¬аше окно в мир —јѕ–
Ќовости —татьи јвторы —обыти€ ¬акансии Ёнциклопеди€ –екламодател€м
—татьи

3 июн€ 2016

ќбработка торцов деталей трубопроводов с использованием систем комплекса T-FLEX PLM

—ергей ƒимитрюк, —ергей ѕавлов, ¬италий ѕотесин

—.ƒимитрюк Ц системный аналитик, —ергей ѕавлов Ц ведущий специалист отдела внедрени€ (“оп —истемы), ¬.ѕотесин Ц инженер-технолог ќјќ Ђ“рубодетальї.

ќригинал

“рубопроводы и их элементы (тройники, отводы, переходники, заглушки), несмотр€ на свою конструктивную простоту, имеют р€д технологических особенностей, без учета которых невозможна автоматизаци€ их изготовлени€ и получение качественной продукции. »менно умение работать с такими технологи€ми €вл€етс€ ноу-хау успешных предпри€тий трубопроводной продукции. ќдна из таких технологически сложных задач была решена на заводе јќ Ђ“рубодетальї (г. „ел€бинск). ѕрежде всего, это обработка торцов деталей, имеющих большие диаметры при относительно малой толщине стенки (рис. 1). —ложность в том, что заготовки элементов трубопроводов допускают значительные отклонени€ от номинальных параметров (то есть погрешность формы, разнотолщинность и др.).

јќ Ђ“рубодетальї Ч предпри€тие по производству соединительных деталей дл€ трубопроводов из низколегированной стали диаметром 57Е1420 мм (рис. 1). ѕредпри€тие выступает поставщиком дл€ строительства нефт€ных и газовых коммуникаций, а также магистральных сетей.

“-Flex PLM “рубопроводы

Ќоменклатура изделий јќ Ђ“рубодетальї включает гамму типоразмеров деталей трубопроводов, на которые по техническому заданию должен был разработан модуль подготовки управл€ющих программ дл€ обработки фасок торцов элементов трубопроводов на станке с „ѕ”. “ехническое задание разрабатывалось совместно с ќјќ Ђћ«ќ–ї (Ѕеларусь) Ч производителем металлообрабатывающего оборудовани€. ÷ель проекта Ч обеспечение качества продукции при обработке деталей парти€ми.

ѕогрешность обработки фасок складываетс€ из погрешности производственной установки и погрешности выполнени€ технологической операции по обработке деталей. ≈сли рассматривать обработку партии заготовок, то погрешность обработки складываетс€ из систематических и случайных погрешностей. ѕри обработке небольших партий систематической погрешностью можно пренебречь. ƒл€ тонкостенных конструкций случайна€ погрешность зависит в основном от исходной поверхности заготовки, так как отклонение ее формы и размеров от номинальной поверхности (заданной чертежом) €вл€етс€ случайной величиной. »де€ заключалась в том, что если в партии две заготовки с максимальными противоположными отклонени€ми могут быть обработаны по одной параметрической программе и при этом не выйдут за 2/3 допускаемых отклонений, то остальные детали могут быть обработаны по этой программе с надежным обеспечением качества. “о есть 1/3 допускаемого отклонени€ относим на погрешность установки, а 2/3-на отклонени€, зависимые от отклонений формы заготовки. “ак как отклонени€ формы заготовки измер€ютс€ перед обработкой, то возможно математическое моделирование геометрии обработанной поверхности (прогноз достаточной точности).

“-Flex PLM “рубопроводы

–ис.2

“аким образом, математически спрогнозировав перед обработкой погрешность деталей после обработки двух заготовок с предельными противоположными отклонени€ми, можно заключить, что обработка остальной партии заготовок будет возможна по одной параметрической программе (име€ ввиду, что отклонение в остальной партии находитс€ в интервале между отклонени€ми двух заготовок с предельно противоположными отклонени€ми). ѕараметрическа€ управл€юща€ программа обработки выполн€етс€ на основе входных параметров, которые задают как результат измерений геометрии исходной поверхности заготовки.

Ќеобходимо было написать постпроцессор, генерирующий параметрическую управл€ющую программу обработки дл€ станка с „ѕ”. ƒанный постпроцессор должен был учитывать не только цифровую модель издели€, но в измеренные на станке параметры заготовки (случайные величины).

¬торой особенностью задачи €вл€лось то, что дл€ р€да типов фасок обработку кромки нужно вести по сплайну, построенному по измеренному облаку точек, а дл€ других типов Ч как теоретическа€ окружность.  огда диаметр изделий равен диаметру присоедин€емой трубы и размер толщины разделки кромки под сварку задаетс€ от наружного диаметра издели€ с учетом овальности, примен€ют обработку торца по сплайну. ƒл€ других типов, когда диаметр изделий больше диаметра присоедин€емой трубы и размер толщины разделки кромки под сварку задаетс€ от наружного диаметра присоедин€емой трубы, примен€ют обработку торца по окружности. “о есть обработка по сплайну и соответствующий тип фаски выбираетс€ дл€ тонких стенок, где обработка по теоретической окружности затруднительна, ввиду больших отклонений поверхности заготовки от формы окружности. Ќо и в том, и в другом случае необходимо было найти теоретический центр торца трубы, в первом случае дл€ прогнозировани€ перекосов и строительных размеров детали, во втором случае дл€ построени€ траектории обработки фаски по окружности.

ѕоставленные задачи на каждом этапе требовали работы с измеренными параметрами (случайные величины) и номинальной геометрией элементов трубопроводов (цифрова€ модель элемента трубопровода). Ёта задача дл€ T-FLEX CAD €вл€етс€ штатной. ƒл€ прогнозировани€ параметров качества обрабатываемых деталей и составлени€ управл€ющих программ была разработана (без

программировани€) библиотека тройников и отводов, которые позволили решить цепочку поставленных задач наиболее рациональным образом. Ѕиблиотека представл€ет собой набор параметрических файлов T-FLEX CAD/„ѕ”, в которых содержатс€ математические модели деталей трубопроводов и геометрии их погрешностей. ј пользовательские диалоги, управл€ющие геометрией, которые содержат файлы библиотеки позвол€ют комфортно использовать систему в виде мини-—јѕ– (то есть система имеет настроенный под прикладную задачу интерфейс).

ƒл€ решени€ задачи нахождени€ теоретического центра по облаку точек в T-FLEX CAD был создан фрагмент кромки, в котором использовали механизм оптимизации дл€ нахождени€ центра окружности, найденной по наименьшим квадратичным отклонени€м от измеренных 36 точек по окружности торца. Ќеобходимо отметить, что стандартный цикл нахождени€ центра по четырем точкам не обеспечивал надежного результата, потому что на поверхности труб могут находитс€ местные искажени€ поверхности, такие как сварной шов, забоина и т. п.  оррекци€ центра по методу наименьших квадратичных отклонений могла дать результат смещени€ до 1 мм относительно центра определенного по стандартному циклу стойки станка (по четырем точкам).

ƒополнительно созданный фрагмент определ€ет качественные параметры торца по овальности и допустимому диаметру, а также визуализирует искривление плоскости торца (отклонение от плоскостности необработанной поверхности) (рис. 3).

“-Flex PLM “рубопроводы

–ис.3

ѕриведем общую последовательность действий по подготовки обработки деталей.
  • ќткрыть файл Ђќбработка-ќтвод.grbї. ¬ыбрать типоразмер отвода (рис. 4) и сгенерировать программу обмера.
    “-Flex PLM “рубопроводы

    –ис.4

  • ѕроизвести на станке измерени€ торцов первой заготовки с помощью программы обмера. –езультаты обмера программа автоматически сохранит в базу данных.
  • ќткрыть повторно файл Ђќбработка-ќтвод.grbї, в котором автоматически обнов€тс€ данные измерений. ¬ыбрать необходимые типы фасок на кромках (торцах).
  • ¬ случае некорректности некоторых данных геометрический расчет укажет на невозможность обработки с имеющимис€ параметрами (рис. 5). –ис.5
  • ѕри успешном введении всех параметров в таблице Ђ–ассчитанные параметрыї вывод€тс€ прогнозные значени€ геометрии детали в виде диалога и непосредственно в 3D сцене.
  • ƒалее выполн€етс€ расчет программы „ѕ”, формируетс€ файл параметрической управл€ющей программы (в R-параметрах). “ак как траектории обработки уже заложены в мини-—јѕ–, то получение управл€ющей программы происходит автоматически.
  • ƒалее производитс€ обработка первой детали партии (с гарантированным обеспечением качества). ѕосле обработки первой детали устанавливаетс€ втора€ деталь партии (с противоположными максимальными отклонени€ми геометрии), делаютс€ измерени€, и в T-FLEX CAD по данным измерени€м прогнозируютс€ отклонени€ (при зафиксированных параметрах коррекции относительно первой детали). ≈сли отклонени€ не выход€т за 2/3 установленных параметров качества, то по данной параметрической программе можно обработать вторую деталь и всю партию.

¬ыводы

1. »спользование ѕќ T-FLEX „ѕ” [3], включающего возможности параметрического моделировани€ T-FLEX CAD, позвол€ет решать сложные технологические задачи, требующие привлечени€ математических методов (в частности, аппроксимации) на разных этапах подготовки управл€ющих программ (рис. 6).
“-Flex PLM “рубопроводы

–ис.6

2. ¬озможности составлени€ специализированных постпроцессоров дл€ генерации параметрических управл€ющих программ позвол€ют использовать единую управл€ющую программу дл€ партии изделий, отличающихс€ большими геометрическими отклонени€ми формы при относительно малой толщине стенки (характерными дл€ процессов обработки давлением). ѕри этом можно обеспечить геометрическую точность конечного издели€.

3. ”меньшение этапности подготовки и рутинных действий технолога существенно снижает простой оборудовани€ из-за времени подготовки управл€ющих программ дл€ каждой детали.

4. »спользование геометрического прогнозировани€ отклонений обеспечивает надежность получени€ качественных характеристик партии изделий после обработки по одной параметрической программе.


„итайте также:


¬акансии:

јктуальное обсуждение

RSS-лента комментариев

-->

ƒавид Ћевин
ƒавид Ћевин
ќт редактора: «вЄзды импортозамещени€, запрет изображени€ €блока и другое
ѕроект ЂЌародное —јѕ–-интервьюї

—лучайна€ стать€:

isicad Top 10

—амые попул€рные материалы

   ‘орумы isicad:

isicad-2010 isicad-2008
isicad-2006 isicad-2004

ќ проекте

ѕриглашаем публиковать на сайте isicad.ru новости и пресс-релизы о новых решени€х и продуктах, о проводимых меропри€ти€х и другую информацию. јдрес дл€ корреспонденции - info@isicad.ru

ѕроект isicad нацелен на

  • укрепление контактов между разработчиками, поставщиками и потребител€ми промышленных решений в област€х PLM и ERP...
ѕодробнее

»нформаци€ дл€ рекламодателей


¬се права защищены. © 2004-2023 √руппа компаний «Ћ≈ƒј—»

ѕерепечатка материалов сайта допускаетс€ с согласи€ редакции, ссылка на isicad.ru об€зательна.
¬ы можете обратитьс€ к нам по адресу info@isicad.ru.