Системы автоматизированного проектирования технологических процессов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия им. Столыпина

Реферат

По дисциплине: Системы автоматизированного проектирования технологических процессов

Выполнил:

студент 3 курса ССО

инженерного факультета

Заочного отделения

Специальность: «Техсервис в агробизнесе»

Виноградов А.А.

Проверил:

Абрамов А.Е.

Ульяновск - 2013

1. Понятие о методах автоматизированного проектирования технологического процесса

автоматизированный проектирование унификация

Процесс формирования ТП в общем случае - совокупность процедур структурного и параметрического синтеза с принятием и последующим анализом проектных решений. Принятие решения по каждой задаче, за исключением задач расчетного характера, производится в результате выбора известных типовых решений с учетом условий применимости. Для этого достаточно описать весь набор типовых решений, а также условий, при которых может быть выбрано каждое из решений.

По уровню решаемых задач типовые решения подразделяются на две группы: локальные и глобальные. Локальное типовое решение относится к частной технологической задаче, определяющей технологический элемент (например, модель станка при назначении станка на операцию). Глобальное типовое решение охватывает весь круг решаемых задач. Примером такого решения является типовой ТП изготовления деталей определенного типа, выбранный из множества типовых ТП.

Существуют три уровня унификации обработки: отдельной поверхности, сочетания поверхностей и детали в целом. Учитывая все перечисленные факторы: характер решаемых задач (расчетные или нерасчетные), разновидности типовых решений (локальные или глобальные), используемые уровни унификации обработки, можно выделить следующие методы автоматизированного проектирования ТП:

1) прямое документирование;

2) параметрический;

3) использование аналогов;

4) проектирование на основе типизации, или унифицированных ТП;

5) синтез.

Под автоматизацией проектирования понимают систематическое использование ЭВМ в процессе проектирования при обоснованном распределении функций между человеком и ЭВМ и обоснованном выборе методов автоматизированного решения технологических задач.

Согласно ГОСТ 22487 -- 77 различают проектирование трех видов: неавтоматизированное, автоматизированное и автоматическое. При неавтоматизированном проектировании все преобразования описаний объекта и (или) алгоритма его функционирования или алгоритма процесса, а также представление описаний на различных языках осуществляет человек. При автоматизированном проектировании все вышесказанное осуществляется в результате взаимодействия человека и ЭВМ, а при автоматическом проектировании -- без участия человека.

При автоматизированном проектировании проектировщик должен решать творческие задачи, а ЭВМ -- задачи, функции которых связаны в основном с выполнением нетворческих или умственно-формальных процессов при проектировании.

Дальнейшее развитие теории проектирования и вычислительной техники позволяет постепенно передавать ЭВМ решение и творческих задач.

Производительность труда технолога-проектировщика повышается:

1. Совершенствованием системы проектирования, включая систематизацию самого процесса проектирования и улучшение труда проектировщиков;

2. Комплексной автоматизацией нетворческих функций проектировщика в процессе проектирования;

3. Разработкой имитационных моделей для автоматического воспроизведения деятельности человека, его способности принимать решения в условиях полной и частичной неопределенности создавшихся ситуаций.

По степени углубленности разработок различают несколько уровней проектирования: разработку принципиальной схемы технологического процесса, проектирование технологического маршрута обработки детали, проектирование технологических операций, разработку управляющих программ для оборудования с числовым программным управлением.

Технологический процесс механосборочного производства и его элементы являются дискретными, поэтому задача синтеза заключается в определении их структуры. Если среди вариантов структуры ищут наилучший в некотором смысле, то такую задачу синтеза называют структурной оптимизацией.

Расчет оптимальных параметров технологического процесса или операции (перехода) при заданной структуре с позиции некоторого критерия называют параметрической оптимизацией. Возможности постановки и решения задач структурной оптимизации ограничены, поэтому под оптимизацией часто понимают только параметрическую оптимизацию. Следовательно, параметрическая оптимизация -- это определение таких значений параметров х при которых некоторая функция F(x), называемая целевой, или функцией эффективности, принимает экстремальное значение.

На каждом уровне процесс технологического проектирования (проектирование технологических процессов и их оснащение) представляется как решение совокупности задач.

При решении технологической задачи взаимодействие технолога-проектировщика с ЭВМ представляет процесс обмена информацией в определенном режиме. Различают два основных режима: пакетный (автоматический) и диалоговый (оперативный).

При пакетном режиме технолог-пользователь и программист, как правило, не имеют прямой связи с ЭВМ. Тексты программ, результаты их проверки и решения технологической задачи передаются через оператора машине. Пакет прикладных программ представляет комплекс программ, работающих под управлением программы-монитора и предназначен для решения определенного класса близких друг другу технологических задач, например проектирование технологического маршрута обработки деталей определенного класса (группы), сборки узлов и сборочных операций заданного типа.

При оперативном режиме технолог - проектировщик -- пользователь непосредственно связан с ЭВМ через индивидуальный терминал или абонентский пункт (пишущую машинку, телетайп, дисплей). Он получает сообщение ЭВМ достаточно быстро, через интервал времени, не нарушающий естественного хода его мысли. Диалоговый режим целесообразно применять тогда, когда этот метод является единственным или он эффективен.

Диалоговый режим эффективен при решении творческих задач, когда требуется эвристический подход (распознавание геометрических образов деталей, размерных и топологических связей между элементарными геометрическими образами с целью оптимального выбора схем базирования, проектирование маршрута обработки, сборки и др.). Эти и многие другие задачи могут быть решены эффективно лишь путем синтеза творческих процессов человека и «способностей» машинных программ. Вместе с тем при диалоговом режиме значительно увеличиваются затраты на создание программного обеспечения, возрастают затраты на проектирование. Можно создавать пакеты программ, позволяющих накапливать опыт проектирования и формировать алгоритмы классификации, генерирования понятий, поведения. Поэтому возникла и решается задача создания автоматизированных систем проектирования технологических процессов в режиме диалога с последующим переходом к пакетному (автоматическому) режиму более высокого уровня путем использования программ обучения.

2. Параметрический метод

Сущность параметрического метода заключается в разделении функций между ЭВМ и человеком. Технологическое проектирование в этом случае состоит из двух этапов.

Первый этап - без машинное проектирование ТП. На этом этапе вручную решаются следующие трудно формализуемые творческие по характеру задачи:

? формирование структуры ТП (технологического маршрута и последовательности переходов в операциях);

? выбор модели оборудования и методов обработки;

? выбор технологических баз, схем установки и типов приспособлений;

? установление размерной структуры ТП и технических требований на расположение поверхностей.

Второй этап - автоматизированное проектирование параметров ТП и отдельных операций. Он начинается с ввода в ЭВМ информации о детали (наименование, материал, твердость, покрытие и т.д.), структуре ТП (номер, наименование операций, переходов), размерной структуре. Затем в автоматическом режиме решаются следующие задачи проектирования:

? расчет припусков на обработку, операционных размеров и допусков на них;

? выбор средств технологического оснащения (режущего, вспомогательного и измерительного инструментов);

? расчет режимов резания и норм времени;

? формирование документации;

? формирование информации для АСУП.

Системы автоматизированного проектирования рассматриваемого типа легко адаптируются к производственным условиям, требуют введения небольшого объема исходных данных и легко воспринимаются технологами. С их помощью можно проектировать ТП для широкой номенклатуры деталей, включая и сложные. Однако эффективность решений в таких системах во многом зависит от квалификации технолога. Как и в случае прямого документирования, здесь не требуется специальное описание информации о детали. Данные о детали и заготовке, необходимые для выполнения расчетов, вводятся по запросу системы в диалоговом режиме.

Системы параметрического проектирования являются автоматизированными системами низкого уровня, с которых целесообразно начинать автоматизацию технологического проектирования. Они помогают быстрее снять так называемый психологический барьер, существующий между технологом и вычислительной техникой, отработать организацию работ на предприятии при проектировании ТП с помощью ЭВМ, создать, отладить и освоить базы данных технологического назначения.

3. САПР-ТП как инструмент управления гибких технологических систем

Первыми двумя целями и задачами автоматизации технологической подготовки производства являются следующее:

- Сокращение трудоемкости технологической подготовки производства и, как следствие, сокращение числа технологов.

- Сокращение сроков технологической подготовки производства.

Необходимы еще следующие замечания относительно двух первых целей и задач. Сокращение числа технологов приводит к уменьшению себестоимости изделия. А необходимость сокращения сроков технологической подготовки производства обуславливается тем, что в конкурентной борьбе выстоит та фирма, которая не только выпускает конкурентоспособную продукцию, но и укладывается в минимальные сроки по подготовке этой продукции к выпуску. Если представить, что две конкурирующие фирмы одновременно решили выпускать одинаковое изделие, но первая из них затратила полгода на проектирование и производство первого образца, а у второй фирмы на это ушел год, то конечно же первая фирма будет находиться в более выгодном положении на рынке. Современная станкостроительная фирма считается конкурентоспособной, если время от идеи создания нового современного станка до выхода первого образца этого станка за ее ворота составляет не более 1,5 лет.

Третьей целью и задачей автоматизации технологической подготовки производства является повышение качества разрабатываемых технологических процессов. Эта необходимость объясняется следующими причинами.

Техническое перевооружение современного машиностроительного производства осуществляется в основном по двум направлениям:

1. Замена универсального оборудования с ручным управлением, обслуживаемого рабочим высокой квалификации, оборудованием с автоматическим циклом обработки. Переналадка такого оборудования осуществляется наладчиками по тщательно разработанным операционным и наладочным картам. Возможно многостаночное обслуживание такого оборудования. В связи с увеличением дефицита квалифицированных рабочих это направление достаточно перспективно, особенно в условиях средне - и крупносерийного производства.

2. Внедрение станков с ЧПУ, обладающих гораздо большей степенью универсальности. Их переналадка занимает в десятки раз меньшее время, чем в первом случае. Но и здесь необходимо тщательно прорабатывать технологические процессы и затем составлять управляющие программы.

К настоящему времени выделились два направления применения средств вычислительной техники в машиностроении: автоматизация производственных процессов и автоматизация инженерного труда.

Первое направление -- это оборудование с числовым программным управлением, гибкие производственные комплексы и системы.

Второе -- системы автоматизированного проектирования изделий и технологии их изготовления (САПР), автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУ ТГ1) и производством (АСУП). Это многообразие решаемых задач можно разбить по виду выходного информационного материала на два типа.

1. Машинная печать и тиражирование различной технологической документации в рамках требований ГОСТов, ЕСКД, ЕСТД, ЕСТПП, АСТПП, т. е. чертежей, графиков, различных карт технологических процессов и другой конструкторской, технологической, нормативной и бухгалтерско-экономической документации, выполненной с разной степенью точности и глубины проработки, диктуемых серийностью производства и отраслевыми условиями обработки. Это порождает большое разнообразие решаемых задач и обычно частный отраслевой характер разрабатываемых САПР ТПП. В перспективе неоправданное разнообразие таких разработок будет сокращено за счет межотраслевой стандартизации и унификации методик, алгоритмов, языков программирования, нормативно-справочных материалов, в том числе единых общемашиностроительных технически обоснованных режимов резания и норм времени для обоснованного и гибкого (универсального) управления качеством и производительностью обработки.

2. Запись управляющих программ на различных программоносителях, необходимых для оборудования с ЧПУ, включая и управляемого от ЭВМ; в том числе объединенных в гибкие производственные системы вне зависимости от типа производства. Для полного решения этой задачи необходимо от эмпирического подбора режимов резания в программах обработки перейти к использованию автоматизированных систем управления, разработанных на базе САПР операций, зачастую состоящих из разных видов обработки по тщательно разработанным общим нормативным зависимостям, управляющим качеством и производительностью обработки заготовок.

Литература

1. Соснин, Олег Михайлович. Основы автоматизации технологических процессов и производств: допущено УМО по образованию в области автоматизированного машиностроения в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности "Автоматизация технологических процессов и производств (машиностроение)" направления подготовки "Автоматизированные технологии и производства" / О.М. Соснин. - 2-е изд., стер. - М.: Академия, 2009. - 240 с. - (Высшее профессиональное образование). - ISBN 978-5-7695-6487-1 (в пер.): 291.06 р., 280 р.

2. Кузьмин, Владимир Владимирович. Математическое моделирование технологических процессов сборки и механической обработки изделий машиностроения: допущено Мин. образования и науки РФ в качестве учебного пособия для студентов вузов, обучающихся по направлению подготовки бакалавров и магистров "Технология, оборудование и автоматизация машиностроительных производств" и направлению подготовки дипломированных специалистов "Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств" / В.В. Кузьмин; Под ред. Ю.М. Соломенцева. - М.: Высшая школа, 2008. - 279 с.: ил. - ISBN 978-5-06-004837-7: 371.50 р.

3. Бельков В.Н., Ланшаков В.Л. Автоматизированное проектирование технических систем/ Учебное пособие - Издательство "Академия Естествознания", 2009 год - 143 с.: URL: http://www.twirpx.com/file/678774/.

4. Бунаков П.Ю., Рудин Ю.И., Стариков А.В. Основы автоматизированного проектирования изделий и технологических процессов/ Учебник по дисциплине «Основы автоматизированного проектирования изделий и технологических процессов» для студентов специальности. Под ред. С.Н. Рыкунина, - М.: МГУЛ, 2008. - 194 с.: ил.; URL: http://www.twirpx.com/file/255605/.

5. Кондаков А.И. САПР технологических процессов - М.: Издательский центр Академия", 2008. - 272с. URL: http://www.twirpx.com/file/37727/.

6. Петухов А.В. и др. Системы автоматизированного проектирования технологических процессов. Учебное пособие - М-во образования Респ. Беларусь, Гомел. гос. техн. ун-т им П.О Сухого, 2011. - 144 с.

7. Черепашков, А.А., Носов, Н.В. Компьютерные технологии, моделирование и автоматизированные системы в машиностроении - М.: ИнФолио, 2009. - 642 с.: ил.

8. Электронные устройства информационных систем и автоматики. Учебник / Э.М. Ромаш, Н.А. Феоктистов, В.В. Ефимов. - М.: Дашков и К°, 2009 г. - 248 стр.

9. Автоматизация производственных процессов: учебное пособие / Л.И. Волчкевич. - М.: "Машиностроение", 2007 г. - 380 с.

10. Автоматизация конструкторских работ в среде Компас-3D / В.В. Самсонов, Г.А. Красильникова. - 2-е изд., стер. - М.: Академия, 2009. - 224 с. - (Высшее профессиональное образование). - ISBN 978-5-7695-6206-8: 220 р.

11. Технологические основы гибких производственных систем: учебник / Под ред. Ю.М. Соломенцева. - 2-е изд., испр. - М.: Высшая школа, 2000. - 255 с.: ил. - ISBN 5-06-003664-2 (в пер.): 53.90 р.

12. Машиностроение: энциклопедия. Т. III-3. Технология изготовления деталей машин / под общ. ред. А.Г. Суслова. - М.: Машиностроение, 2006. - 840 с.: ил. - ISBN 5-217-01958-Х (в пер.): 796 р., 255 р.

13. Машиностроение: энциклопедия. Т. III-5. Технология сборки в машиностроении / под общ. ред. Ю.М. Соломенцева. - М.: Машиностроение, 2006. - 640 с.: ил. - ISBN 5-217-01959-Х (в пер.): 875 р.

14. Келлер, Зигфрид. SYMplus 5.1. Рабочая тетрадь. Токарная обработка/ Издание 2е - М.: ЗАО «Дидактические системы», 2009.- 120 с.: ил.

15. Поисковая система Яндекс: URL: http://www.yandex.ru/.

16. Образовательный математический сайт Exponenta.ru: URL: http://www. еxponenta.ru/.

17. Научная электронная библиотека eLibrary.ru: URL: http://elibrary.ru/.

18. Система автоматизированного проектирования технологических процессов ВЕРТИКАЛЬ: URL: http://machinery.ascon.ru/software/developers/items/?prpid=420.

19. Официальный сайт компании SolidWorks: URL: http://solidworks.dwg.ru/.

20. Официальный сайт компании ADEM: URL: www.adem.ru/.

21. Сайт портала twirpx.com/: URL: http://www.twirpx.com/.

22. Построение трехмерных объектов в CAD ADEM. URL: http://www.adem.ru/getfile.php?file=16.

23. Подготовка технологической документации в CAPP ADEM. URL: http://www.adem.ru/getfile.php?file=17.

24. Построение чертежей в CAD ADEM. URL: http://www.adem.ru/getfile.php?file=18.

25. Основы интерфейса системы ADEM. URL: http://www.adem.ru/getfile.php?file=19.

26. Подготовка управляющих программ в CAM ADEM. URL: http://www.adem.ru/getfile.php?file=20.

27. Работа с электронным архивом ADEM VAULT. URL: http://www.adem.ru/getfile.php?file=21.

28. Учебный курс по 3D для ADEM 8.0. URL: http://www.adem.ru/getfile.php?file=5.

29. Самоучитель по ADEM CAD 2D URL: http://www.adem.ru/getfile.php?file=44.

30. Руководства - модуль CAD для версии 8.0 URL: http://www.adem.ru/getfile.php?file=26.

31. Руководства - модуль CAM для версии 8.0 URL: http://www.adem.ru/getfile.php?file=27.

32. Руководства - модуль CAPP часть 1. URL: http://www.adem.ru/getfile.php?file=28.

33. Руководства - модуль CAPP часть 2. URL: http://www.adem.ru/getfile.php?file=29.

34. Руководства - модуль VAULT для версии 7.1. URL: http://www.adem.ru/getfile.php?file=30.

35. Руководства - модуль GPP. URL: http://www.adem.ru/getfile.php?file=31.

36. Руководство - раскладка шорткатов клавиатуры. URL: http://www.adem.ru/getfile.php?file=32.

37. Руководства - модуль NCVerify. URL: http://www.adem.ru/getfile.php?file=32.

38. Руководства - общие сведения о системе. URL: http://www.adem.ru/getfile.php?file=34.

Размещено на Allbest.ru