CC BY
35
ла вдоль оси X должна быть не более 5 мм*с'1. Если же ОП алмаза не требует достижения указанного качества по чистоте поверхности, то целесообразно увеличить скорость продольного прохода для повышения производительности обработки.
Результаты проведенных теоретических и экспериментальных исследований позволяют более обосновано рекомендовать опти-
мальные режимы работы оборудования в зависимости от заданных выходных параметров обработки, выбирать параметры настройки приводов координатных перемещений исполнительных органов станка, а также выбирать оптимальную траекторию движения производящей инструментальной поверхности в плоскости формообразования, устанавливать первоначальные ре-
жимы резания, а также выбирать продольную скорость для получения заданных выходных параметров по качеству обрабатываемой поверхности. Эти исследования позволили дать технологические и вычислительные алгоритмы, а также рекомендации по управлению процессом микрорезания в реальном масштабе времени с применением технологической диагностики.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Коньшин А.С., Сильченко О.Б, Брайан Джон Сноу, Способ микрошлифования твердоструктурных материалов и устройство для его реализации. Патент РФ №2165837 от 27.04.2001. - с. 216.
2. Коньшин А.С, Сильченко ОБ, Теплова ТБ. Обработка твердоструктурных минералов резанием на шлифовальных станочных модулях с ЧПУ с применением новой технологии. «Горные машины и автоматика» № 11, - с. 31-33.
3. Панин ВБ. Изв. вузов. Физика. - 1987. - Т. 30. - N1. -С. 3-8.
4. Сильченко О.Б.. Теплова Т.Б, Морозов В.И. Тестовые методы диагностирования параметров пластичного микрошлифования кристаллов. Материалы конференции «V Юбилейная Школа Геомеханики», Польша, Устрань, 16-19 ноября 2001г.
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ
Теплова Татьяна Борисовна — аспирантка кафедры «Технология художественной обработки материалов», Московский государственный горный университет.
© Ю.А. Павлов, 2002
УЛК 621.9
Ю.А. Павлов
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СОВРЕМЕННЫХ КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ПРОЦЕССЕ ПОЛГОТОВКИ ИНЖЕНЕРОВ-ТЕХНОЛОГОВ ПО ХУЛОЖЕСТВЕННОЙ ОБРАБОТКЕ КАМНЕЙ И ЮВЕЛИРНЫХ МАТЕРИАЛОВ
ля достижения конкурентоспособности на отечественном и мировом рынке промышленные предприятия должны непрерывно повышать качество выпускаемой продукции, снижать ее себестоимость и сокращать сроки выполнения заказов. Приоритетность фактора времени обусловлена рядом причин: необходимостью
снижения сроков погашения кре-
дитов, а соответственно и их
стоимости; стремлением обогнать конкурентов при патентовании авторских прав на новую продукцию; потребностью захвата наиболее выгодных сегментов рынка для этой продукции.
Выполнение перечисленных требований к производству может быть достигнуто за счет развития предприятия по следующим направлениям: внедрение новых
эффективных производственных технологий и автоматизированного высокопроизводительного оборудования; использование интегрированных компьютерных систем для проектирования и подготовки производства промышленной продукции; увеличение организационной гибкости производства при использовании современных информационных и коммуникационных технологий.
Непрерывная модернизация промышленных предприятий возможна только при наличии квалифицированных специалистов различных профессий, способных решать поставленные сложные производственные задачи.
Московский государственный горный университет (МГГУ) с 1996 г. ведет подготовку дипломированных специалистов с квалификацией бакалавра техники и технологии по образовательному направлению 551600 - "Материаловедение и технология новых материалов", а также инженеров-технологов по специальности 121200 - "Технология художественной обработки материалов", специализирующихся на обработке облицовочных, поделочных и цветных камней. Квалификационная характеристика выпускников данного направления и специальности определена актуальными задачами развития камнеобрабатывающей, алмазно-бриллиантовой и ювелирной отраслей отечественной промышленности [ 1 ]. Промышленные предприятия этих динамично развивающихся отраслей, ориентированных на комплексную переработку минеральных ресурсов России, производят высококачественные архитектурно-строительные, технические, декоративно-художественные и ювелирные изделия, выполняют огранку алмазов и искусственных кристаллов. Кроме того, каждая из этих отраслей имеет предприятия по производству необходимого технологического оборудования, оснастки и инструмента, развивает собственную научную и проектно-конструкторскую базу.
При разработке основной образовательной программы по направлению подготовки дипломированных специалистов в области технологии художественной обработки материалов (00П-121200) большое внимание было уделено современным компьютерным технологиям, которые являются базовым средством модернизации промышленных предприятий.
Освоение компьютерных технологий в процессе обучения инженеров специальности 121200 базируется на тех же принципах, которые используются при соз-
дании и практическом применении программных продуктов. Основными принципами здесь являются: комплексность, систем-
ность, модульность и доступность.
Комплексный подход к организации компьютерной подготовки специалистов предполагает последовательное изучение студентами всех разделов современных информационных технологий. Для получения базовых знаний в данной предметной области они осваивают основы информатики, системы и языки программирования, информационные системы и базы данных, методы математического моделирования. В результате студенты должны уметь решать важнейшие практические задачи: алгоритмизации и программирования; настройки параметров операционных систем; действий с файлами; организации архивов; оформления текстовых и табличных документов; создания баз данных и формирования запросов к ним; решения систем уравнений с построением графиков. На 4-м семестре выполняется курсовая работа по дисциплине "Информационные системы и базы данных".
В дальнейшем студенты изучают основные технические и программные средства для компьютерного дизайна, конструкторско-технологического проектирования и подготовки производства промышленной продукции. Они должны владеть навыками работы с базовыми пакетами программ растровой и векторной графики, а также с комплексом программ САПР-АСТПП (СДО-СДМ), используемом при производстве декоративно - художественных и ювелирных изделий, в том числе на оборудовании с числовым программным управлением. В процессе изучения данных разделов информационных технологий студенты выполняют два курсовых проекта по дисциплинам "Основы технической эстетики" на 7-м семестре и "Компьютерные системы проектирования и подготовки производства художественных и ювелирных изделий" на 9-м семестре.
По выбору студентов дополнительно могут изучаться принципы построения локальных вычислительных сетей и их программное обеспечение, характеристики интерфейса, технологии просмотра и создания документов в сети Internet, а также методы создания сайтов пользователя средствами Web-дизайна.
Общий объем аудиторных занятий, выделенный в учебном плане на дисциплины, непосредственно связанные с информационными технологиями, составляет 510 часов. Это соответствует 12 % от суммарного объема учебного времени за 5 лет обучения (4131 час.). Дополнительные виды обучения в объеме 102 час. предусматривают более глубокое освоение программного обеспечения для систем компьютерной графики и дизайна. Таким образом, каждый студент имеет возможность осваивать компьютерные технологии в объеме 612 учебных часов. Важно отметить, что практические занятия, выполняемые непосредственно на компьютерах, составляют 50 % от объема учебного времени (без учета самостоятельной работы, например, при курсовом и дипломном проектировании).
Системный принцип предусматривает рассмотрение задач обучения компьютерным технологиям как единый процесс, ставящий своей целью практическое освоение современных автоматизированных систем технической подготовки и управления производством промышленных изделий. Такие автоматизированные системы ориентированы не на решение отдельных задач, а на интеграционные процессы дизайна, конструкторско-технологического проектирования, подготовки производства изделий различного назначения и управления этими процессами. На кафедре ТХОМ разработана концепция интегрированной компьютерной системы ART -CAD-CAM-PDM для проектирования и подготовки производства декоративно-художественных и ювелирных изделий [4].
Структура данной объектноориентированной системы показана на рисунке.
В систему ART входят несколько пакетов программ, предназначенных для создания, редактирования, визуализации и различных преобразований художественно-графических образов. Графические редакторы данной системы могут быть векторными, обеспечивающими линейную графику, или растровыми - для точечного представления изображений, выполненных в разных художественных формах (рисунок, живопись, фотография и т.д.). С использованием графических программ Corel Draw и ARC+Deco Design студенты разрабатывают модели декоративнохудожественных и ювелирных изделий, архитектурные или ин-терьерные композиции в процессе изучения комплексной дисциплины "Дизайн".
Система CAD позволяет выполнять интерактивное конструирование и расчет сложных изделий на основе их плоских или объемных (каркасных и твердотельных) графических моделей, а также готовить необходимую конструкторско-технологическую документацию. В учебном процессе
используются пакеты программ "Компас 5" и CAD ARC+ .
Система CAM - это программные средства, с помощью которых в режиме диалога на базе плоских или объемных моделей объектов разрабатывают маршрутные и операционные технологии, а также готовят технологическую документацию для их производства. Специальные программы рассчитывают траектории инструментов в процессе формообразования поверхностей этих изделий, задают режимы обработки и генерируют управляющие программы для станков с ЧПУ. В настоящее время в учебном процессе используются программы "Компас - Автопроект" и "Компас - ЧПУ".
Система PDM обеспечивает создание единого информационного пространства предприятия, в котором осуществляется управление процессами проектирования и подготовки производства, организуется электронный архив разрабатываемых проектов, автоматизируется формирование конструкторско-технологической документации, выполняются расчеты трудоемкости и необходимых материальных ресурсов для реализации проектов. Создание единой базы данных для выпускаемой продукции позволяет до-
Комплекс программных средств ART-CAD-CAM-PDM
полнительно решать различные производственные задачи, связанные, например, с маркетингом, снабжением, а также с техобслуживанием и ремонтом изделий в процессе эксплуатации. Наиболее доступной для учебного процесса является программа "Компас-Менеджер", предназначенная для управления процессом проектирования на уровне рабочей группы или отдела.
Интегрированная интеллектуальная система (ИнИС) представляет собой специально созданную программную оболочку, в среде которой накапливается прикладная база знаний пользователя ART-CAD-CAM. В ней реализованы средства для управления и отображения текущего состояния многоуровневого процесса художественного, технического и технологического проектирования конкретного вида изделий. Создание обобщенной параметрической модели объекта и формирование базы знаний его проектирования и изготовления осуществляется с помощью инструментальных программных CASE -средств, поддерживающих методологию разработки конкретного приложения с привлечением знаний и умений системных экспертов и специалистов - пользователей.
В настоящее время на кафедре ТХОМ ведется разработка следующих приложений интегрированной интеллектуальной системы художественного, конструкторско-технологического проектирования и подготовки производства: "Грань" - для кристаллов с произвольной формой огранки [2]; "Мозаика" - для мозаичных изделий [3]; "Рельеф" - для изделий с художественной резьбой; "Гравер" - для нанесения факсимильных изображений на поверхности изделия [5]; "Призма" - для изделий призматической формы; "Ротонда" - для изделий с формой тел вращения. Изучение основ искусственного интеллекта, ознакомление с принципами создания интеллектуальных систем и примерами приложений ART -CAD-CAM для различных видов
изделий создает основу для участия студентов (при выполнении дипломного проекта) в научной работе кафедры TXOМ.
Модульный принцип обучения компьютерным технологиям базируется на блочно-модульной структуре самих программных продуктов. Современные пакеты программ формируются в виде автономных модулей, каждый из которых выполняет определенные функции (например, программа Corel Paint предназначена для создания и редактирования растровых изображений, программа Corel Trace - для их векторизации и т.д.). Программный модуль, в свою очередь, представлен в виде взаимосвязанных блоков, решающих конкретные задачи (например, блок создания и редактирования плоских полигонов, блок быстрого построения пространства модели, блок создания видов и т.д.). Расчленение изучаемого пакета программ на функциональные модули и блоки способствует его лучшему освоению студентами, создает основу для
планирования учебных занятий, проведения промежуточного контроля выполнения задания, объективной оценки успеваемости по данной дисциплине.
Доступность программных
продуктов, осваиваемых студентами в процессе обучения, обеспечивается ориентацией кафедры ТХОМ на приобретение лицензионных прав пользования у разработчиков или официальных дистрибьюторов этих программ. В настоящее время имеются контракты с ОАО "Аскон" на передачу пакетов программ интегрированной системы "Компас 5", с фирмой "Би Питрон" (пакеты программ ARC+ и Deco Design), с ОАО "Топ Системы" (комплекс программных продуктов T-FLEX CAD), с ЗАО "Infars" (пакет AutoCAD) и другие соглашения. Приобретение лицензий позволяет гарантировать надежную работу программ, обеспечивает доступность к сопроводительной документации, возможность консультаций у опытных специалистов, получение учебно-демонстра-
ционных версий для индивидуального использования студентами на домашних компьютерах.
Применение системных компьютерных технологий в учебном процессе дает возможность: вести целенаправленную методическую работу по расширению использования имеющихся базовых программных средств во многих учебных дисциплинах (в том числе на смежных кафедрах); последовательно повышать уровень компьютерной подготовки студентов; осуществлять плановое развитие и модернизацию технических и программных средств, имеющихся в лаборатории компьютерного дизайна кафедры и компьютерных классах факультета ГЭМ; выполнять учебнонаучную работу с привлечением студентов, магистрантов и аспирантов; проводить циклы занятий со специалистами предприятий с целью повышения квалификации в использовании интегрированных компьютерных систем.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Морозов В.И, Павлов Ю.А. Многоуровневая подготовка специалистов для камнеобрабатывающих, гранильных и ювелирных производств. "Камень и бизнес", №1 (19), 2001. - С. 31-34
2. Павлов Ю.А., Ахрамов Д.В. Концепция компьютерной интегрированной технологической системы огранки кристаллов произвольной формы. Труды IV Международного конгресса "КТИ 2000", т.2. - М.: мГтУ "Станкин". - С. 92-94
3. Павлов Ю.А., Клюкин А.А. Интегрированная компьютерная система художественно-технического проектирования и подготовки производства мозаичных изделий. Меж-вуз. сб. научн. трудов "Новые материалы и технологии в сфере сервиса". - М.: МГУС, 2000. - С. 87-93
4. Павлов Ю.А., Манюшин Р.А, Шайкин П.К. Комплекс программных средств для создания и конструкторско-технологической подготовки производства художественных изделий. Горный информационно-аналитический бюллетень, № 6. - М.: Изд-во МГГУ, 1999. - С. 123-125
5. Павлов Ю.А, Миков И.Н., Дроздов В.И. Компьютерная технология и оборудоваие для художественного гравирования облицовочных и поделочных камней. Горный информационно-аналитический бюллетень, № 3. - М.: Изд-во МГГУ, 2000. - С. 199-204.
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ
Павлов Юрий Александрович— доцент, кандидат технических наук, кафедра «Технология художественной обработки материалов», Московский государственный горный университет.
