CC BY
9
УДК 621.7.044: 658.512.011.56
В.В. Третьяк, В.Д. Сотников, С.В. Худяков, А.С. Федорова
Национальный аэрокосмический университет им. Н.Е. Жуковского «ХАИ», Украина
ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИНТЕРАКТИВНОГО ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА КЛАССИФИКАЦИИ ЛИСТОВЫХ ДЕТАЛЕЙ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИМПУЛЬСНЫМИ ТЕХНОЛОГИЯМИ
Представлены возможности интерактивного программного комплекса классификации листовых деталей для их изготовления импульсными технологиями. Рассмотрены особенности разработки новых математических методов для программного обеспечения, способного решать задачи классификационной обработки данных импульсных технологий. Представлена общая схема проектирования импульсных методов. Указаны позиции задач, решаемых программным комплексом. Представлена общая последовательность работы модулей программного комплекса. Представлена таблица определения названий деталей по их конструкторско-технологическим признакам. Рассмотрен общий состав экранных форм на входе и выходе программных модулей. Сделаны выводы о возможности внедрения программного комплекса на промышленных предприятиях:, использующих методы получения листовых деталей.
Ключевым слова: интерактивный программный комплекс, импульсные технологии,, классификационная обработка данных, конструкторско-технологические признаки.
Введение
Традиционно, из-за сложности физики протекающих процессов, разработка новых импульсных технологических процессов сопровождалась большим количеством экспериментов, что требовало значительных затрат времени и ресурсов[1].
При проектировании технологии вручную, а затем изготовлении детали этими способами зачастую из-за недооценки параметров конструкторско-технологических признаков, деталь часто получалась бракованной.
Традиционные методы описания конструк-торско-технологических признаков деталей, получаемых импульсной штамповкой не приемлемы для данного способа получения детали.
Это потребовало разработки принципиально нового метода описания сложных деталей и математических методов, и программных средств для их реализации.
1. Цели и задачи программного комплекса
Целью программного комплекса является: разработка программного обеспечения, позволяющего обрабатывать многофакторную информацию о листовых деталях, изготавливаемых импульсной технологией для ее дальнейшего использования при автоматизированном проектировании перспективных импульсных технологических процессов.
С помощью программного комплекса можно осуществить создание базы данных листовых деталей с новой математической моделью [2], где листовая деталь представлена в виде конструк-торско-технологических признаков [3].
Задачей программного комплекса является разработка классификатора листовых деталей, подготовка информационных массивов классификационной обработки данных программным комплексом КОД-Т [4] и другими программами, использующими классификационную обработку данных, определение статистик и диапазонов доверительных интервалов конструкторско-технологических признаков с целью разработки рекомендаций по проектированию технологических процессов изготовления новых сложных бездефектных листовых заготовок деталей импульсными способами.
На рис.1 представлена общая схема проектирования технологических процессов импульсных технологий. Исходной информацией служит чертеж детали с техническими требованиями.
Программа служит средством формирования базы данных и массивов признаков таблиц эмпирических данных (ТЭД) для комплекса КОД-Т. Основной задачей комплекса является выполнение классификации деталей и определение диапазонов допустимости конструкторско-технологических признаков на новых выборках.
© В.В. Третяк, В. Д. Сотников, С.В. Худяков, А.С. Федорова, 2016 - 166 -
Для обнаружения закономерностей используется априорная информация относительно конструкторско-технологических признаков деталей.
С помощью интерактивного программного комплекса также проводится оценка полноты и противоречивости опытных знаний.
В комплексе последовательно описываются конструкторско-технологические признаки детали (рис. 1, поз. 1).
Далее производится непосредственно классификационная обработка данных (поз. 2), методов обработки (поз. 3), схем штамповки (поз. 4), непосредственно технологических процессов (поз. 5) и штамповой оснастки (поз. 6).
Рис. 1. Общая схема последовательности проектирования импульсных технологий
На рис.2 представлена общая последовательность подготовки данных в программном комплексе для классификации данных и выдачи
технологических рекомендаций при разработке новых импульсных технологий.
Разработка математической модели детали ■ как объекта в виде констркуторско-технологических признаков
Подготовка обучающей выборки ( ТЭД )
Рекомендации и ограничения на выбранное решение
Анализ бинарного графа и оценка ТЭД в вершинах бинарного графа
Анализ ТЭД и построение бинарного графа
Рис. 2. Общая последовательность работы модулей интерактивного программного комплекса
Для создания базы данных использован объектный подход для описания детали, метода ее обработки, схемы штамповки и штамповой оснастки. Информационная модель детали представляется в аспектах: план, сечение,
форма [3], которые в свою очередь имеют свою декомпозицию признаков .
По составу элементов (дно, стенка, фланец) и их характеристикам (рис.3) определяется тип детали и ее название.
№ Элемент плоские мелкие средние глубокие удлиненные
1. Дно жесткости обтекатели днища полупатрубки
2. Фланец фланцы торы окантовки
3. Дно+фланец мембраны полупатрубки
4. Стенка+дно+ фланец тарелки чаши купола гильзы
5. Стенка+дно донышки днища стаканы обшивки
6. Стенка+фланец окантовки окантовки лотки лотки
7. Стенка кольца обечайки патрубки
Рис. 3. Определение типа детали по составу элементов
Для определения элементов технологических процессов используется структурно-аналитический метод распознавания образов .
По предложенному методу декомпозиции конструкторско-технологических признаков в программе наполнена опытная выборка деталей . Программа позволяет подготавливать массивы данных классификационной обработки данных программой КОД-Т, проводить статистический анализ полученных данных при определении их достоверности и выдачи технологических рекомендаций для бездефектного их изготовления .
Также программный комплекс позволяет по конструкторско-технологическим признакам
ласеификагор листовых дстале
деталей определять элементы технологического процесса (число переходов и термообработок) и сформировать картину деформационного поля для деталей типа «Жесткости».
2. Общий состав меню интерактивного комплекса
На рис. 4. представлена экранная форма глав-ного меню программы.
Основные модули программы представлены следующими экранными формами меню: файл, поиск, настройка, ТЭД, классификатор, массивы, статистика дерева, статистика ТЭД, графика, база, каталог, оборудование и «О программе» .
Файл Поиск Настройка ТЭД Классификатор Пассивы Статистика дерева Статистика ТЭД Граф»*а База Каталог Оборудование О программе Рис.4. Экранная форма главного меню программного комплекса
Меню «Файл», «Поиск» и «Настройка» предназначены для настройки программы: выбора редактируемого файла, редактора текста (в том числе с использованием поиска и замены данных блоков текстовой информации), настойки цвета и шрифта используемой информации в многострочном редакторе в форме главного меню программы .
С помощью меню «ТЭД» пользователь может быстро сформировать ТЭД (таблицу эмпирических данных) для комплекса КОД-Т, используя заранее подготовленную базу данных КТП (конструкторско-технологических признаков) листовых деталей, помещенную в каталог «База» — базу данных интерактивного комплекса (рис . 5) .
На рис . 6 представлена экранная форма для ввода данных для классификационной обработки данных и анализа конструкторско-технологической информации сложных листовых деталей.
На рис.7 представлена форма пункта меню, предназначенного для просмотра результатов классификации новой ТЭД. Результатом работы этого пункта является сформированный файл классификации деталей по графу, полученному комплексом КОД-Т. В этом пункте меню представлена общая статистика ТЭД по классам, статистика по вершинам и фильтр достоверности данных по любой из вершин технологического графа.
ИВПИЖП ОШВМ Выкад
0.3508635. 0.8345 0 31 6.6364 0 6063 0 0.0211 00189 0 84.4. 0. 0.160.180. О О 100. 1. 0.2311 586. 0.9727 О 31 0.6364 0 6063 a 0.0035 0 0034 0 87. 4 0. О 150.180. а О 180. 2. 0.1853657. 0.916301 ЭЛ. 0.6364 0 0061 0100620.01 O.OD91 о. та 4. о. а i ва iea о а 160. 3. 0.16ES 743. 0.97Б8 0 30. 0.6364 О GC54 0.004 J 0.0Ü41 0 004 0. 86. 4. 0. СП 80 1 80. 01 0.1ЕО. 4
о.г;г??гз.о.агкб ЗО.ОЕЭЫ0.00550 0.Л73 0.[>1Е50 оэ.4 о.о ™ iso.o о ieo. s
0.31 Л 723. 0.9232 а 31 0.6364 000550.0.0149 0 0137 0 93.4.0. 0.160.180. а 0 180. 6.
О ЗОЛ 958.0 9353 0. 30. О 6364 ОI»« 0.0075 О ООЙ 0 0021 0 84.4 0 0.180.180, О Л 1 SO. г
0.23П г «1 0.9229 а за. о 6364 шюб1 oi о возе aacsi а 83; 4. Q 0.1Ю. 1 «Q OL О1 во. &
o.jiл бгг.е.явдо зт.ннчосмао.ивзаосво. 79. »с. шва да в.о ms
0.7378846. 0.8В53 О 31 0.6364 0 6047 0. 0.0267 OB236 0 87.4 0.0 1 80.180. 0 0 180. 10. 0.304 733.19072 0. 30. 06364 0.0065 0.101 ОБ 6.6096 0. 32.1. 0.1 130 1 30 О. 0.180.11 0.35S2 726. 0.8673 а 30. 0.6364 0 0055 0. 0.0175 00162 О 03.4. 0.0 180.180.0 0 180.12.
.«I. §
Число строк п'-'^
Ф айп датык ТЭД ]D ЛКлэссиФикап-ор 111 \База\0КТР„. dal Число строк ТЭ Д 126П Число переменных ТЭД
файл жителя | Ф^Пйаннык учителя ¡ОЛКлассификатар 111\Ea3aV2aggL.dat
Число строк учителя Число
Номгр признака учителя i и учителя [д
Файл шкал [ Файл примаков ТЭД |DЛКлассифмкагор 111 SBaaa \ижаяы<М Число признаков Fg
Число признаков новой ТЭД f;o
Макс чюло строк новой ТЭД |2®0
Число признаков в строке ТЭД FT" Число признаков встраке учителя Чмсло признаков в строке шкал ¡14
Рис. 5. Экранная форма меню формирования ТЭД
Рис. 6. Экранная форма для ввода конструкторско-технологической информации о листовых деталях для работы в
меню «Массивы» и «Базы»
Число признаков |з Число строк 1200 NiN ::ерШИНс Сумма U Класса Число-- Класс- | ¡№№1 |Мл ерьанее |Ма*
1 4 1 5 2 2 1 -iL (.0218 0,20937590: : о,зэп
1исло классов fV г 7 1 0 6 г _\>_ 622 952,144570' :2206
.......... 3 3 5 1 1 3 7 3 0,537! 0,3395771080.3939
4 9 10 3 10 1 4 _Ь1_ 0 0 0
Загрузка Файлов 5 1С 2 0 3 1 5 5 1S 35 55421 SIE 45
G 12 4 1 e 6 Л. 0.4441 0,62927710ED.B6S7
f 13 25 s 25 5 Г J_ вши 0.003S3493S 0,0054
Число лее читали S 15 12 4 Ii 1 а _(_ 0 0.00429753t:0.ü2l2
Подсчет числа вершин вершин | вершин [22 э 16 Э Э 5 Э (1 0 0,00670240; 0,053
JO 17 1t ! 14 6 10 .12. 0 000580181S ;о.озта
11 18 3 1 4 2 5 11 Ьо 0 0.Ю143Л12С 0.0357
Общая статилика 12 ZI 7 г С 5 1 12 Ж 8 75.54216Й7 36
] 13 22 4 1 1 13 _Tmal_ 2 3,92771 084; :4
г Статистика дерева 14 24 2 i 5 14 _к1_ 0 0,0044578310,25
15 25 и s 24 5 15 _k.?_ С n.m™?4i)E0.K
Вепиинд v п -г. г, IS 26 3 i 1 1 5 16 _а11_ 125 1 783783033160 ~
Статистика eepuiHhw |2S (5 17 27 5 i 1 4 5 17 _äl2_ 115 179,2168674180
18 28 St 30 33 "5 1 1В _frei_ 0 0 0
Номераций деталей по вершина 4 19 29 15 5 13 5 г 1 19 _kul„ ö [о 0
га 30 26 S 26 1 20 _alrel_ 130 180 180
21 31 5 1 5 3 1
22 32 16 5 15 1 1 5
Рис. 7. Экранная форма для анализа результатов классификации
В меню «Методы» помещена краткая информация о различных импульсных методах изготовления деталей, приведены типовые детали и даны краткие рекомендации к использованию данного метода.
В меню «Оборудование» представлены следующие странички информации: полигон, бассейновые установки, бронекамеры, взрывные прессы, детонационно-газовые и электрические установки, пресс-пушки.
В меню «Деформационные поля» представлен модуль расчета полей деформации для деталей типа «Жесткость». Основными данными для расчета деформационных максимальных деформаций является длина и ширина ячейки, угол ее наклона и внутренний радиус ячейки.
В меню «Каталог» представлены типовые представители деталей, технология которых разрабатывалась и апробировалась при участии специалистов ХАИ .
Выводы
На большинстве авиационных предприятий, выпускающих силовые установки, самолеты и другие летательные аппараты с помощью импульсных способов, могут быть изготовлены листовые детали сложной конфигурации .
Данный программный комплекс может быть эффективно использован на предприятиях, ис-
пользующих технологию листовой штамповки для быстрого внедрения импульсных методов штамповки .
Литература
1. Борисевич В.К. Тенденции и проблемы развития импульсных технологий [Текст] / В.К. Борисевич // Удосконалення процешв i обладнання обробки тиском в металургп i лгтакобудуванш: тематичний збiрник наукових праць. — Краматорськ: Донбаська державна машинобущвна академiя. — 2002. — С. 16-20.
2. Сироджа И.Б. Структурно-аналитический метод распознавания образов с разнотипными признаками [Текст] / И.Б. Сироджа // Математические методы анализа динамических систем. - X. - 1981. Вып 5. - С. 91-107.
3. Третьяк В.В. Объектный подход к проектированию ресурсосберегающих импульсных технологий в производстве [Текст] /
B.В. Третьяк //Авиационно-космическая техника и технология. — 2006. № 11(47). —
C. 245-254.
4. Долматов А.И. Перспективы использования объектного подхода в ресурсосберегающем штамповочном производстве [Текст] / А.И. Долматов, В.В. Третьяк, В.Ю. Гранин, Л.А. Фи-липковская // Авиационно-космическая техника и технология. — 2007. №11(47). - С. 245-254.
В.В. Третяк, В.Д. Сотников, С.В. Худяков, А.С. Федорова. Можливосп використовування ¡нтерактивного програмного комплексу класифшацн листових деталей для виготовлення ¡мпульсними технолопями
Представлена можливост^ ттерактивного програмного комплексу класифжаци листовых деталей для ¿х виготовлення iмпульсними технолог1ями. Розглянут1 особливост1 розробки нових математичних методiв для програмного забезпечення,здатного виршувати задачi класифкацшноi обробки даних iмпульсних технологй. Представлена загальна схема проектування iмпульсних методiв. Вказаш позицИ задач, виршуваних програмним комплексом. Представлена загальна полдовшсть роботи модулiв програмного комплексу. Представлена таблиця визначення назв деталей за ¿х конструкторсько-технологiчними ознаками. Розглянутий загальний склад екранних форм на входi i виходi програмних модулiв. Зроблеш висновки про можливють упровадження програмного комплексу на промислових тдприемствах, що використовують методи виготовлення листових деталей.
Ключов1 слова: ттерактивний програмний комплекс, iмпульснi технологи, класифкацшна обробка даних, конструкторсько-технологiчнi ознаки.
V.V. Tretyak, V.D. Sotnikov, S.V. Hudyakov, A.S. Fedorova. Possibilities of the use of interactive program complex of classification of sheet details for making impulsive technologies
Possibilities are presented of interactive program complex of classification of sheet details for their making impulsive technologies. Features are considered of development of new mathematical methods for software able to decide the tasks of the classification data processing of impulsive technologies. A general chart is presented of planning of impulsive methods. Positions are indicated of the tasks, decided by the program complex. A general sequence is presented of work of the modules of program complex. Table is presented of decision of names of details on their designer-technological signs. General composition is considered of screen forms on the entrance and return of the program modules. Conclusions are done about possibility of introduction of program complex on the industrial enterprises, using methods of receipt of sheet details.
Keywords: interactive program complex, impulsive technologies, classification data processing, designer and technological sign.
