Система автоматизированного проектирования организации производства

 

Укрупнённая схема системы  проектирования и изготовления технологической  оснастки показана на рис.2.

 

 Информация об оснащаемой  детали и схеме её обработки  создаётся (в случае отсутсвия  её в базе данных) также средствами  системы. Это сведения о размерах, геометрии, физических характеристиках,  точности оснащаемой детали и  отдельных её поверх-ностях, данные о схеме базирования, закрепления, об обрабатываемых элементах, информация об оснащаемом оборудовании, требуемой производитель-ности обработки, количестве одновременно устанав-ливаемых заготовок, режимах и усилиях резания.

 

Каждая из перечисленных  функций с решением задач различного уровня и степени сложности.

 

 После анализа и  приведения исходной информации  к каноническому виду начинается  реализация комплек-са программ синтеза конструкций, в результате чего генерируется информационное описание конструкции приспособления. Далее составляется спецификация, формируется сборочный и рабочие чертежи деталей конструкции.Результаты,спе-цификация кон-струкции, марш-рутные карты, ведомость заго-товок,ведомость покупных изделий, ведомость затрат на изготовление приспособлений , таблица коор-динат и размеров.

 

 

 Программный комплекс  для ЭВМ 

 

 

 Описание оснащаемого  объекта и технологии его использования 

 

 

Информаци-онное обес-печение

Конструк-тивные элементы

Синтез конструкции 

 

 

Типовые изображения 

 Формирование чертежей 

 

Составление спецификации

 

 

Каталог сведений об оснащаемом оборудова-нии

Сборочный чертёж приспособления, рабочие чертежи деталей.

 

 

 Технологическое проектиро-вание

 

 

Нормативно-справочные материалы 

 Инфомация для АСУП.

 

 

 Подготовка программ  для станков с ЧПУ 

 

 

Сведения об условиях производ-ства приспособ-лений

Программа для станка с  ЧПУ.

 

 

Конструкции-аналоги 

 

 

      

 

                       Рис. 2.

 

 Прцесс завершается  работой подсистемы технологи-ческого проеутрирования и пдготовкой программ для станков с ЧПУ, формируются сведения для АСУП.

 

 Выполнение функций  САПР включает в себя поиск  типовых изображений для графического  моделирова-ния конструктивных элементов  приспособлений, компоновку сборочного  чертежа из типовых изобра-жений  и формирование его описания, определение  сборочного чертежа  и его масштаба, распознавание  видимости линий на чертеже  из условий видимости и принятого  масштаба,идентификацию структурных единиц конструкции на чертеже.

 

 Посделовательность работ  при решении задач синтеза  конструкций приспособлений  следующая:

 

Сначала создаётся общая  компоновка конструкции. Решение этой глобальной задачи связано с анализом информации об оснащаемой детали в  целом и далее локальные задачи, связанные с отдельными поверх-ностями детали.

 

 Для их решения рассматриваются  и моделируются  локальные проектные  ситуации, которые могут возникать  в связи с одной какой-либо  поверхностью детали.Локальную проектную ситуацию характеризуют форма, размеры, технологическое назначение поверхности обрабатываемой детали, конфигурация, количество и пространственное расположение функ-циональных элементов приспособления, контакти-рующих с данной поверхностью.

 

 Примером глобальной  задачи является синтез корпуса  приспособления на основе данных  об осна-щаемой детали и конструктивных элементах, которые он объединяет в единую жёсткую систему. Локальной задачей могут быть определение количетсва и рас-становка пластинчатых опор под базовой плос-костью, ограниченной контуром.

 

 Процесс синтеза –  это накопление информации, отображающее  изменения пространственного образа  конструкции во времени. То  есть это многоэтапный процесс,  который начинается в момент  завершения формирования модели  обрабатываемой детали, а за-канчивается формированием полного описания требу-емой конструкции приспособлений. Этапы синтеза – это части процесса, соответсвующие построению определённых групп элементов приспособлений уста-новочных, направляющих, зажимных, фиксаций и т.д.

 

 Для большинства этапов  процесс синтеза протекает в  три стадии. Например, при синтезе  установочных элементов на первой  стадии из описания обрабаты-ваемой детали выделяется для анализа информация, характеризующая схему базирования этой детали.

 

 На второй стадии  происходит выбор схемы установ-

 

ки, которая представляет собой перечень наиме-нований классов установочных элементов, реализующих выбранную схему (установка на цилин-дрический палец и штыри, установка с помощью двух призм и пластинчатых опор и т.д.)

 

 На третьей стадии  осуществляется воплощение выбранной  схемы установки в виде конструктивно завершённой функциональной группы установочных элементов приспособления.

 

 Аналогичные стадии  проводятся также на этапах  синтеза функциональных групп  зажимных, направля-ющих, делительных корпусных и других элементов.

 

 Важным  вопросом является  получение рациональной конструкции.  Трудности решения задач оптимизации  заключаются в их многокритериальности  и многопа-раметричности. Рациональные  решения могут быть получены  только на отдельных стадиях  проектиро-вания,например, на стадии выбора схемы установки.

 

Конструкция должна быть работоспособной, пригод-ной для обработки оснащаемой детали и обеспечива-ющей требуемые параметры точности. Пригодность конструкции определяется рядом технических, тех-нологических, эстетических, экономических и других показателей (точности, жёсткости, дис-баланса, быстродействия, простоты и технологич-ности, удобства и безопасности, эстетичности внешнего вида и др.)

 

 Последовательность процессов  синтеза приспособ-лений строится на аналогии с практикой традици-онного конструирования. Например, для сверильных приспособлений процесс синтеза конструкций сводиться к выполнению последовательно решаемых задач, как определение типа кондукторных втулок, нахождение толщины кундукторной плиты, определе-ние габаритов поля, занятого кондукторными втулками, нахождение высот кондукторных втулок, распознование установочно-зажимной схемы приспо-соблений, проектирование установочных элементов и элементов зажима.

 

 Завершающими этапами  являются синтез несущих специальных  конструктивных элементов типа  кондук-торных плит и корпусов, а также проектирование вспомогатльных и нижних (подкладных) плит.

 

 Все работы, проводимые  при синтезе конструкции приспособлений  можно разбить на две группы. К первой относятся работы  по компоновке конструк-ций, ко  второй – проектирование специальных конструктивных эелементов.

 

 При формализации процессов  компоновки конструк-ций из конструктивных элементов решаются следующие задачи:

 

1. Выбор определённых  значений из базы по задан-ным условиям.

 

2. Геометрического анализа.

 

3. Непосредственного проектирования: определения количества и положения функциональных кон-структивных элементов, выделении параметров, от которых зависит возможность использования элементов по ГОСТ (СТП), проверка возможности применения ГОСТ (СТП).

 

4. Расчётного типа.

 

5. Построения результирующих  данных по заданным требованиям.

 

 К основным задачам  проектирования специальных элементов  можно отнести следующие: 

 

 

 

1. Выбор типа элементов.

 

2. Расчёт конструктивных  размеров.

 

3. Определение материала  для изготовления.

 

4. Синтез формы конструктивных  элементов.

 

 Известно, что в базу  конструктивных элементов включается  отличные по форме конструктивные  элементы, которые нецелесообразно  членить на составляющие. В ряде  случаев трудно предусмотреть  необходимую форму специального  элемента; она окончательно вырисовывается  в процессе проектиро-вания приспособления. Поэтому в базу конструктив-ных элементов включаются также и элементы формы, с помощью которых в процессе синтеза дорабатыва-ются базовые конструктивные элементы.

 

 Система предусматривает  хорошо организованную базу данных, состоящую прежде всего из конструк-

 

тивных элементов.

 

 Конструктивные элементы – это объекты со своими свойствами (форма, структура, функции, материал, и др.), колиественными праметрами (размеры, вес, допуски, состав, и др.). То есть это часть конструкции, обладающая информационной самостоя-тельностью.

 

 В принципе, каждый  конструктивный элемент обладает  неисчерпаемой информацией. Поэтому  отбор и классификация информации  о конструктивном элементе должны  осуществлятьтся с учётом необхо-димости  и достаточности.Информация о конструктив- ном элементе, по смыслу содержащихся в ней сведе-ний можно разделить на метрическую (размерные ха-рактеристики), технологическую (материал, термо- обработка, точность, шероховатость), спецификаци- онную (наименования, обозначения), графическую (изображение конструктивных элементов на черте-жах, экране и т.д.). К конструктивным элементам относятся стандартные детали с постоянной геометрической формой.

 

3. Основные характеристики  некоторых  существующих  CAD/CAM систем .

 

 Одной из основных  задач, вставшей с появлением  ЭВМ и оборудования с ЧПУ  является сокращение времени  подготовки управляющей информации  и уменьшение вероятности ошибок.

 

 Впервые задача автоматизированного  программиро-вания для изготовления  деталей на станках с ЧПУ  была поставлена и решена Ассоциацией  авиакосми-ческой промышленности  США в сотрудничестве с Мас-сачусетским  технологическим институтом в  1959-1961 гг. Был разработан специальный проблемно – ориентированный язык программирования АРТ (Auto-matic Programming Tools) и основанная на нём система программного обеспечения. Эта система рассчитана на применение достаточно мощной для того времени ЭВМ (IBM 360/370) и охватывает

 

практически все возможные  операции от 2-х до многокоординатной  обработки. По опыту использо-вания этой системы в производстве получено снижение трудоёмкости программирования практичес-ки в 10 раз. На базе этой системы, а также по аналогии стали появляться во всех во всех странах бесконечное количество различного рода систем. Достаточно назвать некоторые из них: АРТ-1,АРТ-2, АРТ-3, и т.д.; ЕХАРТ-1,2,3; ADAPT, AUTOPRESS, CLAM, COCOMAT и т.д. Многие из них используются до сих пор с некоторыми доработками, с учётом развития вычислительной техники и адаптации этих систем к современным ЭВМ.Система АП, как правило, состоит из языка описания геометрии детали, её технологии, предпроцессора, процессора и постпроцессора.

 

 Но разработки всё  новых и новых систем автомати-зированного проектирования не прекратились. Современные САПР можно условно разделить на «лёгкие» и «тяжёлые».Их различают по объёму возможностей, а значит,и по требованиям к ЭВМ, на

 

котором предполагается их использование.Раличия могут выражаться в особенностях возможностей 2D (плоского) и 3D (объёмного) проектирования, наличия возможности твёрдотельного моделирования, возможности вывода полученных данных на печать,  станок с ЧПУ и т.п.

 

 Рассмотрим некоторые  из CAD систем.

 

 Успех AutoCAD.

 

  AutoCAD – безусловно, самая  широко известная, занимающее  одно из ведущих мест в среде CAD/CAM система.

 

 Компания Autodesk, которой  мы обязаны этой разработкой,  была основана в апреле 1982 года  группой из 15 программистов. А  уже осенью того же года  на проходившей в Лас-Вегасе  выставке Comdex компания объявила  о создании новой программы,  получившей название   AutoCAD  . Новый продукт начал продаваться  на рынке в начале 1983 года, и  с того момента фактически  стал одним из стандар-тов в области автоматизированного проектирования.

 

 Успех системы AutoCAD в России,по-видимому,можно объяснить отчасти тем, что она предоставила инструментарий САПР пользователям ПК. Прежде лю-бое упоминание об автоматизированном проектирова-нии обычно связывалось с более мощными платформа-ми, к примеру VAX-станциями производства Digital.

 

 Естественно, AutoCAD была  относительно недорогой системой, хотя её функциональные возможности  по

 

сравнению с "настоящими" большими САПР оказались существенно  ниже. Однако эти возможности постоян-но нарастали по мере увеличения мощности ПК, а одновременно шел процесс освоения технологии САПР

 

инженерами и конструкторами.