Конструкторской информации в технологическую

Задачи автоматизированного проектирования технологических процессов в

Машиностроении

Основным направлением снижения трудоемкости и цикла технологической подготовки производства (ТПП) является внедрение интегрированных систем автоматизированного проектирования САПР CAD-CAM-CAE ((Computer Aided Design)-(Computer Aided Manufacturing)-(Computer Aided Engineering)), которые позволяют автоматизировать основные этапы проектирования конструкции изделия, технологических процессов изготовления и подготовки управляющих программ обработки на станках с ЧПУ к которым относятся отечественные системы КОМПАС 5, ИнтерМех и др. и многочисленные зарубежные системы (Pro/Engineer, EUCLID и др.). Это создает проблему выбора того или иного программного продукта при внедрении САПР. Обобщенным критерием эффективности САПР является набор следующих показателей:

- степень автоматизации проектирование;

- степень универсальности решаемых задач;

- степень интеграции со смежными системами ТПП;

- возможность адаптации к особенностям конкретного производства;

- расширение функциональных возможностей системы силами пользователей

этой системы;

- удобство и простота использования системы;

- стоимость системы.

Перечисленные показатели являются противоречивыми и трудноизмеримыми применительно к системе в целом и могут применяться к отдельным задачам САПР.

Основные задачи САПР:

1) задачи автоматизированного проектирования, связанные с подготовкой

исходной информации;

2) задачи создания информационной базы технологического назначения, поддер-

жания ее в актуальном состоянии и и поиска информации при проектировании

технологического процесса;

3) задачи выбора структуры технологического процесса (структурный синтез);

4) задачи расчета параметров технологического процесса (параметрический

синтез);

5) задачи многокритериальной оптимизации технологических процессов;

6) задачи генерации выходной технологической документации.

Основная задача проектирования технологического процесса состоит в установлении функциональных связей F между технологическим процессом у и исходными переменными х и р, где х – входная информация, которая отражает особенности объекта и программу выпуска; р – входная условно-постоянная информация, отражающая особенности производственной системы; у – технологический процесс изготовления детали; F – оператор проектирования.

Задачи автоматизированного проектирования необходимо рассматривать применительно к каждой из перечисленных составляющих. Задачи подготовки исходной информации решаются применительно к составляющей х, задачи создания информационной базы - применительно к составляющей р, задачи генерации выходной технологической документации – применительно к составляющей у, задачи выбора структуры, расчета параметров технологического процесса и многокритериальной оптимизации – применительно к составляющей F.

Решение перечисленных задач основано на применении математических

моделей.

Математические модели при подготовке исходной информации

Для проектирования технологических процессов

Исходная информация для проектирования технологического процесса отражает данные о объекте изготовления, программу выпуска и специальные требования, связанные с изготовлением объекта в конкретных производственных условиях.

Эти сведения представляются в виде технологических таблиц с целью удобства дальнейшей обработки при проектирования технологического процесса. Основные данные об объекте изготовления отражают свойства поверхностей детали (обрабатываемых и базовых) и не всегда содержатся в чертеже или геометрических файлах, полученных с помощью графических систем.

Условно будем называть геометрические модели, которые являются результатом проектирования конструкции и представленные в виде графических файлов, конструкторскими.

Геометрические модели деталей в процессе преобразования

конструкторской информации в технологическую

При автоматизированном проектировании технологических процессов изготовления деталей большое значение имеет построение их геометрических моделей, которые влияют на структуру технологического процесса в условиях рассматриваемого производства.

Геометрической моделью понимают пару множеств

где множество исходных элементов;

множество связей между элементами.

Каждая машиностроительная деталь или сборочная единица допускает большое разнообразие геометрических моделей. Существующие в настоящее время модели можно разбить на три группы:

- модели в виде традиционных чертежей;

- модели, составляющие основу графических систем (Автокад, КОМПАС и др.);

- трехмерные модели, используемые в интегрированных системах CAD-CAM- CAE и в автоматизированных системах ТПП (ProEngineer, Catio и др.)

Перечисленные модели отличаются способом задания множества исходных элементов и образования связей между ними.

Элементами множества М_э моделей первой группы являются одномерные и нульмерные многообразия называемые примитивами, на плоскости (точки, отрезки прямых, дуги, окружности и др.), которые образуют представление детали в виде проекций, сечений, разрезов. В качестве отнощений R определены свойства примитивов, бинарные соотношения параллельности, перпендикулярности и другие, которые устанавливают относительное положение примитивов на плоскости.

Элементы множества М_э моделей второй группы совпадают с элементами первой группы, а отношения R на множестве М определены с помощью характеристик примитивов, которые позволяют определить его положение на плоскости с помощью координат характерных точек.

Элементы множества М_э моделей третьей группы представлены в виде простейших трехмерных элементов (параллелепипедов, усеченных конусов, цилиндров, шара, тора и др.), а отношения R образуются с помощью алгебраических операций и операций математической логики. Модели этой группы можно отнести к моделям логико-алгебраической группы.

Геометрические модели объектов изготовления можно рассматривать с различных точек зрения:

- конструктора- проектировщика;

- отображения на носители геометрической информации;

- технолога-разработчика технологического процесса;

- разработчика программ обработки на станках с ЧПУ.

Разнообразие моделей в зависимости от решаемых задач проектирования является «узким местом» в системе создания сквозных САПР (CAD-CAM). Установление информационных связей межу этапами проектирования технологического процесса состоит в разработке преобразователей геометрической информации. Примером может служить системы САПР К и САПР ТП на основе реляционных систем управления базами данных (СУБД), где исходная информация об обрабатываемой детали вводится в диалоговом режиме для каждой обрабатываемой поверхности. В этом случае проблема автоматизированной передачи информации от САПР К к САПР ТП состоит в автоматическом распознавании поверхностей и их геометрических свойств в исходном геометрическом файле детали, созданном средствами АСАD.

Поэтому проблемой САПР ТП является разработка интерфейсов, то есть способов и средств установления и поддержания информационного обмена между различными моделями объектов изготовления и прежде всего между моделями конструктора М_к и технолога М_т:

.

Различные варианты преобразования F моделей показаны на рисунке 2.1

Рисунок 2.1 Преобразование от конструктора к технологу в САПР

Перечисленные варианты преобразования F геометрической информации в существующих САПРР ТП реализованы с различной степенью автоматизации, начиная с визуального распознавания требуемых свойств поверхностей деталей и кончая использованием современных средств и методов логики высказываний и алгебры предикатов

Нужно отметить, что автоматическое преобразование F современных трехмерных моделей в технологическую модель синтеза структуры технологического процесса в настоящее время САПР ТП еще не решена полностью. Поэтому важной проблемой САПР ТП является разработка интерфейсов между различными моделями объектов изготовления и прежде всего между моделями конструктора и технолога.

Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычис­лить, когда этот...

ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала...

ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...

ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: