Файл: Системы автоматизированного проектирования технологических процессов..pdf

ния не только отдельных рабочих ходов, но и расчленения каждого из них на шаги, представляющие собой перемещения инструмента вдоль определенно­ го геометрического элемента детали. Шагами являются отдельные переме­ щения инструмента вдоль прямой или окружности с постоянной подачей или отдельные участки поверхности детали, обрабатываемые с разными режима­ ми резания. Другой особенностью разработки является необходимость точ­ ного расчета траектории инструмента на всем его пути.

6.7.2. Системы автоматизации программирования

При использовании ЧПУ появляется новый элемент технологического процесса - управляющая программа, закодированная и нанесенная на про­ граммоноситель (перфоленту, магнитную ленту, гибкие магнитные диски). Поэтому технологическая подготовка для станков с ЧПУ включает в себя кроме традиционных расчетов такие дополнительные работы, как расчет тра­ ектории инструмента, кодирование управляющей программы, нанесение УП на программоноситель, контроль программы с помощью специальных средств. Имеются два варианта разработки УП - ручной и автоматизирован­ ный.

В связи с тем, что перечисленные этапы проектирования используют формализованные математические и логические методы решения, они и бы­ ли автоматизированы в первую очередь. Их используют в промышленности в качестве различных систем автопрограммирования траекторий движения ин­ струментов с помощью ЭВМ. Применение ЭВМ требует, во-первых, разра­ ботки специального программно-методического обеспечения (ПМО), реали­ зующего комплекс алгоритмов для решения геометрических и технологиче­ ских задач подготовки УП, а во-вторых, - разработки проблемноориентированного языка для записи и ввода в ЭВМ исходной информации (программы) о геометрии обрабатываемой детали, траектории движения ин­ струмента и технологической информации при обработке. Это ПМО принято

называть системой автоматизации программирования (САП) для станков с ЧПУ

САП различны по назначению, области применения, уровню автома­ тизации, форме записи исходной информации, параметров используемых ЭВМ и их работы при подготовке УП. Формирование УП можно рассматри­ вать как процесс переработки информации. При этом исходная программа

обработки детали является для САП входной информацией, а УП - выход­ ной.

Обычно УП формируется в два этапа. На первом этапе процессор (устройство для выполнения исходной программы) перерабатывает инфор­ мацию с помощью программного блока САП, представляющего собой эле­ мент ПМО. Этот программный блок так же, как и вычислительный блок ЭВМ, называется процессором. Он позволяет выполнять на ЭВМ комплекс

геометрических, а в некоторых системах и технологических расчетов, решать задачу безотносительно к конкретному сочетанию система управления - станок.

Результатом работы процессора является полностью рассчитанная траектория движения инструмента. Логическая и физическая структура таких данных, называемых промежуточными, может быть различна для разных САП и ЭВМ. Существуют, однако, рекомендации ИСО по структуре проме­ жуточных данных. Эта форма представления данных носит название CLDATA (от английского выражения Cattcr Location Data - данные о поло­ жении инструмента) и представляет собой вид промежуточной информации «процессор-постпроцессор». Постпроцессор - программа, которая произво­ дит некоторое конечное вычисление.

Постпроцессор реализует второй этап переработки информации и ориентирован, в отличие от процессора, на конкретное сочетание система управления - станок. Вызов того или иного постпроцессора осуществляется автоматически по указанию технолога-программиста. Обычно САП содер­ жит набор постпроцессоров, которые обеспечивают формирование УП для определенного парка оборудования с ЧПУ.

К настоящему времени в нашей стране и за рубежом разработано бо­ лее ста САП, если учитывать их модификации и версии для различных ЭВМ. Рассмотрим некоторые отечественные САП.

САП ТЕХТРАН - 2.5- и 3-координатная система, система входного языка которой близка к структуре языка, рекомендованного ИСО. При про­ граммировании можно использовать макропроцедуры, которые могут вызы­ ваться из библиотеки.

САПР ЧПУ - универсальная система с автономным инвариантным постпроцессором, интерактивным графическим вводом и интерфейсом к сис­ темам Автокад, Евклид, СADDS, БПАПТ/ПК, САП УФА/ПК, ANVIL, DUCT,

MODAPT/PC.

К зарубежным САП относится САП APT (США), на базе которой бы­ ли сформированы ее модификации ADAPT для фрезерной обработки и AUTOSPOT - для сверлильных операций.

САП APT послужила также основой для создания за рубежом целой группы САП: ЕХАРТ (ФРГ), NELNC (Великобритания), IFAPT (Франция),

FAPT (Япония), MODAPT (Италия) и др.

Большинство современных конструкторских CAD-систем (САПР И) используют геометрическую модель детали для разработки УП. Это такие системы, как «Компас» (подсистема «Компас-ЧПУ»), Т-Flex CAD (Т-Flex ЧПУ), Adem (Adem CAM), Unigraphics, CAT1A, Гемма-ЗИ, Рго/Engineer и др. Краткая их характеристика приводится в главе 7.

6.8.Проектирование технологических процессов сборки изделия

6.8.1.Общие положения сборки изделия

Сборка - это образование разъемных или неразъемных соединений из составных частей заготовки или изделия.

Процесс сборки является заключительным этапом изготовления изде­ лия, в значительной степени определяющим его основные эксплуатационные качества. Это связано с тем, что в процессе сборки могут возникнуть по­ грешности взаимного расположения деталей, существенно снижающие точ­ ность и служебные качества собираемого изделия. Причинами возникнове­ ния погрешности могут быть:

1. Ошибки, допускаемые рабочими при ориентации собираемых дета­ лей и фиксации их положения (зазоры, грязь и стружка между сопрягаемыми поверхностями, непостоянство усилий затяжки и т.п.).

2.Погрешности установки калибров и измерительных средств, при­ меняемых при сборке; погрешности регулирования, пригонки и контроля точности положения детали.

3.Относительные сдвиги деталей в промежутке времени между их ус­ тановкой и фиксацией в этом положении.

4.Образование задиров на поверхностях и упругие деформации, на­ рушающие точность и плотность соединений.

Выполнение сборочных работ связано с большой затратой времени, которое составляет 25 - 40% от общей трудоемкости изготовления изделия. Следует отметить, что основная часть слесарно-сборочных работ выполняет­ ся вручную, что требует больших затрат физического труда и высокой ква­ лификации рабочих.

Сборка может осуществляться простым соединением деталей, запрес­ совкой, свинчиванием, сваркой, пайкой, клепкой и склеиванием. По объёму сборка подразделяется на общую, объектом которой является изделие в це­ лом, и на узловую, объектом которой является составная часть изделия, т.е. сборочная единица или узел.

Вразличных типах и условиях производства по перемещению соби­ раемого изделия сборка подразделяется на стационарную и подвижную, по организации производства - на непоточную и поточную.

Непоточная стационарная сборка характеризуется тем, что весь про­ цесс сборки и его сборочных единиц выполняется на одной сборочной пози­ ции: стенде, станке, рабочем месте, на полу цеха. Этот вид сборки может вы­ полняться без расчленения работ.

Непоточная подвижная сборка характеризуется последовательным перемещением собираемого изделия от одной позиции к другой. Технологи­ ческий процесс сборки разбивается на отдельные операции.

Поточная сборка характеризуется тем, что при построении ТП сборки отдельные операции процесса выполняются за одинаковый промежуток вре­

Рис. 6.5. Технологическая схема сборки изделия: Д 1 - базовая деталь; Дг, . . •, Дз, сб. ед. № 1, сб. ед. N2 2 - составные части изделия

Процесс сборки изображается на схеме горизонтальной линией в на­ правлении от прямоугольника, обозначающего базовую составную часть, до прямоугольника, обозначающего готовое изделие (или сборочную единицу). Выше горизонтальной линии указываются детали, ниже - сборочные едини­ цы. Для каждой сборочной единицы могут быть построены аналогичные схемы.

После разработки схемы сборки устанавливается состав необходимых сборочных и контрольных работ и определяется содержание технологиче­ ских операций и переходов.

6.8.2. Формализация задач проектирования ТП сборки

Основной трудностью при автоматизации проектирования ТП сборки является низкий уровень обобщения предлагаемых решений по сравнению с уровнем обобщения решений задач при механической обработке.

Процесс проектирования ТП сборки направлен на решение следую­ щих основных задач:

- определение оптимальных методов и организационных форм сбор­

ки;

-определение последовательности сборки;

-определение необходимых средств (оборудования, оснастки, инст­

румента);

-определение места в маршруте и состава несборочных, но входя­ щих в ТП сборки операций (операций механической обработки, защитных покрытий, смазки, промывки);

-определение необходимости контрольных операций, их места в маршруте и состава;

-формирование операций;

формирование переходов.

Все эти задачи с позиций формализации можно разделить на две группы:

1)определение последовательности сборки;

2)определение средств для каждого этапа сборки.

Задачи определения средств сборки решаются с помощью ЭВМ путем построения информационно-поисковых систем. Перечни применяемою обо­ рудования, инструмента, контрольных и измерительных средств вместе с их характеристиками составляют условно-постоянную информацию системы. Для каждого этапа сборки по соответствующим признакам осуществляется поиск необходимых средств.

Задачи определения последовательности сборки по своему функцио­ нальному назначению делятся на три вида:

1)формирование схемы, содержащей все оправданные варианты по­ рядка сборки (т.е. учитывающей схему базирования, возможности доступа, способ получения точности замыкающего звена);

2)определение оптимальной организации процесса сборки по имею­ щейся схеме порядка (к таким задачам, прежде всего, относится задача тех­ нологического членения);

3)определение места в маршруте сборки операций механической об­ работки, контроля и т.д.

Результатом решения этих задач является последовательность сборки, которая оформляется в виде схемы сборки.

Из технологии известен ряд положений, который отражает правила проектирования сборочных процессов, основные из которых можно сформу­ лировать таким образом:

1.Перед установкой какого-либо элемента должны быть выявлены элементы, определяющие его положение в пространстве изделия, т.е. базо­ вые.

2.Если в конструкции сборочной единицы доступ какого-либо эле­ мента к месту сочленения перекрывается другим элементом, то элемент, ог­ раничивающий доступ, должен устанавливаться после элемента, доступ к ко­ торому ограничен.

3.Следует постепенно переходить к сборке тех сборочных единиц и деталей, размеры и относительные повороты поверхностей которых являют­ ся общими звеньями, принадлежащими постепенно уменьшающемуся коли­

честву размерных цепей.

Данное положение устанавливает влияние схемы размерных цепей на последовательность сборки.

4. В каждой размерной цепи последними устанавливаются элементы, размеры и относительные повороты которых являются звеньями размерной цепи, содержащей замыкающее звено.

5. При выделении технологических сборочных единиц обязательным условием является возможность их существования независимо друг от друга. Такое положение обеспечивается существованием силового замыкания меж­ ду взаимно сопрягающимися деталями в каждой из выделенной сборочной

единице.

Построение схемы сборки является первым этапом построения ТП (рис. 6.6).