостоятельную автоматизированную систему научных исследований (АСНИ) или, используя западную терминологию, автоматизированную систему инжиниринга - CAE (Computer Aided Engineering). Пример такой системы в России - «изобретающая машина», поддерживающая процесс принятия человеком новых нестандартных решений, иногда и на уровне изобретений.
САПР технологии изготовления. В России эти системы принято называть САПР ТП или АС ТППП (автоматизированные системы технологической подготовки производства). На Западе их называют CAPP (Computer Automated Process Planning). Здесь Automated - автоматический, Process - процесс, Planning - планировать, планирование, составление плана. С помощью этих систем разрабатывают технологические процессы и оформляют их в виде маршрутных, операционных, маршрутно - операционных карт, проектируют технологическую оснастку, разрабатывают управляющие программы для станков с ЧПУ.
Более конкретное описание технологии обработки на оборудовании с ЧЧПУ (в виде кадров управляющей программы) вводится в автоматизированную систему управления производственным оборудованием (АСУПР), которую на Западе принято называть CAM (Computer Aided Manufacturing). Здесь Manufacturing - производство, изготовление. Техническими средствами, реализующими данную систему, могут быть системы ЧПУ станков, компьютеры, управляющие автоматизированными станочными системами.
Помимо этого различают: систему производственного планирования и управления PPS (Produktionsplaungs system), что соответствует отечественному термину АСУП (автоматизированная система управления производством), а также систему управления качеством CAQ (Computer Aided Qulity Control). Здесь Qulity - качество, Control - управление. В России используется термин АСУК (автоматизированная система управления качеством).
Самостоятельное использование систем CAD, CAM дает экономический эффект. Но он может быть существенно увеличен их интеграцией посредством CAPP. Такая интегрированная система CAD/CAM на информационном уровне поддерживается единой базой данных. В ней хранится информация о структуре и геометрии изделия (как результат проектирования в системе CAD), о технологии изготовления (как результат работы системы CAPP) и управляющие программы для оборудования с ЧПУ (как исходная информация для обработки в системе CAM на оборудовании с ЧПУ) - рисунок 40.
Основные системы компьютерно - интегрированного производства (КИП) показаны на рисунке 41.Этапы создания изделий могут перекрываться во времени, т.е. частично или полностью выполняться параллельно. На рисунке 41 показаны лишь некоторые связи этапов жизненного цикла изделий и автоматизированных систем. Так, например, автоматизированная система управления качеством взаимосвязана практически со всеми этапами жизненного цикла изделия.
Рисунок 40 - Элементы интегрированной системы
Рисунок 41 - Основные системы компьютерно-интегрированного производства
В настоящее время основной тенденцией в достижении высокой конкурентоспособности западных и российских предприятий является переход от отдельных замкнутых САПР и их частичного объединения к полной интеграции технической и организационной сфер производства. Такая интеграция связывается с внедрением модели компьютерно - интегрированного производства (КИП) или в западной версии CIM (Computer Integrated Manufacturing).
Информационная структура компьютерно - интегрированного производства показана на рисунке 42.
Рисунок 42 - Информационная структура компьютерно-интегрированного производства
В структуре компьютерно - интегрированного производства выделяются три основных иерархических уровня:
- 1. Верхний уровень (уровень планирования), включающий в себя подсистемы, выполняющие задачи планирования производства.
- 2. Средний уровень (уровень проектирования), включающий в себя подсистемы проектирования изделий, технологических процессов, разработки управляющих программ для станков с ЧПУ.
- 3. Нижний уровень (уровень управления) включает в себя подсистемы управления производственным оборудованием.
Построение компьютерно - интегрированного производства включает в себя решение следующих проблем:
информационного обеспечения (отход от принципа централизации и переход к координированной децентрализации на каждом из рассмотренных уровней как путем сбора и накопления информации внутри отдельных подсистем, так и в центральной базе данных);
обработки информации (стыковка и адаптация программного обеспечения различных подсистем);
физической связи подсистем (создание интерфейсов, т.е. стыковка аппаратных средств ЭВМ, включая использование вычислительных систем).
Внедрение компьютерно - интегрированного производства значительно сокращает общее время прохождения заказов за счет:
уменьшения времени передачи заказов с одного участка на другой и уменьшения времени простоя при ожидании заказов;
перехода от последовательной к параллельной обработке;
устранения или существенного ограничения повторяемых ручных операций подготовки и передачи данных (например, машинное изображение геометрических данных можно использовать во всех отделах, связанных с конструированием изделий).
Машиностроение - это одна из самых главных отраслей промышленности в любом государстве. Степень ее развития определяет, насколько высок уровень экономики в той или иной стране. Технология машиностроения изучает изготовление машин и их деталей, технику безопасности при работе с оборудованием, а также возможность сократить себестоимость деталей и механизмов без ущерба для качества изготавливаемой продукции.
Квалификация
Специальность "Технология машиностроения" дает возможность получить квалификацию инженера, которая позволяет работать в многих направлениях. К примеру, техник-технолог машиностроения производит контроль качества выпускаемой продукции и выполняет необходимые расчеты. Станочник вытачивает детали на специальных станках вручную. Оператор работает на станках ЧПУ, вводит управляющую программу и задает режим ее работы. Инженер по наладке и испытаниям отвечает за исправность оборудования, ведет календарный график проведения осмотров и ремонтов, помогает станочникам настраивать станы и рассчитывает рекомендуемые настройки для работы на них. Он также отвечает за техническую документацию по оборудованию на его участке.
Еще одно достаточно интересное направление, которое изучает специальность "Технология машиностроения" - это разработка новых деталей и оборудования. Как правило, этим занимается инженер-конструктор. На многих производствах массового типа существуют конструкторские бюро, которые занимаются разработкой новых деталей и режимов резания.
К примеру, металлургическое предприятие получает заказ на огромную партию спиральных сверл. Оборудование позволяет производить лишь 10 тыс. сверл за смену и необходимо ускорить этот процесс. Инженер конструктор должен:
- Сделать чертеж готового изделия.
- Посчитать режим резания одной единицы спирального сверла.
- Найти способ ускорения изготовления данной детали с минимальными финансовыми расходами.
Сколько времени и где обучаются на профессию инженера?
Поступить на специальность "Технология машиностроения" можно на базе 9 или 11 классов. Срок обучения, соответственно, составляет 4 и 3 года, и по окончании, обучающийся получает среднее техническое образование. Для этой специальности существуют как бюджетные формы обучения, так и коммерческие. При желании, можно пойти учиться дальше по специальности на бакалавра и магистра.
Специальность (15.02.08) "Технология машиностроения" можно получить в металлургических техникумах и колледжах. В зависимости от учебного заведения различаются и способы приема документов. В некоторых техникумах для поступления необходимо сдать экзамены.
По данной специальности существуют также заочная и вечерняя форма обучения, однако, как правило, это коммерческие группы. Срок обучения для них такой же, как и на дневной форме. Многие парни и девушки мечтают получить специальность "Технология машиностроения". Колледж обучает и подготавливает таких специалистов согласно требованиям основной профессиональной образовательной программы.
Учебный процесс
Учебный процесс на базе 9 классов включает в себя 4 курса обучения. Поступившие после 11 класса, как правило, попадают сразу на II курс.
I курс включает в себя общеобразовательные предметы и лишь базовые начальные знания по специальности. Закончив его, студент получает аттестат о базовом общем среднем образовании.
II курс состоит из нескольких общеобразовательных предметов (таких как высшая математика, физика) и большинства предметов по специальности: металловедение, менеджмент, теория резания, техническая механика и др.
III и IV курс состоит только из спец. предметов. Студенты изучают, электротехнику, специализированное оборудование, основы экологии, технические процессы изготовления машин и деталей, основы экономики и др.
По окончании учебного процесса и прохождения практики учащиеся пишут дипломную работу и получают диплом.
Практика по специальности "Технология машиностроения"
Как правило, в течение всего учебного процесса нужно пройти 3 различные практики, связанные с профессией "Технология машиностроения". Специальность СПО (среднего профессионального образования) требует не только знаний, но и базовых навыков по работе с деталями и механизмами.)
Первая практика - слесарная, и студенты допускаются к ней после окончания II курса. Кроме того, для допуска требуется сдать экзамен по технике безопасности. Слесарные мастерские, как правило, располагаются на территории учебного заведения. На этом этапе студенты впервые знакомятся с техническим оборудованием и пробуют на нем работать. В ходе практики учащимся необходимо сделать несколько заданий, таких как заточка резца, нарезание внутренней и наружной резьбы, выполнение разметки на деталях. Чаще всего студенты выполняют работу на слесарных верстаках и станках.
Вторая практика у студентов на III курсе - механическая. Если на территории учебного заведения нет механического участка, тогда студенты проходят практику на заводах и предприятиях. Стандарт специальности "Технология машиностроения" на данном этапе требует изучения станков, таких как токарные, фрезерные, сверлильные, шлифовальные и пр. Студент закрепляется за одним из станков и вместе с наставником работает за ним. Допустимо проходить практику и на ЧПУ установках. В таком случае студент знакомится с управляющими программами и способом их ввода.
Преддипломная практика
На IV курсе учащихся ожидает преддипломная практика. Она длится около двух месяцев. Как правило, студентов распределяют на механических площадках в зависимости от темы диплома. К примеру, если учащемуся на факультете "Технология машиностроения" (специальность - "техник") была выдана тема «Расчет и проектирование червячной шлицевой фрезы», то его направляют на мех. участок, где изготавливаются фрезы. По окончании практики учащиеся сдают экзамен на разряд и получают свидетельство государственного образца о присвоении разряда.
Электронное машиностроение
В последнее время наша страна активно развивает отрасль промышленности по производству нового оборудования и техники. Не стоит на месте и развитие в такой области, как электронные технологии в машиностроении. Специальность современного инженера включает себя обязательные знания в этой сфере науки. Электронные технологии изучают электровакуумные устройства и механизмы. Они работают по принципу лампы накаливания: в рабочем пространстве такого прибора отсутствует воздух, что позволяет усиливать и преобразовывать электромагнитную энергию.
Какие знания получают студенты в процессе обучения?
Специальность "Технология машиностроения" дает возможность работать во многих направлениях. Это связано с тем, что в течение обучения техник получает огромный багаж необходимых знаний. Во время учебного процесса студенты изучают способы обработки деталей, учатся рассчитывать время на изготовление, выбирать необходимый режим резания, изучают оборудование на механических участках и принцип его работы. Кроме этого, молодых специалистов обучают работать в многих компьютерных программах, таких как "Компас" и AutoCAD. Это универсальные приложения для создания и проектирования любых приспособлений и деталей в системе трёхмерного моделирования.
Перспективы в работе
Сложно вспомнить время, когда хорошие инженеры были невостребованы. На любом промышленном предприятии всегда требуются квалифицированные технологи, знающие специальность "Технология машиностроения". Кем можно работать с такой профессией, знает каждый, кто хоть раз сталкивался с промышленными предприятиями. Работа молодого инженера, как правило, начинается с изготовления деталей на станках и верстатках. Со временем можно продвинуться по службе - стать мастером участка, на котором изготавливается деталь, или же и во все перевестись работать из пыльного цеха в чистый офис. Офисные технологи - это конструкторы и инженеры по внедрению новой техники и оборудования.