11.7. Краткие сведения о сапр технологических процессов

Рассмотренные методы проектирования технологиче­ских процессов относятся к неавтоматизированному проектирова­нию. Они трудоемки, что приводит к существенным ограничениям возможностей сравнения различных вариантов и к увеличению сроков технологической подготовки производства.

В настоящее время затраты времени и средств на проектирова­ние технологических процессов в серийном производстве соизме­римы, а иногда и превышают затраты на изготовление детали.

ГОСТ 22487—77 устанавливает три вида проектирования: неавтоматизированное, автоматизированное и автоматическое. 134

При неавтоматизированном проектировании все преобразова­ния описаний объекта и (или) алгоритма его функционирования или алгоритма процесса, а также представление описаний на раз­личных языках осуществляет человек, при автоматизированном проектировании — человек, использующий ЭВМ, а при автомати­ческом — ЭВМ.

При неавтоматизированном проектировании незначительная часть времени (по некоторым данным, порядка 10%) уходит на творческое мышление, а остальное время — на поиск нужной информации и оформление результатов. ЭВМ не может решать творческие задачи, но во много раз быстрее и лучше человека решает задачи хранения, поиска информации, оформления выход­ных документов. Следовательно, порядка 90% работ, выполняемых технологом при неавтоматизированном проектировании, может осуществлять ЭВМ. Поэтому в настоящее время все большее применение получает автоматизированное проектирование техноло­гических процессов, которое непрерывно совершенствуется и развивается.

Состав и порядок автоматизированной системы техноло­гической подготовки производства (АС ТПП) определены ГОСТ 14.402—83.

Общие правила организации автоматизированного технологи­ческого проектирования установлены ГОСТ 14.416—83. Это проек­тирование решает следующие задачи: обеспечение производственной технологичности конструкции изделия и совершенствование про­изводственной системы; проектирование технологических процес­сов; проектирование элементов производственной системы; проек­тирование технологической оснастки.

В автоматизированном проектировании технологических про­цессов задачи решаются в пакетном (автоматическом) или диало­говом режиме.

В пакетном (автоматическом) режиме предусматривается авто­матическое решение задачи по составленной программе при неизменной последовательности всех уровней без вмешательства проектировщика. Он может лишь прервать ход проектирования и изменить исходные данные для повторного проектирования.

В диалоговом режиме проектировщик имеет возможность выбрать лучший вариант решения из числа возможных, получен­ных ЭВМ. Этот режим позволяет в процессе проектирования изме­нять или дополнять исходные данные, изменять последователь­ность уровней проектирования на ЭВМ или исключать некоторые из них, принимая решения без ЭВМ.

Автоматизированное проектирование технологических процес­сов возможно либо на основе применения технологических процес­сов-аналогов, либо на основе типовых технологических решений на уровне типовых технологических процессов, типовых операций и переходов.

Поиск технологических процессов-аналогов производится на ЭВМ путем сравнения конструкторско-технологических кодов детали, на которую необходимо разработать технологический процесс, и деталей-представителей. Технологические процессы последних хранятся в архиве, организованном на машинных носи­телях информации (магнитная лента, магнитные диски). Кон-структорско-технологический код детали формируется на этапе подготовки данных или начальном этапе решения задачи на ЭВМ.

На заключительных этапах производится доработка технологи­ческого процесса-аналога, проектируются технологический марш­рут и технологические операции, рассчитываются режимы обра­ботки и нормы времени, печатаются технологические документы.

Доработка технологического процесса выполняется с участием технолога. Отсутствие технологических процессов-аналогов вызы­вает необходимость использовать индивидуальное автоматизиро­ванное проектирование, которое осуществляется по этапам со­гласно ГОСТ 14.416—83 с учетом общих правил разработки техно­логических процессов (ГОСТ 14.301—83).

Автоматизированное проектирование на основе типовых техно­логических решений предусматривает разработку математических моделей (правил принятий решений) для всего технологического процесса или его элементов и условий (границ) их применения.

В настоящее время нет полной математической модели техно­логического процесса, поэтому перечень задач, решаемых с по­мощью той или иной системы автоматизированного проектирова­ния, различен и зависит от математической модели, положенной в основу системы.

Общая схема этапов автоматизированного проектирования приведена на рис. 11.12.

ГОСТ 14.416—83 определяет общие правила проектирования элементов производственной системы, типовые математические модели, организацию процесса принятия решений на базе типовых математических моделей, общие правила выполнения автоматизи­рованного технологического проектирования.

Работы, связанные с автоматизацией процессов конструирова­ния и технологической подготовки производства, на начальных этапах заключаются в разработке отдельных пакетов прикладных программ (например, расчет режимов резания, разработка управ­ляющих программ на станке с ЧПУ), на заключительных этапах — в создании систем автоматизированного проектирования (САПР).

Согласно ГОСТ 22487—77 САПР — это комплекс средств авто­матизированного проектирования, взаимосвязанных с необходи­мыми подразделениями проектной организации или коллективом специалистов (пользователем системы), выполняющим автоматизи­рованное проектирование.

В настоящее время принимаются эффективные меры по всесто­роннему развитию САПР технологических процессов в машино­строении. В автоматизированной системе проектирования технологических процессов механической обработки происходит преобра­зование описания деталей, представленных в виде чертежа, в совокупность технологической документации. Созданы различ­ные подсистемы автоматизированного технологического проекти­рования (проектирование технологических процессов заготови­тельного производства, механической обработки, сборки; проекти­рование технологической оснастки, специального инструмента и оборудования). Работы в этом направлении продолжаются.

Можно выделить несколько уровней автоматизированного проектирования технологических процессов [21]: разработку принципиальной схемы технологического процесса, проектирова­ние технологического маршрута обработки детали, проектирование технологических операций, разработку управляющих программ для оборудования с ЧПУ.

Высокое качество решения различных задач технологической подготовки производства (ТПП) является определяющим фактором, обеспечивающим высокие технико-экономические показатели изго­товления изделий. Отмеченное положение успешно может быть осуществлено при автоматизации ТПП. Комплексные автоматизи­рованные системы технологической подготовки производства (КАС ТПП) включают автоматизированную систему технологиче­ского проектирования, организации и управления процессом.

На рис. 11.13 приведена структура КАС ТПП первой степени сложности «Технолог» для проектирования технологических про­цессов изготовления деталей класса «тела .вращения» на универ­сальном оборудовании [6]. В этой комплексной системе процесс технологического проектирования разделен между подсистемами.

Подсистема «/Сод» выполняет кодирование множества чертежей деталей и преобразование массива формальных описаний деталей в массивы конструкторско-технологических кодов.

Подсистема «Технолог Г» (77) производит проектирование технологических процессов основного производства.

Подсистема «Приспособление» (Я) осуществляет выбор типовой пли групповой конструкции приспособлений, элементов приспо­соблений и т. д.

Подсистема «Инструмент» (Я) выполняет выбор конструкции специального измерительного и режущего инструмента, конструи­рование специального измерительного инструмента.

Подсистема «Технолог 2» (72) осуществляет выбор и доработку типовых маршрутов технологических процессов изготовления деталей приспособлений и специальных режущих и измерительных инструментов, разработку управляющих программ для станков с ЧПУ.

Подсистема «Документ» (Д) оформляет маршрутные и опера­ционные карты, вычерчивает операционные эскизы, контролирует технологические карты, документацию на основные технологиче­ские процессы и технологическую оснастку, а также размножает документацию.

Банк данных (БнД) предназначен для обеспечения необходимой информацией процессов автоматизированного проектирования (данные по режимам резания, нормам времени, режущему инстру­менту, металлорежущему и другому оборудованию, а также по обрабатывающим материалам, допускам, припускам и т. д.) и системы управления базой данных (СУБД).

Рассмотренная КАС ТПП представляет типовой комплексный модуль, реализующий законченный этап проектирования опреде­ленной совокупности задач ТПП с многоуровневой структурой ряда подсистем. Первый уровень состоит из подсистем общего назначе­ния — Код, Д, БнД (или информационная система ИС), второй — включает подсистему 77, третий — подсистемы Я и Я, четвертый — подсистему 72. Возможно объединение нескольких КАС ТПП более низких ступеней в сложную систему [6].