CC BY
146
УДК 621.833
ПРИМЕНЕНИЕ ПАРАМЕТРИЗАЦИИ ПРИ РАЗРАБОТКЕ КОНСТРУКТОРСКОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ
А.Д. Иванов, О.А. Ямникова
Рассмотрен процесс разработки конструкторской документации и рассмотрены способы снижения времени разработки и количества ошибок при проектировании конструкторской документации на этапах разработки эскизного и технического проектов. Рассмотрены типы параметризации в САПР и проанализировано какие из типов параметризации целесообразно применять при разработке конструкторской документации.
Ключевые слова: Системы автоматизированного проектирования, конструкторская документация, параметризация.
В настоящее время большое количество отраслей науки и техники компьютеризируются, и происходит перенос достаточно большого количества задач с ручного выполнения на выполнение с использованием ЭВМ. Не стал исключением и процесс разработки конструкторской документации.
Для сокращения сроков разработки конструкторской документации и уменьшения ошибок при проектировании все больше предприятий используют различные компьютерные системы, в том числе и системы автоматизированного проектирования. Сокращение сроков разработки конструкторской документации позволит уменьшить затраты на ее разработку и ускорить процесс перехода к серийному выпуску изделия.
В настоящее время не все возможности САПР, позволяющие ускорить процесс разработки конструкторской документации, активно используются. Проанализируем процесс разработки конструкторской документации для выявления возможностей САПР, позволяющих ускорить этот процесс.
Процесс разработки конструкторской документации можно разделить на пять стадий (рисунок) [1].
1. Техническое предложение - на этой стадии происходит подбор материалов и разработка, рассмотрение и утверждение технического предложения.
2. Эскизный проект - разработка, рассмотрение и утверждение эскизного проекта, изготовление и испытание материальных макетов или разработка и анализ электронных макетов.
3. Технический проект - разработка, рассмотрение и утверждение технического проекта, изготовление и испытание материальных макетов или разработка и анализ электронных макетов.
Задание на разработку
Структурно-функциональная схема процесса разработки конструкторской документации
4. Рабочая конструкторская документация опытного образца - разработка конструкторской документации для изготовления и испытания опытного образца, изготовление и предварительные испытания опытного образца, корректировка конструкторской документации по результатам изготовления и предварительных испытаний опытного образца, приемочные испытания опытного образца, корректировка конструкторской документации по результатам приемочных испытаний опытного образца.
5. Рабочая конструкторская документация серийного производства - изготовление и испытание установочной серии, корректировка конструкторской документации по результатам изготовления и испытания установочной серии.
Исходя из представленной структурно-функциональной схемы можно сделать вывод, что САПР целесообразно применять на этапах разработки эскизного и технического проектов и на этапах разработки конструкторской документации опытного образца и серийного производства. Так как процесс разработки КД является итерационным на этапах разработки эскизного и технического проектов, целесообразно использовать параметрическое моделирование.
Рассмотрим способы снижения времени разработки и количества ошибок при проектировании конструкторской документации на этапах разработки эскизного и технического проектов. Одним из способов являет-
ся применение унификации как всего изделия, так и его узлов.
При анализе конструкции изделий можно разделить все использующиеся детали на 3 группы [2].
1. Детали, общие для всех или многих машин. Детали этого вида обычно стандартизованы. Все стандартизованные детали являются унифицированными.
2. Детали, отличающиеся между собой по конструктивным параметрам и размерам, но имеющие общность технологических задач. Детали такого вида унифицированы.
3. Специальные детали, присущие только данному виду оборудования.
На практике при применении САПР унификация реализуется с помощью такого инструмента как параметрическое моделирование.
Параметрическое моделирование - это моделирование с использованием назначенных параметров элементов модели и соотношений между этими параметрами. [3]
Параметрическое моделирование существенно отличается от обычного двухмерного черчения или трёхмерного моделирования. При параметрическом моделировании создается математическая модель объекта с параметрами, при изменении которых происходят изменения конфигурации детали, взаимные перемещения деталей в сборке и т. п.
Параметризация обычно доступна в САПР среднего и тяжёлого классов.
Параметризация делится на четыре типа: табличную, иерархическую, вариационную и геометрическую [4].
Табличная параметризация заключается в создании таблицы параметров типовых деталей. Создание нового экземпляра детали производится путём выбора из таблицы типоразмеров.
Иерархическая параметризация (параметризация на основе истории построений) заключается в том, что в ходе построения модели вся последовательность построения отображается в отдельном окне в виде «дерева построения». В нем перечислены все существующие в модели вспомогательные элементы, эскизы и выполненные операции в порядке их создания.
Вариационная или размерная параметризация основана на построении эскизов (с наложением на объекты эскиза различных параметрических связей) и наложении пользователем ограничений в виде системы уравнений, определяющих зависимости между параметрами.
Геометрической параметризацией называется параметрическое моделирование, при котором геометрия каждого параметрического объекта пересчитывается в зависимости от положения родительских объектов, его параметров и переменных.
При разработке конструкторской документации целесообразно
применять табличную и размерную параметризации. Табличную параметризацию стоит применять для создания таблицы типоразмеров деталей, являющихся стандартными для конкретного предприятия, но не вынесенных в стандартные библиотеки. Создание таких типоразмерных таблиц поможет значительно сократить сроки разработки и количество ошибок при повторном использовании этих деталей.
Размерную параметризацию следует применять при разработке деталей, которые с высокой степенью вероятности будут изменяться при доработке КД. Использование размерной параметризации позволяет свести к минимуму затраты на изменения деталей при внесении корректировок в КД. С помощью наложения на деталь или сборку параметрических ограничений можно добиться автоматического перестроения всей сборки при изменении одного из параметров. Таким образом, при внесении корректировок не нужно перестраивать всю сборку целиком, а достаточно внести изменения в один или несколько параметров, после чего сборка перестроится автоматически.
Использование параметризованных деталей может значительно повысить показатель унификации изделия, что позволит сократить время разработки и количество ошибок при проектировании. Параметризация является очень мощным инструментом, который может достаточно сильно повлиять на процесс разработки конструкторской документации, но в настоящее время параметризация достаточно редко используется в реальном производстве. В связи с этим появляется задача разработки методологии обучения работе с параметризацией в САПР, которая поможет увеличить частоту использования этого инструмента при разработке конструкторской документации.
Список литературы
1. ГОСТ 2.103-68 [Электронный ресурс] // Каталог государственных стандартов ГОСТ. URL: http://www.gostbaza.ru/?gost=5531 (дата обращения: 04.05.2014).
2. Академик [Интернет-портал]. URL: http://investments.academic.ru/ 1445/%D0%A2%D0%B5%D1%85%D00/oBD0/oD00/oBE0/oD00/oBB%D0%BE% D0%B3%D0%B8%D1%87%D0%B5%D10/o810/oD00/oBA0/oD0%B8%D0%B9_ %D0%BF%D 1 %80%D0%BE%D 1 %86%D0%B5%D 1 %81 %D 1 %81 (дата обращения: 04.05.2014).
3. cadregion.ru [Интернет-портал]. URL: http://cadregion.ru/kompas-3d/parametricheskoe-modelirovanie-v-sapr-kompas-3d.html (дата обращения: 04.05.2014).
4. Малюх В.Н. Введение в современные САПР. Курс лекций М.: ДМК Пресс. 2010. 192с.
Иванов Алексей Дмитриевич, асп., Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Ямникова Ольга Александровна, д-р техн. наук, проф., Россия, Тула, Тульский государственный университет
APPLICA TION PARAMETRIZA TIONS IN THE DEVELOPMENT OF DESIGN
DOCUMENTATION
A.D. Ivanov, O.A. Yamnikova
The process of development of the design documentation and discussed ways to reduce the development time and the number of errors in the design stages of the design documentation for the development of conceptual and technical projects. The types of parameterization in CAD and analyzed what type ofparameterization is useful for a development of design documentation
Key words: Computer-aided design, design documentation, parameterization.
Ivanov Alexey Dmitrievich, postgraduate, Russia, Tula, Tula State University,
Yamnikova Olga Aleksandrovna, doctor of technical science, professor, Russia, Tula, Tula State University
УДК 621.833.3
МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИНАМИКИ ПРИВОДА ТРАНСПОРТНОГО
ДВИЖЕНИЯ АВТОМАТИЧЕСКИХ РОТОРНЫХ ЛИНИЙ
В. А. Крюков
Исследованы статика и динамика привода транспортного движения автоматических роторных линий. Основное внимание уделено вопросу существования и единственности решения уравнений движения. Приведены примеры фазовых траекторий для привода с двумя редукторами.
Ключевые слова: привод, червячная передача, динамика.
Одним из важнейших элементов любой технологической машины, в том числе и автоматической роторной линии (АРЛ), является привод. Привод АРЛ представляет собой сложную взаимосвязанную механическую систему, обеспечивающую рабочие движения инструмента и транспортные движения предметов обработки [1]. Для упрощения решения задач динамики такой привод обычно разделяют на две отдельные системы, рассматриваемые отдельно [2, 3]. При этом моменты на валах рабочих машин, оп-
528
