Тема 1 ОСОБЕННОСТИ МЕТОДОЛОГИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ Содержание

Работа добавлена на сайт samzan.net:

11

Тема 1. ОСОБЕННОСТИ МЕТОДОЛОГИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Содержание

[0.1] 1.1. Роль технологической подготовки производства в машиностроении [0.2] 1.2. Особенности технологической подготовки современного машиностроительного производства [0.2.1] 1.2.1. Состав ТПП [0.2.2] 1.2.2. Технологическая унификация [0.2.3] 1.2.3. Стандарты ЕСТПП [0.3] 1. 3. Проектирование технологических процессов на основе системного подхода [0.3.1] 1.3.1. Понятие о системном подходе [0.3.2] 1.3.2. Системный подход в ТПП [0.4] 1.4. Цели автоматизации проектирования технологических процессов и средства их достижения [0.5] 1.5. Методика описания изделий в интеллектуальных САПР ТП [0.6] 1.6. Системный подход к проектированию технологических процессов [0.7] 1.7. Метод представления знаний структурного синтеза [0.8] 1.8. Метод представления знаний параметрического синтеза [0.9] 1.9. Принципы организации САПР ТП

1.1. Роль технологической подготовки производства в машиностроении 

Технологическая подготовка производства является основной частью технической подготовки производства, и в общем цикле технической подготовки она составляет (по трудоемкости) для серийного производства 40–50%, крупносерийного и массового – 60–70%.

Прежде чем начать производство изделий, на каждую тысячу деталей приходится разрабатывать свыше 15 000 единиц технической документации и изготавливать до 5 000 различных видов оснастки и инструмента. При этом значительная трудоемкость решения технологических задач (табл. 1.1) требует привлечения в сферу ТПП большого числа инженеров-технологов.

Табл. 1.1. Ориентировочная трудоемкость решения технологических задач

Технологическая задача	Время, ч
	минимальное	максимальное
Разработка технологии:
маршрутной	1	22
операционной	3	70
Нормирование технологических процессов маршрутного описания	0,5	10
Разработка и вычерчивание операционных эскизов к технологическому процессу	1	33
Конструирование приспособлений	3	140
Конструирование специального инструмента	1	40

С усложнением конструкций машин и ужесточением требований, предъявляемых к ним, сложность технологических задач, а следовательно, и требований к квалификации инженеров-технологов повышается. В то же время сроки, отводимые для технологической подготовки производства, зачастую резко сокращаются. Вследствие этого возрастает влияние технологической подготовки на эффективность машиностроительного производства.

В промышленности с технологической подготовкой производства непосредственно связаны освоение выпуска новых изделий, повышение технического уровня и качества продукции, улучшение всех технико-экономических показателей работы предприятий. Первостепенное значение при этом приобретает максимальное уменьшение длительности циклов подготовки производства. Сокращение сроков, отводимых на технологическую подготовку производства, трудоемкость и многовариантность технологического проектирования, необходимость оптимизации проектных решений, требуют коренных изменений методов проектирования, всестороннего использования вычислительной техники. Наибольший эффект от применения ЭВМ в технологии достигается при комплексном решении технологических задач. Поэтому проблема автоматизации технологической подготовки производства решается путем создания автоматизированной системы технологической подготовки производства (АСТПП), которая становится подсистемой, автоматизированной системы управления (АСУ) предприятия.

1.2. Особенности технологической подготовки современного машиностроительного производства 

1.2.1. Состав ТПП 

Технологическая подготовка производства – это совокупность взаимосвязанных процессов, обеспечивающих технологическую готовность предприятий к выпуску изделий заданного качества при установленных сроках, объеме и затратах.

Исходными данными для технологической подготовки производства являются:

•  комплект чертежей на новое изделие;
•  программа выпуска изделия;
•  срок запуска изделий в производство;
•  организационно-технические условия, учитывающие возможности приобретения комплектующих изделий, а также оборудования и оснастки на других предприятиях.

Технологическая подготовка производства включает:

•  обеспечение технологичности конструкций изделий;
•  проектирование технологических процессов;
•  конструирование и изготовление средств технологического оснащения.

Наиболее ответственной частью технологической подготовки производства являются проектирование технологических процессов и конструирование технологической оснастки с оформлением комплекта необходимой технологической документации. Эти элементы ТПП охватывают основной круг вопросов технологической подготовки производства и решающим образом влияют на сроки подготовки и освоения новых изделий, повышение их качества.

На основных стадиях ТПП выполняются следующие виды работ:

•  проектирование технологических процессов изготовления деталей;
•  проектирование технологических процессов сборки узлов и изделия в целом;
•  оформление ведомостей заказов заготовок, нормализованного режущего и мерительного инструмента, оснастки и оборудования, получаемых по кооперации;
•  разработка технических заданий на проектирование специальных инструментов, приспособлений и оборудования;
•  изготовление запроектированной технологической оснастки;
•  проектирование планировки размещения оборудования, расчет рабочих мест и формирование производственных участков;
•  отладка и корректировка технологических процессов и оснастки. изготовление пробной партии.

Технологический процесс, относящийся к изделиям одного наименования, типоразмера и исполнения независимо от типа производства, называется единичным. При разработке единичных технологических процессов каждый раз решаются все задачи технологического проектирования: выбор вида заготовки, последовательности операций, назначение типов оборудования, проектирование технологической оснастки и т. д.

Технологическая подготовка на базе единичных технологических процессов предусматривает проектирование единичных технологических процессов на всю номенклатуру деталей, подлежащих запуску в производство. Однако в зависимости от типа производства, сложности изделий и сроков на технологическое проектирование степень проработки задач проектирования различна. Для единичного производства составляются маршрутные ведомости, для серийного – разрабатываются либо маршрутные ведомости, либо операционные технологические процессы, в массовом производстве для всех деталей разрабатываются подробные технологические процессы (выполняются все работы ТПП).

При технологической подготовке производства на базе единичных технологических процессов объем работ, выполняемый на этапе технологического проектирования, велик. Поэтому такая форма подготовки производства оправдана, когда изделие подлежит выпуску в большом количестве и длительное время.

1.2.2. Технологическая унификация

Одним из основных направлений совершенствования ТПП, позволяющих сократить сроки технологической подготовки производства, является технологическая унификация.

В технологической унификации различают два метода:

•  типизации технологических операций и процессов;
•  групповой обработки изделий.

Под типизацией понимают создание процессов обработки групп конструктивно и технологически подобных деталей. Для их изготовления выбирают оптимальные маршруты, орудия труда и формы организации производства. Методика типизации технологических процессов создана А. П. Соколовским. Эта методика базируется на классификации процессов, в основе которой лежит классификация деталей. В качестве классификационных признаков здесь принимаются конфигурация детали, ее размеры, материал, точность и качество обрабатываемых поверхностей.

Основой классификационного деления является класс. Класс представляет собой совокупность деталей определенной конфигурации, связанных общностью технологических задач.

Для обработки однотипных деталей разрабатывают типовые технологические процессы. Типовым технологическим процессом называется процесс, характеризуемый единообразием содержания и последовательности выполнения большинства технологических операций и переходов для групп изделий с общими конструктивными признаками.

При методе групповой обработки для групп однородных по тем или иным конструктивно-технологическим признакам деталей устанавливаются однотипные способы обработки с использованием однородных и быстропереналаживаемых орудий производства.

Характерной особенностью данного метода является наличие групповых операций, которые проектируются таким образом, что на одном станке с одной наладкой можно производить обработку группы различных деталей.

Метод групповой обработки был предложен С. П. Митрофановым. Принципиальное различие этих двух методов заключается в том, что типовые процессы характеризуются общностью последовательности и содержания операций при обработке типовой группы деталей, а групповая обработка – общностью оборудования и технологической оснастки при выполнении отдельных операций или при полном изготовлении группы разнородных деталей.

Технологическая унификация процессов выполняется на разных уровнях:

•  на уровне перехода;
•  на уровне операции;
•  на уровне процесса.

На уровне перехода разрабатываются унифицированные технологические переходы. Объектом унификации в этом случае являются:

конфигурация конкретной геометрической поверхности, формулировка перехода, вид применяемого инструмента.

Для типового сочетания элементарных поверхностей унифицируется схема обработки, которая образуется как совокупность унифицированных переходов. Например, обработка сквозного отверстия под крепежный винт (рис. 1.1) состоит из двух унифицированных переходов: «Сверлить отверстие А», «Зенкеровать отверстие Б, выдерживая размер h».

Рис. 1.1. Схема типового сочетания элементарных поверхностей 

Параллельно с унификацией переходов разрабатывают классификаторы переходов, режущих инструментов, элементарных поверхностей и составляют словарь текстов с формулировками переходов. Унифицированный переход содержит, помимо указанной выше информации, правила выбора переходов, соответствующие коды инструмента, коды поверхностей и текстов.

Унификация на уровне операции приводит к созданию типовых и групповых технологических операций. Объектом унификации являются вид и характер обработки некоторой, заранее установленной совокупности поверхностей, технологическое оборудование, схемы базирования, вид приспособлений.

Унификация на уровне процесса приводит к созданию типовых и групповых технологических процессов.

1.2.3. Стандарты ЕСТПП 

Основные формы организации технологических процессов регламентируются стандартами Единой системы технологической подготовки производства (ЕСТПП).

Стандарты ЕСТПП подразделяются на четыре группы. В эти группы входит более сорока различных ГОСТов, которые определяют единые принципы и направления совершенствования технологической подготовки производства на предприятиях страны. Одновременно с созданием ЕСТПП разработан ряд систем стандартов, непосредственно взаимодействующих с ней. К важнейшим системам стандартов, используемым в ЕСТПП, относятся:

•  единая система конструкторской документации (ЕСКД);
•  единая система технологической документации (ЕСТД);
•  система управления качеством изделий (в том числе на стадии технологической подготовки производства).

Стандарты ЕСТПП предусматривают приведение всей информации, используемой при технологическом проектировании, к единому виду формального представления. Это создает объективные предпосылки использования ЭВМ для ее переработки. Поэтому существует группа стандартов, которая предусматривает правила применения технических средств механизации и автоматизации инженерно-технических работ, а также регламентирует основные вопросы автоматизации технологической подготовки производства. Основополагающим стандартом этой группы является ГОСТ 14.401–73 «ЕСТПП. Правила организации работ по механизации и автоматизации решения инженерно-технических задач и задач управления ТПП».

1. 3. Проектирование технологических процессов на основе системного подхода 

1.3.1. Понятие о системном подходе

Процесс проектирования различных технологических объектов может быть представлен в виде нескольких уровней или этапов. На каждом уровне проектирования исходными данными являются техническое задание (ТЗ) и набор параметров элементов, характеризующих рассматриваемый уровень.

В результате проектирования разрабатывается техническая документация, описывающая отдельные стороны объекта и ТЗ для выполнения проектирования на следующих уровнях.

Изучение процесса проектирования на различных уровнях показывает, что ему характерен определенный состав и последовательность решаемых задач, основными из которых являются задачи анализа и синтеза.

Анализ технических объектов предполагает изучение их свойств. При анализе не создаются новые объекты, а исследуются заданные.

Синтез технических объектов направлен на создание новых вариантов. Поскольку анализ используется для оценки этих вариантов, то синтез и анализ выступают в процессе проектирования в диалектическом единстве.

Понятие «синтез» технического объекта в широком смысле слова близко по содержанию к понятию «проектирование». Разница заключается в том, что проектирование означает весь процесс разработки объекта, а синтез характеризует часть этого процесса, когда создается какой-то вариант, не обязательно окончательный, т. е. синтез как задача может выполняться при проектировании много раз, перемежаясь с решением задач анализа.

Накопленный в технологии машиностроения значительный теоретический и практический материал касается в основном задач анализа технологических процессов, с помощью которого устанавливается влияние различных технологических факторов на производительность, геометрическую точность и качество поверхности при обработке деталей. В то же время методы синтеза технологических процессов на основе информации об обрабатываемой детали и производственных условиях изучались недостаточно и их использование в инженерной практике при разработке технологических процессов ограничено. Это во многом объясняется тем, что для перехода от традиционно решаемых задач и эмпирических описаний объекта проектирования к синтезу технологических процессов требуется разработка совершенно новых подходов, основанных на системно-структурном анализе.

В отличие от традиционных методов формализации системный подход основан на том, что специфика сложных объектов и процессов не исчерпывается свойствами составляющих их элементов, а обусловлена также характером связей и отношений между всеми элементами. Под системным подходом понимается такой метод изучения объектов или явлений, который основывается на диалектико-материалистических принципах их целостного рассмотрения. Системный подход характеризуется главным образом тем, что объект или явление воспринимаются как система, во всей их сложности и развитии.

Система может рассматриваться как совокупность взаимосвязанных элементов, обладающих определенной структурой и допускающих выделение иерархии элементов. При этом элементы системы могут обладать по отношению к ней свойствами подсистем. Иначе говоря, каждая система состоит из подсистем и в то же время сама является подсистемой некоторой системы более высокого иерархического уровня.

Системный подход включает комплекс методов, которые позволяют анализировать сложные проблемы как целое, рассматривать многие альтернативы (варианты), каждая из которых описывается большим числом переменных, обеспечивать полноту каждой альтернативы.

Как методология решения проблем системный анализ дает возможность наметить необходимую последовательность взаимосвязанных операций, состоящую из формирования проблемы, разработки (конструирования) решения проблемы и реализации этого решения. Решение включает оценку и отбор альтернатив по заранее выбранным критериям. Системный анализ можно представить в виде каркаса, объединяющего все необходимые методы, знания и действия для решения проблемы.

1.3.2. Системный подход в ТПП

Технологическую подготовку производства с одной стороны (стороны структуры) можно представить как совокупность взаимосвязанных этапов, операций и переходов, а с другой (со стороны функции) – как часть производственного процесса, связанную с количественным и качественным преобразованием объектов производства из состояния заготовок С0 в состояние готовых изделий Сk. В этом определении выделяются две системные характеристики: целостность процесса и его функция. Процессы, обладающие указанными свойствами, могут рассматриваться как системные. Это дает возможность при разработке методов анализа и синтеза технологических процессов опираться на аппарат кибернетики и теории систем.

При осуществлении технологических процессов изменяются качественные и количественные характеристики объектов производства. В результате функция технологического процесса может быть описана отображением С0Сk. В соответствии с разделением технологического процесса на операции общая функция расчленяется на ряд операционных функций j. Функция каждой j-операции характеризует промежуточное изменение качественного состояния заготовки Сj-1Сj.

Состояние заготовки Сj характеризуется формой, межоперационными размерами, их точностью, шероховатостью и физико-механическими свойствами поверхностей, полученных в результате выполнения j-й операции.

Для дискретных объектов, какими в технологии машиностроения являются маршрутный технологический процесс и структура операции, задача синтеза состоит в определении структуры.

Для непрерывных объектов, каким является процесс резания, решение задачи синтеза должно приводить к определению структуры и численных значений внутренних параметров проектируемого объекта, например режимов резания.

Если среди вариантов структуры ищется не любой приемлемый вариант, а наилучший в некотором смысле, то такую задачу синтеза называют структурной оптимизацией.

Расчет внутренних параметров, оптимальных с позиций некоторого критерия при заданной структуре объекта, называется параметрической оптимизацией.

Обоснование цели и оценка эффективности выполнения технологической операции или ее отдельных элементов, например режимов резания, является важным вопросом при разработке оптимальных технологических процессов. Под целью при проектировании и выполнении технологической операции обычно понимается обеспечение заданных характеристик качества изделий наиболее производительным путем при минимальных затратах. В этом случае оптимальность операции можно определить как меру ее соответствия  поставленной цели: чем эффективнее операция, тем она производительнее и экономичнее. В задачах, которые встречаются в условиях оптимизации технологических процессов, используются различные виды критериев оптимальности, но наиболее часто применяют критерии «максимальная производительность» и «минимальная себестоимость».

1.4. Цели автоматизации проектирования технологических процессов и средства их достижения

Проектирование технологических процессов (ТП) занимает центральное место в подготовке производства изделий. Технологические процессы содержат информацию о трудовых и материальных нормативах, без которых невозможно планирование и управление производственными ресурсами. В середине XX века наша страна занимала лидирующие позиции в области разработки методологии и методов автоматизации проектирования ТП В эти годы были созданы концепции проектирования типовых и групповых технологических процессов, сформировано понятие конструкторско-технологических элементов детали (которые впоследствии получили на Западе наименование features), разработано множество различных САПР ТП. Однако большинство этих систем, созданных с использованием кустарных информационных технологий, прекратили свое существование, как только их авторы перестали ими заниматься. В настоящее время это направление компьютеризации инженерной деятельности стоит на пороге революционных изменений, о которых и пойдет речь ниже.

Основная цель создания САПР ТП заключается в экономии труда технологов. Для достижения этой цели необходимо располагать средствами автоматизации оформления технической документации, средствами информационной поддержки проектирования и автоматизации принятия решений. В своем историческом развитии САПР ТП постепенно расширяли арсенал своих средств. На первом этапе эти системы часто представляли собой специализированные текстовые редакторы, некоторые из которых были документоориентированными. С появлением баз данных появилась возможность поддерживать процесс ручного формирования ТП в таких редакторах в части поиска необходимых средств технологического оснащения. Однако подавляющее большинство САПР ТП, в том числе и ныне существующих, не способны поддерживать автоматизацию принятия решений в процессе проектирования на основе технологических знаний. Существует два подхода к компьютеризации знаний алгоритмический и применяющий методы искусственного интеллекта.

История развития САПР ТП показала бесперспективность алгоритмического подхода. При внедрении одной из первых таких систем, созданных в 60-е годы, было разработано десять технологических процессов. Заказчик принял лишь четыре из них, а остальные отверг. Разработчики пытались доказать представителям заказчика, что их алгоритмы построены правильно, но получили ответ: «Может быть, ваши алгоритмы действительно правильны, но у нас так не делают». Этот давний спор вынес по сути дела, приговор алгоритмическому подходу в САП ТП при использовании которого правила принятия решений, заложенные в системе, недоступны для формирования и изменений непрограммирующими пользователями. В наступающем веке информатики знания станут ценнейшим достоянием как физических так и юридических лиц.

Немаловажное значение среди целей внедрения САПР имеет повышение качества проектных решений. Необходимо, чтобы накопленный положительный опыт находил отражение в базе знаний системы и был доступен для всех, в том числе и для новых сотрудников. Для достижения этой цели нужно предоставить непрограммирующим носителям технологического опыта возможность сохранять его в системе. Такую возможность и обеспечивают методы искусственного интеллекта.

Проводя аналогию с материальным производством, можно сказать, что в области автоматизации инженерного труда имеется основное производство, связанное с разработкой конструкторских и технологических проектов, а также планов управления, и вспомогательное производство, связанное с созданием и сопровождением собственно программных средств. Соответственно и цели компьютеризации инженерной деятельности следует разбить на две группы: основные и вспомогательные. Некоторые аспекты достижения основных целей автоматизации проектирования технологических процессов мы обсудили выше. Но при создании современных открытых систем не менее значимы и вспомогательные цели.

К числу вспомогательных целей автоматизации проектирования относятся, уменьшение трудоемкости разработки программных средств, адаптации их к условиям эксплуатации при внедрении, а также их сопровождения, то есть модификации, обусловленной необходимостью устранения выявленных ошибок и (или) изменения функциональных возможностей (рис. 1.2).

Рис. 1.2. Вспомогательные цели компьютеризации инженерной деятельности

Средством для сокращения трудоемкости разработки программных средств является использование инструментальной среды и ее мобильность. Метаинструментальная среда СПРУТ содержит полный набор инструментальных средств, необходимых для разработки конструкторских и технологических САПР. Поскольку среда СПРУТ является надстройкой над операционной системой и принадлежит к числу систем интерпретирующего типа, она обладает свойством мобильности. Перевод среды из одной операционной системы в другую требует только замены ее ядра. При этом все прикладные системы, разработанные с ее помощью, переносятся на новую платформу без каких-либо доработок.

Средством для сокращения трудоемкости адаптации систем к условиям эксплуатации на конкретном предприятии являются системы управления базами данных и знаний, ориентированные на конечного пользователя. Это означает, что упомянутые системы должны быть оснащены языками описания и манипулирования данных, доступными непрограммирующему пользователю.

Средством уменьшения трудоемкости сопровождения СКИД является модульность, открытость и модернизируемость ее программных средств. Это обеспечивает простоту замены и дополнения процедур, данных и знаний.

1.5. Методика описания изделий в интеллектуальных САПР ТП

Методика описания деталей и сборочных единиц в существующих конструкторских САПР является основным препятствием на пути создания интегрированных конструкторско-технологических систем. Модели изделий в современных системах являются геометрическими, в то время как для автоматизации проектирования технологических процессов необходимы модели концептуальные. Эта проблема была подробно рассмотрена в первой статье цикла в декабрьском номере журнала за прошлый год. Геометрическая модель позволяет рассчитывать траектории инструментов при обработке деталей на станках с ЧПУ и поэтому способна обеспечить основу для построения систем класса CAD/CAM. Однако на станках с ЧПУ обрабатываются далеко не все детали; да и для тех деталей, которые подлежат такой обработке, она составляет только часть маршрутного технологического процесса.

Концептуальная модель детали основывается на понятии конструкторско-технологического элемента (КТЭ). Такой элемент является конструкторским в том плане, что он выполняет в детали определенную конструктивную функцию, например: обеспечивает базирование детали в сборочной единице (цилиндрические и конические осевые отверстия, шпоночные пазы и т п.) или соединяет деталь со смежными (резьбы, зубчатые венцы и т.п.). Вместе с тем КТЭ имеет один или несколько технологических маршрутов его изготовления, сформированных из набора переходов.

КТЭ обладают иерархической структурой, состоящей из уровней элементов комплексных, основных и дополнительных. В число комплексных входят осесимметричные, призматические элементы и отверстия. Такой набор определяется основными видами операций механической обработки деталей: токарной, фрезерной и сверлильно-расточной. Дополнительные элементы (выточки, пазы, канавки, фаски и т.п.) располагаются на основных, и к их обработке можно приступить только после предварительного формирования основных элементов.

Каждый КТЭ представляет собой объект со своим набором свойств. Имеется возможность наследования свойств от старшего объекта к младшему, например шероховатость «остального» от детали к ее элементам.

1.6. Системный подход к проектированию технологических процессов

Для системного анализа технологических процессов в машиностроении необходимо установить: номенклатуру элементов: состав элементов каждого типа: набор свойств этих элементов.

Процессы, в том числе и технологические, представляют собой класс технических систем, отличительной особенностью которых является существенная зависимость от времени. Можно предложить следующую иерархическую классификацию элементов технологических процессов: план обработки, этап обработки, операция, переход, ход. План обработки складывается из этапов, этапы из операций, операции из переходов, которые формируются из рабочих и вспомогательных ходов. Перед началом формирования плана необходимо выбрать вид заготовки и ее свойства, из которых для проектирования ТП важнейшими являются квалитет точности размеров, припуски и напуски.

Этап обработки представляет собой последовательность операций, принадлежащих к одному технологическому методу и обеспечивающих одинаковое качество обработки. Полный набор этапов, из которых складывается план обработки, зависит от конкретных условий, однако при этом можно выделить следующую базовую совокупность: термический 1 (улучшение, старение); обработка баз; черновой: получистовой; термический 2 (закалка или улучшение): чистовой; термический 3 (азотирование или старение); отделочный; покрытий; доводочный (получение шероховатости до Ка=0,02).

Типаж операций и переходов определен в соответствующих классификаторах, а состав основных свойств - в стандартах ЕСТД.

Проектирование ТП на уровнях формирования последовательности этапов, операций и переходов складывается из двух фаз: структурного и параметрического синтеза. Структурный синтез должен установить последовательность элементов на соответствующем уровне. Задача параметрического синтеза заключается в формировании свойств элементов, включенных в технологический процесс. Основными операциями параметрического синтеза являются выбор средств технологического оснащения (станков, приспособлений, инструмента) и нормирование, включающее расчет режимов обработки.

Источник информации и степень инвариантности знаний структурного синтеза определяются иерархическим уровнем решаемой проблемы: проектирование маршрута изготовления детали (набора этапов и операций) или проектирование операционной технологии (набора переходов обработки КТЭ). В первом случае знания существенно зависят от организационно-технической структуры предприятия и его традиций. Эти знания индивидуальны для каждого предприятия. Во втором случае знания черпаются из справочников, методических пособий и нормативных материалов. Знания этого уровня относительно инвариантны и могут с минимальными изменениями использоваться на различных предприятиях.

Основной целью создания интеллектуальных САПР ТП является простота и удобство представления знаний для структурного и параметрического синтеза.

1.7. Метод представления знаний структурного синтеза

При проектировании структуры технологических процессов традиционно используются типовые и групповые ТП.

Типовые процессы применяются для деталей, обладающих подобием в конструктивном и технологическом плане. С системной точки зрения к числу типовых относятся детали, имеющие одинаковую структуру, то есть набор и связи КТЭ, при различных значениях свойств этих элементов (размеров, свойств материала и т.п.).

Групповые процессы используются для деталей, различных в конструктивном отношении, но подобных в технологическом плане. Такие детали обладают различной структурой КТЭ. На основе выбранного множества деталей, входящих в группу, обычно разрабатывают комплексную деталь, включающую все типы элементов, встречающихся у деталей группы. Для такой детали разрабатывается комплексный технологический процесс и формируется общая инструментальная наладка. Рабочий ТП для каждой детали из группы определяется составом ее КТЭ и представляет собой подмножество комплексного ТП.

На рис. 2 представлены схемы моделей различных методов. Типовая модель имеет фиксированную структуру. Структура рабочего процесса в групповой модели формируется путем удаления лишних технологических действий (операций или переходов). Наиболее общей является метамодель, представляющая собой И/ИЛИ-граф. В местах разветвлений на этом графе проставляются условия, определяющие выбор одного из возможных решений.

Рис. 1.3. Методы структурного синтеза технологических процессов

Если групповая модель строится на базе комплексной детали, то метамодель основывается на виртуальной детали. В отличие от комплексной, виртуальная деталь может не иметь физической реализации. Это происходит в тех случаях, когда в ее состав входят взаимоисключающие элементы, например дополнительные элементы, связанные со шпоночным или шлицевым соединением на одном и том же основном элементе — цилиндрической ступени вала.

Метамодель является наиболее общей, интегрируя в себе типовую и групповую. В отличие от групповой модели, для формирования структуры ТП она использует операции не только удаления, но и замены.

Простейший способ ввода таких знаний заключается в рисовании на экране И/ИЛИ-графа с простановкой в соответствующих местах на его ребрах условий выбора решений. Сам такой граф в целом также имеет условия своего применения. Именно таким образом, доступным для любого технолога, и организовано формирование знаний структурного синтеза в интеллектуальной САПР ТП, разработанной в «СПРУТ-Технологии». На основе такой информации автоматически генерируются программные средства базы знаний, которые затем используются при проектировании ТП. Для общепринятого набора КТЭ с использованием общемашиностроительных нормативных материалов разработана обширная база знаний структурного синтеза операционных технологических процессов токарной, фрезерной и сверлильно-расточной обработки.

1.8. Метод представления знаний параметрического синтеза

Самым простым способом представления знаний параметрического синтеза является использование продукционных систем искусственного интеллекта. В таких системах знания представляются в виде правил-продукций, являющихся аналогами условного предложения естественного языка:

ЕСЛИ <условие>, ТО <деиствие>

Такие правила строятся на базе словаря содержащего термины технического языка и их условные обозначения (идентификаторы). В качестве действий используются расчеты по формулам, выбор данных из многовходовых таблиц, которые могут содержать как константы, так и формулы, выбор информации из баз данных, генерацию графических изображении и т.д. Ниже приведены два правила, связанные расчетом режимов резания. Первое содержит формулу для расчета базовой подачи при сверлении отверстий, а второе — коэффициенты необходимые для расчета по этой формуле. Условием применения обоих правил является значение «Сверлить» переменной «Вид перехода».

Проектирование нового ТП с ее помощью занимает считанные минуты. Технологу с помощью простейшего интерфейса необходимо описать деталь, а затем наблюдать за генерацией технологического процесса, отвечая на редкие запросы компьютера по выбору из допустимого набора тех решений, которые невозможно формализовать. В заключение производится автоматическая генерация технологической документации с использованием форм документов, принятых на предприятии.

Качество спроектированного ТП практически не зависит от квалификации технолога и определяется содержимым баз знаний.

1.9. Принципы организации САПР ТП 

В основе деятельности инженера-проектировщика лежит процесс проектирования, под которым в общем случае понимают выбор некоторого способа действий. Применительно к задаче автоматизации инженерной деятельности процесс проектирования – это процесс составления описания, необходимого для создания в заданных условиях еще не существующего объекта или алгоритма его функционирования с возможной оптимизацией заданных характеристик объекта или алгоритма его функционирования.

Конструирование является частью процесса проектирования и сводится к определению свойств изделия. Работы, связанные с автоматизацией процессов конструирования и технологической подготовки производства, характеризуются на начальных этапах разработкой отдельных пакетов прикладных программ (ППП), а на заключительных – созданием систем автоматизированного проектирования.

Система автоматизированного проектирования – комплекс средств автоматизации проектирования, взаимосвязанных с необходимыми подразделениями проектной организации или коллективом специалистов (пользователей системы), выполняющих автоматизированное проектирование. Различают автоматизированное и автоматическое проектирование. Автоматизированным называют проектирование, при котором все преобразования описаний объекта и алгоритма его функционирования, а также представление описаний на различных языках осуществляются взаимодействием человека и ЭВМ. Автоматическим является проектирование, при котором все преобразования описаний объекта и алгоритма его функционирования, а также представление описания на различных языках осуществляются без участия человека.

Основой САПР ТП является совокупность различных видов обеспечения автоматизированного (автоматического) проектирования, необходимых для решения проектных задач.

Комплекс средств автоматизации проектирования современных САПР включает семь видов обеспечения: техническое, математическое, программное, информационное, лингвистическое, методическое, организационное.

Техническое обеспечение – совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих технических средств, предназначенных для выполнения автоматизированного проектирования. К этому виду обеспечения относятся различные технические средства: ЭВМ, периферийное оборудование и устройства их связи.

Математическое обеспечение – совокупность математических методов, математических моделей и алгоритмов проектирования, необходимых для выполнения автоматизированного проектирования. Сюда входят математические модели конкретных объектов (технологических процессов, инструментов, приспособлений и др.), методы их проектирования, а также методы и алгоритмы выполнения различных инвариантных проектных операций и процедур, связанных с оптимизацией, поиском информации, автоматизированной графикой и др.

Программное обеспечение – совокупность машинных программ, необходимых для выполнения автоматизированного проектирования и представленных в заданной форме. Это обеспечение включает комплексы программ специального и общего назначения.

Специальное программное обеспечение представляется в виде текстов прикладных программ, ориентированных на решение специальных задач (решение задач динамики, прочности; проектирование маршрутных и операционных технологических процессов, техническое нормирование; проектирование стандартных деталей и оснастки и т. п.).

Общее программное обеспечение предназначено для управления вычислительным процессом в САПР и подготовки программ из ППП к исполнению на ЭВМ. Эти функции обычно выполняют программы, входящие в состав операционных систем ЭВМ.

Информационное обеспечение – совокупность сведений, необходимых для выполнения автоматизированного проектирования и представленных в заданной форме. Основную часть информационного обеспечения составляет база данных – информационные массивы, используемые более чем в одной программе проектирования. В процессе функционирования САПР база данных пополняется, корректируется и, кроме того, производится ее защита от неправильных изменений. Все эти функции выполняет система управления базой данных (СУБД). База данных совместно с СУБД образует банк данных.

Лингвистическое обеспечение – совокупность языков проектирования, включающая, кроме того, термины и определения, правила формализации естественного языка, методы сжатия и развертывания текстов, необходимых для автоматизированного проектирования и представленных в заданной форме. В этот вид обеспечения входят общеизвестные алгоритмические языки, используемые для записи программ при создании САПР, и входные языки, которые служат для описания объектов проектирования и заданий на выполнение проектных процедур.

Методическое обеспечение – совокупность документов, устанавливающих состав, а также правила отбора и эксплуатации средств обеспечения автоматизированного проектирования, необходимых для решения проектных задач.

Организационное обеспечение – совокупность документов, устанавливающих состав проектной организации и ее подразделений, связи между ними, их функции, а также форму представления результата проектирования и порядок рассмотрения проектных документов.

1. Человек Задания 14 Позиция кодификатора- Потребности и способности человека ’ 1
2. Учение Фрейда
3. Мотивация и стимулирование трудовой деятельности работников
4. Сфера услуг гражданско-правовое регулирование
5. Как вести себя с некомпетентным рекрутером
6. Тема 11 ПСИХОЛОГІЯ ВИЩОЇ ШКОЛИ ЇЇ ПРЕДМЕТ ЗАВДАННЯ ТА МЕТОДИ Конспект лекції План 1
7. Перечислите метаморфические структуры в зависимости от формы минеральных зерен
8. Благодаря изменчивости организмы могут приспосабливаться к изменяющимся условиям среды обитания
9. на тему- Господарство країн Центральної Європи З 1989 р
10. Кораблик МДОУ Детский сад комбинированного вида 218 Заводского района г.
11. ВОЛГОГРАДСКИЙ ИНСТИТУТ БИЗНЕСА Кафедра Финасовоэкономическ
12. Реферат- Демокрит из Абдеры во Фракии
13. темам- устойчивое развитие оценка ценности природы 1
14. Реферат- Релейная защита
15. задание на раскрытие какоголибо теоретического положения понятия на примере Памятка для ученика
16. Дифференциальные уравнения Лапласа и Фурье
17. Понятие международного трудового права
18. Одни не верят в них другие верят и питают к ним ненужный и нездоровый интерес
19. реферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук Дніпропетровсь
20. Лабораторная работа 5 Математический маятник Цель работы- Изучение свободных колебаний маятника с хо

Материалы собраны группой SamZan и находятся в свободном доступе