ВЭЛАН. Система автоматизации проектирования изделий (САПР)

АО ВЭЛАН - производитель взрывозащищённого электрооборудования, в основном для нефтяной, газовой и добывающей отраслей.

Завод основан в 1958 году.

Заказчик хотел разработать систему автоматизированного проектирования изделий (САПР), которая позволила бы ускорить процесс создания чертежей, упростить формирование спецификаций и визуализацию продукции, а также снизить нагрузку на конструкторский и планово-экономический отделы.

Заказчик столкнулся с необходимостью автоматизации процесса проектирования клеммных коробок.

Готовое изделие индивидуально проектируется из компонентов для каждого заказчика.

Существующий процесс проектирования был трудоемким, выполнялся в КОМПАС-3D требовал глубоких знаний в области проектирования взрывозащищенного оборудования, взаимосвязей и зависимостей между компонентами.

Что приводило к значительным затратам времени инженеров-конструкторов на проектирование и подготовку документации на каждое изделие.

Была поставлена задача создать систему автоматизированного проектирования изделий (САПР), которая позволила бы ускорить процесс создания чертежей, упростить формирование спецификаций и визуализацию продукции, а также снизить нагрузку на конструкторский и планово-экономический отделы.

Основные требования к системе включали: интуитивный интерфейс, возможность работы с базой данных чертежей и компонентов, автоматическое формирование чертежей и спецификаций в соответствии с требованиями ЕСКД, а также возможность экспорта данных в различные форматы.

Система должна быть доступна для пользователей без глубоких знаний в области проектирования и навыков работы в специализированном ПО, должна минимизировать возможность ошибок при создании чертежей.

Для реализации задачи было принято решение разработать специализированную САПР на базе SDK КОМПАС-3D, что позволило интегрировать систему с уже используемыми на предприятии инструментами проектирования. 

Основной упор был сделан на создание интуитивно понятного интерфейса, который бы позволял пользователям легко выбирать компоненты из библиотеки, собирать изделия в визуализированном рабочем пространстве и автоматически формировать необходимую документацию.

Система была разработана с учетом двух режимов работы: для внутреннего использования с полной базой данных и для внешних пользователей с ограниченным доступом к данным. 

Это позволило обеспечить гибкость в использовании системы как внутри компании, так и для взаимодействия с внешними заказчиками. Для минимизации ошибок при проектировании были реализованы алгоритмы, которые автоматически проверяют зоны установки компонентов и запрещают установку в недопустимые места.

В систему загружаются чертежи компонентов в формате .cdw (КОМПАС 3D).

Чертежи содержат все проекции компонентов изделий с многослойными уровнями.

Каждый слой определяет требования или свойства компонента:

зоны сверления отверстий;

зоны на которые не должны попадать отверстия;

зоны в которых должны находиться шестигранники КВ;

зоны на которые не должны попадать шестигранники КВ;

плоскости корпуса для отрисовки кабельных вводов на боковых видах;

фланец корпуса;

проверки расстояний до контактной группы элементов управления;

проверки расстояний до подключения клемм;

размеры и количество крепёжных отверстий;

толщина стенки корпуса;

высота ребра на крышке;

толщина крышки;

высота от монтажной панели до крышки;

зона исключения для клемм/линейки.

Загруженные чертежи интерпретируются и по слоям отображаются в интерфейсе рабочей области программы, для дальнейшего проектирования изделия.

Доступно переключение между сторонами и масштабирование компонентов на рабочей области.

Информация со слоёв используется для определения возможностей и ограничений размещения компонентов при проектировании изделия.

База компонентов импортируется в систему из excel-файлов.

База содержит связи совместимости компонентов изделий с корпусами и между собой.

Также в базе содержаться характеристики компонентов, используемые на штампе чертежа и в спецификации изделия.

Набор используемых корпусов или установочных изделий может быть в любой момент отредактирован и расширен путём загрузки обновленной базы данных.

В САПР реализована концепция, состоящую из зон разрешающих и запрещающих установку компонентов (кабельные вводы, клеммы, таблички и др.) на корпус издения на каждой проекции чертежа.

Интерфейс программы подсвечивает пользователю, когда тот пытается установить компонент в запрещенную область.

Все зоны разрешения/запрета установки того или иного компонента на корпус отрисованы в соответствующем слое чертежа.

Связи, определяющие совместимость компонентов между собой, прописаны в базе данных компонентов.

Для установки компонентов (кабельных вводов, заглушек, табличек и т.д.) на внешних сторонах изделий предусмотрено два режима: автоматический и ручной.

Автоматический режим редактирования – это режим установки компонентов, который берет за основу шаблоны с точками установки компонентов.

Ручной режим редактирования – это режим установки компонентов, который берет за основу зоны разрешающие и запрещающие установку компонентов. Установка внутренних компонентов (рейки, зажимы, шины заземления), также имеют возможность редактирования по их расположению.

При запуске программы выбирается тип проектируемого изделия, после чего откроется рабочее пространство сборки:

Главное меню с вкладками «Файл», «Правка», «Настройки», «Окна».

Панель быстрого доступа.

Область визуализации процесса сборки.

Раздел «Библиотека» - выбор корпусов и комплектующих (кабельные вводы, клеммы).

Панель с обозначением сторон для установки кабельных вводов.

Строка с характеристиками собранного изделия.

Область с отображением структуры условного обозначения сформированного изделия.

Раздел «Сборочная ведомость» в котором будут отображаются и корректироваться комплектующие использованные в процессе сборки.

Раздел «Основные сведения».

В разделе «Библиотека» пользователь выбирает необходимый раздел компонентов - «Корпуса», «Кабельные вводы», «Клеммные зажимы», «Элементы управления» и д.р.

При выборе необходимого раздела, например «Корпуса» - появлятся дерево с раскрывающимися элементам, в котором выбирается компонент для добавления на рабочую область.

Раздел «Основные сведения» содержит пункты для заполнения переменных данных, которые далее будут вносится в стандартный штамп сформированного чертежа (согласно ЕСКД), а также дополнительные данные в технические требования на чертеже.

В системе доступен экспорт чертежей и спецификаций на спроектированное изделий.

Оформление чертежей и спецификаций соответствуют требованиям ЕСКД, ГОСТ 2.104-2006.

Доступны следующие форматы экспорта:

сохранение проекта в файл с собственным расширением *.velan

сохранением в формат *.jpeg или *.pdf всех листов (сборочный чертеж СБ, спецификация СП) предварительно с возможностью выбора габарита формата A3 или A4;

возможностью экспорта спецификаций в формат *.xlsx.

Система автоматически контролирует совместимость компонентов, допустимые зоны их размещения на корпусах и относительно друг друга.

Интерфейс системы понятен и удобен для рядового пользователя ПК.

Внедрение САПР значительно снизило временные затраты на проектирование изделия под нужды заказчика.

В частности снизилась зависимость от инженеров конструкторского отдела, большую часть данного процесса в САПР могут выполнять менеджеры компании самостоятельно.

Программное обеспечение реализовано как кроссплатформенное десктопное ПО - поддерживаются OC Windows (7 и выше), а также OC семейства Linux разных модификаций (в том числе Astra Linux).