Файл: Мясников, В. А. Программное управление оборудованием.pdf

ванна достигается существенный экономический эффект благодаря ускорению реализации конструкций в металле, поскольку на основе конструктивной информации, находящейся в ЭВМ, непо­ средственно может быть получена управляющая программа для чертежных и гравировальных автоматов, фрезерных и токарных станков с программным управлением, газорезательных машин и т. п.

Автоматизация технологической подготовки производства

Вэтой области можно выделить следующие направления.

1.Подготовка управляющих программ для станков и другого оборудования с программным управлением.

2.Разработка маршрутной технологии обработки деталей ма­ шин и механизмов.

3.Проектирование оснастки и специнструментов.

4.Проектирование цехов и заводов.

Подготовка программ для станков с программным управлением является наиболее важным направлением, так как это решает проблему нехватки рабочей силы.

73

Системы по автоматизации выбора форм кузовов автомобилей,

и изготовления. Так, в Норвегии система проектирования обводов кораблей автоматически выдает программы управления для газо­ резательных и трубогибочных машин с числовым программным управлением.

В США на некоторых автомобильных заводах результаты кор­ ректировки формы кузова, проводимой с помощью ЭВМ, пере­ даются непосредственно на станок для изготовления вытяжных штампов. Основой для корректировки является гипсовая модель, сформированная конструктором и обмеренная на измерительной машине с числовым программным управлением.

Структура систем автоматизации технологической подготовки производства должна соответствовать его серийности и специа­ лизации. Наиболее важны в этом отношении два следующих типа производства.

1. Индивидуальное производство п мелкосерийное производ­ ство. Во многих случаях они являются самостоятельными (окон­ чательными), например изготовление специализированного тех­ нологического оборудования. Во всех остальных случаях это — необходимая стадия, с которой начинается освоение изделий новой техники любой серийности. Всякое изделие изготовляется пер­ воначально в виде опытных образцов и мелких серий. Экономия средств и особенно сроков прохождения изделий в индивидуаль­ ном и мелкосерийном производстве решающим образом сказы­ вается на ускорении темпов технического прогресса.

2. Специализированное централизованное производство одно­ типных изделий с индивидуальными свойствами. Сюда относятся:

а) производство технологической оснастки — штампов, при­ способлений, специнструмента, комплектных наладок к станкам и пр.;

б) производство специализированных модификаций комплек­ тующих изделий массового применения — подшипников, муфт, зубчатых колес, унифицированных узлов привода и пр.

Для индивидуального и мелкосерийного производства — под­ готовительной стадии к крупному производству — характерны процессы отработки рабочей документации, которые связаны с из­ готовлением опытных образцов и опытно-промышленных партий, их испытаниями и последующей корректировкой чертежей. При­ менение ЭВМ и моделирующих систем вычислительной техники позволяет путем создания макетов изделия производить отработку рабочих чертежей, не прибегая к изготовлению опытных образцов в металле, и направлять на технологическую подготовку и в про­ изводительные службы предприятия откорректированную доку­ ментацию.

В процессе подготовки серийного и массового производства конструкторские работы уже практически не выполняются. Почти

74

весь объем подготовки производства приходится на технологи­ ческие разработки. Их масштабы от проектирования технологии и оснастки для комплекта оборудования, имеющегося иа предприя­ тии, до проектирования и изготовления нового специального оборудования самого высокого уровня (вплоть до создания ком­ плексных специализированных производств и заводов) находятся в прямой зависимости от серийности подготавливаемого произ­ водства .

13. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ОБЩЕНИЯ С ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ МАШИНОЙ В ПРОЦЕССЕ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

В прошедшее десятилетие стала реальностью визуальная связь между ЭВМ и пользователем. В настоящее время широкое применение нашли вычислительные системы, использующие гра­ фические средства общения (дисплей) или им подобные принципы. Концепция визуального взаимодействия исследователя с ЭВМ особенно большую пользу принесла развитию авиации и косми­ ческих кораблей. В качестве примера рассмотрим использование дисплея в фирме «Convair» (США) при разработке систем меха­ низации крыла или систем закрылков [22].

Проектирование закрылков представляет собой относительно долгий и дорогой процесс. Модели крыльев конструируются и затем испытываются в двумерных испытательных секциях аэро­ динамической трубы. По данным США, для получения информа­ ции, характеризующей заданную геометрию закрылка, траТятся десятки тысяч долларов и примерно полгода уходит на конструи­ рование моделей, их испытание и обработку результатов.

Внедрение дисплея сократило стоимость и сроки, связанные с проектированием и развитием систем механизации крыла. Оператор сам становится конструктором и изменяет геометрию профиля на своем индикаторе с помощью светового пера. ЭВМ рассчитывает распределение давлений около отдельного профиля крыла, интегрирует давления, чтобы получить действующие силы и моменты. Результаты демонстрируются на экране осцил­ лографа совместно с распределением давлений для каждого про­ филя. Оператор рассматривает полученные значения подъемной силы и лобового сопротивления и исследует распределение давле­ ний, особенно в области их максимальных значений. Затем опе­ ратор имеет возможность изменить зазор между профилями, ве­ личину их перекрытия, отклонения или контуры. В результате геометрических манипуляций может получиться другой набор аэродинамических данных. Оператор сравнивает новые данные с предыдущими. Это дает ему возможность сделать выводы о влия­ нии геометрических изменений на подъемную силу, лобовое со­ противление, моменты тангажа и распределение давлений. После нескольких циклов оператор может достичь требуемых характе­ ристик подъемной силы и лобового сопротивления.

75

Тельные характеристики системы Сильно зависят от конструкции подвижных частей крыла самолета, зазоров между подвижными частями, величины их перекрытий, величины отклонения и формы. Обычно па разработку таких устройств уходит год или годы и требуются большие затраты труда и средств. Сначала изготов­ ляются и испытываются в двумерной аэродинамической трубе модели (рис. 19). Затем по определенной системе производится варьирование зазоров, перекрытий и отклонений подвижных частей, чтобы найти конфигурацию, обеспечивающую максималь­ ную величину подъемной силы. После этого вновь ведется проек­ тирование профилей закрылка п крыла, вновь строятся и испыты­ ваются в трубе модели. Ука­ занный процесс совершенство­ вания системы механизации крыла может длиться годами и стоить сотни и тысячи долла­ ров.

Дисплей не может в точно­ сти воспроизвести или заменить испытательный процесс с ис­ пользованием моделей и труб. Это происходит главным обра­ зом из-за упрощений в аэро­ динамической модели, заложен­ ной в ЭВМ, которые приводят к ошибкам в окончательном ре­ зультате. Однако использова­ ние дисплея позволяет найти

иеоптимальные конфигурации на ранней стадии процесса проек­ тирования и исключить их из дорогого и требующего боль­ ших затрат времени процесса испытаний в аэродинамической трубе. Кроме того, оно может дать определенные ответы о на­ грузках на закрылки в их рабочем состоянии и на переходных ре­ жимах.

Спецификация для программы проектирования систем меха­ низации крыла была сформулирована после прохождения трех стадий в стандартном процессе развития этих систем: проектиро­ вание модели, испытания в трубе и анализ результатов. Спроекти­ рованная модель представлялась на экране катодно-лучевой трубки. Оператор должен был передать в вычислительное устрой­ ство набор координат рассматриваемой системы. Затем он мог изменять конфигурацию или конструировать свою модель путем перемещения и вращения закрылков и предкрылков и измене­ ния их контуров. После этого требовалось передать управление главной ЭВМ для вычисления зависимостей, аналогичных полу­ чаемым в аэродинамической трубе, чтобы рассчитать подъемную силу, лобовое сопротивление, моменты, действующие на эле­ менты крыла и подвижных частей. Результаты работы оператор

77