Файл: Системы автоматизированного проектирования технологических процессов..pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 29.02.2024
Просмотров: 250
Скачиваний: 0
“ создание и внедрение систем автоматизированного проектирования (САПР). Успехи, достигнутые в этой области, связаны с трудами таких уче ных, как Г.К. Горянский, В.Д. Цветков, Н.М. Капустин, С.П. Митрофанов, Б.Е. Челищев, И.П. Норенков, С.Н. Корчак и др.
В настоящее время основной тенденцией в автоматизации технологи ческого проектирования является переход от отдельных автоматизированных систем к интегрированным системам. Такие системы предназначены для комплексной автоматизации задач функционального, конструкторского и технологического проектирования. Принципиальное отличие проектирова ния ТП в интегрированных САПР заключается в том, что технологи работа ют в единой информационной среде с конструкторами и всеми другими спе циалистами.
53. Организационная структура АСТПП
Организационная структура АСТПП представлена в виде схемы, в ко торой указаны производственные подразделения, входящие в систему, и свя зи между ними.
Организационные схемы могут быть весьма разнообразными. Они соз даются для того, чтобы четко представить, какие производственные подраз деления участвуют в функционировании АСТПП.
Один из возможных вариантов таких схем приведен на рис. 5.2. Здесь предполагается, что подготовка данных осуществляется децентрализованно и сохраняется архив чертежей и технологических документов.
Рис. 5.2. Организационная схема АСТПП: ГПД - группа подготовки дан ных; ГОД - группа обработки данных; ГПВД - группа приема и выдачи данных; ГРАП - группа разработки алгоритмов и программ АСТПП
5.4. Функциональная структура АСТПП
Структурная схема АСТПП показана на рис. 5.3, где выделены подсис темы общего назначения и подсистемы специального назначения.
Рис. 5.3. Структурная схема АСТПП
Подсистемы общего назначения обслуживают остальные подсистемы. Управляющая система является координирующей. Она связывает вес
подсистемы, способствует их согласованному функционированию и выпол няет следующие основные функции - планирование, учет, контроль, регули рование (управление). Кроме того, эта система осуществляет связь с АСУ предприятия (АСУП).
ИПС осуществляет информационное обслуживание (ввод, хранение, корректировку, поиск, выдачу информации) подсистем специального назна чения. Например, при проектировании ТП с помощью ИПС ведется поиск информации о требуемом оборудовании, приспособлениях, инструменте и т.д. ИПС - это банк технологических данных.
Подсистема обеспечения технологичности объекта производства предназначена для решения задач, таких как: контроль чертежей изделия на технологичность, заимствование сборочных единиц, деталей, их элементов и,
128
как следствие, ТП их обработки, заимствование СТО, унификация и стандар тизация объектов производства и СТО. Для решения этих задач может ис пользоваться ИПС. Перечисленные задачи относятся к трудноформализуемым из-за сложности формального описания правил их решения.
Подсистема анализа производства предназначена для анализа произ водственных подразделений с целью их совершенствования и внедрения со временных форм организации (например, создание групповых поточных ли ний). Большинство задач анализа решаются без использования ЭВМ. Однако расчеты, связанные с укрупненным группированием деталей, определением трудоемкости по видам работ, поддаются автоматизации.
Полсистема проектирования ТП осуществляет проектирование еди ничных и унифицированных технологических процессов. Уровень автомати зации решения задач проектирования ТП выше, чем задач, решаемых предыдущими подсистемами. Автоматизировано проектирование ТП:
механической обработки тел вращения средней сложности; - холодной штамповки плоских и гнутых деталей;
— горячей штамповки и ковки простых деталей.
Для более сложных деталей применяется диалоговое проектирование, где трудноформализуемые задачи решаются технологом.
Попсистема ■ч™“™ пования CTQ осуществляет автоматизированное пооектировшшёв основном применительно к режущему, вспомогательному, измерительному инструментам, несложным кондукторам и шт^пам^
Рассмотренные подсистемы АСТПП связаны между собой. Наиболее общие функциональные связи между подсистемами и АСУ предприятием показаны на рис 5 4. Штриховыми линиями показаны обратные связи, отра жающие влияние решений в данной подсистеме на решения предыдущей.
Рис. 5.4. Функциональные связи между подсистемами АСТПП
Как следует из изложенного, АСТПП обеспечивает автоматизирован ное решение комплекса задач, начиная с проектирования заготовительных процессов и кончая испытанием объекта производства. Центральной же за дачей комплекса, решение которой определяет состав и структуру Исходных данных для функционирования остальных подсистем, является подсистема проектирования технологических процессов механической обработки.
5.5. Подсистема проектирования технологических процессов
Основу задания на проектирование технологического процесса состав ляют сведения о детали, которые при неавтоматизированном проектировании задаются в виде чертежа с множеством специальных обозначений и перечнем технических требований, изложенных в виде текста. Эту информацию при автоматизированном проектировании необходимо ввести в ЭВМ. В ЭВМ, как правило, предусмотрена возможность ввода лишь буквенно-цифровой ин формации. К такому виду необходимо привести всю информацию о детали: описание ее конфигурации, размерных связей, технических требований. Сле довательно, нужно разработать буквенно-цифровую модель, позволяющую с помощью системы формальных правил представить информацию о детали.
Необходимой информацией для проектирования ТП являются сведения о парке металлообрабатывающего оборудования на предприятии, техниче ских характеристиках станков, режущем, вспомогательном и измерительном инструментах, станочных приспособлениях, заготовительном производстве, ГОСТах, нормалях, всех необходимых руководящих и нормативных мате риалах. При автоматизированном проектировании необходимо организовать информационно-справочную службу, которая могла бы обеспечить процесс проектирования необходимой справочной информацией.
Процесс автоматизированного проектирования базируется на множест вах типовых решений и алгоритмах их выбора. Их описание также нужно формализовать, организовать их ввод, размещение в памяти ЭВМ и предусмотреть возможность оперативной работы с ними.
Таким образом, для организации автоматизированного проектирования ТП с помощью ЭВМ необходимо:
1)разработать метод формализованного описания исходной информа ции о детали;
2)разработать совокупность типовых решений и алгоритмов их выбора применительно к условиям производства, где система проектирования будет эксплуатироваться;
3)организовать информационно-поисковую службу в ЭВМ;
4)формировать технологические документы.
Все названные задачи могут быть представлены как задачи обработки информации. С этой точки зрения проектирование ТП можно разделить на три основных блока (рис. 5.5):
-подготовка информации;
-обработка информации;
-формирование, контроль и анализ выходной информации.
Блок подготовки |
Блок обработки |
Блок контроля н |
информации |
информации |
аняпичя выходной |
|
|
информации |
5.5. Функциональные связи в подсистеме проектирования ТП
Проектирование начинается с анализа чертежа детали. После этого формируется переменная (или входная) информация - информация о детали, для которой необходимо спроектировать ТП. Эта деталь называется текущей. Входная информация может быть представлена в виде кода, таблицы коди рованных сведений, машинной графики или на формализованном языке. Ус ловно-постоянная информация - это информация, необходимая для проекти рования ТП, исходя из содержания переменной информации. К этой инфор мации относятся сведения о применяемом оборудовании, средствах техноло гического оснащения, нормативные материалы для выбора режимов обра ботки и расчета норм времени. Условно-постоянная информация хранится в базах данных. Ее выбор и решение других задач проектирования может вы полняться по разработанным технологами алгоритмам, которые находятся в базе знаний. Алгоритмы решения конкретных технологических задач рас сматриваются в главе 6.
От блока контроля и анализа результатов идет обратная связь к блоку подготовки данных: на основе анализа ошибок проектирования корректиру ются базы данных, алгоритмы и программы.
Для автоматизированного решения рассмотренных задач необходимо располагать следующими средствами: информационной под держки проекти рования, автоматизации принятия решения, оформления документации.
Наличие этих средств и их характер определяет метод проектирования вообще и, в частности, метод проектирования ТП.
5.6. Методы автоматизированного проектирования ТП
Процесс формирования ТП в общем случае - совокупность процедур структурного и параметрического синтеза с принятием и последующим ана лизом проектных решений. Принятие решения по каждой задаче, за исклю чением задач расчетного характера, производится в результате выбора из вестных типовых решений с учетом условий применимости. Для этого дос таточно описать весь набор типовых решений, а также условий, при которых может быть выбрано каждое из решений.
По уровню решаемых задач типовые решения подразделяются на две группы: локальные и глобальные. Локальное типовое решение относится к частной технологической задаче, определяющей технологический элемент (например, модель станка при назначении станка на операцию). Глобальное типовое решение охватывает весь круг решаемых задач. Примером такого решения является типовой ТП изготовления деталей определенного типа, выбранный из множества типовых ТП.
Ранее были отмечены три уровня унификации обработки: отдельной поверхности, сочетания поверхностей и детали в целом. Учитывая все пере численные факторы: характер решаемых задач (расчетные или нерасчетные), разновидности типовых решений (локальные или глобальные), используемые уровни унификации обработки, можно выделить следующие методы автома тизированного проектирования ТП:
1)прямое документирование;
2)параметрический;
3)использование аналогов;
4)проектирование на основе унифицированных ТП;
5)синтез.
Метод прямого документирования сводится к выбору из меню или на бору с клавиатуры текста проектных документов. Технолог работает в ре жиме диалога и все решения принимает сам. Эффективность метода возрас тает с использованием нормативно-справочной информации из базы данных.
При параметрическом проектировании структура ТП задается техноло гом, а в автоматическом режиме определяются параметры ТП, т.е. автомати зированы решения расчетных задач.
Следующие два метода (использование аналогов и на основе унифици рованных TI1) называют также методом анализа или адресации. После ввода описания детали находится технологический процесс на аналогичную деталь или унифицированный ТП на группу деталей. Далее для формирования ин дивидуального ТП необходимо организовать вторую процедуру - анализ и доработку найденного ТП в соответствии с чертежом детали. В этом случае используются все три уровня унификации обработки, и метод воплощает идею «от общего к частному».
Метод синтеза использует унификацию на уровне отдельных поверх ностей и сочетаний поверхностей, т.е. на нижнем уровне декомпозиции, реа лизуя принцип «от частного к общему». Базу метода составляют локальные типовые решения. Технологический процесс в целом формируется (синтези руется) из решений частных задач, определяющих элементы ТТ1. Частные за дачи решаются по-разному: в диалоге или по алгоритмам из базы знаний.
Как видно из краткого описания методов проектирования ТП, в своем развитии САПР ТП постепенно расширяли арсенал своих средств. На первом этапе эти системы представляли специализированные текстовые редакторы, некоторые из них были документоориентированными. С появлением баз данных появилась возможность поддерживать процесс ручного формирова ния ТП в таких редакторах в части поиска средств технологического оснаще ния. Для автоматизации принятия решения используются методы искусст венного интеллекта с формированием базы знаний. Необходимо обратить внимание на то, что предлагаемая классификация методов проектирования не исключает объединение нескольких методов в рамках одной САПР.
Рассмотрим более подробно каждый из методов проектирования.
5.7. Методы прямого документирования и параметрического проектирования
Метод прямого документирования использует средства оформления документации, отбора информации из базы данных и предоставляет техноло гу следующие возможности:
- набора и корректировки текста проектного документа в специализи рованном редакторе;
-просмотра и распечатки данных, копирования, удаления записей по одной и блоками, нумерации переходов и операций;
-обращения к справочникам средств оснащения, типовых текстов, нормативов;
-подключения новых справочных информационных массивов;
-формирования архива и работы с ним;
-автоматического формирования технологической документации. Как видно из перечня выполняемых функций, уровень автоматизации
очень низкий, а проектирование - трудоемкий процесс. При данном методе