CC BY
87
СИСТЕМЫ
АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ
УДК 621.9.62-52
Д. Д. Куликов, Н. С. Клеванский, В. С. Бабанин
АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ ФОРМИРОВАНИЕ МОДЕЛЕЙ ОПЕРАЦИОННЫХ ЗАГОТОВОК
Рассмотрены принципы формирования параметрических моделей деталей и операционных заготовок. Описана система формирования и редактирования конструкторско-технологических моделей деталей и заготовок. Представлены способы автоматического формирования параметрических моделей при создании 3Б-моделей деталей и операционных заготовок.
Ключевые слова: конструктивный элемент, параметрическая модель, операционная заготовка, ХЫЬ-документ.
Создание операционных эскизов является важным этапом проектирования технологических процессов (ТП) механической обработки заготовок. Поэтому актуальна разработка методики автоматизированного проектирования операционных эскизов. При наличии САО-системы обычный процесс создания карты операционных эскизов выполняется по следующей цепочке:
ф1 ф2 ф3
М3Б ^ М3Б02г ^ М2Б02г ^ К02г, (1)
где М3Б — 3Б-модель детали; М3В02г- — 3Б-модель операционной заготовки (ОЗ) для 1-й операции; М2В02г- — 2Б-модель операционной заготовки для 1-й операции; K0Zj — технологическая карта с операционным эскизом (в электронном или бумажном виде) для 1-й операции.
Преобразования (1) обычно выполняются для всех операций, операционные эскизы которых необходимо иметь. Наиболее сложным и трудоемким является преобразование ф1, когда приходится модифицировать 3Б-модель детали в 3Б-модель операционной заготовки. В работах [1, 2] предложен подход к проектированию ОЗ, основанный на методе добавляемых тел. Формирование 3Б-модели операционной заготовки в этом методе ведется от последней операции к первой путем последовательного наслаивания материала на 3Б-модель выходной заготовки:
ф1 ф1 ф1 ф1 М3Б ^ M3D0ZЙ ^ M3D0Zn_l .M3D0Zl ^ M3D0Zo, (2)
где M3DOZ0 — 3D-модель исходной заготовки.
Карта с операционным эскизом получается согласно цепочке:
ф1 ф2 ф3
M30ZЙ ^ M3D0Zn_l ^ M2D0Zй-l ^ K0Zй-l. (3)
Преобразование ф2 выполняется в два этапа: на первом на всех моделях выходной заготовки M3D0Z выполняется лишь простановка баз и операционных размеров, на втором рас-
считываются размеры и результаты расчета проставляются на всех моделях M2DOZ. Необходимость двухэтапного преобразования вызвана тем, что расчет операционных размеров возможен только в том случае, когда размеры проставлены для всех моделей заготовок [3].
Если CAD-система поддерживает аннотации (плоскости отображений и указаний), то преобразование ф3 становится ненужным, поскольку простановка баз и операционных размеров выполняется при создании 3D-модели выходной заготовки и в эту же модель заносятся результаты расчетов операционных размеров. Далее (преобразование ф2) автоматически получается 2D-модель выходной заготовки в виде карты операционных эскизов:
ф1 ф2 M3OZ; ^ M3DOZ;-1 ^ KOZ;-1. (4)
Информация из моделей ОЗ используется для проектирования технологических операций, однако ее извлечение — сложная задача вследствие трудности распознавания конструктивных элементов (КЭ), которыми оперирует технолог (канавки, пазы, уступы, отверстия и т.д.). Использование нейтральных форматов типа STEP и IGES практически не облегчает задачу распознавания КЭ [4], только в некоторых САПР технологических процессов имеется аппарат частичной выборки нужной информации.
Один из возможных способов преодоления проблемы заключается в параметрическом моделировании деталей. В этом случае создается параметрическая или конструктивно-технологическая модель (КТМ), содержащая всю информацию о детали, включая КЭ. На кафедре технологии приборостроения была создана система ТИС-Деталь, в которой описание детали выражается в виде иерархии фреймов, позволяющих создавать КТМ с любой степенью детализации. Синтаксически КТМ представляет собой XML-документ, хранимый в удаленной базе знаний. Система ТИС-Деталь позволяет:
— создавать и редактировать КТМ деталей;
— выполнять поиск деталей-аналогов;
— на базе КТМ деталей формировать КТМ операционных заготовок;
— передавать в САПР технологических процессов требуемую информацию (размеры, их точность, шероховатость поверхностей и т.д.).
Система включает в себя:
— web-сервис для поиска по каталогу деталей и web-сервис для сопровождения каталога (на рис. 1 приведен фрагмент каталога базы данных с параметрическими моделями деталей, с использованием указанных в нем поисковых признаков деталей производится поиск деталей-аналогов);
— web-сервис для редактирования КТМ деталей и заготовок;
— web-сервис (библиотека процедур) для предоставления в САПР технологических процессов требуемой информации.
Наименование детали Номер чертежа Разработчик Дата разработки Класс по ЕСКД Подкласс, группа, подгруппа, вид по ЕСКД Группа материала Длина детали Ширина детали (диаметр) Высота детали (внутренний диаметр)
Вал Ю2527-101 Иванов А. С. 21.09.12 71 1212 101 100 30 0
Вал Ю2529-305 Иванов А. С. 23.09.12 71 1322 102 100 18 0
Вал Ю2528-206 Иванов А. С. 22.09.12 71 1222 100 80 30 0
Рис. 1
Система информационно состыкована с САПР технологических процессов ТИС-Процесс, такой подход позволяет существенно ускорить процесс проектирования за счет автоматизированной передачи информации в модули, решающие технологические задачи.
На рис. 2 приведена форма, с помощью которой возможно редактировать любое поле в колонке „Величина". Аналогично выглядит и таблица для заполнения новой формы, с той разницей, что графа „Величина" будет пустой для всех полей формы. Если информационный
28
Д. Д. Куликов, Н. С. Клеванский, В. С. Бабанин
запрос на поиск сформулирован следующим образом: „Найти стальные детали тела вращения с кодом по ЕСКД 712314, длиной от 19 до 20 мм, диаметром от 12 до 16 мм", то поисковое предписание будет оформлено следующим образом (рис. 3).
НЕЗШеНОЕЕЛНй ОБои-^ч ora Еегасчюс РАЗЫ КЛАССИ-f
HUIU?№±I*JI*Í - -ТА"i Dw Bu
]JtSJc|J 4rylrAJ Zí-Tiíil > ¡3SÍ?
Риряэопик - .'йМ* А С
ДЬЕД рШр»09М[ Di» - ii« и
ÜIXI П»ЕШ ZSXD ■ » 3 70
Поэклкг.гргап&.лслутпъвпэ пэЕСКД - lili Я 700
i KI-jok^-I - 1Я » 110
Дшеыд □столп L ■ 1<H> мм
ÜJi^iiHd IÍ-слтн 3D ж M мм
Зыоотд jíюли iiir.ipooijiñ □■ыыетр) НЛЧп í ми
Рис. 2
Нзгаденоганне ОБон-^ч ora EÍLIDTOCHZ РАЗЫ Ю1АССИ+
У лШгШМНШ? Ds: ' >1
УйЫф 4Cf TCAJ Д+TfcJUL K«r. ■ □
PFTfTl'ITTTr ■ 0
ШПра^юпоЕ DA ■ □
Ют гсоЬСКД E5XD ■ □ 70
Пйзкласс, г^топа по::?'-т1пэ EjU по- ЕС1СД ■ 3 Ш :00
ТУуШ VJ-ft^UTJ Мл< ■ 3 ioi 110
ЛЛ1ЕНА 3Í1ДЛ19 L К □ "■-20 >[>[
B-D »3 11-15 1Ш
Zkicoid jtiain ■iii'-iTHMMjiri H Ch.Ti = □ 1Ш
Рис. 3
После выполнения поиска по заданным параметрам на экран выведутся все удовлетворяющие условиям изделия. Для дальнейшего перехода к самой программе ТИС-Деталь необходимо отметить нужную строку. В этот момент система подгружает ХМЬ-документ из базы данных, соответствующий именно этой строке, т. е. выбранной детали.
Однако описание операционных заготовок в терминах КТМ, формируемых дополнительно, помимо созданных 3Б-моделей ОЗ — это сложная и экономически нецелесообразная задача. Поэтому для СЛО-системы Сайа был разработан комплекс макросов, позволяющий параллельно с формированием 3Б-модели детали автоматически создавать параметрическую модель детали (КТМ^). Пример 3Б-модели детали, полученной таким образом, приведен на рис. 4.
Рис. 4
Далее аналогичным образом параллельно с формированием 3Б-моделей заготовок автоматически создается КТМ заготовок (преобразование ф4). Система преобразований показа-
на на рис. 5 (М2Б — чертеж детали, получаемый преобразованием ф4 из ЭБ-модели, индекс „О" означает исходную заготовку).
Рис. 5
Такой подход позволяет избежать дополнительного формирования КТМ деталей и заготовок. Совместное использование систем ТИС-Деталь и ТИС-Процесс дает возможность выбирать из базы знаний типовые планы обработки КЭ и, следовательно, автоматически определять те технологические переходы, которые необходимы для получения заданного конструктивного элемента, и применяемый инструмент.
список литературы
1. Куликов Д. Д., Гусельников В. С., Бабанин В. С., Шувал-Сергеев Н. А. Проектирование операционных заготовок в среде САБ-систем. СПб: СПбГУ ИТМО, 2010. 60 с.
2. Куликов Д. Д., Бабанин В. С. Создание параметрической модели детали в среде САБ-системы // Науч.-техн. вестн. СПбГУ ИТМО. 2011. № 4 (74). С. 167—169.
3. Куликов Д. Д., Яблочников Е. И., Бабанин В. С. Интеллектуальные программные комплексы для технической и технологической подготовки производства. Ч. 7. Системы проектирования технологических процессов. СПб: СПбГУ ИТМО, 2011. 64 с.
4. Комисаренко А. Л. Создание ЭБ-аннотаций на виртуальной модели изделия. СПб: СПбГУ ИТМО, 2008. 19 с.
Дмитрий Дмитриевич Куликов — Никита Сергеевич Клеванский — Виктор Сергеевич Бабанин —
Сведения об авторах д-р техн. наук, профессор; Университет ИТМО, кафедра технологии приборостроения, Санкт-Петербург; E-mail: ddkulikov@rambler.ru аспирант; Университет ИТМО, кафедра технологии приборостроения, Санкт-Петербург; E-mail: NIKA-1990@yandex.ru
аспирант; Университет ИТМО, кафедра технологии приборостроения, Санкт-Петербург; E-mail: vsbabanin@mail.ru
Рекомендована кафедрой технологии приборостроения
Поступила в редакцию 09.04.14 г.
