Файл: Митрофанов, С. П. Автоматизация технологической подготовки серийного производства.pdf

0 -й уровень

1-й уровень

1 -й уровень

Рис. 28. Иерархический принцип построения системы А ПТ

ществляются автономно при помощи ИПС. Как указывалось, алгоритмы системы АПТ должны строиться по иерархическому принципу (рис. 28). Основные блоки макросхемы соответствуют нулевому уровню иерархии и оформляются в виде основных про­ грамм. Каждый блок, в свою очередь, делится на новые блоки, образующие более низкий уровень иерархии (1-й уровень). Они представляют собой решение более мелкой, но законченной задачи. Таким образом, для каждого блока нулевого уровня может быть составлена макросхема 1-го уровня иерархии и так далее (схема 16). Деление обычно выполняют так, чтобы число блоков не превы­ шало 9. Деление, как показала практика, целесообразно закан­ чивать на 3—4-м уровнях. Задачи на последнем уровне нерацио­ нально дробить на новые блоки, так как они представляют собой последовательность элементарных действий, которые более удобно выражать при помощи микросхемы.

Алгоритмизация задачи на уровне микросхемы осуществляется в несколько стадий. Они включают разработку и запись алгоритма при помощи содержательных понятий, условных обозначений и графических символов с последующей его записью на алгоритми­ ческом языке. Пусть, например в макросхеме 4-го уровня имеется блок В123 «Назначение развертки». Запись микросхемы в содер­ жательных обозначениях имеет следующий вид: развертку на i-ю ступень назначать, если материал детали — сталь, применяемая при обработке на токарных автоматах; ступень неконусная; длина ступени больше половины ее диаметра; класс точности диа­ метрального размера 1, 2, 2а, 3 или класс шероховатости ступени 6, 7, 8-й и т. д. Просмотр начать с крайней правой внутренней ступени и кончить ступенью, доступной для обработки на данной операции.

199

Схема 16

Пример микросхемы 1-го уровня иерархии (без указания входных и выходных массивов)

Переход к поиску штампа' для нового элемента

Таким образом, по существу, запись в содержательных обо­ значениях представляет собой выписку из общепринятых техно­ логических или принятых на данном предприятии правил. Эти правила собирают на этапе сбора данных и оформляют в соответ­ ствующих документах. На основе анализа отбирают лишь те пра­ вила, которые являются наиболее прогрессивными и соответствуют области использования системы АПТ. На этом этапе алгоритм может быть выражен и в графическом виде (рис. 29). Стрелка «Вход» приводит к первому блоку, в котором формируется ответ на вопрос: является ли материал детали алюминиевым или мед­ ным сплавом. Если ответ утвердительный, то развертывание не назначается. В случае отрицательного ответа по стрелке «нет» приходим к первому блоку, который определяет общую последо­ вательность просмотра ступеней отверстия: сначала крайнюю пра­ вую, а затем все остальные. Для первой ступени последовательно формируются ответы на вопросы: имеется ли конус, длина ступени меньше половины диаметра и т. д. В зависимости от характера ответа определяют, нужно ли назначать развертку. В любом случае стрелки сходятся в квадрат проверки логического условия i = со. Это означает, что номер просматриваемой ступени сравни­ вается с номером конечной ступени, доступной для обработки. Если имеется всего одна ступень, то условие i = 1 будет сразу выполнено и по стреле «да» попадаем на «Выход».

Этим заканчивается последовательность действий, предусмо­ тренных алгоритмом для рассмотренного простейшего сочетания параметров детали. В том случае, когда имеется не одна, а не­ сколько поверхностей, необходимо повторить указанные действия для каждой из них. Тогда после просмотра очередной i'-й ступени

200

Рис. 29. Алгоритм назначения развертки:

i — номер ступени отверстия; и — наибольший номер сту­ пени, доступной для обработки на данной операции

номер рассматриваемой поверхности увеличивается на единицу, т. е. выполняется операция i — i + 1. После нее стрелка ведет к блоку проверки наличия конуса, и таким образом осуществляется повторение действий для каждой поверхности до тех пор, пока не будет выполнено условие i = а> и все поверхности не будут про­ смотрены. Однако при таком описании алгоритма в нем исполь­ зуются такие содержательные понятия, как конус, ступень, класс шероховатости, класс точности и т. д. Эти понятия необ­ ходимо формализовать и выразить в виде условных обозначений. Последние должны быть такими, чтобы их не приходилось пере­ делывать при записи на алгоритмическом языке, который выбирают исходя из принятой системы автоматизации программирования. Для данного примера введем обозначения, используемые в авто­ коде «Инженер» (АКИ): КОД — массив с кодами формы ступеней; КОД 111 — обозначение i-ro элемента массива (для цилиндрических ступеней код формы 200, для конических — 210); М — обозна­ чение кода группы материала (код 10 — группа сталей, которые

201

массива, обозначающий код класса точности на диаметральный размер i-й ступени; КЧ |1| — элемент массива КЧ, обозначающий код класса шероховатости поверхности i-й ступени; LD|I|—элемент массива LD, обозначающий отношение длины ступени к диаметру

Теперь необходимо записать алгоритм в виде графической мик­ росхемы с использованием условных символов (см. табл. 36). Действия, связанные с вычислением, записывают с использова­ нием символа «операция», а связанные с проверкой условий — «пе­ реход». В графических символах типа «переход» проставляют ус­ ловие, выражающее некоторое отношение, например Хга (рис. 30),

некоторой числовой константы. Если условие выполняется при заданном значении переменной, т. е. если элементарное высказы­ вание хга истинно (х —значение переменной X), то осуществляется переход по стрелке «да», в противном случае — по стрелке «нет». Например, если X равно 2, то отношение X |> 3 не выполняется,

ческой микросхемы с использованием условных обозначений и символов. В результате выполнения действий переменной INS | 11 присваивается значение 36. Оно означает, что для обработки 1-й поверхности назначен режущий инструмент с кодом 36, т. е. раз­ вертка. Если INS 111 = 0, то значит, развертка не назначена. Как видно из этого примера, здесь применяются многократные вычисления по одной и той же логической цепи действия, т. е. для каждой ступени проводятся одинаковые логические проверки. Такие многократные действия, называемые циклами, являются одним из характерных приемов, используемых при создании ал­ горитмов. Каноническая схема организации цикла приведена на рис. 33, а пример организации цикла по одной переменной — на

202

рис. 34. Выход из цикла можно осуществлять по разным условиям, причем из любого места цикла.

В алгоритмах может быть большое число циклов, причем многие циклы находятся внутри других. Основным условием правильного функционирования программы, реализующей алгоритм, в котором есть циклы, является обязательность вхождения в цикл только через «возобновление», т. е. необходимо, чтобы циклы не пересе­ кались. При использовании условных обозначений алгоритм представляет собой строго заданную последовательность арифме­ тических и логический действий над заданными числами и вели­ чинами, приводящую к решению задачи.

В системах АПТ требуется осуществить по разработанному ал­ горитму переход от массивов, содержащих информацию о деталях, к массивам с описанием выходной информации. После разработки микросхем нужно сравнить их и выделить одинаковые участки с целью разработки унифицированных микросхем, которые будем

Рис. 32. Графическая микросхема, записанная с использованием условных обозначений и символов

203

называть формализованными процедурами. Информация в них обрабатывается независимо оттого, где эта процедура применяется. После разработки процедур проводят корректирование микросхем. В тех местах, где можно использовать формализованную проце­ дуру, наносят символ «подпрограмма», внутри которого записы­ вают номер, входные и выходные параметры процедуры. Например,

мента массива с результатами поиска. Для выполнения процедуры переменным Т, S, N должны быть присвоены числовые значения, например Т = 2; 5 '= С| 121; N = 3; Т = 3 означает, что необ­ ходимо осуществить поиск в первом столбце поискового массива (в данном случае это массив А). Его проводят по совпадению зна­ чения переменной S со значением элементов в первом столбце поискового массива. N = 3 означает, что для той строки, в которой

элемента из строки массива А занести в массив результатов, т. е. в массив R.

Воооднфение

Рис. 34. Организация цикла, когда необходимо повторить вычисления п раз (i — переменная, по которой организован цикл)

204

Разработка микросхемы заканчивается ручным просчетом по контрольным примерам и необходимым корректированием в ал­ горитме. При контрольном ручном просчете по алгоритму необ­ ходимо тщательно фиксировать все промежуточные результаты, так как они понадобятся для отладки программы по тем же кон­ трольным примерам. Завершением разработки технологического алгоритма является его оформление в соответствии со стандар­ тами ЕСТПП.

Сложность алгоритмов АПТ вызвана наличием большого числа логических условий, т. е. сложностью логики технологических процессов.

Поэтому в настоящее время наметился ряд приемов, позволяю­ щих уменьшить трудоемкость создания алгоритмов и внесения в них изменений. Главными из них являются использование стандартных процедур (процедур, оформленных в виде стандартных программ и применяющихся для широкого класса задач) и табличных алгорит­ мов. Практика показала, что алгоритмы, не характеризующие со­ держательную часть решения задачи (алгоритмы ввода, поиска, вывода информации, обмена информацией с внешними запоми­ нающими устройствами), могут быть представлены в виде соот­ ветствующих процедур и на них не нужно разрабатывать микро­ схему при решении конкретной задачи. Здесь наблюдается тесная связь с математическим обеспечением той ЭВМ, на которой реали­ зуется система АПТ. Чем богаче это обеспечение различного рода стандартными процедурами, т. е. чем богаче библиотека стандарт­ ных программ, тем легче разрабатывать алгоритмы, составлять и отлаживать программы. Это положение требует от специалиста, создающего микросхемы (обычно это опытный технолог, имеющий практику программирования) хорошего знания библиотеки стан­ дартных программ (БСП). Изучение БСП компенсируется много­ кратным сокращением трудоемкости создания алгоритмов, в ко­ торых используются стандартные процедуры. Среди стандартных особое место занимают процедуры, в которых зафиксированы таб­ личные алгоритмы. Они возникли как результат обобщения опыта по созданию алгоритмов АПТ и представляют собой удобное сред­ ство как для обработки массивов с постоянной технико-экономи­ ческой информацией, так и для записи сложных алгоритмов.

Отметим также, что язык содержательных понятий должен быть по возможности формализован, т. е. каждое применяемое технологическое понятие нужно точно определять. Тогда можно достаточно просто создавать процедуры, формирующие указанное понятие в ЭВМ. Например, понятие «назначить инструмент» означает занесение кода инструмента в элемент массива, описы­ вающего правило обработки данной поверхности, условие «если деталь имеет центральное сквозное отверстие» соответствует про­ цедуре исследования внутренних ступеней детали и присвоение некоторой переменной кода, обозначающего наличие или отсут­ ствие центрального сквозного отверстия.

205