Расчет и построение участков инструментального обеспечения производится исходя из потребного числа оборотного фонда инструментов производственных участков по выполнению производственной программы цехом.
Расчет величины оборотного фонда инструментов. При построении системы инструментообеспечения автоматизированных производственных участков за основу принята система централизованного обеспечения технологического оборудования комплектами заранее настроенных инструментов в соответствии с производственной программой выпуска, а также выполнение всех вышеуказанных функций системы инструментообеспечения.
Номенклатуру режущего инструмента устанавливают исходя из разработанных технологических процессов изготовле-ния изделий, а их количество определяют следующим образом.
Минимальную величину оборотного фонда режущего инструмента Нф каждого типоразмера определяют по формуле [5]: Нф = И1 + И2 + И3, где И1 – число комплектов инструмента на рабочем месте, шт.; И2 – число комплектов на восстанов-лении и настройке, шт.; И3 – страховой запас в системе инструментообеспечения, шт.
Максимальный оборотный фонд инструмента Н = Нф + Нн, где Нн – норма расхода инструмента за выбранный проме-жуток времени, шт.
Оборотный фонд вспомогательного инструмента устанавливают из расчета два комплекта в секции обслуживания, два комплекта настроенного инструмента на каждый станок.
Из общего времени технологического процесса выявляют время формообразования каждым типоразмером инструмента и опре-деляют декадную норму расхода следующим образом: Нн = Тс.ф / Тд, где Тс.ф – суммарное время формообразования данным типоразмером инструмента всех деталей за декаду, ч; Тд – действительное время службы данного типоразмера инструмента (С учетом всех возможных повторных заточек), ч.
Доставка и установка режущего инструмента в станках токарной группы осуществляется в основном транспортными рабочими. При автоматической доставке инструментальный блок на рабочую позицию поступает в таре в строго фиксированном положении Проектирование секции сборки и настройки инструмента. Основные настроечные размеры инструментов для станков токарной группы, осуществляемые вне станка на специальных приборах в секции сборки и настройки инструментов.
Кроме приборов для настройки режущего инструмента секцию сборки и настройки инструмента оснащают стеллажами для хранения инструмента и технической документации, контрольными плитами, дисплеями связи с ЭВМ системы инстру-ментообеспечения и др.
Проектирование секции обслуживания инструментов рабочих мест (ИРК). Участок хранения и комплектования инструментов и технической документации. На участке хранения и комплектования инструментов и технической документации осуществляются следующие работы: получение инструмента и технической документации к нему из ЦИСа; поддерживание оборотного фонда в пределах от минимального до максимального; подбор режущих, вспомогательных, измерительных инструментов, технической документации согласно заданиям на настройку; доставка подобранных инструментов, карт настройки, заданий на настройку в секцию сборки и наладки.
Комплекс работ по подготовке комплектов инструмента выдается ЭВМ системы инструментообеспечения, работающей во взаимосвязи с автоматизированной системой управления технологической подготовкой производства (АСУ ТП).
Участок доставки инструментов к рабочим местам. На участок доставки инструментов к рабочим местам инстру-мент поступает из секции сборки и настройки, где слесарь-комплектовщик доукомплектовывает их мерительным инстру-ментом и в таре на ручных тележках доставляет к работающим станкам комплекса. Участок разборки отработанного инструмента. На участке разборки отработавшего инструмента осуществляют разборку отработавшего инструмента, заменяя при этом затупленные пластины в инструментах с механическим креплением, и сортировку инструмента по степени его дальнейшей пригодности (восстановление заточкой, контроль настроечных разме-ров, ремонт, выбраковка и др.). Эти работы выполняются слесарями-инструментальщиками и слесарями-комплектовщиками.
Воронежский государственный технический университет
УДК 681.3
И.С. Малышева О.В. Собенина
ТЕХНИЧЕСКАЯ ПРОГРЕССИВНОСТЬ КАК ПРИЗНАК ИЗОБРЕТАТЕЛЬСКОГО УРОВНЯ
"Изобретению предоставляется правовая охрана, если оно является новым, имеет изобретательский уровень и промышленно применимо."
"Изобретение имеет изобретательский уровень, если оно для специалиста явным образом не следует из уровня техники."
Согласно действующему патентному законодательству наличие изобретательской деятельности должно признаваться, если изобретение не вытекает очевидным образом для специалиста из уровня техники.
Для обоснования соответствия изобретения критерию "изобретательская деятельность" все в большей мере начинает использоваться понятие технической прогрессивности. Это правильно, так как техническая прогрессивность и основанный на ней коммерческий успех "составляют сущность патентной охраны".
Техническая прогрессивность рассматривается как важный признак наличия изобретательской деятельности. Такой подход позволяет решить вопрос о том, следует ли при оценке изобретательской деятельности исходить из поставленной задачи. Задачей изобретения в большинстве случаев является устранение недостатков прототипа либо достижение определенных преимуществ по сравнению с прототипом. Если эти преимущества обеспечивают техническую прогрессивность и в конечном итоге также коммерческий успех, то соответствующему изобретению нельзя отказать в наличии необходимой для установления патентоспособности изобретательской деятельности.
Чтобы предприниматели не лишались возможности получения патентной охраны на изобретения, реализуемые ими на практике, понятие "изобретательский уровень" ("неочевидность") должно наполняться доказуемыми фактами. Речь идет о том, чтобы:
при оценке творческого содержания изобретения после установления его новизны проводить сравнение между действиями изобретателя либо его правопреемника и их конкурента, например спрашивать подателя протеста, почему он не создал данное изобретение, обладающее (непременное условие) прогрессивностью, возложив тем самым на него бремя доказывания;
при экспертизе на изобретательскую деятельность исходить из того, что на момент подачи заявки для всех был одинаковый уровень техники и одинаковая ситуация на рынке;
анализировать, как (в каком направлении) последующие авторы совершенствовали объект, составивший прототип изобретения;
исходить из презумпции неочевидности изобретения, если прототип был доступен в течение определенного времени (хотя бы несколько лет) и доказано существование рыночной потребности;
принимать во внимание, что все предшествующие авторы являются специалистами со способностями выше средних, т. е. изобретателями;
исходить из того, что неочевидность изобретения следует определять относительно "мозаики" из нескольких печатных публикаций, отдельные элементы которой не имеют никакого отношения к задаче, решаемой проверяемым изобретением.
Хотя техническая прогрессивность не является самостоятельным критерием патентоспособности, однако, дальнейший технический прогресс, безусловно, является одной из наиболее важных целей патентной системы. Несомненно, что при отсутствии технической прогрессивности не может быть патентоспособного изобретения.
Воронежский государственный технический университет
УДК 681.3
А.В. Паринов, П.О. Манин
ШЕРОХОВАТОСТЬ, КАК ГЕОМЕТРИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ ПОВЕРХНОСТИ
Прочность деталей зависит от шероховатости поверхности. Разрушение детали, особенно при переменных нагрузках, в большей степени объясняется концентрацией напряжений, вследствие наличия неровностей. Чем меньше шероховатость, тем меньше возможность возникновения поверхностных трещин от усталости металла. Отделочная обработка деталей (доводка, полирование и т. п.) обеспечивает значительное повышение предела их усталостной прочности.
Уменьшение шероховатости поверхности значительно улучшает антикоррозионную стойкость деталей. Это имеет особенно важное значение в том случае, когда для поверхностей не могут быть использованы защитные покрытия (поверхности цилиндров двигателей и др.).
Надлежащее качество поверхности играет немаловажную роль и в сопряжениях, отвечающих условиям плотности, герметичности, теплопроводности. С понижением шероховатости поверхностей улучшайся их способность к отражению электромагнитных, ультразвуковых и световых волн; уменьшаются потери электромагнитной энергии в волноводных трактах, резонирующих системах, уменьшается емкость электродов; в электровакуумных приборах уменьшается газопоглощеиие и газовыделение, облегчается очистка деталей от адсорбированных газов, паров и пыли.
Важной геометрической характеристикой качества поверхности является направленность штрихов — следов механической и других видов обработки. Она влияет на износостойкость поверхности, определенность посадок, прочность прессовых соединений. В ответственных случаях конструктор должен оговаривать направленность следов обработки на поверхности детали. Это может оказаться необходимым, например, в связи с направлением относительного скольжения сопряженных деталей или с направлением движения по детали струи жидкости или газа. Изнашивание уменьшается и достигает минимума при совпадении направления скольжения с направлением неровностей обеих деталей.
Высокой точности всегда отвечают малые шероховатости и волнистость поверхности. Это определяется не только условиями работы сопряженных деталей, но и необходимостью получения надежных результатов измерения в производстве. Уменьшение шероховатости поверхности вносит большую определенность в характер сопряжения, так как размер зазора (или натяга), полученный в результате контроля деталей, отличается от размера эффективного зазора или натяга, имеющего место в эксплуатации или при сборке. Эффективный натяг при сборке уменьшается, а зазор в процессе работы механизма увеличивается, причем тем больше и быстрее, чем более грубо обработаны сопрягаемые поверхности.
Малую шероховатость поверхности бывает необходимо использовать и для придания красивого внешнего вида детали или удобства содержания поверхностей в чистоте и т. п.
Требования к шероховатости поверхности должны устанавливаться исходя из функционального назначения поверхности для обеспечения заданного качества изделий. Если в этом нет необходимости, то требования к шероховатости поверхности не устанавливаются и шероховатость этой поверхности контролироваться не должна. Требования к шероховатости поверхности не включают требований к дефектам поверхности (раковины и пр.), поэтому при контроле шероховатости поверхности влияние дефектов поверхности должно быть исключено. В некоторых случаях допускается устанавливать требования к шероховатости отдельных участков одной поверхности, которые могут быть различными.
Воронежский государственный технический университет
УДК.681.3
Д.Е. Пачевский
Другие формы самостоятельной работы студентов
Следует обратить внимание на аудиторную СРС. Аудиторная СРС предполагает выполнение тестовых заданий, выступление с докладами на семинарских занятиях или научно-практических конференциях, участие в деловых играх, решение ситуационных и логических задач, разработка анкет и вопросников, письменные контрольные работы, выполнение лабораторных работ.
Рассмотренные выше формы СРС внесены в рабочую программу дисциплины и являются обязательными для выполнения всеми студентами, изучающими ее. Однако по дисциплине предусмотрены и другие дополнительные виды деятельности студентов, обеспечивающие не только систематическое изучение предмета, но и требующие внесения в работу элементов творчества.
К таким видам самостоятельной работы относятся, например:
написание рефератов по различным разделам дисциплины (причем выбор темы осуществляется, в основном, студентом самостоятельно с учетом его интересов, выбранного направления обучения, а также по тематике, предложенной самим студентом);
изготовление иллюстративного материала по дисциплине, где тема определяется преподавателем, а содержание и форма исполнения - самим студентом;
разработка студентами контрольных индивидуальных заданий: составление тестов, кроссвордов и прочих проверочных заданий;
создание автоматизированных контролирующе-обучающих модулей, где студенты сами составляют задания, определяют форму контроля и обучения, разрабатывают необходимые программные средства;
участие наиболее подготовленных студентов в научно-исследовательской работе кафедры, результаты которой докладываются на научных студенческих внутривузовских и региональных конференциях.
Выполнение этих видов работ не является обязательным для всех студентов, а предлагается им для более глубокого изучения разделов дисциплины. Разумеется, проделанная дополнительная работа оценивается добавочным числом баллов, причем, чем более самостоятельной и оригинальной является разработка, тем большим числом баллов она оценивается.
Выполнение всех видов самостоятельной работы способствует развитию у студентов навыков целостного представления о логике, методологии и методике изучения объекта и предмета дисциплины.
Воронежский государственный технический университет
УДК 681.3
В.В. Проскурин С.Г. Тагинцев
КРАТКИЙ ОБЗОР ПРОГРАММИРОВАНИЯ АРТ
Имя языка программирования АПТ (APT) происходит от начальных букв полного названия “Automatically Prodrammed Tools”, что в переводе означает “Автоматические программируемые станки”.
Язык АПТ ровесник ФОРТРАНа и так же, как последний, используется поныне. АПТ - первый язык программирования для применения в специализированной области, первый язык программирования операций обработки деталей на станках с числовым программным управлением (ЧПУ). Он разрабатывался в Массачусетском технологическом институте (МТИ) по контракту с ВВС США. Группу разработчиков возглавлял математик Дуглас Т. Росс.Работа по созданию языка началась в июле 1956 г.; в мае следующего года разработаны основы синтаксиса и семантики языка, близкие к английскому языку. В 1959 г. о языке АПТ было впервые сообщено на конференции в МТИ и в этом году, по-видимому, он впервые был применен в производственных условиях. В 1960 г. на машине IBM 704 был реализован улучшенный вариант языка - АПТ 2, а в последующие годы получила распространение версия языка - АПТ 5.
АПТ это не только язык станков с ЧПУ, но также и программа, которая выполняет расчеты по определению положений режущего инструмента в соответствии с операторами языка.
Система АПТ предназначена для программирования операций в трех мерном пространстве, причем ее можно использовать для управления станками, которые имеют до пяти управляемых сетей. Ее можно использовать для управления процессами разнообразных операций механической обработки.
Язык включает четыре типа операторов: геометрические операторы, операторы движения, операторы постпроцессора и вспомогательные операторы.
Геометрические операторы (их часто называют операторами определения) определяют геометрические элементы, которые составляют деталь.
Операторы движения применяются для описания траектории перемещения режущего инструмента.
Операторы постпроцессора используются применительно к конкретному станку и его системе управления для задания скорости подачи и резания и для учета других характеристик данного станка.
Вспомогательные операторы представляют собой различные команды, применяемые для определения типа деталей, инструментов, допусков и т. п.
Мощным средством языка АПТ является возможность использования макрооператоров, которые аналогичны заданию подпрограмм в ФОРТРАНе и других языках программирования. Они применяются в тех случаях, когда определенная последовательность движений повторяется многократно в процессе выполнения конкретной программы.
Цель использования “макроподпрограмм” заключается в уменьшении числа операторов в записи всей АПТ-программы. Что в конечном счете упрощает работу технолога-программиста и снижает затраты на программирования.
В 70-е и 80-е годы появились новые подходы к составлению управляющих программ для обработки деталей на станках с ЧПУ: применение в процессе программирования интерактивной машинной графики; речевое (голосовое) программирование (ввод операторов программы ЧПУ в компьютер производится технологом устно) и др.
При использовании интерактивной машинной графики процедура программирования реализуется на графическом терминале САПР/АПП. Используя геометрические данные, определяющие деталь в процессе автоматизированного проектирования технолог- программист строит траекторию движения инструмента (часто траектория инструмента автоматически формируется программными средствами САПР/АПП).
Выходными данными такой процедуры программирования является распечатка текста АПТ-программы, т. е. фактически массив положений режущего инструмента, который затем пропускается через программу постпроцессора с целью подготовки перфоленты для ЧПУ.
Создатель языка Д. Росс в дальнейшем стал инициатором использования ЭВМ в проектных работах. Под его руководством начиная с 1959 г. разрабатывался язык AED (ALGOL Extended for Design - АЛГОЛ, расширенный для проектирования), предназначенный для создания программ компьютерного проектирования деталей, сборка которых затем производилась на программно управляемых станках. Написанные им работы “Принципы AED для универсального компьютерного проектирования” и “Теоретические основы систем компьютерного проектирования” (в соавторстве с Дж. Родригесом) получили признание многих разработчиков САПР/АПП.
Символичным является присуждение в 1975 г. Д. Россу Обществом цифрового управления награды Жозефа Мари Жаккарда (французского изобретателя 19 века, который первый использовал перфорированную ленту для управления ткацкими станками). В число версий языка АПТ, специально предназначенных для конкретных приложений, входят языки APTURN (для операций токарной обработки), APTMIL (для фрезеровальных и сверлильных операций), APTPOINT (для операций, выполняемых “от точки к точке”).
Язык АПТ послужил основой для создания подобных языков во многих странах. В 1970 г. в США фирмой IBM по контракту с ВВС был разработан язык ADAPT (Adaptation of APT - Адаптация АПТ). Язык не такой мощный как АПТ, но зато может применяться для программирования как позиционных, так и контурных задач.
Воронежский государственный технический университет
УДК 681.3
Д.С. Орлов В.В. Сокольников
СРЕДСТВА ИНФОРМАЦИОННО-КОММУНИКАТИВНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ПРИ ОБУЧЕНИИ ИНФОРМАЦИОННЫМ ТЕХНОЛОГИЯМ
Сущность процесса обучения слушателей высших учебных заведений изучается дидактикой (теорией обучения) высшей школы. Исследуя закономерности учебного процесса, она определяет дидактические принципы, выявляет эффективные методы, формы, средства и технологии обучения, пути их развития и совершенствования. Решая названные задачи, дидактика высшей школы создает теоретические модели обучения, которые находят свое выражение в методических системах, используемых педагогами в образовательном процессе вузов. Как теоретическая основа методик и технологий обучения дидактика определяет общие требования к ним, ориентирует педагогов на выявление и реализацию специфических сторон и условий, характерных лишь для тех или иных конкретных учебных дисциплин. Дидактика высшей школы также обобщает данные методик и технологий обучения, обогащая этим свой теоретический и практический арсенал.
По своей структуре процесс обучения представляет собой взаимосвязанную деятельность педагога и обучающихся, т. е. двухсторонний неразрывный процесс преподавания и учения. В рамках преподавания, педагог, излагая в систематизированном виде учебный материал и показывая наиболее целесообразные приемы практической работы, психологически готовит слушателей к восприятию изучаемого материала, развивает у них познавательный и профессиональный интерес к предмету, совершенствует способности и умение самостоятельно приобретать знания, овладевать профессиональным мастерством, анализирует их работу и контролирует качество усвоения знаний, навыков и умений. При решении этого комплекса взаимосвязанных задач преподаватель выступает прежде всего в качестве организатора учебно-познавательной деятельности обучающихся. В то же время он реализует воспитательные и развивающие функции обучения, направленные на овладение слушателями элементами культуры умственного и физического труда; развитие интеллектуальных и физических качеств; формирование основ мировоззрения и поведения в обществе. Обучающийся в процессе учения активно овладевает обобщенными способами учебных действий и саморазвития, решает поставленные педагогом учебные задачи на основе внешнего контроля и оценки, переходящих в самооценку и самоконтроль. Таким образом, учение представляет собой деятельность слушателя по присвоению общественно-исторического опыта и формированию на этой основе индивидуального опыта путем осуществления совокупности учебно-познавательных действий. О том, как рационально распределить обязанности между педагогом и обучающимися, очень мудро и поучительно говорил А. Дистервег. Он считал, что плохой учитель преподносит истину, а хороший - учит ее находить. Стержнем обучения является учебно-познавательная деятельность слушателей - отражение в их сознании изучаемого материала, творческое его осмысление и практическое использование приобретенных знаний для решения и учебных и профессиональных задач. Сущность процесса обучения в вузе состоит в том, что это целенаправленный, систематический, организованный процесс обеспечения слушателей знаниями, навыками и умениями, совершаемый педагогом при их сознательном и активном участии. Обучение следует понимать не как процесс "передачи" готовых знаний от педагога к обучающемуся, а как широкое взаимодействие между ними с целью развития личности слушателя посредством организации усвоения им научных знаний и способов деятельности.