
- •Е.Л. Евсин, JI.X. Зубаирова
- •2-е издание стереотипное
- •Пермь 2005
- •ВВЕДЕНИЕ
- •ГЛАВА 1. ПРОЕКТИРОВАНИЕ КАК ОБЪЕКТ АВТОМАТИЗАЦИИ
- •1.1. Становление науки о проектировании
- •13. Основные аспекты системного подхода к проектированию
- •1.4. Структура жизненного цикла технической системы
- •1.5. Разновидности проектирования
- •1.6. Принципы проектирования
- •1.7. Стадии и процедуры проектирования
- •1.8. Формализация проектирования и режимы работы САПР
- •ГЛАВА 2. ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ
- •2.1. Процедуры на стадии разработки технического задания
- •2.3. Процедуры на стадии разработки эскизного проекта
- •ГЛАВА 3. КОНСТРУКТОРСКОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ
- •3.1. Задачи конструкторского проектирования
- •3.2. Геометрическое моделирование
- •3.3. Автоматическое создание чертежей
- •ГЛАВА 4. ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ
- •4.1. Технологическая подготовка производства
- •4.2. Машиностроительное иронзводство и его характеристики
- •43. Основные понятия технологического проектирования
- •4.5. Методы обработки поверхностен
- •4.6. Припуски и допуски на обработку
- •4.7. Базирование и базы в машиностроении
- •4.8. Формирование структуры технологического процесса
- •4.9. Технологическая унификация
- •4.Н. Классификация и кодирование исходной информации
- •4.12. Структура технологического проектирования
- •4.13. Математические модели технологического проектирования
- •ГЛАВА 5. АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ ПРОИЗВОДСТВА
- •5.1. Функции и средства автоматизация ТПП
- •53. Организационная структура АСТПП
- •5.4. Функциональная структура АСТПП
- •5.5. Подсистема проектирования технологических процессов
- •5.6. Методы автоматизированного проектирования ТП
- •5.7. Методы прямого документирования и параметрического проектирования
- •5.9. Проектирование ТП по методу синтеза
- •5.10. Экспертные системы
- •5.11. Моделн представления знаний
- •5.12. Язык таблиц решений
- •ГЛАВА 6. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ПО МЕТОДУ СИНТЕЗА
- •6.1. Выбор исходной заготовки и метода ее изготовления
- •Т012. Выбор вида заготовки в серийном, крупносерийном и массовом производствах для трех групп материала
- •62. Установление маршрутов обработки отдельньи поверхностей
- •6.3. Разработка принципиальной схемы технологического процесса
- •6.5. Расчет технологических размеров
- •6.6. Проектирование операций
- •6Л. Расчет управляющих программ для ставков с ЧПУ
- •6.8. Проектирование технологических процессов сборки изделия
- •ГЛАВА 7. СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ
- •7.1. Состав и структура САПР
- •7.3. Классификация САПР
- •7.4. Интеграция САПР
- •7.6. Математическое обеспечение САПР
- •7.9. Лингвистическое обеспечение САПР
- •7.10. Методическое н организационное обеспечение САПР
- •7.12. Сравнительный анализ интегрированных CAD/CAM-систем
- •7.13. Проектирование надежных систем
- •Вопросы к главе 7
- •Библиографический список
ГЛАВА 5. АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ ПРОИЗВОДСТВА
5.1. Функции и средства автоматизация ТПП
Технологическая подготовка производства (ТПП), как отмечалось вы ше, является составной частью технической подготовки производства (тех ническая подготовка кроме ТПП включает в себя конструкторскую и органи зационную подготовку) и представляет собой комплекс работ, направленных на подготовку производства к выпуску новых или модернизированных изде лий.
Рассмотрим ТПП как объект автоматизации. Автоматизировать Till I - это в комплексе автоматизировать следующие ее функции: анализ и обеспе чение технологичности конструкции изделий; технологический анализ про изводства; проектирование ТП и средств технологического оснащения (СТО); подготовку управляющих программ (УП) для оборудования с про граммным управлением; нормирование труда и материалов; проектирование участков, цехов; планирование ТПП и управление процессом ТПП; изготов ление СТО. По своим свойствам функции неоднородны и автоматизируются с использованием различных методов и средств. На рис. 5.1 приведена клас сификация функциональных задач ТПП и указаны основные системы, с по мощью которых реализуется автоматизация этих функций. К системам ав томатизации относятся ИПС - информационно-поисковые системы;
Рис. 5.1. Функции и средства автоматизации ТПП
САПР - системы автоматизированного проектирования ТП, СТО, цехов; САП - система автоматизированного программирования управляющих про грамм для станков с ЧПУ; САН - система автоматизированного нормирова ния; АСУ - автоматизированная система управления ТПП. Все эти системы входят в состав АСТПП - автоматизированной системы ТПП - и являются ее подсистемами.
5.2.Этапы развития автоматизации ТПП
Вистории развития автоматизации технологической подготовки про изводства можно выделить три этапа.
Первый этап (период зарождения) длился с конца 50-х до конца 60-х годов. На этом этапе с помощью ЭВМ решались частные задачи технологи ческой подготовки, в основном расчетного характера, формулировались не расчетные задачи проектирования и делались попытки их решения с помо щью ЭВМ. В Академии наук Белорусской ССР (г. Минск) под руководством Г.К. Горанского были начаты работы по автоматизации конструирования и технологического проектирования: расчет деталей машин, конструирование сложных машиностроительных объектов, расчет режимов резания и норм времени, проектирование режущих инструментов и станочных приспособле ний, работы по автоматизации вычерчивания. Были проведены функцио нальные исследования, которые предопределили дальнейшее развитие про блемы.
ВИнституте автоматизации (г. Киев) под руководством Г.А. Спыну проводились работы по автоматизации подготовки программ для станков с ЧПУ, по автоматизации проектирования ТП. В научно-исследовательском институте прикладной математики и кибернетики (г. Горький) под руково дством А.М. Гильмана выполнены исследования по автоматизации проекти рования ТП. Важным событием стало создание Института технической ки бернетики (Академия наук Белорусской ССР) - межотраслевой головной ор ганизации по применению математических методов и средств вычислитель ной техники для автоматизации процессов технической подготовки произ водства.
Второй этап (70-е годы) характеризовался ростом числа организаций, занимающихся проблемой автоматизации ТПП на основе типовых и группо вых ТП. На многих предприятиях проводились работы по унификации про цессов, созданию классификационных групп деталей, унификации средств технологического оснащения. Разрабатывались математические модели, ме тоды и алгоритмы, которые позволили достичь универсальности и оптималь ности получаемых результатов. На этом этапе проведены успешные работы по алгоритмизации задач, не имеющих расчетного характера, например задач проектирования оптимальных операций. Однако используемые при этом технические средства и программное обеспечение не были объединены в единую проектирующую систему.
Отмеченные недостатки были устранены при переходе на третий этап 126
“ создание и внедрение систем автоматизированного проектирования (САПР). Успехи, достигнутые в этой области, связаны с трудами таких уче ных, как Г.К. Горянский, В.Д. Цветков, Н.М. Капустин, С.П. Митрофанов, Б.Е. Челищев, И.П. Норенков, С.Н. Корчак и др.
В настоящее время основной тенденцией в автоматизации технологи ческого проектирования является переход от отдельных автоматизированных систем к интегрированным системам. Такие системы предназначены для комплексной автоматизации задач функционального, конструкторского и технологического проектирования. Принципиальное отличие проектирова ния ТП в интегрированных САПР заключается в том, что технологи работа ют в единой информационной среде с конструкторами и всеми другими спе циалистами.
53. Организационная структура АСТПП
Организационная структура АСТПП представлена в виде схемы, в ко торой указаны производственные подразделения, входящие в систему, и свя зи между ними.
Организационные схемы могут быть весьма разнообразными. Они соз даются для того, чтобы четко представить, какие производственные подраз деления участвуют в функционировании АСТПП.
Один из возможных вариантов таких схем приведен на рис. 5.2. Здесь предполагается, что подготовка данных осуществляется децентрализованно и сохраняется архив чертежей и технологических документов.
Рис. 5.2. Организационная схема АСТПП: ГПД - группа подготовки дан ных; ГОД - группа обработки данных; ГПВД - группа приема и выдачи данных; ГРАП - группа разработки алгоритмов и программ АСТПП
5.4. Функциональная структура АСТПП
Структурная схема АСТПП показана на рис. 5.3, где выделены подсис темы общего назначения и подсистемы специального назначения.
Рис. 5.3. Структурная схема АСТПП
Подсистемы общего назначения обслуживают остальные подсистемы. Управляющая система является координирующей. Она связывает вес
подсистемы, способствует их согласованному функционированию и выпол няет следующие основные функции - планирование, учет, контроль, регули рование (управление). Кроме того, эта система осуществляет связь с АСУ предприятия (АСУП).
ИПС осуществляет информационное обслуживание (ввод, хранение, корректировку, поиск, выдачу информации) подсистем специального назна чения. Например, при проектировании ТП с помощью ИПС ведется поиск информации о требуемом оборудовании, приспособлениях, инструменте и т.д. ИПС - это банк технологических данных.
Подсистема обеспечения технологичности объекта производства предназначена для решения задач, таких как: контроль чертежей изделия на технологичность, заимствование сборочных единиц, деталей, их элементов и,
128
как следствие, ТП их обработки, заимствование СТО, унификация и стандар тизация объектов производства и СТО. Для решения этих задач может ис пользоваться ИПС. Перечисленные задачи относятся к трудноформализуемым из-за сложности формального описания правил их решения.
Подсистема анализа производства предназначена для анализа произ водственных подразделений с целью их совершенствования и внедрения со временных форм организации (например, создание групповых поточных ли ний). Большинство задач анализа решаются без использования ЭВМ. Однако расчеты, связанные с укрупненным группированием деталей, определением трудоемкости по видам работ, поддаются автоматизации.
Полсистема проектирования ТП осуществляет проектирование еди ничных и унифицированных технологических процессов. Уровень автомати зации решения задач проектирования ТП выше, чем задач, решаемых предыдущими подсистемами. Автоматизировано проектирование ТП:
механической обработки тел вращения средней сложности; - холодной штамповки плоских и гнутых деталей;
— горячей штамповки и ковки простых деталей.
Для более сложных деталей применяется диалоговое проектирование, где трудноформализуемые задачи решаются технологом.
Попсистема ■ч™“™ пования CTQ осуществляет автоматизированное пооектировшшёв основном применительно к режущему, вспомогательному, измерительному инструментам, несложным кондукторам и шт^пам^
Рассмотренные подсистемы АСТПП связаны между собой. Наиболее общие функциональные связи между подсистемами и АСУ предприятием показаны на рис 5 4. Штриховыми линиями показаны обратные связи, отра жающие влияние решений в данной подсистеме на решения предыдущей.
Рис. 5.4. Функциональные связи между подсистемами АСТПП