"Элементная" технология гибкого автоматизированного производства

Размещено на http://www.allbest.ru/

1

НТУ Украины «Киевский политехнический институт», г.Киев, Украина

“ЭЛЕМЕНТНАЯ” ТЕХНОЛОГИЯ ГИБКОГО АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОИЗВОДСТВА

Ю.М. Малафеев, канд. техн. наук, доц.,

Е.Ю. Чепурко, студ.

Рассмотрены вопросы специализированной САПР с целью получения часовых характеристик, необходимых для проектирования ГПС. Приведены алгоритмы работы САПР. Структура приведенной САПР дает возможность использования ее для проектирования технологических процессов, нормирования технологических операций, расчета количества инструментов с учетом основного времени обработки и периода стойкости, создания технологической информации для систем автоматизированной подготовки управляющих программ для станков с ЧПУ.

Ключевые слова: автоматизация проектирования, САПР, гибкое автоматизированное проектирование, массивы данных, «элементная» технология, технологическая подготовка производства, характеристики исходного состояния, конструктивно-технологические элементы, синтез технологических процессов, межоперационные припуски, параметры режущих инструментов, режимы обработки, расчет временных характеристик, схемы обработки, станки с числовым программным управлением,

There are considered the issues of specialized CAD software in order to obtain time characteristics required for the design of GPS. The algorithms for the CAD software are produced. The structure of the CAD software allows using it for the technological processes design, for the valuation of process operations, the number of instruments calculation, with taking into account the basic processing time and the stability period, the creation of technological information for automated preparation systems of control programs for CNC machines.

Keywords: design automation, CAD, flexible, computer-aided design, data arrays, "cell" technology, technological preparation of production, the initial state characteristics, structural and technological elements, technological process synthesis, interoperable allowances, the cutting tools parameters, processing conditions, the temporal characteristics calculation, processing circuitries, machines with numerical program control.

Автоматизация проектирования гибкого автоматизированного производства - сложный и многоступенчатый процесс. Основой создания гибкой производственной системы (ГПС) является технология, которая играет не второстепенную, а главную роль[2]. Проектирование ГПС любого организационного уровня необходимо начинать с глубокой проработки технологического процесса с точки зрения особенностей гибкого

производства. Информационное представление производственного процесса усложняется наличием временных связей. Временные связи определяют состав основного, транспортного и вспомогательного оборудования ГПС, его загрузку, показатели эффективности технологических процессов, организационную структуру участка, цеха и завода в целом. Временные связи охватывают весь производственный процесс включающий технологические процессы механической обработки, термообработки, отделки, очистки, транспортирования заготовок и инструмента, сборки и т.п.

На начальном этапе проектирования ГПС информация о временных связях технологических процессов является наиболее важной. Обычно при неавтоматизированном проектировании эту информацию получают на основе применения укрупненных методов, что неизбежно приводит к неточностям или грубым просчетам в проектировании.

Автоматизация проектирования ГПС требует создания специализированных САПР «элементной » технологии [1], предназначенных для предварительного синтеза технологического процесса обработки каждой детали, и формирования массивов данных о составе и схемах переходов, типаже режущих инструментов и оснастки, временных характеристиках и т.п. Такие САПР обеспечивают синтез "элементной" технологии безотносительно к конкретным моделям станков (так как их выбор предстоит на дальнейших этапах) на уровне обработки элементарных поверхностей и создания на их основе данных для комплексного анализа и принятия решений. Полученная информация является базой для решения задач проектирования структуры и отдельных элементов ГПС. Проектные решения, полученные в САПР «элементной» технологии, могут быть использованы на этапе эксплуатации ГПС при технологической подготовке производства. Порядок разработки «элементной» технологии показан на рис.1.

Ниже рассматривается специализированная САПР, созданная с целью получения временных характеристик, необходимых для проектирования ГПС. В ее основу положены принципы современной технологии машиностроения согласно которым конструктивно-технологические характеристики деталей формально могут быть представлены в виде совокупности конструктивно технологических элементов (КТЭ ) и схем их обработки. С этой целью все элементы поверхности деталей машин классифицированы фасетным способом и сгруппированы по отдельным видам (рис.2). В основу классификации положены их конструктивно-технологические особенности и функциональное назначение, т.е. признаки, определяющие общность элементарных технологических схем обработки, типаж основного и вспомогательного инструмента, последовательность обработки и т.п.

Технология обработки элементарных поверхностей строится на основе типовых технологических решений и обобщения производственного опыта. При этом могут быть приняты неоптимальные решения, что вполне допустимо на начальном этапе проектирования, когда еще неизвестны состав оборудования и его технологические возможности.

Оптимальные решения принимаются на стадии проектирования рабочей технологии АС ТПП.[2]. Логическая схема работы САПР «элементной» технологии показана на рис.3.

Проектирование ведется в автоматическом режиме. Для упрощения процедуры ввода информации о детали созданы специальные сервисные программы с использованием средств машинной графики, что позволяет технологу, не имеющему специальных знаний в области информатики, эффективно участвовать в процессе проектирования ГПС.

Каждая поверхность может быть описана определенным набором параметров: исходными размерами, координатами расположения на станке, квалитетом, шероховатостью, характеристиками исходного состояния и т.д. Для кодирования и задания информации ПЭВМ деталь представляется в системе координат станка (рис.4). На все КТЭ составляется картотека, содержащая их схемы и параметры для кодирования. Примеры некоторых из них, соответствующих рис.4,а, представлены на рис.4,б.

Алгоритм работы САПР (рис.5) заключается в следующем. На первом этапе (блок 2) осуществляется ввод исходных данных об изделии и детали, затем в блоках 3 и 4 в интерактивном режиме описывается деталь с использованием классификатора КТЭ. После ввода всей информации о детали начинается последовательное проектирование «элементарных» технологических процессов обработки каждой КТЭ от 1 до N , где N- общее количество КТЭ детали. Этот процесс является внешним циклом общей процедуры проектирования (блоки 5-14). В этом цикле проектирование начинается с выбора «элементарного» плана обработки (ЭПО) КТЭ из классификатора ЭПО по размерам и качественным характеристикам КТЭ (блок 6).ЭПО содержит набор переходов, соответствующих параметрам КТЭ и детали. Дальнейшее проектирование производится в цикле перебора переходов от 1 до К_тах ,где

К_тах - количество переходов ЭПО (блоки 7 -15).

Непосредственное проектирование «элементарных» технологических процессов состоит в выполнении последовательно производимых процедур: определение межоперационных припусков на обработку, определение параметров режущих инструментов, выбор режимов обработки. При этом используются картотеки припусков, параметры режущих инструментов, режимов обработки (блоки 8-10).

Завершает этап проектирования расчет временных характеристик К-го перехода ЭПО (блок 11).

После выполнения внешнего цикла осуществляется печать необходимых выходных документов-матриц временных характеристик: механической обработки группы деталей, механической обработки деталей по видам работ и механической обработки деталей по переходам, а также параметров «элементарных» технологических процессов каждого КТЭ детали. Вся информация о результатах работы САПР «элементной» технологии хранится в выходных файлах и используется в качестве входной для других подсистем интегрированной САПР ГПС

Структура САПР позволяет использовать ее и для других задач: проектирования рабочих технологических процессов в единичном и опытно-экспериментальном производстве; нормирования технологических операций экспресс-методом; расчета потребного количества инструмента с учетом основного времени обработки и периода стойкости; классификации деталей по конструктивно-технологическим признакам; синтеза унифицированных технологических процессов и создания на этой основе САПР рабочих технологических процессов; создания технологической информации для систем автоматизированной подготовки управляющих программ для станков с ЧПУ.

автоматизированная система станок числовое управление

Список литературы

1.Автоматизированное проектирование и производство в машиностроении/Ю.М. Соломенцов, В.Г. Митрофанов, А.Ф. Прохоров и др.; Под общ. Ред. Ю.М. Соломенцева, В.К. Митрофанова.- М. Машиностроение, 1986-256 с.

2.Пуховский Е.С. Технологические основы гибкого автоматизированного производства.- К.: Вища школа, 1989.-240с.

Размещено на Allbest.ru