Материал: Комплексные решения для автоматизации конструкторско-технологической подготовки производства. Федорков Е.Д., Чекменев А.Н

Нормы времени рассчитываются в следующей последовательности. Выбираются основное и вспомогательное время на переход. Определяется основное время на операцию как сумма основного времени по переходам. Вспомогательное время на операцию определяется как сумма времени на установку и снятие детали и вспомогательного времени по переходам. И в конце определяется штучное время.

В качестве нормативов для данных выбраны каталоги и рекомендации производителей металлообрабатывающего инструмента. Так существенным преимуществом модуля являются актуальные данные (в частности данные, взяты из Каталога и технического руководства 2006 компании SECO).

Сбор данных производится посредством организации БД с хранящейся в ней информации о технологии производства изделия. Информационное обеспечении реализована в клиент-серверной архитектуре на базе СУБД Oracle 9i.

Программное обеспечение проекта построено средством Delphi 7.0. и представляет собой систему, реализующую хранение, изменение и ввод данных о режимах резания в формате файлов баз данных. Программное обеспечение состоит из двух приложений: непосредственно модуля, осуществляющего автоматизированный выбор режимов резания, и программы, предназначенной для администрирования базы данных. Программа обеспечивает эффективную связь пользователя с вычислительными средствами, что выражается в удобстве графического интерфейса с учетом психологических, физиологических и инженерно-технических факторов.

С целью обеспечение гибкости и перенастраиваемости модуля при проведении выбора режимов резания для новых производственных условий по специфическим нормативам модуль выбора режимов резания и расчета нормы времени построен таким образом, что изменения нормативов учитываются без изменения программ модуля, т.е. путем замены, корректировки, вставок или дополнений в информационной БД.

В связи с многовариантностью задачи полной автоматизации назначения режимов резания и норм времени, невозможностью формализации отдельных этапов модуль ограничен выбором режимов резания для токарной, сверлильной и фрезерной операций.

По типу решаемых задач данный модуль классифицируется как программное средство для обработки данных; по назначению – многопользовательское; по требованиям надежности – важное ПС; по технологии разработки – промышленная.

Воронежский государственный технический университет

УДК 681.3

Ю.В. Деева В.А. Рыжков

АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Современные достижения в области использования ЭВМ с одной стороны, и необходимость резкого повышения производительности и качества труда ИТР при подготовке машиностроительного производства, с другой, привели к развитию автоматизации технологического проектирования и разработке теории комплексных, автоматизированных систем технологической подготовки производства (КАС ТПП).

Технология машиностроения в своем становлении и развитии прошла сравнительно небольшой исторический путь. Зародившись в конце XIX столетия, основное свое развитие машиностроительное производство получило уже в XX веке. Именно в это время грандиозный скачок масштабов машиностроения потребовал развития и четкой организации промежуточных ступеней между разработкой конструкций и их воплощением в действительность. В эти годы широким фронтом развернулась работа по созданию и освоению различных методов и приемов изготовления деталей, накапливался опыт их применения, тем самым закладывался фундамент технологии машиностроения как науки, имеющей прикладной характер.

Неуклонный рост масштабов выпуска машин и механизмов, увеличение их быстродействия и энерговооруженности весьма остро поставили вопрос о повышении качества и ускорении сроков разработки и внедрения процессов изготовления самых разнообразных деталей и сборки узлов и агрегатов. Для этих целей было необходимо привлечь большое число квалифицированных специалистов или создать методы, позволяющие быстро и просто разрабатывать надежные технологические процессы для различных производственные условий.

В конце 30-х годов профессором А.П. Соколовским была сформулирована идея типизации технологических процессов, основанная на принципах классификации деталей по общности конструктивно-технологических признаков. Существо этой идеи ярко выражено в словах А.П. Соколовского: «…Классификацию как технологических процессов, так и отдельных технологических задач (мы) производим на основе классификации деталей. С другой стороны, классификацию деталей мы проводим таким образом, чтобы в основе ее лежала технология, и сходные по методам обработки детали попадали в одни и те же классификационные группы».

Несмотря на то, что идея типизации первоначально рассматривалась к анализу, изучению и систематизации опыта, накопленного машиностроением, в дальнейшем она получила свое развитие как метод проектирования на основе типовых технологических процессов. Типовой технологический процесс, составленные с учетом имеющегося опыта, освоенных и апробированных методов обработки, фактически представляет собой канву, определяющую структура и состав рабочей технологии обработки деталей, относящихся к одному типу.

Другой метод унификации технологических процессов, основанный на общности применяемого оборудования и оснастки, предложен профессором С.П. Митрофановым. Этот метод позволяет использовать эффективные средства и формы организации крупносерийного и массового производства в условиях производства серийного и мелкосерийного. Группирование деталей позволяет создать специализированные рабочие места и рационально загрузить оборудование.

Проектирование на основе унификации технологических процессов отличается сравнительной простотой, так как необходимость строгой классификации элементов процессов обработки приводит к систематизированному представлению процесса проектирования, который в большей части сводится к поиску уже готового аналога технологии в соответствии с классификационными кодами.

При разработке типовых и групповых процессов технологические решения, полученные в результате большой подготовительной работы, принимаются в качестве нормализованных. Типовые и групповые технологические процессы содержат сведения о заготовках, о требуемом оборудовании, об оснастке и инструменте, о содержании операций, об основных переходах и последовательности их выполнения.

Преимущества методов проектирования на основе унификации технологических решений и развитие программных средств обработки массивов информации привели к широкому использованию этих методов при механизации и автоматизации разработки технологии изготовления деталей путем механической обработки заготовок.

Характерной особенностью таких систем проектирования является то, что для формирования конкретной технологии используются только те технологические решения, которые заранее разработаны и внесены в состав информационной базы системы. Внедрению таких систем предшествует работа, объем которой определяется тремя основными этапами:

1) унификацией и системным представлением деталей в соответствии с конструктивными и технологическими признаками (составление классификатора);

2) подробной разработкой технологических процессов и их элементов для каждого типа или группы деталей;

3) занесением информации, характеризующей процесс обработки, в соответствующие базы данных.

В соответствии с принципами унификации в нашей стране разработан ряд действующих систем автоматизированного проектирования технологических процессов с помощью ЭВМ.

Составной частью комплексной автоматизированной системы является подсистема проектирования типовых и групповых технологических процессов.

Неизменная часть типового технологического процесса хранится в информационно-поисковой системе (ИПС) ЭВМ, вызывается на основании шифра детали и выдается на печать в виде операционной карты типового процесса. Переменная часть типового технологического процесса определяется с помощью стандартных программ доработки на основании исходных данных. Доработка типового технологического процесса состоит в выполнении следующих действий:

- уточнение типоразмеров, марок и шифров оборудования, приспособлений и инструментов в пределах типов, предусмотренных технологическим процессом;

- корректировка переменных размеров детали, меняющихся внутри одного типа, например, длины и диаметры шеек ступенчатых валов одного типа и т.п.;

- нахождение расчетных размеров для определения режимов обработки;

- определение режимов резания в соответствии с уточненными оборудованием, приспособлениями и инструментами;

- подготовка данных для АСУ.

Исходные данные в виде закодированной информации на стандартном бланке подготавливает технолог вручную или с помощью автокодировщика вводит в ЭВМ.

Групповой технологический процесс для комплексной детали по всем своим показателям совпадает с типовым процессом. Однако для конкретной детали группы он может содержать избыточную информацию в виде наличия и описания переходов и операций, не нужных для этой детали. Проектирование технологического процесса для конкретной детали группы (на основные процесса для комплексной детали) производят следующим образом:

- на основании исходных данных, технологического шифра из ИПС вызывается в оперативную память ЭВМ соответствующий групповой технологический процесс;

- заданная деталь сравнивается с комплексной, и уточняются их общие элементы;

- из группового технологического маршрута выбираются только операции и переходы, необходимые для получения общих элементов заданной и комплексной детали, и окончательно формируется маршрут изготовления заданной детали;

- маршрут изготовления заданной детали принимается в качестве типового, и дальнейшее проектирование производится по методам и стандартным программам для проектирования типовых процессов.

Доработка типового (группового) технологического процесса. В рассматриваемой системе доработка типового (группового) технологического процесса заключается в конкретизации значений выбранных элементов процесса обработки. При этом определяются межоперационные и расчетные размеры, а также выбирается вспомогательный, режущий и мерительный инструмент.

Воронежский государственный технический университет

УДК 681.3

А.В. Сторожук В.А. Рыжков

РАЗРАБОТКА АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ ПОДСИСТЕМЫ ВЫБОРА ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ИНСТРУМЕНТА

В наше время очень широкое распространение получают системы автоматизированного проектирования. Не исключением стали и подсистемы, взаимодействующие с САПР. В статье рассматриваются принципы, по которым функционирует автоматизированная подсистема выбора вспомогательного инструмента.

Хотелось бы отметить, что вспомогательный инструмент играет немаловажную роль в производстве различных деталей. Вообще, вспомогательный инструмент используется для обеспечения точного и надежного базирования режущего инструмента на станке. Он во многом определяет точность и производительность обработки поверхностей деталей.

Вспомогательные приспособления делятся на:

• приспособления для гибки,

• приспособления для правки,

• приспособления для обжима,

• приспособления для сварки,

• приспособления для сверления,

• приспособления для шлифования и др.

Приспособления выполняются механизированными, что облегчает работу станочника и повышает производительность труда. Кроме того, изготавливаются приспособления для механизации сборочных работ в серийном и массовом производстве.

Рассматриваемая нами подсистема является универсальной и предназначена для выбора инструмента практически для любой отрасли промышленности, для разного вида деталей.

В условиях жестких требований рынка к со­кращению сроков проектирования и подготовки про­изводства, к повышению качества изделий необходим выход на качественно новый уровень компьютеризации. Наша подсистема целиком и полностью удовлетворяет приведенным выше критериям.

Для использования подсистемы требуется современная техника, в большом количестве доступная в наше время. Этот факт выводит ее на более высокий уровень, по сравнению с другими подсистемами. Что также немаловажно, надежность подсистемы на высшем уровне. В ходе тестирования, отказов в работе обнаружено не было.

В современном мире далеко не на последнем месте стоит возможность быстрого интегрирования программного средства на предприятие, с наименьшими затратами не него. Что касается затрат, то стоимость данного программного средства невысока. Это сказывается на его доступности. При использовании подсистемы выбора вспомогательного инструмента, уменьшается время на базирование режущего инструмента. Это ведет к увеличению количества выпускаемых изделий, а как следствие, к увеличению экономической эффективности.

Главная цель курсовой работы является выбор вспомогательного инструмента. На первом этапе проектирования создается база данных, в которую заносятся все виды инструмента. Весь вспомогательный инструмент разбивается на виды: струбцины, зажимы, упоры и др. Далее выбираются параметры, по которым классифицируется инструмент, например, длинна заготовки (детали), вес заготовки (детали), возможность использования с конкретным видом детали или инструмента. Выбор инструмента осуществляется по следующей схеме:

Целесообразность использования подобных систем очень велика. В первую очередь, предприятие получает только рост прибыли с наименьшими затратами.

Воронежский государственный технический университет

УДК 681.3

Д.Е. Пачевский А.И. Бобров А.В. Паринов

Проектирование 3D-библиотеки расточного резца с цилиндрическим хвостовиком в системе Компас-5.11

Интенсивное развитие САПР в машиностроении привело к широкому применению трехмерного моделирования. В последние годы наметился переход от создания и использования 2D САПР к системам автоматизированного трехмерного проектирования. Разработку САПР в 3D целесообразно осуществлять на базе готовых систем трехмерного моделирования.

Существуют группы деталей и узлов, подобных по своей геометрии и отличающихся лишь своими параметрами. Для ускорения процесса проектирования удобно применять параметрические модели, что позволяет сделать система Компас-3D 5.11 посредством библиотек расширения.

Библиотека – это приложение, созданное для расширения стандартных возможностей КОМПАС-ГРАФИК и работающее в его среде и может быть создана в одной из стандартных сред программирования для Windows.

В данном случае применялась среда Delphi с использованием инструментов разработки КОМПАС-МАСТЕР.

В ходе анализа решаемой задачи к библиотеке предъявлялись следующие требования: библиотека должна иметь простой интерфейс; входными данными служат геометрические параметры расточного резца и режущей пластины; выходными данными библиотеки должны быть файлы деталей и сборки в системе Компас.

Проанализировав требования и параметры используемой системы, были сгенерированы и применены методики и алгоритмы, обеспечивающие автоматизированное проектирование трехмерных моделей.

Входными данными библиотеки являются 5 геометрических параметров державки: длина основной части державки, диаметр основной части державки, длина средней части державки, диаметр средней части державки, отклонения режущей головки; и 4 параметра режущей пластины: длина режущей кромки, толщина пластины, задний угол и главный угол в плане. Выходными данными библиотеки являются файлы деталей и сборки в системе Компас.

Исходный код библиотеки содержится в файле-проекте, файлах-модулях и текстовых файлах.

Для реализации библиотеки Компаса необходимо выполнить следующие действия:

1. Создание проекта библиотеки:

1) Вызвать из меню File команду New/Other. Выбрать тип DLL на закладке NEW.

2) В настройках проекта или в тексте программы (директива {$E rtw}) изменить расширение файла библиотеки с dll на rtw.

3) Для создания КОМПАС – библиотеки необходимо вставить несколько экспортных функций:

exports

LibraryName name ‘LIBRARYNAME’, // Определить имя библиотеки

LibraryId name ‘LIBRARYID’, // Задать идентификатор ресурсов

LibraryEntry name ‘LIBRARYENTRY’; // Головная функция библиотеки

4) Для использования собственных форм необходимо в процедуре LibraryEntry провести инициализацию:

Application.Initialize;

Application.CreateForm(Tform1, Form1);

Application.CreateForm(Tform2, Form2);

…

Application.Run;

2. Создание модуля.

1. Вызвать из меню File команду New/Form

2. Разместить на форме необходимые компоненты интерфейса.

3. Написать процедуры, производящие обработку входных данных (параметров) и построение параметрической 3D модели.

Для реализации параметрической модели расточного резца с цилиндрическим хвостовиком необходимо составить математическую модель, т. к. именно в числовой форме производится обработка входных данных программой.

Математическая модель представляет собой зависимости, определяющие координаты точек по которым будет строиться модель. При вычерчивании были использованы следующие геометрические объекты:

1. Точка

На плоскости точку представляем с помощью двух ее координат. Их значения можно рассматривать как элементы матрицы [x,y]. В пространстве каждую точку представляют матрицей [x,y,z].

2. Прямая

Если даны две точки с координатами A(x₁,y₁) и B(x₂,y₂), то расстояние между ними (длину отрезка) можно вычислить по формуле:

Прямая, проходящая через две данные точки A(x₁,y₁) и B(x₂,y₂), определяется уравнением:

Общее уравнение прямой имеет вид:

Ax+By+C=0

3) Окружность

Если обозначить через h и k координаты центра и через r радиус окружности, то уравнение окружности примет вид:

Координаты любой точки на окружности с центром в начале координат определяются соотношениями:

Если центр окружности расположен в точке с координатами (h,k), то координаты любой точки окружности определяются

В результате реализации библиотеки построения трехмерных моделей, было получено программное средство, работающее под управлением системы Компас-3D 5.11, которое на данном этапе удовлетворяет всем предъявляемым к ней требованиям. Таким образом, библиотека обеспечивает построение трехмерных моделей составных частей и сборки расточного резца с цилиндрическим хвостовиком.

Воронежский государственный технический университет

УДК 621.7

Е.А.Тычина В.А.Рыжков

ПОДСИСТЕМА ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССОРА САП

Процессор САП – программный блок, предназначенный для решения общих геометрических и технологических задач, а также задач управления процессом обработка данных на ЭВМ. Результатом работы процессора является полностью рассчитанная траектория движения инструмента, представленная в промежуточном унифицированном виде. Эти данные вместе со сведениями о технологических режимах обработки процессор выводит на внешний носитель ЭВМ.

В общем случае процессор САП состоит из трех последовательно работающих частей: блока трансляции, геометрического блока и блока формирования промежуточной информации. Процессор системы, в функции которой входит автоматизация построения технологического процесса обработки детали, содержит также технологический блок.

Технологический блок предусмотрен в основном в специализированных САП. Выполняемые им функции сильно зависят от области применения САП, так как различные классы деталей и разные виды обработки требуют своей технологии.