АВТОМАТИЗАЦИЯ РАЗРАБОТКИ УПРАВЛЯЮЩИХ ПРОГРАММ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ БАЗЫ ЗНАНИЙ ESPRIT Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

УДК 004

Е.С. Савина

АВТОМАТИЗАЦИЯ РАЗРАБОТКИ УПРАВЛЯЮЩИХ ПРОГРАММ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ БАЗЫ ЗНАНИЙ ESPRIT

Решение задач автоматизации производства совершенно невозможно представить без средств компьютерного моделирования и инженерной графики. В статье описан способ совершенствования этапа разработки управляющих программ с применением САМ-системы ESPRIT. Возможность расширения Базы знаний ESPRIT пользовательскими правилами обработки, позволит автоматизировать разработку УП на предприятии, сократить проектный цикл, снизить производственные затраты и повысить конкурентоспособность выпускаемой продукции.

Ключевые слова: Esprit, CAM-системы, База Знаний, станок ЧПУ, управляющая программа.

Современный этап развития машиностроения характеризуется значительным распространением и использованием многофункциональных станков с числовым программным управлением (ЧПУ). Применение такого типа оборудования позволяет значительно повысить производительность обработки и улучшить качество изготавливаемых изделий при серийном характере производства.

Создание конкурентоспособной продукции невозможно без применения современных программных средств для проектирования, расчета и изготовления будущих изделий. Это означает, что для осуществления эффективной деятельности инженер должен в полной мере владеть программными продуктами, предназначенными для разработки новых изделий, т.е. CAD/CAM/CAE/PDM-системами, созданными крупнейшими производителями программных продуктов в этой области.

Для совершенствования одного из этапов процесса технологической подготовки производства (ТПП) - этапа разработки управляющих программ (в т.ч. для повышения эффективности применения дорогостоящих станков с ЧПУ) необходимо уменьшать трудоемкость планирования процесса обработки, пытаться применять типизированные шаблоны обработки изделий.

Объективным препятствием повышению качества выпускаемых изделий и сокращения сроков их разработки является несоответствие между сложностью проектируемых объектов и устаревшими методами и средствами их проектирования. Применение систем автоматизации проектирования в процессе ТПП способствует повышению технического уровня и качества проектируемых объектов, сокращению сроков их разработки и освоения в производстве.

Даже с применением современных CAM-систем процесс подготовки УП остается достаточно трудоемким, поскольку инженеру-технологу необходимо учесть большое количество факторов - от материала, конфигурации заготовки, требований к поверхностям до подбора инструмента и выбора стратегии обработки изделия. К тому же важным параметром для разрабатываемой программы является машинное время, т.е. время работы программы на станке, от этого параметра напрямую зависит стоимость изготавливаемого изделия и чем больше это время, тем дороже стоит деталь, и тем меньше деталей может быть изготовлено станком за отчетный период. Именно поэтому при использовании оборудования с ЧПУ уделяется большое внимание качественной разработке управляющих программ.

Способ разработки управляющих программ с применением CAD/CAM-систем существенно упрощает и ускоряет процесс программирования. При использовании в работе CAD/CAM системы разработчик избавлен от необходимости выполнять трудоемкие математические расчеты, и получает инструментарий, способный значительно ускорить процесс создания УП.

Под термином Computer-aided manufacturing (CAM) понимают как программы, используемые технологами для подготовки управляющих программ для станков с числовым программным управлением, так и сам процесс компьютеризированной подготовки производства.

Традиционно, CAM системы представляют собой средства формирования траекторий движения инструмента на основании 2D и/или 3D геометрии (обычно сгенерированной в CAD системе) и перевода (постпроцессирования) их в команды системы ЧПУ станка.

Программа для станка с ЧПУ представляет собой последовательность кодов, в результате трансляции которых станок формирует траектории движения инструмента, задаёт параметры работы (подача, скорость и направление вращения шпинделя и т.п.) и выполняет вспомогательные функции (смена инст-

© Савина Е.С., 2016.

Вестник магистратуры. 2Q16. № 1(52). Т.1.

ISSN 2223-4047

румента, подача СОЖ и т.д.).

CAM-система ESPRIT - это высокопроизводительная и полнофункциональная система автоматизации подготовки управляющих программ для широкого спектра оборудования с ЧПУ.

Для облегчения процесса автоматизации программирования в ESPRIT реализуется механическая обработка, основанная на базе знаний ESPRIT - KnowledgeBaseTM (KBM). KBM позволяет задействовать заранее определенные методики обработки и создать пользовательские правила обработки, которые автоматически применяются и адаптируются на распознанной геометрии детали. С помощью технологии KBM система ESPRIT предлагает необходимый инструмент и процессы обработки, основанные на заранее определенных методиках и правилах.

База Знаний ESPRIT включает всестороннюю базу данных, которая позволяет хранить информацию о подачах, скоростях, материале, режущем инструменте и стандартных процессах обработки, обеспечивая оптимальные подачи и инструмент для обработки. К информации, хранящейся в Базе Знаний, можно получить доступ любой в момент сессии ESPRIT и добавить свои правила обработки.

База Знаний очень расширяет производительность и способности автоматизации ESPRIT. Используя Базу Знаний, можно настроить и сохранить наиболее часто используемые инструменты, материалы, и параметры настроек для страниц инструмента и операций. Также База Знаний может предложить высочайшую эффективность, последовательность и качество операций обработки. Элементы классифицируются по типу детали, а затем используется распознавание Элемента, чтобы автоматически связать процессы обработки с деталью.

Автоматическое распознавание элементов обеспечивает технологам-программистам новый уровень производительности, скорости и точности. Система может рассчитать скорость резания и подачи и предложить автоматический выбор значений этих параметров для каждой операции.

В ESPRIT имеется возможность анализа твердотельной 3D-модели и создания элемента обработки из геометрии. Программист может сам назначить операции обработки на этот элемент или позволить базе знаний ESPRIT назначить подходящую технологию, выбранную из уже отработанных на производстве.

С течением времени программист увеличивает и оптимизирует «базу знаний» механической обработки, основанную на обратной связи с производством. Технологический опыт производства закладывается в программу и включает только лучшие решения, реализованные на производстве. Чем более автоматизирован процесс программирования, тем больше времени и внимания программист может уделить оптимизации программы и повышению эффективности обработки.

На рисунке 1 представлена 3D-модель детали, созданная из параметрических конструкторских элементов в программе Autodesk Inventor.

v й

ft) Деталь

lib EJp Твердые тела(1) ra- f7c Вид: Master S-Q Начало

Eh^VAL:2 [+Ъ JÜ¡J ossg: 1 EbJîj|osgg:l è-]ftongg:l

?Ь]Йопдд:2

И- pssh_prpaz: 1 S - ]ftpssh_paz:2

Конец детали

Рис. 1. 3D-модель детали

С помощью пользовательских правил, заданных в базе знаний ESPRIT, произведено распознавание детали по конструкторским элементам и произведена ее обработка (рис. 2). Визуализация обработки показана на рисунке 3.

Элементы

ф £] 05дд:1

^ 30 Фрезерование, Обработка Кармана В ^ р55И_раг1

^ 30 Фрезерование. Обработка Кармана 0 р55Ь_рграг:1

30 Фрезерование, Обработка Кармана ф "О УАЬ1

^ 30 Фрезерование. Торцевая обработка й О УАЬ2

30 Фрезерование. Торцевая обработка В Н опдд:1

^ 30 Фрезерование. Обработка Отверсти ф К опдд:2

30 Фрезерование. Обработка Отверсти

Й -И 055д:1

^ 30 Фрезерование. Обработка Отверсти

Рис. 2. Распознавание детали в Esprit

Рис. 3. Визуализация обработки в Esprit

САВИНА ЕЛЕНА СЕРГЕЕВНА - магистрант, Владимирский государственный университет им. А.Г. и Н. Г. Столетовых, Россия.