Сложность процесса проектирования зависит от конкретного объекта, размеров и структуры проектной организации. На начальной стадии проектирования принимаются решения, в основе которых лежат эвристические (опытные) соображения с учетом неполных знаний об их влиянии на обеспечение конечной цели. Эта часть проектирования называется СИНТЕЗОМ.
На окончательной стадии проектирования выполняют анализ. Проектирование является циклическим процессом. Между операциями анализа и синтеза существует обратная связь.
Линейная структура (переход к следующему этапу только по завершению предыдущего).
Позволяет вернуться на предыдущий этап
8. Состав и структура сапр тп
Составными структурными частями САПР ТП являются подсистемы. В каждой подсистеме решается функционально законченная последовательность задач. САПР ТП состоит из подсистем:
подсистемы проектирования;
подсистемы обслуживания.
Подсистема – совокупность взаимосвяз-х эл-в, спос-х вып-ть относительно независимые ф-ции и реализовывать подцели, направл-е на достиж-е общей цели системы.
Подсистемы проектирования выполняют процедуры и операции получения новых данных. Они имеют объектную ориентацию и реализуют определенный этап проектирования или группу взаимосвязанных проектных задач, например, подсистема проектирования детали, ТП и т.д.
Обслуживания подсистем имеют общее системное применение и служат для обеспечения функции проектирований систем, например, систем управления БД, системы ввода/вывода данных, передачи данных и т.д.
9. Виды обеспечения сапр тп
Методическое обеспечение – совокупность документов, устанавливающих состав и правила отбора и эксплуатации средств обеспечения проектирования.
Информационное обеспечение – совокупность данных, необходимых для проектирования, представленных в заданной форме.
Математическое обеспечение – совокупность математических методов, математических моделей, алгоритмов, необходимых для проектирования.
Программное обеспечение – совокупность машинных программ, необходимых для программирования, представленных в заданной форме на машинных носителях.
Техническое обеспечение – совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих технических средств, предназначенных для автоматизации проектирования.
Лингвистическое – совокупность языков проектирования, включая термины и определения, правила формализации и методы развертывания и сжатия текстов, необходимых для проектирования, представленных в заданной форме.
Организационное обеспечение – совокупность документов, устанавливающих состав проектной организации и её подразделений, связи между ними, функции, а также форму представления и рассмотрения проектных документов, необходимых для проектирования.
12. Информационное обеспечение сапр тп. Исходная инф-я и создание информационных баз
Исходной информацией для проектирования ТП является конструкторская документация на бумажном носителе или в электронном представлении, а также файлы, содержащие плоские и объемные модели изделий. Для выполнения проектирования необходимо использовать различную справочную информацию (ГОСТ, станки, нормали и т.д.).
Вся эта информация, описанная формализовано, составляет информационный фонд САПР ТП. Основным средством ведения информационного фонда является СУБД.
СУБД – программный комплекс, обеспечивающий создание структуры, ввод, модификацию, удаление и поиск данных, а также язык программирования, с помощью кот-х формируются указанные операции. Совок-ть БД и СУБД – банк данных.
К БД предъявляются следующие требования:
min избыточность;
независимость;
целостность данных;
секретность.
При создании любой БД разрабатывается модель данных, при этом интересующая пользователей информация существует в двух представлениях:
логическом; физическом.
Логическое представление данных отражает структуру данных, модель не содержит конкретных значений, а только отражает структуру; в дальнейшем структура не изменяется, а данные могут меняться при вводе и редактировании информации.
Применяют следующие модели данных:
иерархические.
реляционные (табл.);
Большинство современных САПР ТП используют реляционные модели данных.
Проектирование – процесс составления описания, необходимого для создания в заданных условиях еще не существующего объекта на основе его написания или алгоритма его функционирования.
Автоматизир-м называют проектир-е с применением ЭВМ.
САПР – это комплекс средств автоматизации проектирования, взаимосвязь с необходимыми подразделениями проектной организации и коллективом специалистов (пользователей системы), выполняемых автоматизированное проектирование.
При создании САПР и их составных частей необходимо руководствоваться принципами:
1.системного единства; 2.совмест-ти; 3.типизации; 4.развития.
Принципы системного единства обеспечивают целостность системы иерархичность проектирования отдельных частей и объекта в целом.
Принцип совместимости обеспечивает совместное функционирование составных частей САПР и сохраняет открытой систему в целом.
Принцип типизации предусматривает разработку и использование типовых и унифицированных элементов САПР. Типизируются элементы, имеющие перспективу многократного использования.
Принцип развития дает возможность пополнения, совершенствования и обновления составных частей САПР.
Современные САПР, в том числе и САПР ТП, базируются на информационных технологиях, поэтому для них характерен ряд признаков:
1. объектно-ориентированное взаимод-е человека и ЭВМ;
2. сквозная информационная поддержка на всех этапах обработки информации на основе интегрированной базы данных;
3. бумажный процесс обработки информации;
4. интерактивный режим решения задач, который выполняется в режиме диалога с ЭВМ;
САПР ТП в компьютерно-интегрир-ном производстве. Элементы интегрированных систем
Усложнение конструкции машин, рост треб-й к качеству требует принятия сложных и эффективных решений в миним-е сроки. Это возможно лишь при автоматизации процесса принятия решений.
Современные информац технологии IT дают возм-ть создания интегр системы поддержки всего ЖЦИ. Последнее нашло отражение в разраб-ке CALS-технологий. Это современные IT, обесп-е автоматизир-ю поддержку решений на отд-х этапах ЖЦИ. CALS-технологии состоят из набора приемов, методич-х и программных продуктов. Чтобы достичь должного уровня взаимод-я промышл автоматизир-х и информац-х систем требуется созд-е единого информац-го пространства. Единое информац-е пространство созд-ся благодаря унификации как формы, так и содерж-я информации о конкретных изд-ях на разных этапах ЖЦИ.
Унификация формы достигается благодаря исп-ю стандартных форматов и языков предст-я инфы при докум-и и межпрограммных обменах.
Унификация содержания обесп-ся разраб-й приложений, закр-х в прикладных CALS-протокалах.
Система международных CALS-стандартов оч широка. Центр-е место в ней занимает стандарт ISO 10303. Этот стандарт опред-т средства описания промышл-х изделий на всех этапах ЖЦИ.
Интегрированная система, имеющ-я единую БД назыв компьютерное интегрированное произв-во.
Элементы интегрированной системы САПР ТП.
CAD – автоматизирован-е проект-е изделий.
CAE – автоматизир-е расчеты и анализ (ANSYS, NASTRAN)
CAM – автоматизир-я технол-я подготовка произв-ва (подготовка программ для станков с ЧПУ): ADEM, SprutCAM, PowerMill.
CAPP – автоматизир-е проект-е ТП: ADEM CAPP, Вертикаль, Компас – Автопроект, ТFLEX – технология.
PDM – управление данными о продукте: Лоцман.
PLM – управление ЖЦИ: Team Center.
ERP – планиров-е и упр-е предпр-ем: Галактика, Мах +
MRP-2 – планир-е произв-ва.
MES – произв-я исполн-я система.
SCM – упр-е цепочками поставок.
SCAD A – диспетчерское упр-е ПП.
CNC – комп-е числовое упр-е.
В структуре компьютерно-интегрированного производства выделяются 3 основные иерархические уровня:
1. уровень (верхний) – уровень планирования (подсистемы планирования).
2. уровень (средний) – уровень проектирования.
3. уровень (нижний) – уровень управления производством (включает подсистему управления производственным оборудованием).
Построение компьютерно-интегрированного производства позволяет решает задачи:
1. информационного производства (отход принципа централизации и переход к необходимой децентрализации на каждом из рассматриваемых уровней).
2. обработки информации (стыковка и адаптация программного обеспечения различных подсистем);
3. физических связей подсистем (создание интерфейсов, т.е. стыковка аппаратных средств ЭВМ).
Стадии разработки САПР ТП
Сложность процесса проектирования зависит от конкретного объекта, размеров и структуры проектной организации. На начальной стадии проектирования принимаются решения, в основе которых лежат эвристические (опытные) соображения с учетом неполных знаний об их влиянии на обеспечение конечной цели. Эта часть проектирования называется СИНТЕЗОМ.
На окончательной стадии проектирования выполняют анализ. Проектирование является циклическим процессом. Между операциями анализа и синтеза существует обратная связь.
Линейная структура (переход к следующему этапу только по завершению предыдущего).
Позволяет вернуться на предыдущий этап
Состав и структура САПР ТП
Составными структурными частями САПР ТП являются подсистемы. В каждой подсистеме решается функционально законченная последовательность задач. САПР ТП состоит из подсистем:
1) подсистемы проектирования;
2) подсистемы обслуживания.
Подсистема – совокупность взаимосвяз-х эл-в, спос-х вып-ть относительно независимые ф-ции и реализовывать подцели, направл-е на достиж-е общей цели системы.
Подсистемы проектирования выполняют процедуры и операции получения новых данных. Они имеют объектную ориентацию и реализуют определенный этап проектирования или группу взаимосвязанных проектных задач, например, подсистема проектирования детали, ТП и т.д.
Обслуживания подсистем имеют общее системное применение и служат для обеспечения функции проектирований систем, например, систем управления БД, системы ввода/вывода данных, передачи данных и т.д.
Виды обеспечения САПР ТП
1. Методическое обеспечение – совокупность документов, устанавливающих состав и правила отбора и эксплуатации средств обеспечения проектирования.
2. Информационное обеспечение – совокупность данных, необходимых для проектирования, представленных в заданной форме.
3. Математическое обеспечение – совокупность математических методов, математических моделей, алгоритмов, необходимых для проектирования.
4. Программное обеспечение – совокупность машинных программ, необходимых для программирования, представленных в заданной форме на машинных носителях.
5. Техническое обеспечение – совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих технических средств, предназначенных для автоматизации проектирования.
6. Лингвистическое – совокупность языков проектирования, включая термины и определения, правила формализации и методы развертывания и сжатия текстов, необходимых для проектирования, представленных в заданной форме.
7. Организационное обеспечение – совокупность документов, устанавливающих состав проектной организации и её подразделений, связи между ними, функции, а также форму представления и рассмотрения проектных документов, необходимых для проектирования.
Объектом автоматизации в САПР ТП является проектирование.
Проектирование ‒ это интеллектуальная деятельность человека (группы людей), результатом которой является описание создаваемого объекта. В САПР ТП объектом проектирования является технологический процесс.
Проектирование состоит из последовательности рутинных (нетворческих) и творческих операций. К числу рутинных относятся расчеты по известным методикам, поиск информации, оформление документации. Рутинные операции занимают больше половины времени от общей трудоемкости проектирования. САПР способна снизить трудоемкость этих операций, используя возможности программных и аппаратных средств: хранение, передача и обработка данных, ввод-вывод текстовой и графической информации .
Большинство операций рутинного характера являются типовыми, т.е. имеют общую последовательность действий. Для их выполнения требуется постановка задачи, исходные данные и последовательность выполнения. Например, для решения размерной цепи, потребуется ввести информацию о замыкающем звене и увеличивающих или уменьшающих составляющих звеньях и выбрать метод решения, который описан алгоритмом, хранящимся в памяти ЭВМ.
Алгоритм – это предписание, определяющее последовательность и содержание математических и логических действий. На его основе создается программа. Алгоритм и работа составленной по нему программы поясняются блок-схемой.
Операции творческого характера не являются типовыми, поэтому их невозможно описать одним алгоритмом, для их выполнения требуются опыт, знания и навыки инженера, которыми САПР не обладает. Возможность хранения в САПР больших объемов справочных данных и алгоритмов типовых операций позволяет ей выполнять рутинные работы, по результатам которых инженер принимает решение.
Способы автоматизированного проектирования следует искать из анализа структуры ТП и логики принятия технологом решений без применения ПЭВМ.
ТП состоит из последовательности операций, связанных между собой и состоящих из установов и переходов, как это показано на рис. 3. Операция выполняется на одном рабочем месте (на единице технологического оснащения) за один или несколько установов обрабатываемой заготовки в приспособлении, определенным набором инструментов. На одном установе возможно несколько рабочих позиций заготовки (например, при установке корпусной детали на поворотном столе). В каждой позиции выполняется несколько переходов разнообразным инструментом. Для выполнения одного перехода потребуется несколько рабочих и вспомогательных ходов инструмента. Поэтому структуру ТП следует рассматривать как совокупность элементов разного уровня. Операция является элементом высокого уровня, а переход – элемент низкого уровня. Под элементом низкого уровня можно рассматривать проход инструмента в переходе.
| Рис. 3. Пример структуры ТП обработки резанием: О – операция, У – установ, П – переход |
Операция, содержащая больше одного установа, характерна для обработки сложной детали на станке с широкими технологическими возможностями. В операциях изготовления простых изделий могут отсутствовать установы, а в ТП массового производства установы и часть переходов будут выделены в отдельные операции. Отличие ТП определяется последовательностью и содержанием структурных элементов.
Логика формирования операций, переходов и ТП реализуется двумя основными способами: от частного к общему либо от общего к частному. В логической цепочке мыслительной деятельности технолога общим может являться ТП и операция, и соответственно к частному следует отнести операцию и переход, в зависимости от имеющейся исходной информации для разработки ТП. Если ТП разрабатывается на основании унифицированного ТП, то сначала решается общий вопрос по структуре ТП, а затем переходят к решению частных вопросов относительно содержания (структуры) операций и переходов. Обратная последовательность характерна при работе без унифицированного ТП, когда по конструкции заготовки, детали и годовой программе принимаются методы обработки поверхностей, схемы базирования, составляются переходы, установы, формируются операции и приходят к общему решению – маршрутному ТП.
Большинство структурных элементов ТП различных изделий, несмотря на различия в технологии и конструкции, имеют подобную структуру или (и) содержание. Поэтому независимо от логики суждений технолога содержание разработки ТП можно рассматривать как последовательность выбора типовых решений (типовые средства технологического оснащения, типовые операции, установы, переходы или проходы) под заданную конструкцию изделия и заготовки при годовой программе выпуска. Выбор обоснован условиями принятия решения, которые вводит пользователь в режиме диалога, либо автоматически выбирается программой из базы условий. Условия выбора типовых решений формулируются пользователем и вводятся в базу условий для прикладной программы, которая применяет их при составлении ТП на технологически подобные изделия.
На рис. 4 показана блок-схема алгоритма принятия типовых решений:
блок 1 – имеющиеся множества типовых решений;
блок 2 – вызов типового решения;
блок 3 – условие выбора вызванного решения;
блок 4 – ввод условия выбора решения;
блок 5 – логическое суммирование типовых решений для формирования частного (или общего) решения;
блок 6 – условие получения частного (или общего) решения;
блок 7 – ввод условия формирования частного (или общего) решения;
блок 8 – если решение сформировано, тогда оно выводится на монитор;
блок 9 – если решение не сформировано по условию блока 6 или предложенное типовое решение не выбрано по условию блока 3, тогда проверяется условие окончания перебора всего множества, если нет, тогда вызывается (блок 2) следующее типовое решение из множества в блоке 1;
блок 10 – если все типовые решения проверены (условие блока 9 выполняется), тогда требуется ввести требуемое типовое решение, которое будет добавлено в блоке 1 к имеющемуся множеству и вызвано (блок 2) для проверки по условию блока 3 и формирования частного (или общего решения) по условию блока 6.
Результатом работы по предложенному алгоритму может стать несколько вариантов ТП, поэтому следующей задачей технолога станет выбор наиболее эффективного варианта. Для решения этой задачи без применения САПР технолог использует опыт и качественные оценки, которые не всегда обеспечивают требуемого качества результата.
Качество процесса проектирования резко повышается, если на каждом уровне проектирования выполнять автоматизированный отбор рациональных вариантов проектных решений по результатам расчета количественных характеристик. Однако при этом возникает проблема формирования критериев промежуточного отбора наиболее рациональных вариантов на различных уровнях. Например, на уровне (этапе) выбора заготовки анализ вариантов проводится по критерию «себестоимость заготовки». Этот критерий не является до конца объективным, потому что не характеризует затраты на последующую обработку для достижения требуемого качества. Простая заготовка (например, круглый прокат для изготовления ступенчатого вала) не обеспечит снижение затрат на обработку резанием. Сложные заготовки (поковки, полученные на молоте, на горизонтально-ковочной или на ротационно-ковочной машинах), окажут разное влияние на затраты последующей обработки. Поэтому в качестве критерия следует использовать суммарную стоимость заготовки и механической обработки при заданной годовой программе выпуска. Себестоимость детали можно рассчитать только после разработки всех вариантов ТП и выбрать наиболее экономичный. Проработка технологий получения заготовок и их последующей обработки с последующим расчетом затрат при заданной программе выпуска без применения САПР потребует значительных затрат времени. При помощи современных быстродействующих компьютеров перебор всех вариантов не потребует значительных затрат времени, позволит сформировать альтернативные ТП для подобных изделий с другой программой выпуска, что особенно важно в условиях гибкого автоматизированного производства.
Цели и задачи САПР ТП
Задача технолога состоит в снижении затрат на достижение требуемого качества изделия. САПР ТП является инструментом в работе технолога и должна способствовать повышению производительности его труда и улучшению качества результатов его работы . Цели внедрения САПР ТП и задачи, решаемые для их достижения, приведены в табл. 1.
Таблица 1
Цели и задачи САПР ТП
Длительность цикла подготовки производства сокращается при автоматизированном решении задач и параллельном выполнении конструкторских, технологических и плановых разработок. Каждый специалист приступает к выполнению своих задач, как только в системе появляются необходимые ему исходные данные, являющиеся результатом работы другого инженера. Параллельная работа реализуется в интегрированной САПР, предоставляющей средства и ресурсы для специалистов различных отделов, объединенных задачами подготовки производства изделия.
Автоматизация принятия решений достигается с применением программ переработки информации о конструкции изделия для составления ТП его изготовления. Основой программы является алгоритм, реализующий последовательность логических операций и математических действий, которые выполняются инженером при сборе и анализе информации без применения средств автоматизации проектирования. В зависимости от сложности изделия и его сходства с уже освоенными применяются различные методы технологического проектирования.
Проектирование изделия (детали, заготовки, механизма) или технологии его изготовления заключается в создании элементов (фрагментов) конструкции или структуры ТП с последующим образованием связей между ними. Форма, требования качества и взаимное расположение фрагментов конструкции изделия (поверхностей детали, заготовки, деталей механизма) определяют содержание элементов (операций, переходов) и структуру ТП. Каждому изделию и фрагментам его конструкции соответствует возможный набор ТП и содержание их элементов. Применение того или иного варианта из набора определяется возможностями имеющихся средств технологического оснащения и программой выпуска изделия. Для заданных условий производства фрагменты конструкции и соответствующие им элементы ТП имеют типовое содержание.
Поэтому для автоматизированной разработки ТП потребуется информация о наиболее распространенных (типовых) фрагментах конструкций изделий и соответствующих им способах достижения требуемого качества (элементы ТП) либо информация об уже освоенных изделиях и их технологиях. Кроме того, для решения технологических задач необходима информация о средствах технологического оснащения и справочно-нормативные данные.
Автоматизация разработки ТП невозможна без средств информационной поддержки в принятии решений пользователем или системой. Средства информационной поддержки позволяют систематизировать изделия, технологии и их элементы (классификация изделий и технологий).
Заложенные в системе алгоритмы, содержание и объем имеющейся информации определяют возможности САПР и предполагают различную долю участия пользователя в принятии решений. По этому признаку выделяют автоматический и диалоговый режимы разработки ТП.
При разработке ТП принимаются решения, которые отображаются на мониторе и заносятся в шаблоны документов. Таким образом, параллельно разработке ТП составляется документация и сокращается время на ее подготовку.
Качество ТП оценивается экономическим эффектом от внедрения разработанной технологии. Эффект определяется уровнем затрат на обеспечение требуемого качества изделия, изготавливаемого согласно разработанного ТП. Задача проектирования ТП является многовариантной, поэтому для получения качественного ТП необходимо сравнить возможные варианты ТП по достигаемым показателям качества и уровню связанных с этим затрат.
Без средств автоматизации технологического проектирования проработка возможных вариантов ТП займет много времени, поэтому инженер принимает решения, опираясь на собственный опыт, данные нормативной и справочной литературы, применяет опубликованные результаты исследований и опыт работы специалистов других предприятий. В этом случае качество принимаемых решений зависит от опыта инженера и достоверности применяемых источников информации.
Опыт позволяет специалисту получить требуемое решение, исключив ряд промежуточных суждений и некоторые расчеты между исходными данными и конечным результатом. При работе с применением САПР опытный специалист по исходным данным предполагает о содержании решения и ожидает его от системы. Если система предлагает решение отличное от ожидаемого, технологу потребуется средство анализа, чтобы разобраться в образовавшемся противоречии и получить очередной опыт. Для исключения ошибочных решений САПР должна иметь средства анализа и моделирования, которые позволят инженеру решить задачу и уточнить полученные результаты в кратчайшие сроки.
Опыт инженера пополняется со временем, в результате освоения новых изделий. Решения, положительно опробированные в условиях данного предприятия, составляют опыт технолога и должны быть отражены в информационной базе САПР ТП.
В единичном производстве, по причине динамично меняющейся номеклатуры, технолог составляет маршрутный ТП, а содержание операций и качество изделий в первую очередь зависят от квалификации исполнителя. В организационно-технических условиях серийного производства технолог разрабатывает операционный ТП, содержание которого определяет качество изделия. Поэтому в комплексе работ проектирования ТП значительное место занимают расчеты операционных размеров, припусков, размеров заготовки и оценка точности получаемых размеров детали.
Очевидно, что размерный анализ ТП является наиболее трудоемкой задачей проектирования, которая должна быть автоматизирована с применением средств анализа САПР.
Молодому специалисту, не обладающему богатым опытом, потребуется значительное время на выработку рационального решения. Для этого ему необходима информация, хранящаяся в информационной базе САПР ТП, и средства анализа.
Отраженный в САПР опыт специалистов поможет молодому инженеру быстрее получить нужное решение. Поэтому типовые решения, хранящиеся в информационной базе САПР, должны обладать качеством, которое подтверждается положительной опробацией в условиях данного предприятия. Хотя не все решения имеют универсальное применение и должны подвергаться проверке с применением средств анализа.
Существуют задачи, для решения которых, кроме анализа, требуется визуальное моделирование. Примерами таких задач являются разработка технологии сборки и обработки на станках с ЧПУ. Визуализация обработки на станке с ЧПУ позволяет выявить ошибки программирования, опасные ситуации столкновения элементов технологической системы станка, качественнно оценить траекторию и определить необходимые размеры инструмента. Моделирование сборочных единиц позволяет уже при проектировании изделия оценить возможность сборки и наметить ее последовательность.
Геометрические модели объектов производства являются основой для проектирования заготовок и оснастки для их получения (штампы, пресс-формы, модельная оснастка). Проектирование заготовок и оснастки выполняется согласно алгоритмов, основанных на методиках, которые используются при работе без средств автоматизации.
Для разработки технологий получения заготовок используются математические модели, описывающие физические явления, протекающие при литье или обработке давлением. Математические модели позволяют прогнозировать брак, оценить параметры конструкции заготовки и условия проведения операций (температура нагрева и форма исходной заготовки, усилия и скорость деформирования, температура и скорость заливки формы, влажность, состав, поддатливость и температура литейных форм), влияющие на качество. Средства анализа позволяют оценить затраты на получение качественной заготовки.
Средства анализа и моделирования технологий получения заготовок позволяют сократить материальные расходы, время на доводку конструкции изделия и освоение технологии.
Созданная геометрическая модель оснастки (штампа, пресс-формы, кокиля) является основой для разработки технологических процессов изготовления ее деталей, для составления управляющих программ (УП) обработки поверхностей формообразующих деталей, для назначения норм материальных расходов и затрат времени.
- Смотрите также:
Lecture 10_Разработка принципиальной схемы ТП.doc
Лекция 10. Разработка принципиальной схемы технологического процессаРазработка принципиальной схемы технологического процесса–вторая стадия проектирования ТП методом синтеза.
В отличие от технологического маршрута, который может быть отображен последовательностью операций, принципиальная схема (ПС) ТП описывается как последовательность этапов обработки. При разработке МОП определены стадии обработки поверхностей без учета термической обработки. Перечень этапов обработки всей детали содержит термическую обработку.
Для разработки ПС необходимо:
1). в будущей САПР ТП сформировать перечень типовых этапов обработки для группы деталей в определенных условиях производства. Для каждого этапа определяется формализованное условие выбора для обработки поверхностей текущей детали или всей детали.
2). при проектировании текущего ТП выбрать этапы обработки текущей детали из перечня этапов в зависимости от характеристик детали.
Исходными данными для разработки ПС: оптимальные маршруты обработки отдельных поверхностей, базовая, руководящая и справочная информация по проектированию ТП.
Формирование перечня этапов обработки
Установление рационального состава типовых этапов обработки для деталей различных классов является сложной задачей. Здесь необходимо руководствоваться общей рекомендацией организационно-технологического характера: опыт ТП показывает, что число этапов должно быть минимально возможным, чтобы в общем объеме информации не терялись и не нивелировались главные и второстепенные вопросы обработки деталей, но в то же время достаточно большим, чтобы учесть все особенности обработки деталей.
В табл. 10.1 приводится перечень из 13 этапов, который является достаточно универсальным, рассчитан на формирование принципиальной схемы для деталей различной конфигурации и степени сложности с учетом термической и химико-термической обработки.
^
Этапы ТП Таблица 10.1
| Обозначение | Наименование | Назначение и характеристика |
| Э1 | Заготовительный | Получение заготовки и ее термообработка |
| Э2 | Черновой | Съем лишних напусков и припусков |
| ЭЗ | Термический I | Термообработка – улучшение, старение |
| Э4 | Получистовой I | Точность обработки 11-13-й квалитет, шерохова-тость поверхностей R a 1,25 |
| Э5 | Термический II | Цементация |
| Э6 | Получистовой II | Съем цементационного слоя на поверхностях, предохраняемых от цементации |
| Э7 | Термический III | Закалка, улучшение |
| Э8 | Чистовой I | Точность обработки 7-9-й квалитет, шероховатость R a 0,32 |
| Э9 | Термический IV | Азотирование, старение |
| Э10 | Чистовой II | Шлифование поверхностей, предохраняемых от азотирования |
| Э11 | Чистовой III | Точность обработки 7-6-й квалитет, шероховатость поверхностей R a 0,16 |
| Э12 | Гальванический | Хромирование, никелирование и др. |
| Э13 | Доводочный | Получение шероховатости поверхности R a 0,04 |
При формировании этапов обработки следует учитывать технологические особенности обработки отдельных поверхностей, которые можно рассматривать как две группы: технологически простые и технологически сложные поверхности.
Технологически простые – поверхности деталей, для которых применяются только методы механической обработки. Технологически сложные – поверхности деталей, при формировании которых наряду с механической обработкой применяются термические, гальванические и другие методы обработки или покрытия поверхности. В общем случае считается, что при обработке технологически простых поверхностей сохраняется последовательность стадий в виде маршрута обработки для конкретной поверхности. Формирование технологически сложных поверхностей характеризуется, как правило, нарушением этой последовательности. Так, в конце процесса обработки детали, на стадиях тонкой обработки, могут выполняться работы, связанные с разметкой, формированием технологических баз. В то же время выполнение работ, характерных для данного этапа обработки, может производиться на различных ее стадиях. Так, «формирование заготовки под повторное старение» выполняется на черновой, получистовой и чистовой стадиях. Это во многом связано с установившимися на предприятии традициями. Чтобы учесть эту особенность и сделать более приспосабливаемыми разрабатываемые САПР ТП, предложено рассматривать приоритетные и вариантные стадии и этапы обработки.
Если при назначении этапа обработки руководствуются объективными техническими критериями, инструкциями, рекомендациями, статистическими данными, а процесс принятия решения носит алгоритмический характер, то такая реализация конкретного этапа будет приоритетной. При вариантной реализации технолог руководствуется субъективными соображениями, указаниями руководства и т.д., а принятое решение можно считать «волевым». Следует отметить, что приоритетная реализация этапов характерна для конкретной, как правило, одной стадии обработки, а вариантная – для ряда близких по характеру стадий.
Синтез перечня этапов обработки относится к трудноформализуемым задачам и разрабатывается с использованием диалогового режима работы на ЭВМ. Для представления перечня удобным средством являются фреймы (комплексные таблицы) с условиями выбора.
Выбор этапов обработки
Задача выбора этапов обработки аналогична задаче определения маршрута обработки детали на основе типизации. Для выбора этапов обработки детали необходимо установить определенный состав условий и критериев (признаков) для функционирования каждого этапа в принципиальной схеме обработки текущей детали.
Классификационные признаки подразделяются на следующие группы: конструктивно-технологические признаки деталей общего назначения (точность, шероховатость поверхностей, материал); конструкторско-технологические признаки особенностей формирования заготовок; приведенные величины припусков; сведения о жесткости заготовки; сведения о твердости, прочности заготовки.
Выявленный состав признаков и условий выбора этапов позволяет выбрать большое число вариантов возможных решений. Однако они в значительной степени сокращаются в случае алгоритмического выбора решений. В то же время введение условий, определяемых «волевым решением», дает возможность учесть все многообразие особенностей, присущих конкретному производству.
Для построения перечня этапов необходимо объединить набор технологических решений в виде типовых этапов с условиями их функционирования. Сравнивая конкретные признаки, характеризующие анализируемую деталь, с условиями выбора типовых этапов в перечне получают принципиальную схему ТП конкретной детали. Как было отмечено, эту операцию обычно выполняют с помощью комплексных таблиц решений.
При выборе этапов обработки используют аппарат логической алгебры, главной задачей которой является структурное моделирование любых дискретных систем, характеризующихся конечным числом состояний.
Каждое условие, определяющее выбор этапа, может пребывать в двух состояниях – «да» или «нет»: совпадают или не совпадают признаки конкретной детали с условиями выполнения этапа. Известно, что объекты с двумя возможными состояниями характеризуются булевыми (или логическими) переменными, а отношения между ними представляются булевыми функциями – отрицанием 
, дизъюнкцией Х
1 V Х
2 (V – или, логическая сумма) и конъюнкцией Х
1 Х
2 ( – и, логическое произведение). В общем случае условие выбора этапа представляется в виде логической функции
,
Где КЭ – код этапа, принимает два значения – «да» (1) или «нет» (0) ; 
– признаки детали.
Для некоторых этапов, которые являются обязательными для всех деталей, логическая функция отсутствует и принимается КЭ = 1.
В табл. 10.2 приводится фрагмент комплексной таблицы с переченем из 17 этапов обработки деталей типа тела вращения. Знак «= =» – знак сравнения «равно» в логической функции. Например, КЭ = ХТО = = 1.1 – КЭ равняется 1, и этап выполняется, если для детали необходима термообработка – нормализация (при описании детали с нормализацией признаку детали «ХТО» присваивается код 1.1 и выражение принимает вид 1.1 = = 1.1).
Таблица 10.2
Перечень этапов обработки| Этап обработки | Условие выполнения этапа (комментарий) | Условие выполнения Этапа |
| 1 | 2 | 3 |
| 1. Заготовительный | Всегда | КЭ = 1 |
| 2. Подготовительный (обработка центровых отверстий) | K3 = f (Z , D ), отношение длины детали L
к диаметру D
больше 5 | KЭ = L/D > 5 |
| 3. Черновой | КЭ = f (ВЗ), вид заготовки – не полуфабрикат с кодом 4 | КЭ = ВЗ = 4 |
| 4. Термообработка | КЭ = f (ХТО), ХТО – нормализация | КЭ = ХТО = = 1.1 |
| 5. Получистовой | Всегда | КЭ = 1 |
| 6. Меднение | КЭ = f (ХТО), | КЭ = ХТО = = 3.2 V V ХТО = = 4.2 |
| 7. Получистовой II (удаление меди с поверхностей с ХТО) | КЭ = f (ХТО), азотирование и цементация с защитой меднением | КЭ = ХТО = = 3.2 V V ХТО = = 4.2 |
| 8. Цементация | КЭ = f (ХТО), ХТО – цементация | КЭ = 4 < ХТО < 5 |
| 9. Получистовой III (удаление цементи-рованного слоя с поверхностей без ХТО при защите припуском, обработка вторичных поверхностей без ХТО) | КЭ = f (ХТО) | КЭ = ХТО = = 3.1 |
| 10. Термообработка | f = (ХТО), ХТО – закалка или цементация | КЭ = ХТО = = 1.3 V V ХТО = = 1.4 V 4 < < XTO < 5 |
| 11. Чистовой 1 | f (R a .K ), есть хотя бы одна поверхность с шероховатостью R
a
< 2,5 | КЭ = R a < 2,5 |
| 12. Азотирование | f (ХТО), ХТО – азотирование | КЭ = 3 < ХТО < 4 |
| 13. Чистовой II (обработка поверхностей без ХТО при защите припуском при азотировании) | f (ХТО), ХТО – азотирование с защитой припуском | КЭ = ХТО = = 3.1 |
| 14. Чистовой III (обработка азоти-руемых поверхностей) | f (ХТО), ХТО – азотирование | КЭ = 3 < ХТО < 4 |
| 15. Чистовой IV (обработка вторичных поверхностей: зуба, шлиц, резьбы) | f (точность) | КЭ = точность < 9 |
| 16. Гальванический | f (ХТО), ХТО – хромирование или никелирование | КЭ = ХТО = = 2.1 V V ХТО = = 2.2 |
| 17. Доводочный | f (R a .K ), есть хотя бы одна поверхность с шероховатостью R a < 0.16 | КЭ = R a < 0,16 |
В условии выполнения этапа 
К
– номер цилиндрической поверхности детали из полного описания детали в виде ТКС или на формализованном языке. Например, 
– шероховатость второй поверхности детали, К
=2. Для определения КЭ=
<2,5 необходимо использовать метод перебора всех поверхностей, чтобы найти хотя бы одну, удовлетворяющую данному условию, чтобы выполнить этап для текущей детали. При отсутствии поверхности с шероховатостью меньше 2,5 мкм КЭ примет значение 0 и этап не будет присутствовать в принципиальной схеме.
Перечень этапов в таблице 10.2 от перечня в таблице 10.1 отличается тем, что учитывается защита от ХТО меднением, что увеличило число возможных этапов обработки.
Результатом поэтапной проверки выполнения условий для текущей детали и выбора этапов является принципиальная схема ТП с указанием номера, наименования этапа, номеров обрабатываемых поверхностей с их характеристиками точности и шероховатости на каждом этапе.
Вопросы к
И занявшую второе место.
Зинина Инна Николаевна , кандидат технических наук, доцент кафедры «Технология машиностроения» Московского государственного технического университета «МАМИ»
Практически все производители САПР ТП в настоящее время развивают и усовершенствуют известные подходы к проектированию технологических процессов (ТП). Системы обрастают множествами дополнительных модулей и, в то же время, настоящей автоматизации труда технолога мы так и не видим. В данной статьерассматриваются возможные варианты развития автоматизации процесса проектирования технологий. По мнению автора статьи, многое из этого можно было бы воплотить на существующей математической базе программных продуктов ВЕРТИКАЛЬ и КОМПАС от АСКОН.
Системы автоматизированного технологического проектирования, в том числе ВЕРТИКАЛЬ, остаются продуктами,облегчающими труд технолога, но не автоматизирующими его. О чем идет речь, спросите вы? Давайте разберемся.
Разработка технологии изготовления или сборки является процессом непростым и многовариантным как по возможному набору операций, так и применяемому оборудованию, оснастке. Сегодня проектирование техпроцессас использованием САПР сводится к двум возможностям – проектирование с использованием процесса-аналога (типового, группового, обобщенного) или с использованием баз данных по отдельным операциям, переходам, оборудованию и т.п.
Рассмотрим первый вариант – процесс-аналог. В машиностроении в советские годы были разработаны и внедрялись, практически централизовано, типовые техпроцессы. Позволю себе напомнить, что под типовым ТП понимается технологический процесс, разработанный для изготовления (или сборки) изделия-представителя, которое включает в себя все возможные конструкторские элементы, свойственные данному конструктивному типу изделий. Типовые ТП были собраны в справочники и альбомы, которые издавались и были доступны промышленным предприятиям. Сейчас ценность старых изданий не очень велика, а новых просто не существует. Изменилось оборудование, инструмент, а, следовательно, и подходы к изготовлению тех же самых изделий. Самостоятельное создание типовых ТП, в рамках одного предприятия, занятие крайне трудоемкое, требующее высокой квалификации технологов. Использование типовых ТП наиболее оправдано на предприятиях с ограниченной номенклатурой изделий, не сильно отличающихся конструктивно.
Аналогичная ситуация просматривается и для групповых ТП. Для них характерна не только конструктивная общность, но и общность используемого оборудования и оснастки. Групповые техпроцессы всегда были выгодны при поточной организации производства. В отличие от типовых, групповые ТП разрабатываются только на конкретном предприятии. Эти ТП требуют разработки групповой заготовки и групповой детали, которая включает в себя все конструктивные элементы деталей, входящих в группу. И здесь опять требуется серьезная квалификация технолога и дополнительная работа конструктора.
Еще один вариант процесса-аналога это обобщенный технологический процесс. Если говорить просто, этот процесс склад всех возможных технологических операций, которые нужны для изготовления конструктивно схожих деталей. В отличие от типового, такой ТП избыточен, по нему не возможно изготовить никакого изделия без серьезной предварительной редакции. Такой ТП легко создать, объединив несколько единичных ТП, но не просто редактировать. Обобщенный ТП можно рассматривать как своего рода базу данных по обработке (сборке) конкретного вида изделий.
Каковы недостатки процессов-аналогов с точки зрения их использования в автоматизированном проектировании? Первый и очевидный недостаток – необходимость формирования базы данных по таким процессам. Чаще всего для этого на заводе переписываются старые, «бумажные» ТП с внесением необходимого количества неизбежных ошибок при переписывании. Второй недостаток связан с типом производства. Если завод, к примеру, выпускает N-ое количество типов поршневых насосов, то этот недостаток там заметен не будет. Он проявится на многономенклатурных предприятиях, где большинство изделий имеют специфическую конструкцию, и следовательно, разработка типовых или групповых процессов не оправдывает затрат на неё.
Второй вариант – создание единичных технологических процессов с использованием баз данных. В целом этот вариант представляет собой самый обычный процесс разработки ТП. Обычный в том смысле, что он ничем не отличается от написания вручную. Время экономится на том, что текст переходов в той или иной мере уже присутствует в базе данных, новыбор стратегии обработки, оборудования и инструмента, остается в руках технологов. И здесь придется упомянуть, еще одну, третью по счету, но не по важности, российскую проблему – очень низкий уровень компьютерной грамотности большинства технологов. На любых отечественных заводах бросается в глаза состав технологических бюро – сотрудники пенсионного возраста и совсем молодые люди, вчерашние или нынешние студенты. Первые в силу возраста и устоявшихся представлений привыкли работать с бумагой, а вторые, хорошо владея компьютером, не обладают достаточным технологическим опытом. В результате низкая эффективность от внедрения технологических САПР.
Для людей в возрасте, никогда не работавших на компьютере проще и быстрей проектировать так, как они привыкли, т.е. на бумаге. Вчерашние студенты (конечно, не все) создают малоудачные, как в плане стратегии, так и в плане конечного результата, техпроцессы. При этом старшим необходимо контролировать их, т.к. САПР этого не делает. Контроль, чаще всего, идет по распечаткам, т.е. теряется преимущество безбумажного документооборота и время на перепроверку.
Есть и третий путь. Использование модульной технологии проектирования, разработанной профессором ИМАШ им. Благонравова РАН Базровым Б.М. В ВЕРТИКАЛЬ этот подход реализован через понятие конструкторско-технологических элементов. Это очень интересный путь проектирования. Любое изделие можно представить как набор стандартных элементов – цилиндров, плоскостей, фасок и др. Каждому стандартному элементу в зависимости от размеров, квалитета точности и шероховатости можно сопоставить перечень последовательных операций. Основной проблемой здесь является этот перечень. В системе имеется некое количество КТЭ с вариантами их обработки, но их крайне мало. Предполагается, что на предприятии сами могут продолжить создание КТЭ, а главное, создание стратегий обработки каждого из них. И здесь, озвученная выше проблема номер три становится проблемой номер один. Технолог должен обладать большим опытом и знанием технологий в целоми модульной технологии в частности, а так же знать оборудование и оснастку. В результате самый продуктивный, на мой взгляд, вариант проектирования ТП остается мало востребованным.
Из всего вышесказанного просматривается два вывода. Один из них никак не связан с САПР как таковой, поскольку речь идет о подготовке технологов. И здесь самое разумное это не столько критиковать, сколько порекомендовать руководителям предприятий, регулярно повышать квалификацию технологов через обучение. Второй вывод, собственно тот, ради которого и затевалась данная статья – существующие САПР ТП не автоматизируют труд технолога, поскольку никак не влияют на принятие им технологических решений. Следовательно, все ошибки, свойственные бумажному проектированию, остаются и в проектировании электронном. Ошибки при проектировании ТП это низкое качество конечного продукта при значительных затратах времени и средств. Внедрение более широкой автоматизации при проектировании ТП позволит отчасти снять остроту вопроса квалификации технолога за счет формирования первичного ТП на основе известных технологических правил, не дающих совершить серьезные промахи.
Существует объективная причина сложившейся ситуации. Разработка ТП является процессом творческим, т.е. малоформализуемым. Его очень трудно свести к математике как таковой, лежащей в основе любой САПР. Учитывая научный характер данной проблемы, её не удастся решить силами одной компании-разработчика САПР, даже такой уважаемой, как АСКОН. Что можно бы изменить на следующем этапе развития ВЕРТИКАЛЬ и КОМПАС, исходя из того что уже сделано и не залезая в научные дебри?
Во-первых, хотелось бы увидеть работу САПР ТП не только на этапе написания технологии. Проектирование ТП начинается с оценки технологичности конструкции. Это звено связывает работу конструктора и технолога с условиями предприятия, на котором будет производиться изделие. Отработка на технологичность один из ответственных и сложных этапов. Читая курс технологии машиностроения в машиностроительном ВУЗе, могу сказать, что это одна из сложнейших тем, следовательно, уровень понимания и освоения её технологами без большого производственного опыта крайне низок. Отработка обычно проводится в два этапа. Первый - качественный анализ конструкции с точки зрения возможности еёизготовления на данном предприятии исходя из существующего оборудования и оснастки. Второй этап – количественная оценка технологичности по формальным показателям. В настоящее время отработки на технологичность в рамках САПР не производится вовсе. Какие пути видятся в решении этой проблемы? Наиболее простым этапом для автоматизации является этап количественной оценки. Несложными для расчета и довольно информативными показателями на этом этапеявляются коэффициенты. Для оценки технологичности детали ГОСТ 14.201 рекомендует следующие:
Коэффициент использования материала уже рассчитывается в ВЕРТИКАЛЬ. Для определения других коэффициентов достаточно чертежа или модели с размерами и техусловиями. Квалитеты точности присутствуют на чертеже в виде допусков и/или посадок. Для устранения ручного подсчета необходимо, чтобыCAD-система передавала сведения о количестве поверхностей (граней) детали, количестве и квалитете точности размеров. В КОМПАС есть справочник, из которого конструктор выбирает допуски и посадки (Рисунок 1), а значит, существует принципиальная возможность подсчета использованных допусков и посадок. Аналогичная ситуация и с коэффициентом шероховатости, если шероховатость проставляется на чертеже или модели с использованием справочника. Коэффициент унификации конструкторских элементов показывает количество унифицированных поверхностей. Этот коэффициент можно сравнительно легко определить, если при конструировании использовался модуль КОМПАС-Shaft 2D или 3D. Библиотечные элементы, создаваемые с помощью модуля, стандартны и унифицированы (Рисунок 2) и их количество, использованное в конструкции, не сложно подсчитать. Значения всех коэффициентов сравниваются с нормативными с учетом типа производства. Результат – подсказка технологу, что по такому-то показателю деталь нетехнологична, недостаточно технологична, технологична. Решение принимает технолог, но время на принятие решения уже значительно сокращается за счет автоматизированного расчета.
Рисунок 1
Приведенные коэффициенты не исчерпывают всего существующего перечня оценок технологичности, но являются наиболее удобными с точки зрения математических расчетов, данные для которых можно получить с модели детали.Оценка основных показателей технологичности, а именно трудоемкости изготовления и технологической себестоимости, до разработки ТП может производиться только по процессам-аналогам, что составляет определенную трудность. Определение технологичности сборочной единицы является еще более сложной задачей, и останавливаться на показателях и их возможном определении в рамках данной статьи я не буду.
Рисунок 2
Автоматизация, даже частичная, качественной отработки конструкции детали на технологичность довольна проблематична. Здесь, в настоящий момент, возможен, по моему мнению, только один вариант – сравнение в автоматизированном режиме заданного квалитета точности с технологическими возможностями оборудования. Для этого в справочнике по оборудованию следует предусмотреть возможность указания паспортных данных по точности каждого экземпляра оборудования. Кроме того требуется разработать процедуру сравнения данных чертежа (модели) с данными справочника. Например, при указании на поверхность размера Xс квалитетом Yсистема должна показать технологу все оборудование его участка, обеспечивающее такую точность при обработке указанного размера. Эта процедура в дальнейшем может существенно упростить стратегию обработки, за счет исключения избыточных операций.
Во-вторых, автоматизация всего процесса создания ТП, на мой взгляд, более вероятна при переходе на модульную технологию, т.е. проектирование через КТЭ. Причем и традиционное проектирование с использованием процессов-аналогов может быть автоматизировано с большей вероятностью при использовании для отбора аналога и его редактирования модели изделия, сформированной из конструкторско-технологических элементов.
Для развития автоматизации проектирования техпроцессов на основе КТЭ необходимо решить следующие вопросы: разбивать деталь на КТЭ в автоматическом режиме при передаче её из CAD-системы, расширить базу данных по КТЭ с сопоставлением операций обработки, связать выбор стратегии обработки КТЭ с оборудованием, существующим на участке (в цехе). Учитывая, что технология может разрабатываться под новое, еще не приобретенное оборудование, следует предусмотреть возможность указать этот факт при проектировании, например, путем отключения фильтрации операций по оборудованию. Тогда начальный этап автоматизированного проектирования единичного ТП может выглядеть так, как показано на рисунке 3.
Рисунок 3
Первичный ТП подлежит редактированию для создания из переходов обработки операций. Можно формировать первичный техпроцесс и на уровне операций, если добавить автоматическое объединение переходов на базе общности используемого оборудования. Однако здесь возможно возникновение большого числа ошибок. Число ошибочных объединений переходов может быть уменьшено за счет учета схем установки заготовки. Автоматизация создания таких схем на сегодняшний день не возможна, но схемы могут создаваться пользователем в диалоговом режиме с указанием базовых поверхностей на модели или чертеже.
Еще один вопрос – это автоматизация выбора инструмента. Если каждому виду КТЭ можно сопоставить очередность операций обработки, то каждой операции можно сопоставить тип используемого инструмента. Это и сейчас происходит при проектировании в ВЕРТИКАЛЬ, но вот выбор конкретного экземпляра инструмента опять зависит от пользователя. Что можно автоматизировать? По материалу заготовки можно произвести выборку инструмента по режущему материалу с фильтрацией по наличию в цехе. По схеме установкиопределить ориентацию инструмента при обработке (правый, левый, симметричный). По данным станка тип, размер, форму сечения и длину державки, необходимость использования переходных втулок. Размер режущей части обычно определяется по величине снимаемого припуска. Если номенклатура инструмента на производстве ограничена, то это может быть опущено при выборе, путем отмены фильтрации по припуску. Вид обработки (черновая, чистовая и др.) и условия позволяют определить геометрию режущей части.
Таким образом, увеличив процент автоматизации принятия технологических решений на начальном этапе, мы получим на выходе «заготовку» технологического процесса, максимально соответствующую условиям существующего производства. На этапе редактирования технологи должен будет добавить оснастку, вспомогательные материалы и выполнить расчет режимов резания. Автоматизированный этап позволит уменьшить число грубых ошибок и сэкономит время на разработку стратегии изготовления. Первичных ТП может быть сформировано несколько, и лучший вариант будет отбираться путем оптимизации.
Рассматривая вопросы проектирования технологии, традиционно останавливаются на механической обработке или отдельно сварке, литье, штамповке. Процессы сборки можно считать в этом отношении нелюбимым пасынком. Хотелось отчасти компенсировать этот недостаток, хотя бы потому, что в России сейчас развивается очень много автосборочных производств.
К техпроцессам сборки в основном применимы все те проблемы автоматизации, которые уже были упомянуты, но есть и специфика. В ВЕРТИКАЛЬ V4 был решен вопрос передачи сведений о комплектности сборочной единицы из спецификации в технологию, что значительно упростило процесс комплектования. Следующее решение, которое хотелось бы увидеть это автоматизации получения схем сборки. Уже сейчас за счет интеграции ВЕРТИКАЛЬ и КОМПАС можно было бы сделать определенные шаги в этом направлении.
Основой для разработки сборочного процесса является схема сборки, т.е. определение базовых и присоединяемых деталей на каждом этапе и разделение её на подсборки. Для этого используются два комплекса условий: базирования и доступа к месту установки элемента. Условие базирования при установке элемента выполняется, если среди установленных ранее элементов есть такие, которые образуют хотя бы один состав сборочной базы. Условие доступа к месту установки элемента, выполняется, если среди установленных ранее нет элементов, препятствующих установке данного элемента. Варианты декомпозиции сборки, определяемые этими условиями, могут стать основой для разработки схемы.
Определение базовых и присоединяемых деталей, а, следовательно, варианта декомпозиции, можно было бы производить по сопряжениям, которые накладываются в сборке и порядку их наложения. Так как в сборочной операции основным переходом, определяющим качество сборки, является выполнение соединения, при декомпозиции следует отдельно учитывать операции соединения.
В отличие от сопряжения, соединение может образовываться только при использовании крепежных деталей, веществ или специальных поверхностей. Определение крепежных деталей не составляет трудности и сегодня. Для решения проблем с веществами и поверхностями можно предложить следующее. В КОМПАС-3D в сборочном модулепредусмотреть отдельную функцию соединения с использованием вещества. Например, сопрягая две поверхности фланцев по плоскостям указать наличие герметика, который будет выбираться из справочника материалов, в такой последовательности: Сопряжение – По плоскости – С материалом(Без) – Полимер (Металл) - Выбрать(Справочник материалов) . Аналогичным образом можно указыватьналичие сварного шва, пайки, клеевых соединений. В случае указанияБез материала получим обычное сопряжение, с материалом – соединение.
Специальные поверхности для сборки это зубья, резьбы, шлицы, РК-профиль, конусы, поверхности под посадки и т.п. Большинство сопряжений с ними может быть классифицировано как соединение по указанным посадкам и/или допускам и особенностям формирования при проектировании (резьба). Сложности возникают при наличии на одномэлементе нескольких сопряжений, например ось и торец. Поэтому и для таких случаев представляется разумным использовать разделение на сопряжение и соединение. Для возможного кинематического анализа конструкций соединения можно разделять на подвижные и неподвижные.
После декомпозиции и получения схем сборки технолог может начать разрабатывать варианты ТП, соответствующие предложенным схемам. При этом каждая операция будет автоматически комплектоваться деталями в соответствии с используемой схемой. Более полная автоматизация проектирования ТП сборки возможна только при автоматизации самого производства, т.е. при использовании автоматических линий с известными техническими параметрами.
Предложения, изложенные в данной статье, не являются открытиями в области автоматизации. Они в виде общих идей существуют не один год. Многие из них можно реализовать уже сейчас, другие после более детальной проработки.Совершенствование уже существующих подходов является тупиковым вариантом развития САПР ТП, поскольку предполагает наращивание баз данных, но не знаний. Давайте перестанем бояться новых идей и двинем их вперед или вверх, по ВЕРТИКАЛИ.