книги / Основы САПР. CAD CAM CAE
.pdf
324 |
Глава 10. Интеграция CAD и САМ |
грамм, предназначенных в помощь пользователю. Процедуру интерактивного кодирования д~тали (см. рис. 10.11) при помощи одной из вспомогательных про грамм демонстрирует рис. 10.13.
В настоящий момент существует несколько прикладных проrрамм, основанных
на системе кодирования MICLASS. К ним относятся такие системы технологи ческой подготовки производства, как MULТI-PLAN и Multi-CAPP.
Система DCLASS
Система конструктивных данных и классификации (Design and Classification Information - DCLASS) была разработана Делом Алленам из Бирrхэмского
Университета в образовательных и исследовательских целях. Хотя до настояще
го времени она применялась главным образом в университетском мире, многие
компании используют ее для разработки прототипов. Структура этой системы
имеет вид дерева. Она позволяет кодировать детали, материалы, технологии,
станки и инструменты.
Код DCLASS для деталей состоит из восьми знаков, разделенных на пять сег ментов (рис. 10.14). Первый сегмент, состоящий из трех знаков, определяет ос
новную форму детали. Этот сегмент определяется соответствующим оконечным
узлом логического дерева (рис. 10.15). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
Особенности |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Основная форма формы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
' -------Восьмиразрядный код -------- " |
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
Рис. 1О. 14. Структура кода DCLASS |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Один |
Без расточки |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
~ АОО |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
диаметр |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С расточкой |
|
Схема 1 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Строrо |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
цилиндрическая |
~~НИХ |
|
2 дИаМВТDВ |
|
Схема 1 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
диамвтр.J 3 и болев |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Нвпрвр. иэм. |
|
|
|
|
!диаметров |
|
Схема 1 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Kpymoe |
внвw. диаметр |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Схема 2 |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Со строrо |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
Объемное |
|
|
|
|
|
цилиндрической |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Комбинации |
частью |
|
|
|
|
Схема 3 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
тело |
Круглое с |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1Без строrо |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
Тело г-- |
отклонениями |
Схема 4 |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
~щвния |
|
|
|
|
цилиндрической |
|
|
||||||||
|
|
|
Осн~~= |
|
|
|
Круглое с |
|
|
|
части |
|
|
|
|
Схема 3 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
кривоnинвАноА |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Классификация |
|
|
|
|
осью |
|
Схема4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
Чертеж формы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
семейста |
|
|
|
|
|
|
|
Схема4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
Без |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
деталей |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
вращатвnьноА |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
Особенности |
|
|
симметрии Схема 5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
Схвма 6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
Диапазон |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
размеров |
Схема6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
Класс точности Схема 6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
Рис. 1О. 15. Логическое дерево системы DCLASS |
|
|
||||||||||||||||
326 |
Глава 10. Интеграция CAD и САМ |
Затем возможности PDM были расширены. К ним добавилась поддержка проек
тирования путем автоматизированной маршрутизации документации на этапе
корректирования. Безбумажный документаоборот сократил длительность цикла
разработки продукта. Появилась возможность выделять важные данные и отсле
живать историю каждого продукта и его компонентов вместе со всеми данными
по различным версиям и модификациям продуктов. Вскоре область применения PDM была еще более расширена, охватив не только проектирование и разработ
ку, но и отделы продаж, производства и поддержки [51].
В последнее время системы PDM стали еще более популярны благодаря разви тию Интернета, Web и интрасетей. Вообще говоря, практически все производи тели PDM рекламируют поддержку работы с Web, авеб-технологии действуют
как катализатор внедрения PDM в новые корпорации. Концепция Web стала по пулярной благодаря универсальности, дешевизне и доступности, а также аппа ратной независимости. Самым большим препятствием на пути к широкому при
знанию PDM были трудности с доступом у конечных пользователей. Web решает эту проблему, предоставляя простой и универсальный интерфейс поль
зователя при очень низких затратах на поддержку [116]. Благодаря поддержке
неб-технологий PDM стали играть ключевую роль в обеспечении доступа к акту альной информации множеству групп. PDM обеспечивает согласованность дан
ных и управляет документооборотом, гарантируя доставку информации адреса
ту в самое подходящее для принятия решений время.
Вопросы и задачи
1. Назовите различия модифицированного и генеративного подходов к техноло гической подготовке производства.
2.Для производства прямозубого цилиндрического зубчатого колеса из прутко вой заготовки требуется выполнить следующие операции:
1)Подрезать торец.
2)Обточить внешний диаметр.
3)Снять деталь.
4)Подрезать второй торец.
5)Расточить внутреннее отверстие.
6)При необходимости выполнить операцию сверления.
7)Нарезать направляющие.
8)Вырезать зубцы.
Приведите альтернативные технологические планы производства.
3.Запишите последовательность производственных операций, требующихся
для изготовления изображенной ниже детали на токарно-фрезерном станке с
ЧПУ. Элементы детали, получаемые в ходе каждой операции, обозначайте буквами.
328 |
Глава 10. Интеграция CAD и САМ |
|
|
|
|
9.Определите код изображенной ниже детали в системе Vuoso-Praha. Матери
ал - обычная сталь.
СЗ(З х 45" Фаска)
6.3
60
Глава 11
Числовое программное управление
В главе 10 мы показали, что для интеграции проектирования и производства без
вмешательства человека необходима компьютеризация технологической подго товки. Компьютер должен осуществлять выбор станков для производства дета
лей, выбор оптимальной последовательности операций на этих станках, оценку
времени на настройку и изготовление, планирование производства и определе
ние требований к оборудованию и исходным материалам. Однако одной автома
тизированной технологической подготовки недостаточно для автоматизации
производства, если компьютер не сможет управлять самими станками без уча
стия человека. Это реализуется добавлением числового программнога управле
ния к обычным станочным системам.
Числовым проzра.м.мuьt.М управлением. (nиmerical controlNC) называют исполь
зование закодированной в числовом виде информации при автоматическом
управлении позиционированием оборудования. Пошаrовая программа изготов
ления детали сохраняется в памяти компьютера. Эта программа считывается системой управления станка, в результате чего деталь изготавливается автома
тически без участия человека. Числовое управление может использоваться для
задания положения резца или движения детали относительно вращающеrося диска,
а также для замены резцов. Размещение электронных компонентов и закрепле
ние их на печатной плате также может управляться численно. В этой главе мы сосредоточим внимание на числовом управлении станков. В главе 12 мы опишем
процесс послойного накопления материала для образования конечной формы и
коротко рассмотрим различные средс.тва быстрого прототипирования, также ос
нованные на числовом программнам управле!lии.
11.1. Введение
.В конце 40-х rr. прошлого века американец по имени Джон Парсоне приду
'мал метод изготовления гладких профилей (таких, например, как профили сече
ний крыльев самолетов). Его метод заключался в записи положений центров
большого количества отверстий, аппроксимирующих нужную форму, на перфо
карты. Перфокарты подавались в станок, и записанные на них данные использо вались для управления резцом. Полученный соединением множества отверстий
профиль сглаживался до желаемой кривой. До этого изобретения вся металлоре
жущая промышленность США не могла удовлетворить нужды даже одних ВВС
США. Военные были так обрадованы идеей Парсонса, что заключили контракт с его корпорацией на дальнейшую разработку управляющих систем. В 1951 г.
корпорация Парсонса заключила субконтракт с лабораторией серnамеханизмов
330 |
Глава 11. Числовое nрограммное уnравление |
|
|
|
|
Массачусетского Технологического института (Massachusetts Institute of Technology - МIТ). В 1952 г. модифицированный фрезеровальный станок Cincinnati Hydrotel с тремя степенями свободы был продемонстрирован заказчику, и с тех пор в обиход вошел новый термин - числовое программное управление. Опре деление ЧПУ, предлагаемое ассоциацией электронной промышленности (EIA),
звучит так:
В системе с числовым програ.ммиым управлеиием действия должиы управляться иепосредствеииым вводоАt числовых дmmьiX. Система должна автоматически ии терпретировать хотя бы часть этих дamtьiX.
Числовые данные, необходимые для изготовления детали, предоставляются
станку в форме программы, называемой програ.ммой обработки деталей (part prograт). Эта программа представляет собой набор операторов, которые могут
интерпретироваться управляющей снетемой станка и преобразовываться в сиг
налы, перемешающие шпиндели и приводы. Программа содержит геометриче
скую информацию о детали и данные о перемещении резца по отношению к за готовке. В программе также указываются скорость резания, скорость подачи и
дополнительные параметры, такие как состояние системы охлаждения и направ
ление шпинделя. Готовая программа должна давать результат, отвечающий до пускам и требованиям к шероховатости поверхностей.
При работе с типичными станками с ЧПУ, то есть автоматизированными станка
ми, использующими технологию числового управления, программа обработки
деталей подготавливается программистами и вводится в контроллер станка. Раз
работчики программ обработки деталей обычно пользуются сведениями о сред
ствах производства, обладают знаниями в областях программирования и геомет
рического анализа. В настоящее время нагрузка на программиста стала гораздо
меньше, чем раньше, потому что программа обработки деталей может состав ляться программным обеспечением IIепосредственно на основании базы даllных
CAD.
В этой главе мы рассмотрим три метода подготовки программы обработки дета
лей: ручной, автоматизированный и компьютеризованный (последний состоит в
построении программы непосредственно по базе данных CAD). Однако сначала
нам придется изучить основы станочных систем и их функционирования.
11.2. Аппаратная конфигурация станка с ЧПУ
Типичная станочная система с числовым программным управлением состоltт из
блока управлеиия стаиком (тachine-control иnit - MCU) и собственно станка
(рис. 11.1). MCU, выполняющий функции «мозгаj,> станочной системы, считы
вает программу обработки деталей и управляет работой станка. Эти операции
выполняются двумя отдельными модулями MCU: модулем обработки дamtьiX
(data processing иnit- DPU) н замкнутой системой автоматического регулирова
ния (controlloop иnit- CLU). Модуль DPU считывает программу обработки де тали с ленты или иного носителя, декодирует операторы, обрабатывает де~оди
рованную информацию и передает в модуль CLU сведения о положении по
каждой из осей станка, направлении движения, подаче и дополнительных Уl1рав ляющих сигналах. Ось, или cтeneltь свободы (axis) станка, определяется ка!( на-
