CC BY
49
связи с этим системы управления имеют тенденцию отхода от жёстких алгоритмов управления к нечётким, лингвистическим, обеспечивающим значительное ускорение вычислений. При этом скорость вычислений обеспечивается программируемыми СБИС, что и создаёт возможность интеллектуального управления в нечётких системах. Использование нечеткого логического вывода по алгоритму Мамдани, выполняемое по нечеткой базе знаний, позволяет использовать прикладные программы MatLab и CAD-системы fuzzy TECH при проектировании синергетических систем.
Литература
1. Колчин, А.Ф. Управление жизненным циклом продукции / А.Ф. Колчин, М.В. Овсянников, А.Ф. Стрекалов, С.В. Сумароков. - М.: Анахарсис, 2002.-304 с.
2. Котов, С.Л. Нормирование жизненного цикла программной продукции / С.Л. Котов. - М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2002. - 143 с.
3. Barry W. Boehm. Software Engineering Economics. IEEE Transactions on software engineering, vol. se-10, No.1, January 1984. http://www.cs.drexel.edu/~vfcai/CS451/papers/boehm.pdf.
4. Степанова А.С. Разработка распределённых информационно-управляющих систем реального времени // Объектные системы -2010: Материалы I Международной научно-практической конференции. Россия, Ростов-на-Дону, 10-12 мая 2010 г / под общ. ред. П.П. Олейника. -Ростов-на-Дону, 2010. С. 29-34.
5. Zade L. A. The concept of a linguistic variable and its application to approximate reasoning. Part 1, 2, 3 // Information Sciences, n. 8 pp.199-249, pp.301-357; n. 9 pp. 43-80.
6. Усова, Ю.П Модель оценки привлекательности инновационных проектов, построенная на нечёткой логике / Ю.П.Усова, Н.М. Бухонова, А.В. Яковлев. Режим доступа: http://ftacademv.ru/science/intemet-conference/index.php?c=1&a=71 , свободный.
УДК 004.4
АЛГОРИТМИЗАЦИЯ ВЫБОРА ОСНАСТКИ СОВРЕМЕННОЙ
НОМЕНКЛАТУРЫ ДЛЯ ПЕРЕХОДОВ СВЕРЛЕНИЯ В САПР "TECHCAR"
Кисиль Татьяна Вячеславовна, магистр техники и технологии, инженер-технолог, Челябинский радиозавод «Полёт», Россия, г. Челябинск, tatiana kisil@mail.ru
Сокращение времени на проектирование технологических процессов может быть достигнуто автоматизацией многократных действий технолога, которые ему приходится делать вручную. Например, выбор используемой на переходе оснастки. Для решения этой задачи необходимо прописать алгоритм выбора оснастки на языке системы автоматизированного проектирования. Рассмотрим алгоритмизацию выбора оснастки для переходов сверления в системе TechCard.
В системе TechCard может быть выполнен автоматизированный подбор оснастки, оборудования и т.д. на операции и переходы, подбор оснастки для оборудования, подбор дополнительной оснастки для уже выбранной основной оснастки, а также подбор сортамента для заготовки. Основной объем работ при настройке автоматизированного подбора состоит в создании дерева подбора. Система будет производить подбор, руководствуясь информацией, взятой с дерева подбора. В нем могут присутствовать папки четырех видов: обычные папки, папки выбора, папки диалога и анкетные папки. Для направления процесса подбора в нужную сторону служат условия, которые могут быть наложены как на папки (для выхода на анкетные папки), так и на столбцы анкет оснастки (для выбора конкретного инструмента из анкеты). Подходы к определению подбора оснастки могут быть разными. Например, если для перехода "Сверлить" должно быть назначено сверло с переходной втулкой, то сначала к этому переходу назначается подбор сверла, а затем подбор переходной втулки можно назначить в этом же дереве подбора или создать дерево подбора оснастки для сверла и перенести назначение этой втулки в новое дерево подбора. [1]
67
На ЧРЗ «Полет» инструмент современной номенклатуры подбирается для фрезерного и токарно-фрезерных обрабатывающих центров (ОЦ). Рассмотрим состав инструментальной системы для этого оборудования для переходов сверления. Для обрабатывающих центров применяются сверла с цилиндрическим хвостовиком, который на фрезерном ОЦ зажимается через цангу в цанговом патроне. При обработке на токарно-фрезерном ОЦ состав инструментальной системы (ИС) зависит от расположения отверстия на детали. Если отверстие на детали находится по оси, то возможны следующие варианты закрепления сверла: хвостовик ^ статический держатель; хвостовик ^ втулка ^ статический держатель; хвостовик ^ цанга ^ переходник ^ статический держатель. Если отверстие располагается на образующей цилиндра или с торца на периферии, то сверло зажимается в цанге приводного блока с радиальным или осевым расположением инструмента соответственно.
Аналогичный состав инструментальной системы будет для другого осевого инструмента при обработке отверстий на данном оборудовании. Поэтому целесообразно к переходу подбирать соответствующий режущий инструмент, а затем каждый последующий элемент ИС на этапе подбора оснастки к оснастке. Это позволяет сделать дерево подбора более простым и облегчает процесс отладки автоматизированного подбора.
Условия выбора сверл одинаковы для любого перехода сверления, поэтому дерево подбора строится для корневой папки «Сверлить» (рис. 1).
Рис. 1 Подбор оснастки для перехода «Сверлить»
Для обрабатывающих центров применяется определенная оснастка. Поэтому создается отдельная папка выбора «Выбор сверла для ЧПУ», чтение которой будет при выполнении условия равенства кода группы оборудования [A138] соответствующим кодам для фрезерного и токарно-фрезерного ОЦ. Внутрь папки «Выбор сверла для ЧПУ» помещаются анкетные папки с теми сверлами, которые используются на данном оборудовании.
Для каждой анкетной папки на столбцы назначаются условия выбора записей (см. рис. 2). При выборе сверла его основными параметрами являются диаметр и длина сверления. Диаметр сверла должен быть равен диаметру сверления на переходе. Если такого сверла нет в базе, то выбирается ближайшее меньшее значение. Длина сверления, обеспечиваемая сверлом, должна быть равна или больше длины, указанной в переходе. Для записи этих условий на языке «TechCard» используются следующие понятия системы: [ЭТО] - Числовое значение параметра в столбце анкеты оснастки; [D1] - Диаметр сверления на переходе; [L1] - Длина сверления на переходе. Тогда условие на столбец «Диаметр сверления» будет выглядеть следующим образом: max([3TO]<[D1]); на столбец «Длина сверления» -min(PTO]>[L1]).
Аналогично назначаются условия для сверл с СМП на таблицы с державками. Для подбора пластин к соответствующим державкам в окне «Подбор оснастки для оснастки»
68
строится новое дерево побора (рис. 3). Пластина выбирается по размеру и по обрабатываемому ею материалу. Группы обрабатываемого материала определяются по ISO513 [2]. В дереве подбора создается папка для каждой группы материала. В TechCard есть справочник «Основные материалы», к которому привязано понятие [МТР] - Код материала по классификатору.
01 Настройка дерева подбора
И
1L Ра - -i; - I 3 ” I
Поз О
Инстр О
Б В ВЫБОРСВЕРЛАДЛЯ ЧПУ * ОПелка] [Ц Таблица Э Запись |
В В ВЫБОР (СВЕРЛА ЧПУ)
Ш СВЕРЛО СПИРАЛЬНОЕ ЦЕЛЬНОЕ|
размера ® ПЛАСТИНА СВЕРЛА СБОРНОГО
И ДЕРЖА8КА СВЕРЛА СМП (с возможностью растачивания) Ш ДЕРЖА8КА СВЕРЛА С КВАДРАТНЫМИ ПЛАСТИНАМИ [0 ДЕРЖАВКАСВЕРЛАСРОМБИЧЕСКИМИ ПЛАСТИНАМИ —1 (Нет рисунка)
В ВЫБОРСВЕРЛА н <i иг
ВСЕГДА
Дерево оснастки Анкета Условия на столбцы
НАИМЕНОВАНИЕ
ДИАМЕТР СВЕРЛЕНИЯ Dcb [РИ_1]. мм
ДЛИНА
СВЕРЛЕНИЯ Lcb [РИ_2], мм
МАРКИРОВКА [МАРК]
Рисунок
Рисунок_1
14 SCD 030-014-06 32554 32238
тах( ЭТО<=Р1 )ШШ min( ЭТО>=1_1
3,2 14 SCD 032-017-08 32554 32238
14 SCD 034-017-08 32554 [ 322381
Рис. 2 Условия выбора записей из анкетной папки
Например, [МТР]=503 для чугунов или [МТР]=522 для легированной конструкционной стали и т.д. Чтобы была выбрана папка нужной группы обрабатываемости, необходимо на нее наложить условие, в котором [МТР] будет принимать значения материалов, соответствующих группе. Согласно классификатору [2] группе Н соответствуют закаленные стали. Незакаленная сталь относится к группе Р. Таким образом, один и тот же код материала может относиться к разным группам обрабатываемости. Для исключения неоднозначности необходимо расширить условие и добавить проверку по закаливаемости. Для этого создается справочник «Сталь закаленная/незакаленная».
[|*?|Подбор оснастки для оснастки
- п х
лЦ И « Ш 1? a z
®|«| 9| & И | вв | а
■а
i-'Ml СВ ЕРЛА ЧПУ
! й~.СВЕРЛО СБОРНОЕ
| Й-.СВЕРЛО СПИРАЛЬНОЕ СМП
! ! Й-.СВЕРЛА С КВАДРАТНЫМИ ПЛАСТИНАМИ
■У] [ДЕРЖАВКА СВЕРЛА С КВАДРАТНЫМИ ПЛАСТИНАК
AL
- ПЛАСТИНА КВАДРАТНАЯ ДЛЯ СВЕРЛА
| | | Й-.СВЕРЛА С РОМБИЧЕСКИМИ ПЛАСТИНАМИ
| | 0 .СВЕРЛО СПИРАЛЬНОЕ СМП (с возможностью растачива
| | i..СВЕРЛО СПИРАЛЬНОЕ ЦЕЛЬНОЕ
| | СПЕЦИАЛЬНЫЕ (БПУ)
i й-.СПИРАЛЬНЫЕ С КОНИУЕСКИМ ХВОСТОВИКОМ
| | СПИРАЛЬНЫЕ С ЦИЛИНДРИЧЕСКИМ ХВОСТОВИКОМ
i й-.ЦЕНТРОВОЧНЫЕ
Й-.ФРЕЗЫ
Й-.ЦЕКОВКИ
rh Drt^PPDTbIfl ,
Дерево подбора
ЕР О ВЫБОР ПЛАСТИНЫ
й-в ЯШШЯЗ
^.И ПЛАСТИНА СВЕРЛА СМП
В Группа обр-ти М В Группа обр-ти К Й-В Группа обр-ти N
' i.ffl ПЛАСТИНА СВЕРЛА СМП
В Группа обр-ти S В Группа обр-ти Н Ш-В ВЫБОР ВТУЛКИ ИЛИ ДЕРЖАТЕЛЯ Й-В ВЫБОР ЦАНГИ
МТРО(517,522,525,529,572,575,546,540,570) и К_Ст=1
Исходные данные Протокол выбора | Промежуточные данные | Комментарий |3начение
Рис. 3 Подбор пластин для державок
69
Тип справочника «Без запоминания в ТП», т.к. выбираемые параметры являются временными и не связаны с полями техпроцесса [1]. К полю «Код» и «Наименование» справочника привязываются соответственно созданные понятия [К_Ст] - Код закаленной/незакаленной стали и [Ст] - Наименование закаленной/незакаленной стали. Для незакаленной стали [К_Ст]=1, для закаленной - [К_Ст]=2. Тогда на папку для материалов группы Р накладывается условие: [МТР]{}(517, 522, 525,..., 570) и [К_Ст]=1; для группы Н условие аналогичное с учетом, что сталь закаленная, т.е. [К_Ст]=2 (здесь {} - оператор множественного выбора [1]).
Внутрь папки «Группа обр-ти ...» помещается анкетная папка с выделенными строками тех пластин, которыми возможна обработка данного материала. Для выбора пластины нужного размера необходимо обратить внимание, каким образом производитель рекомендует подбирать пластины к державкам. Может быть указана часть маркировки, диапазон диаметров или непосредственно размер пластины. На этапе формирования структуры таблиц необходимо создать соответствующие столбцы и понятия для осуществления подбора.
Рассмотрим пример подбора пластин, для которых указан диапазон диаметров сверл. В таблице державок сверл с СМП к столбцу «Диаметр сверления» привязывается понятие [РИ_1] - 1-ая характеристика режущего инструмента. В структуре таблицы для пластин создаются столбцы «Min диаметр сверла» и «Max диаметр сверла». Для уже подобранной к переходу державки [РИ_1] принимает определенное значение. Тогда на столбец «Min диаметр сверла» накладывается условие [ЭТО]>[РИ_1], на столбец «Max диаметр сверла» -[ЭТО] >[РИ_1]. После выполнения этого условия система выбирает записи с выделенными строками для выбранного материала.
Для сборного сверла диаметр сверления определяется режущей частью, а длина сверления - державкой. Тогда на этапе подбора сверла к переходу в дерево подбора заносится анкетная папка «Пластина сверла сборного» (см. рис.1), по которой ведется проверка по диаметру. Если сверло выбрано, то система переходит к подбору державки. В окне «Подбор оснастки для оснастки» для этой пластины создается дерево подбора, в которое заносится анкетная папка «Державка сверла сборного», по которой ведется проверка по длине сверления. В державку можно установить режущие пластины определенных диаметров. Поэтому условия подбора державки будут аналогичны вышеописанным условиям выбора пластин для сверл с СМП.
После того, как выбран режущий инструмент, можно приступить к подбору вспомогательного инструмента. Состав ИС не зависит от конструкции выбранного сверла. Поэтому дерево подбора назначается для всей папки «Сверла ЧПУ». Основным геометрическим параметром при выборе оснастки для сверла является диаметр хвостовика, которому в структуре таблиц присваивается понятие [РИ_3] - 3-я характеристика режущего инструмента. По описанным выше схемам ИС сверло может крепиться во втулку, статический держатель или в цангу. При обработке на токарно-фрезерном ОЦ необходимо определить расположение отверстия. Для этого создается справочник, к полям «Код» и «Наименование» которого привязываются соответственно понятия [Крао] - Код расположения отверстия на валу, целого типа; [РаОт] - Расположение отверстия на валу, строкового типа. Содержание справочника представлено в таблице 1.
Таблица 1. Справочник «Расположение отверстия на валу»________
Крао РаОт
1 На цилиндре
2 С торца на периферии
3 С торца на оси
Когда все необходимые параметры описаны понятиями системы, можно приступать к формированию дерева подбора, внутри которого на папки должны быть наложены разные условия, иначе проверка пойдет только по первой ветке. Поэтому структура дерева подбора
70
должна быть сформирована таким образом, чтобы на папках одного уровня были разные условия.
Следует заметить, что при выборе втулки и держателя для осевого инструмента используются общие условия: тип оборудования - токарно-фрезерные ОЦ ([A138]{}(12871)); расположение отверстия - с торца по оси цилиндра ([Крао] = 3). Поэтому для них создается общая папка выбора «Выбор втулки или держателя» с условием [A138]{}(12871) и [Крао]=3. Если диаметр хвостовика равен диаметру посадочного отверстия в держателе, то сверло вставляется в него напрямую, в противном случае - через переходную втулку. Поэтому анкетная папка «Втулка» должна быть вложена в анкетную папку держателя. Для каждой из них на столбец «Диаметр посадочного отверстия под хвостовик» накладывается условие [ЭТО]=[РИ_3].
Для выбора цанги создается папка «Выбор цанги» на одном уровне с предыдущей папкой выбора. При обработке на фрезерных ОЦ сверло всегда крепится сначала в цангу. При обработке на токарно-фрезерных ОЦ и расположении отверстия по оси цилиндра ([Крао]=3) цанги применяются для диаметров хвостовиков менее 6 мм, т.к. переходные втулки позволяют закреплять хвостовики свыше этого значения. При другом расположении отверстия ([Крао]^3) сверло закрепляется в цанге. В анкетной папке «Цанга» на столбец «Зажимаемый диаметр мин.» накладывается условие [ЭТО] < [РИ_3], на «Зажимаемый диаметр макс.» - [ЭТО] > [РИ_3]. Итак, дерево подбора примет вид, представленный в таблице 2.
Таблица 2. Структура дерева подбора оснастки для сверла
№ п/п Название папки (тип папки) Условие на папке
1 Выбор втулки или держателя (выбора) [A138]{}(12871) и [Крао]=3
1.1 Держатель осевого инструмента (анкетная) Всегда
1.1.1 Втулка переходная (анкетная) Всегда
2 Выбор цанги (выбора) [A138]{}(12871, 12881)
2.1 Цанга для ток.-фр. ОЦ (выбора) [A138]{}(12871)
2.1.1 Выбор для приводного блока (обычная) [Крао]^3
2.1.1.1 Цанга (анкетная) Всегда
2.1.2 Выбор для статического блока (обычная) [РИ 3]<6 и [Крао]=3
2.1.2.1 Цанга (анкетная) Всегда
2.2 Цанга для фр. ОЦ (обычная) [A138]{}(12881)
2.2.1 Цанга (анкетная) Всегда
Далее создается дерево подбора держателя осевого инструмента для втулки и переходника, а для цанги - цангового патрона и переходника. Условием выбора держателя для втулки является равенство посадочных диаметров, т.е. для столбца «Посадочный диаметр» анкетной папки «Держатель осевого инструмента» должно выполняться условие [ЭТО]=[В_1], где [В_1] - 1-я характеристика переходного элемента, строковое понятие. Для цанги дерево подбора состоит из трех уровней: 1) подбор приводного инструментального блока; 2) подбор цангового патрона; 3) подбор переходника. Выбор первой ветки происходит при использовании токарно-фрезерных ОЦ, т.е. [A138]{}(12871). Внутри этого уровня находятся анкетные папки с данными о приводных инструментальных блоках с радиальным и осевым положениями инструментов. Чтение первой осуществляется при условии [Крао]=1, а второй - при условии [Крао]=2 (см. табл 1). Для выбора инструментального блока должно выполняться равенство типоразмеров цанги, устанавливаемой в блок, и выбранной цанги (ER16, ER25 и т.д.). Для этого столбец «:ER» анкетной папки «Цанга» связывается с понятием [В_1]. Данные в этом столбце имеют строковый тип, поэтому при наложении условия на столбец «Цанга» анкетных папок для приводных блоков будет использоваться понятие [ЭТО_ ] - Строковое значение параметра в столбце анкеты оснастки, т.е. [ЭТО_ ]= [В_1]. При подборе переходника ведется проверка аналогичного условия. При выборе
71
статического держателя для переходника в дерево подбора вставляется соответствующая папка с выделенными строками тех блоков, к которым можно крепить переходник.
В результате алгоритмизации к переходу подбираются режущий и вспомогательный инструменты в автоматизированном режиме. Это снимает с технолога задачу поиска необходимой оснастки по таблицам базы данных системы, а также анализа совместимости (собираемости) отдельных частей инструментальной системы, т.к. для выбора выдаются записи, удовлетворяющие этому условию. Таким образом, сокращается время на проектирование технологического процесса и, как следствие, на технологическую подготовку производства.
Литература
1. Куприянчик А.М., Гинзбург Е.М. и др. TechCard. Версия 7.0/ Руководство пользователя. -Мн.: ОДО «Интермех», 2006. - 328 с.
2. ISO513:2004 «Материалы твердые режущие для снятия стружки с определенными режущими кромками. Классификация и применение. Обозначение основных групп по снятию стружки и групп по применению»
УДК 519.682.4, 371.32
ПРОБЛЕМЫ ИЗУЧЕНИЯ ОБЪЕКТНО-ОРИЕНТИРОВАННОГО ПРОГРАММИРОВАНИЯ В ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЯХ
Синельникова Ирина Владимировна, Преподаватель ЦК «Автоматизированные системы обработки информации и управления», Воронежская государственная технологическая академия, Россия, Воронеж, Irsa2008@inbox.ru Калинникова Людмила Алентиновна, Преподаватель ЦК «Автоматизированные системы
обработки информации и управления»
Воронежская государственная технологическая академия, Россия, Воронеж
Ludoka82@mail.ru
Программное обеспечение, безусловно, относится к категории сложных систем. За последние 25 лет было придумано много ученых теорий о сложных системах, однако для разработки ПО нужны были не теории, а технология. Объектно-ориентированная технология - специальная технология реализации сложных систем в виде рабочих программных продуктов. Технологию создают не ученые-теоретики, а первую очередь практики. Так и объектная технология родилась из опыта разработки реальных систем [1].
В начале 80-х годов целые коллективы, разрабатывающие крупные системы автоматизации, с успехом применили новинку - объектно-ориентированные языки программирования, а также объектно-ориентированные методы анализа проблемы и проектирования решения [3]. Программист получил в руки инструмент, позволяющий из объектов создавать программы. И то, что объекты были созданы не согласно некой абстрактной теории, а из реальных потребностей - неоспоримый факт. Оказалось, что объектные технологии имеют свою философию и методологию.
В настоящее время методология объектно-ориентированного программирования является одной из ключевых в подготовке будущих специалистов.
Объектно-ориентированное программирование имеет свое собственное множество понятий. Большую часть затруднений студенты испытывают на начальном этапе обучения. Для подготовки студента к объектно-ориентированному анализу и проектированию математических и информационных моделей реальных объектов необходимо в первую очередь ознакомить его с понятием объекта, поведением объекта, а также объяснить основные принципы объектно-ориентированного программирования на примерах [4]. Причем данные примеры должны быть понятны как для хорошо ориентирующихся в данном направлении людей - практикующих программистов, так и для тех, чья база знаний, по
72
