CC BY
10
где 5 - вид сырья; Ьу - выходу-й продукции из г-го вида отходов; ку - коэффициент возможной замены исходного сырья 5 отходом г-го типа в производстве у-й продукции; 1у5 - доля вторичных отходов; пу - доля отходов, используемая в источнике образования.
Рисунок 4 - Направления получения тепловой энергии
Использование приведенной формулы позволяет ранжировать территорию по целесообразности организации переработки вторичных древесных ресурсов.
Рациональное использование древесных ресурсов обеспечивает экономический и экологический эффект (полноценное участие лесопромышленного комплекса в смягчении антропогенного воздействия на окружающую среду и климат).
УДК 674: 658.512
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ УНИФИЦИРОВАННЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ДЕРЕВООБРАБОТКИ ПРИ АВТОМАТИЗИРОВАННОМ ПРОЕКТИРОВАНИИ
THE USE OF UNIFORM TECHNOLOGICAL PROCESSES OF WOOD PROCESSING IN COMPUTER AIDED DESIGN
Потылицын Д.А., Мелешко А.В., Романова С.С.
(Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика
М.Ф. Решетнёва, г.Красноярск, РФ) Potylitsyn D. A., Meleshko A.V., Romanova S.S.
(Reshetnev Siberian State University of Science and Technology, Krasnoyarsk, Russia)
Рассмотрены вопросы унификации технологических процессов деревообработки, представлена структурная схема унификации деревообработки.
The issues of unification of technological processes of woodworking are considered, the structural scheme of unification of woodworking is presented.
Ключевые слова: автоматизированное проектирование, деревообработка, унификация, технологический процесс
Key words: computer-aided design, woodworking, unification, technological process
В настоящее время одной из важнейших задач повышения эффективности промышленного производства является широкое использование систем автоматизированного проектирования технологических процессов (САПР ТП).
Для разработки САПР ТП необходимо создание модели объекта проектирования, отражающей основные свойства объектов предметной области и связи между ними. В машиностроении используют математические модели: структурно-логические (табличные, сетевые, перестановочные) и функциональные [1]. Для реализации процесса проектирования могут использоваться различные стратегии: линейная, циклическая, разветвленная, адаптивная, случайного поиска. С развитием информационных технологий дополнительно стали применяться объектная, семантическая модель предметной области [2, С.12], метод неслучайного систематического определения новых эффективных способов механической обработки [3, С.40].
Широкое применение САПР ТП нашло в машиностроении. В данной отрасли используются САПР ТП нескольких поколений, использующих различные методологии разработки. Программа «Автопроект» основана на использовании часто повторяемых технологических решений, хранящихся на различных уровнях иерархии: архивов групповых, типовых технологий, библиотек операций и переходов [4, С.12] , САПР ТП «Вертикаль» использует объектную модель проектирования [5, С. 28]. САПР ТП Timeline использует семантический метод проектирования [6, С.80]. При этом применяются и другие системы, интегрированные в PLM системы AutoCAD, Компас.
САПР ТП повышают эффективность труда проектировщика, качество проектирования за счет снижения трудоемкости, сроков проектирования, выполняет задачи проектирования с большим удобством и большей скоростью на основе унифицированных групповых и типовых технологических процессов (ТП).
Для деревообрабатывающих производств широко используются программы для автоматизированного проектирования отдельных этапов деревообработки. Например, расчет поставов для раскроя бревен, проектирование карт раскроя плитных материалов на прямолинейные и криволинейные заготовки, а также управляющие программы для станков с ЧПУ. При этом интегрированная САПР ТП деревообработки до настоящего времени не разработана. Это связано с широким сортиментом выпускаемой продукции (пилопродукция, столярно-строительные изделия, корпусная и мягкая мебель, комплекты деталей деревянного домостроения, лестницы, древесные плиты и др.) и использованием различных конструкционных материалов.
На кафедре технологии деревообработки продолжается работа над созданием комплексной САПР ТП для деревообрабатывающих производств. Предложена информационная модель технологии на базе реляционной модели данных, использующейся в современных СУБД [7]. Данная модель от-
ражает все технологические элементы различных иерархических уровней и связи между ними (рис.1). Выделены этап, стадия, операция, тип оборудования и связи между ними. Этап, как часть ТП, предусматривает характер и цель обработки материала, стадия конкретизирует (определяет) вид технологических воздействий на предмет обработки, с учетом характеристик сырья, операция определяет способ обработки древесины с учетом использующегося для этого инструмента, приспособления [8]. Данные характеристики, позволяют идентифицировать ТП при поиске соответствующего оборудования. Система включает в себя изделия, в которые могут входить детали из разных материалов (цельная, клееная древесина, ДСтП, МДФ и др.), различной конструкции.
Используя структурную схему технологии деревообработки (рис.1), разработана универсальная САПР ТП деревообработки, которая позволяет проектировать индивидуальные ТП с использованием принципов типовой и групповой унификации технологий. При этом система обеспечивает возможность проектировать индивидуальные ТП производства разнообразных видов продукции с использованием различного исходного сырья. Проектирование ведется не для отдельной детали, а для всего изделия в целом.
На следующем этапе разработки системы проектирования необходимо предусмотреть возможность хранения, поиска и использования разработанных комплексных технологических процессов в качестве исходного варианта. При проектировании технологии на основе унифицированных процессов необходимо предусмотреть исключение технологических элементов (этапы, стадии), которые не соответствуют исходным данным для проектирования. Для каждой стадии ТП должна быть возможность ее модификации с изменением варианта ее реализации и применяемого оборудования.
Рисунок 1- Структурная схема технологии деревообработки
Для реализации такого подхода предлагается унифицированный ТП хранить в базе данных (БД), связав с видом продукции, конструкцией, сырьем. При этом в модель технологии деревообработки включены дополнительные элементы: группы деталей, спецификация деталей и связи между ними (рис. 2). Эти элементы необходимы для выделения технологии изготовления отдельной детали или сборочной единицы из унифицированного ТП.
Для определенного вида изделий выделяются группы деталей и сборочные единицы, имеющие общие конструкторские и технологические признаки. Например, для филенчатой межкомнатной двери группы могут включать все детали, вертикальные и горизонтальные бруски обвязки, филенки, сборочные единицы коробки, дверного полотна и др. Детали могут входить в несколько групп в зависимости от выполняемой технологической операции на определенной стадии процесса. Группы могут отражать специфику конструкции изделия и вид обработки поверхности детали: филёнка с орнаментом, арочные элементы коробки и полотна и т.п.
Группы деталей целесообразно унифицировать с учетом вида продукции. Для каждого вида выпускаемой продукции определяются соответствующие группы деталей. Детали, входящие в спецификацию, связываются с группами, в которые они входят (рис. 2). При этом в унифицированном ТП для каждой операции указывается группа обрабатываемых деталей. Это позволяет контролировать процесс обработки деталей на уровне стадий.
Рисунок 2 - Структурная схема унифицированного технологического процесса деревообработки
Из-за многообразия видов продукции деревообрабатывающих производств возникает проблема поиска и использования, унифицированного ТП с учетом особенностей сырья, вида продукции, конструкции. Для этого предусмотрен поиск по критериям: вид сырья, вид продукции, конструкция изделия. Технологический процесс, соответствующий данным критерия поис-
194
ка, включает все возможные этапы обработки. Например, для изготовления продукции из массивной древесины комплексный ТП включает все этапы, начиная с распиловки пиловочного сырья.
Для исключения этапов, не требующих реализации в проектируемом процессе, используется дополнительный критерий отбора - характеристики сырья. Например, для сухого пиломатериала автоматически исключаются этапы раскроя бревен, сушки и окончательной обработки пиломатериала.
Для исключения стадий ТП в качестве критерия отбора используется группа деталей. Группы включены в типовой технологический процесс. При проектировании через связь группы и спецификации деталей определяются стадии, для которых имеются соответствующие детали. Остальные стадии исключаются из ТП. Например, если в конструкции дверного полотна имеются филенки с орнаментом, а в качестве сырья используется сухой пиломатериал, то в этом случае этапы раскрой бревен, гидротермическая обработка исключаются из технологического процесса. Также на этапе механическая обработка деталей предусмотрена реализация стадии фрезерования орнамента. В случае отсутствия в конструкции изделия филенок с рисунком, в спецификации деталей группа «детали с орнаментом» отсутствует и соответственно стадия обработки поверхности щитовой детали автоматически исключается.
Сформированный унифицированный технологический процесс может быть модифицирован за счет корректировки выбора типа и марки деревообрабатывающего оборудования. Для этого может использоваться адаптивно-циклической стратегия проектирования [9], включающая применение различных критериев выбора оборудования из всего набора допустимых вариантов, включенных в базу знаний. При этом рассматривается как простейшее оборудование легкой серии (фрезерное, фуговальное, торцовочное и т.п.), так и специализированные станки тяжелой серии с ЧПУ, применяемые для производства деталей, сборочных единиц (двери, окна, стулья, мебель, лестницы и др.).
Таким образом, с учетом связей между технологическими элементами, включенных в базу знаний САПР ТП, из комплексного унифицированного ТП при реализации запроса определяются только те этапы и стадии, которые соответствуют критериям поиска. Формируется индивидуальный ТП, который обеспечивает выпуск продукции из заданного сырья с учетом всех технологических операций, необходимых для изготовления изделия.
Дальнейшая разработка интегрированной САПР ТП деревообработки связана с реализацией возможности корректировки ТП на уровне стадий, с изменением методов реализации стадий, выбором операций и включением нового оборудования.
Разработанная схема унифицированного технологического процесса деревообработки и методология ее применения позволяет использовать комплексный унифицированные ТП в САПР ТП для проектирования как типового, так и индивидуального ТП.
Список используемых источников
1. Акулович, Л.М. Компьютерное проектирование и САПР технологических процессов: пособие. Минск: БГАТ, 2009. 200 с.
2. Андриенко А. Вертикаль - новое поколение технологических САПР: объектный подход // САПР и графика. 2005. № 6. С. 12-14.
3. Жетесова Г.С., Юрченко В.В., Никонова Т.Ю., Иванов С.С., Кибеко А.С. Исследование и анализ САПР ТП машиностроительного производства // САПР и моделирование в современной электронике. Брянск, 2018. С.40-49.
4. Андриченко А. КОМПАС-Автопроект: скорость и эффективность технологического проектирования // САПР и графика.2002. № 9. С.12-15.
5. Шувалов П.Новая САПР ТП ВЕРТИКАЛЬ // САПР и графика.2018. № 9. С.28-32
6. Андриченко А. Timeline - новое поколение технологических САПР. Семантический подход // САПР и графика.2011. № 11.С. 80-84.
7. Ченцова Т.С., Романова С.С., Мелешко А.В. Модификация структурной схемы технологии изготовления фасадов мебели сложной формы // Актуальные проблемы лесного комплекса. 2018. № 52. С. 53-57.
8. Информационные технологии в лесном комплексе. Автоматизированное проектирование технологических процессов деревообработки: методические указания по выполнению лабораторных работ для студентов специальности 250403.65 и направления подготовки 250400.62 очной, очной сокращенной, заочной, заочной сокращенной форм обучения./ А.В. Мелешко, С.С. Романова. Красноярск: СибГТУ, 2011. 25 с.
9. Волков С.А. Системы автоматизированного проектирования технологических процессов: учеб. пособие для вузов. Рыбинск: академия им. П.А. Соловьева: РГТА, 2005. 121 с.
УДК 674.028.9
КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ПЕРЕКЛЕЙНОЙ ДРЕВЕСИНЫ
STRUCTURAL AND TECHNOLOGICAL ASPECTS OF MANUFACTURING PRODUCTS FROM PLYWOOD WOOD
Чернышев А.Н., Послухаев М.А.
(ООО ХК «Мебель Черноземья», г. Воронеж, РФ) Chernyshev A.N., Posluhaev M.A.
(a limited liability holding company "Furniture of Chernozem region", Voronezh,
Russia)
Рассмотрены вопросы по применению на практике оптимальных соотношений размеров клееных делянок, узлов и сборочных единиц с целью повышения формоустойчивости изделий
Questions on application in practice of optimal proportions of the sizes of glued plots, units and Assembly units for the purpose of increase of form stability of products are considered
Ключевые слова: форма, размер, делянка, конструкция, древесина Keywords: shape, size, plot, construction, wood
Кафедра механической технологии древесины ВГЛТУ в течение многих лет успешно сотрудничает с целым рядом промышленных предприятий РФ, решая технологические задачи различной направленности.
