CC BY
91
УДК 658.512:621.9.06-229.3
ОРГАНИЗАЦИЯ ДИАЛОГА САПР СТАНОЧНЫХ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ
В.А. Тимирязев, В.Г. Астахов
Московский государственный технологический университет «СТАНКИН» Представлена членом редколлегии профессором В.И. Коноваловым
Ключевые слова и фразы: диалог; информация; приспособление, регламент.
Аннотация: Описан процесс подготовки информации, которую необходимо подать на вход, и получаемой на выходе системы автоматизированного проектирования станочных приспособлений. Ввод-вывод информации осуществляется на основе диалога, который регламентируется самой задачей. Соблюдение требований, изложенных в настоящей статье, позволяет быстро и эффективно осуществлять проектирование приспособлений и получать комплект конструкторской документации станочного приспособления.
В МГТУ «СТАНКИН» в течение многих лет ведется работа по созданию программного обеспечения для конструкторско-технологических отделов предприятий и организаций. Одним из направлений данной работы является создание программ для автоматизированного проектирования технологической оснастки.
Сущность работы системы САПР/СП определяет заложенная в нее методология автоматизированного проектирования, которая реализуется в диалоге с персональным компьютером. Система обеспечивает проектирование станочных приспособлений в диалоговом режиме согласно следующим процедурам:
- определение и максимальное уточнение технологической задачи проектирования приспособления для достижения требуемой точности обработки на конкретной технологической операции;
- представление обрабатываемой детали в виде пространственной 3D-модели и ее анализ на технологичность;
- выбор схемы базирования, комплекта технологических баз и направления приложения силового замыкания для закрепления детали, обрабатываемой на проектируемом приспособлении;
- выбор конструкции опорных и ориентирующих элементов приспособления, а также элементов механизма закрепления;
- выбор базовой детали (базовых элементов) приспособления и схемы ее закрепления на столе или на шпинделе станка с учетом конструктивного исполнения рабочих поверхностей стола станка или шпинделя;
- формирование общей компоновки приспособления путем выбора необходимых промежуточных базовых деталей; синтез конструкции приспособления;
- расчет приспособления на точность и на усилия закрепления, разработка технических требований на изготовление приспособления;
- создание трехмерной модели приспособления;
- составление спецификации приспособления в соответствии с разработанной компоновкой.
Система автоматизированного проектирования должна осуществлять разделение функций между ЭВМ и конструктором [1]. Ввод-вывод информации осуществляется на основе диалога, который строго регламентируется самой задачей. Модель диалога строится на основе описаний входного и выходного интерфейса. На рис. 1 представлена структурная схема необходимой входной информации, используемой для автоматизированного проектирования приспособлений.
Согласно приведенной схеме всю входную информацию можно разделить на две части: конструкторская информация, которая включает геометрические и качественные параметры изготавливаемой детали; характеристики технологического процесса, которые включают применяемое оборудование, инструмент и режимы обработки. Задачи конструктора в данном случае заключаются в подготовке и анализе входной информации и ее вводе в ЭВМ. Учитывая, что диалог конструктора с ЭВМ представляет собой регламентированный обмен информацией [2], перед разработчиками САПР возникает задача создания входного и выходного интерфейса программы, предназначенного для решения конкретных конструкторских задач. Разработка регламента обмена информацией является определяющим и наиболее трудоемким этапом создания проблемно-ориентированных программ, для разработки которых целесообразно применять высоко квалифицированных конструкторов оснастки. Диалоговое окно для проектирования быстросъемной шайбы механизма закрепления заготовки, входящей в конструкцию приспособления, представлено на рис. 2. В данном случае имеет место наглядный пример прямого диалога, когда геометрические параметры проектируемого изделия в начале выводятся в соответствии с начальными условиями и выполненными расчетами, а затем могут быть приняты или изменены по решению конструктора. Намного более проблематичным является создание интерфейса для ввода неаприорной информации, которая должна учитывать особенности реализуемой задачи, и именно в этом случае для реализации задачи должен подключаться опытный конструктор. Такой интерфейс обеспечивает возможность оценивать значимость параметров, их размерность, структуру ввода-вывода данных программы.
При реализации выходного интерфейса следует учитывать вид информации. Получаемая промежуточная информация предназначена для анализа и поиска дальнейших решений при проектировании приспособлений. Выходная информация используется для формирования выходной документации - создания требуемого документооборота. Т ак, например, на рис. 3 представлены результаты расчета сил закрепления заготовки. Поля вывода определены при постанове задачи и соответствуют общему алгоритму задачи проектирования станочных приспособлений. При расчете сил закрепления указываются точки их приложения и направления, а также значения сил резания и моментов, действующих на обрабатываемую заготовку. Силы резания вычисляются по зависимостям, прописанным в информационной базе программы.
Выходная документация для изготовления приспособлений формируется на основе требований ГОСТ и представляет собой комплект чертежей, спецификаций и описаний приспособления. Эта документация формируется в виде копии на бумажных носителях, а также в виде электронной версии, предназначенной для использования в системах документа оборота предприятия.
Оценка параметров процесса автоматизированного проектирования приспособлений осуществляется на основании показателей качества, с учетом оценки точности выходных показателей системы. В случае разработки САПР/СП возможно оценка достоверности выдаваемой системой конструкторской документации. И в этом случае диалог приобретает такое же важное значение, как и сам алгоритм расчета. Ошибки при вводе информации могут привести к неудовлетворительному качеству работы всей системы, а также к получению брака в конструкторской документации.
Во многих практических приложениях критерии оценки выбирают на основе интуитивного представления о целевом назначении оцениваемого параметра [1].
Информация об обрабатываемой заготовке
Задачи обработки на операции
Общие свойства Общие элементы Информация об организации Режимы
заготовки заготовки технологической операции обработки
Режущий
инструмент
Масса 0,3 кг
Материал Ст. 12Х18Н10Т
Метод получения заготовки Точение из круглого проката
Расположение главной системы координат
Форма детали 3Б-модель
Шероховатость Ка 2,5
1 .Операция вертикальнофрезерная 2. Операционный эскиз обрабатываемой детали
Информация о конструкторской документации
S = 0,2 м/мин п = 600 об/мин
База данных справочной информации
Фреза 0 0,8 мм из быстрорежущей стали ГОСТ 4010-77
База данных режущего инструментов
Источник входной информации
Источник входной информации
Рис. 1. Структурная схема входной информации для автоматизированного проектирования приспособлений
988
ВБЫ 0136-5835. Вестник ТГТУ. 2007. Том 13. № 4. ТгашасНош Т8Ш
Рис. 2. Диалоговое окно проектирования шайбы
Файл Правка Вид £ервис Помощь
щ % |<їУ ' j ] ш tii -а
Имя Значение 1 Наименование
Pz 130 | Сила закрепления, Н
Prim Соответствует требованиям эргономики Примечание
Аля получения справки, нажмите FI NUM
Рис. 3. Результат расчета сил закрепления
В настоящее время разработаны теории автоматизации выбора как критерия оценки, так и ее реализации [2]. Такие системы построены на основе нейронных сетей. Согласно этому возможно встраивание алгоритмов оценки параметров уже в интерфейс приложения. Современные аппаратные средства позволяют с успехом реализовать подобную структуру. Усложнение алгоритма задачи не приведет к существенному увеличению дополнительных затрат на разработку, так как система оценки параметров на базе нейронных сетей может быть реализована на основе отдельного модуля.
Разработка диалога пользователя с ЭВМ осуществляется с использованием библиотек, входящих в состав инструментальных средств, заложенных в разработанную САПР/СП, как это представлено на рис. 2 и 3. В состав библиотек входят базы данных по различным элементам приспособлений (по корпусам, прихватам, ориентирующим элементам и др.) Все это позволило в разработанной САПР сократить время создания проектирования приспособлений до минимума.
Таким образом, разработанная САПР/СП с расширенным диалоговым интерфейсом позволяет быстро и эффективно осуществлять проектирование при-
способлений и получать комплект конструкторской документации станочного приспособления.
Список литературы
1. Андреев, Г.Н. Проектирование технологической оснастки машиностроительного производства : учеб. пособие для вузов / Г.Н. Андреев, В.Ю. Новиков, А.Г. Схиртладзе. - М. : Высшая школа, 2001. - 416 с.
2. Артемьев, В.И. Организация диалога в САПР / В.И. Артемьев, В.Ю. Строганов ; под ред. А.В. Петрова. - М. : Высшая школа, 1990. - 158 с.
Organization of CAD Dialogue for Machine-Tool Devices V.A. Timiryazev, V.G. Astakhov
Moscow State Technological University «STANKIN»
Key words and phrases: device; dialogue; information; maintenance.
Abstract: The paper deals with the process of preparing data, which is to be input and output in the system of automated designing of machine-tool devices. Input and output of information is based on the dialogue, which is regulated by the task itself. Meeting the requirements stated in the given paper enables to design devices quickly and efficiently and produce a set of designing documents for machine-tool devices.
Organisierung des Dialoges SAPR der Werkzeugmaschinen
Zusammenfassung: Es ist das Prozess der Informationvorbereitung, die auf Eingang gegeben werden muB, und das erhaltene auf Ausgang System der automatisierte Projektierung der Werkzeugmaschinen beschrieben. Eingang-Ausgang der Information wird aufgrund des Dialoges verwirklicht. Die Beachtung der Forderungen dieses Artikels erlaubt schnell und effektiv die Projektierung der Einrichtungen zu verwirklichen und die Sammlung der Konstruktordokumentation der Werkzeugmaschinen zu erhalten.
Organisation du dialogue CAO des dispositifs des macinnes-outils
Resume: Est decrit le moyen de la preparation de l’information necessaire a transmettre a la sortie et qui est regue a l’entree du systeme de la conception automatisee des dispositifs des machines-outils. L’entree et la sortie de l’information sont effectuees a la base du dialogue qui est reglemente par le probleme. Le respect des exigences exposees dans cet article permet de realiser vite et efficacement la conception des dispositifs et d’obtenir un complexe de documentations pour la construction des dispositifs des machines-outils.
