- Смотрите также:
Lecture 10_Разработка принципиальной схемы ТП.doc
Лекция 10. Разработка принципиальной схемы технологического процессаРазработка принципиальной схемы технологического процесса–вторая стадия проектирования ТП методом синтеза.
В отличие от технологического маршрута, который может быть отображен последовательностью операций, принципиальная схема (ПС) ТП описывается как последовательность этапов обработки. При разработке МОП определены стадии обработки поверхностей без учета термической обработки. Перечень этапов обработки всей детали содержит термическую обработку.
Для разработки ПС необходимо:
1). в будущей САПР ТП сформировать перечень типовых этапов обработки для группы деталей в определенных условиях производства. Для каждого этапа определяется формализованное условие выбора для обработки поверхностей текущей детали или всей детали.
2). при проектировании текущего ТП выбрать этапы обработки текущей детали из перечня этапов в зависимости от характеристик детали.
Исходными данными для разработки ПС: оптимальные маршруты обработки отдельных поверхностей, базовая, руководящая и справочная информация по проектированию ТП.
Формирование перечня этапов обработки
Установление рационального состава типовых этапов обработки для деталей различных классов является сложной задачей. Здесь необходимо руководствоваться общей рекомендацией организационно-технологического характера: опыт ТП показывает, что число этапов должно быть минимально возможным, чтобы в общем объеме информации не терялись и не нивелировались главные и второстепенные вопросы обработки деталей, но в то же время достаточно большим, чтобы учесть все особенности обработки деталей.
В табл. 10.1 приводится перечень из 13 этапов, который является достаточно универсальным, рассчитан на формирование принципиальной схемы для деталей различной конфигурации и степени сложности с учетом термической и химико-термической обработки.
^
Этапы ТП Таблица 10.1
| Обозначение | Наименование | Назначение и характеристика |
| Э1 | Заготовительный | Получение заготовки и ее термообработка |
| Э2 | Черновой | Съем лишних напусков и припусков |
| ЭЗ | Термический I | Термообработка – улучшение, старение |
| Э4 | Получистовой I | Точность обработки 11-13-й квалитет, шерохова-тость поверхностей R a 1,25 |
| Э5 | Термический II | Цементация |
| Э6 | Получистовой II | Съем цементационного слоя на поверхностях, предохраняемых от цементации |
| Э7 | Термический III | Закалка, улучшение |
| Э8 | Чистовой I | Точность обработки 7-9-й квалитет, шероховатость R a 0,32 |
| Э9 | Термический IV | Азотирование, старение |
| Э10 | Чистовой II | Шлифование поверхностей, предохраняемых от азотирования |
| Э11 | Чистовой III | Точность обработки 7-6-й квалитет, шероховатость поверхностей R a 0,16 |
| Э12 | Гальванический | Хромирование, никелирование и др. |
| Э13 | Доводочный | Получение шероховатости поверхности R a 0,04 |
При формировании этапов обработки следует учитывать технологические особенности обработки отдельных поверхностей, которые можно рассматривать как две группы: технологически простые и технологически сложные поверхности.
Технологически простые – поверхности деталей, для которых применяются только методы механической обработки. Технологически сложные – поверхности деталей, при формировании которых наряду с механической обработкой применяются термические, гальванические и другие методы обработки или покрытия поверхности. В общем случае считается, что при обработке технологически простых поверхностей сохраняется последовательность стадий в виде маршрута обработки для конкретной поверхности. Формирование технологически сложных поверхностей характеризуется, как правило, нарушением этой последовательности. Так, в конце процесса обработки детали, на стадиях тонкой обработки, могут выполняться работы, связанные с разметкой, формированием технологических баз. В то же время выполнение работ, характерных для данного этапа обработки, может производиться на различных ее стадиях. Так, «формирование заготовки под повторное старение» выполняется на черновой, получистовой и чистовой стадиях. Это во многом связано с установившимися на предприятии традициями. Чтобы учесть эту особенность и сделать более приспосабливаемыми разрабатываемые САПР ТП, предложено рассматривать приоритетные и вариантные стадии и этапы обработки.
Если при назначении этапа обработки руководствуются объективными техническими критериями, инструкциями, рекомендациями, статистическими данными, а процесс принятия решения носит алгоритмический характер, то такая реализация конкретного этапа будет приоритетной. При вариантной реализации технолог руководствуется субъективными соображениями, указаниями руководства и т.д., а принятое решение можно считать «волевым». Следует отметить, что приоритетная реализация этапов характерна для конкретной, как правило, одной стадии обработки, а вариантная – для ряда близких по характеру стадий.
Синтез перечня этапов обработки относится к трудноформализуемым задачам и разрабатывается с использованием диалогового режима работы на ЭВМ. Для представления перечня удобным средством являются фреймы (комплексные таблицы) с условиями выбора.
Выбор этапов обработки
Задача выбора этапов обработки аналогична задаче определения маршрута обработки детали на основе типизации. Для выбора этапов обработки детали необходимо установить определенный состав условий и критериев (признаков) для функционирования каждого этапа в принципиальной схеме обработки текущей детали.
Классификационные признаки подразделяются на следующие группы: конструктивно-технологические признаки деталей общего назначения (точность, шероховатость поверхностей, материал); конструкторско-технологические признаки особенностей формирования заготовок; приведенные величины припусков; сведения о жесткости заготовки; сведения о твердости, прочности заготовки.
Выявленный состав признаков и условий выбора этапов позволяет выбрать большое число вариантов возможных решений. Однако они в значительной степени сокращаются в случае алгоритмического выбора решений. В то же время введение условий, определяемых «волевым решением», дает возможность учесть все многообразие особенностей, присущих конкретному производству.
Для построения перечня этапов необходимо объединить набор технологических решений в виде типовых этапов с условиями их функционирования. Сравнивая конкретные признаки, характеризующие анализируемую деталь, с условиями выбора типовых этапов в перечне получают принципиальную схему ТП конкретной детали. Как было отмечено, эту операцию обычно выполняют с помощью комплексных таблиц решений.
При выборе этапов обработки используют аппарат логической алгебры, главной задачей которой является структурное моделирование любых дискретных систем, характеризующихся конечным числом состояний.
Каждое условие, определяющее выбор этапа, может пребывать в двух состояниях – «да» или «нет»: совпадают или не совпадают признаки конкретной детали с условиями выполнения этапа. Известно, что объекты с двумя возможными состояниями характеризуются булевыми (или логическими) переменными, а отношения между ними представляются булевыми функциями – отрицанием 
, дизъюнкцией Х
1 V Х
2 (V – или, логическая сумма) и конъюнкцией Х
1 Х
2 ( – и, логическое произведение). В общем случае условие выбора этапа представляется в виде логической функции
,
Где КЭ – код этапа, принимает два значения – «да» (1) или «нет» (0) ; 
– признаки детали.
Для некоторых этапов, которые являются обязательными для всех деталей, логическая функция отсутствует и принимается КЭ = 1.
В табл. 10.2 приводится фрагмент комплексной таблицы с переченем из 17 этапов обработки деталей типа тела вращения. Знак «= =» – знак сравнения «равно» в логической функции. Например, КЭ = ХТО = = 1.1 – КЭ равняется 1, и этап выполняется, если для детали необходима термообработка – нормализация (при описании детали с нормализацией признаку детали «ХТО» присваивается код 1.1 и выражение принимает вид 1.1 = = 1.1).
Таблица 10.2
Перечень этапов обработки| Этап обработки | Условие выполнения этапа (комментарий) | Условие выполнения Этапа |
| 1 | 2 | 3 |
| 1. Заготовительный | Всегда | КЭ = 1 |
| 2. Подготовительный (обработка центровых отверстий) | K3 = f (Z , D ), отношение длины детали L
к диаметру D
больше 5 | KЭ = L/D > 5 |
| 3. Черновой | КЭ = f (ВЗ), вид заготовки – не полуфабрикат с кодом 4 | КЭ = ВЗ = 4 |
| 4. Термообработка | КЭ = f (ХТО), ХТО – нормализация | КЭ = ХТО = = 1.1 |
| 5. Получистовой | Всегда | КЭ = 1 |
| 6. Меднение | КЭ = f (ХТО), | КЭ = ХТО = = 3.2 V V ХТО = = 4.2 |
| 7. Получистовой II (удаление меди с поверхностей с ХТО) | КЭ = f (ХТО), азотирование и цементация с защитой меднением | КЭ = ХТО = = 3.2 V V ХТО = = 4.2 |
| 8. Цементация | КЭ = f (ХТО), ХТО – цементация | КЭ = 4 < ХТО < 5 |
| 9. Получистовой III (удаление цементи-рованного слоя с поверхностей без ХТО при защите припуском, обработка вторичных поверхностей без ХТО) | КЭ = f (ХТО) | КЭ = ХТО = = 3.1 |
| 10. Термообработка | f = (ХТО), ХТО – закалка или цементация | КЭ = ХТО = = 1.3 V V ХТО = = 1.4 V 4 < < XTO < 5 |
| 11. Чистовой 1 | f (R a .K ), есть хотя бы одна поверхность с шероховатостью R
a
< 2,5 | КЭ = R a < 2,5 |
| 12. Азотирование | f (ХТО), ХТО – азотирование | КЭ = 3 < ХТО < 4 |
| 13. Чистовой II (обработка поверхностей без ХТО при защите припуском при азотировании) | f (ХТО), ХТО – азотирование с защитой припуском | КЭ = ХТО = = 3.1 |
| 14. Чистовой III (обработка азоти-руемых поверхностей) | f (ХТО), ХТО – азотирование | КЭ = 3 < ХТО < 4 |
| 15. Чистовой IV (обработка вторичных поверхностей: зуба, шлиц, резьбы) | f (точность) | КЭ = точность < 9 |
| 16. Гальванический | f (ХТО), ХТО – хромирование или никелирование | КЭ = ХТО = = 2.1 V V ХТО = = 2.2 |
| 17. Доводочный | f (R a .K ), есть хотя бы одна поверхность с шероховатостью R a < 0.16 | КЭ = R a < 0,16 |
В условии выполнения этапа 
К
– номер цилиндрической поверхности детали из полного описания детали в виде ТКС или на формализованном языке. Например, 
– шероховатость второй поверхности детали, К
=2. Для определения КЭ=
<2,5 необходимо использовать метод перебора всех поверхностей, чтобы найти хотя бы одну, удовлетворяющую данному условию, чтобы выполнить этап для текущей детали. При отсутствии поверхности с шероховатостью меньше 2,5 мкм КЭ примет значение 0 и этап не будет присутствовать в принципиальной схеме.
Перечень этапов в таблице 10.2 от перечня в таблице 10.1 отличается тем, что учитывается защита от ХТО меднением, что увеличило число возможных этапов обработки.
Результатом поэтапной проверки выполнения условий для текущей детали и выбора этапов является принципиальная схема ТП с указанием номера, наименования этапа, номеров обрабатываемых поверхностей с их характеристиками точности и шероховатости на каждом этапе.
Вопросы к
Сложность процесса проектирования зависит от конкретного объекта, размеров и структуры проектной организации. На начальной стадии проектирования принимаются решения, в основе которых лежат эвристические (опытные) соображения с учетом неполных знаний об их влиянии на обеспечение конечной цели. Эта часть проектирования называется СИНТЕЗОМ.
На окончательной стадии проектирования выполняют анализ. Проектирование является циклическим процессом. Между операциями анализа и синтеза существует обратная связь.
Линейная структура (переход к следующему этапу только по завершению предыдущего).
Позволяет вернуться на предыдущий этап
8. Состав и структура сапр тп
Составными структурными частями САПР ТП являются подсистемы. В каждой подсистеме решается функционально законченная последовательность задач. САПР ТП состоит из подсистем:
подсистемы проектирования;
подсистемы обслуживания.
Подсистема – совокупность взаимосвяз-х эл-в, спос-х вып-ть относительно независимые ф-ции и реализовывать подцели, направл-е на достиж-е общей цели системы.
Подсистемы проектирования выполняют процедуры и операции получения новых данных. Они имеют объектную ориентацию и реализуют определенный этап проектирования или группу взаимосвязанных проектных задач, например, подсистема проектирования детали, ТП и т.д.
Обслуживания подсистем имеют общее системное применение и служат для обеспечения функции проектирований систем, например, систем управления БД, системы ввода/вывода данных, передачи данных и т.д.
9. Виды обеспечения сапр тп
Методическое обеспечение – совокупность документов, устанавливающих состав и правила отбора и эксплуатации средств обеспечения проектирования.
Информационное обеспечение – совокупность данных, необходимых для проектирования, представленных в заданной форме.
Математическое обеспечение – совокупность математических методов, математических моделей, алгоритмов, необходимых для проектирования.
Программное обеспечение – совокупность машинных программ, необходимых для программирования, представленных в заданной форме на машинных носителях.
Техническое обеспечение – совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих технических средств, предназначенных для автоматизации проектирования.
Лингвистическое – совокупность языков проектирования, включая термины и определения, правила формализации и методы развертывания и сжатия текстов, необходимых для проектирования, представленных в заданной форме.
Организационное обеспечение – совокупность документов, устанавливающих состав проектной организации и её подразделений, связи между ними, функции, а также форму представления и рассмотрения проектных документов, необходимых для проектирования.
12. Информационное обеспечение сапр тп. Исходная инф-я и создание информационных баз
Исходной информацией для проектирования ТП является конструкторская документация на бумажном носителе или в электронном представлении, а также файлы, содержащие плоские и объемные модели изделий. Для выполнения проектирования необходимо использовать различную справочную информацию (ГОСТ, станки, нормали и т.д.).
Вся эта информация, описанная формализовано, составляет информационный фонд САПР ТП. Основным средством ведения информационного фонда является СУБД.
СУБД – программный комплекс, обеспечивающий создание структуры, ввод, модификацию, удаление и поиск данных, а также язык программирования, с помощью кот-х формируются указанные операции. Совок-ть БД и СУБД – банк данных.
К БД предъявляются следующие требования:
min избыточность;
независимость;
целостность данных;
секретность.
При создании любой БД разрабатывается модель данных, при этом интересующая пользователей информация существует в двух представлениях:
логическом; физическом.
Логическое представление данных отражает структуру данных, модель не содержит конкретных значений, а только отражает структуру; в дальнейшем структура не изменяется, а данные могут меняться при вводе и редактировании информации.
Применяют следующие модели данных:
иерархические.
реляционные (табл.);
Большинство современных САПР ТП используют реляционные модели данных.
Производственный процесс представляет собой совокупность действий людей и орудий производства необходимых для изготовления изделия. Изделие любой предмет или набор предметов производства подлежащих изготовлению на предприятии. Место САПР ТП в системе технологической подготовки производства Для подготовки предприятия к выпуску новой продукции необходимо выполнить комплекс работ.
Поделитесь работой в социальных сетях
Если эта работа Вам не подошла внизу страницы есть список похожих работ. Так же Вы можете воспользоваться кнопкой поиск
Лекция 1. Основные понятия и место САПР ТП в системе технологической подготовки производства, функции ТПП
1.1. Основные понятия
Система автоматизированного проектирования технологических процессов (САПР ТП), как видно из названия, предназначена для проектирования технологического процесса. Рассмотрим понятия, входящие в это определение.
Проектирование разработка описания еще не существующего объекта для его создания по этому описанию.
Объектами могут быть технические система (станок), процессы (технологический процесс), явления, т.е. процессы, происходящие за короткий промежуток времени (тепловые явления).
Нас, конечно, интересует проектирование технологического процесса.
Цель проектирования технологического процесса (цель разработки его описания) получение для инженерно-технического персонала и рабочих производственных подразделений (цехов, участков) достаточно подробного описания технологических приемов изготовления изделия, с указанием порядка их выполнения и расчетными значениями норм расхода материалов, времени, режимов обработки.
В описание ТП входят маршрутная карта, операционные карты, операционные эскизы, ведомость оснастки. Всю эту технологическую документацию необходимо получить, используя САПР ТП.
Маршрутная картаэто перечень технологических операций с указанием модели оборудования по операциям в порядке их выполнения. В операционной карте приводится описание переходов с указанием режущего инструмента. Оборудование, инструменты связаны с понятием производственного процесса.
Производственный процесс представляет собой совокупность действий людей и орудий производства, необходимых для изготовления изделия.
В производственный процесс входят не только процессы, непосредственно связанные с изменением формы и свойств обрабатываемых деталей, сборка узлов и изделий, но и все необходимые вспомогательные процессы: складирование, упаковка, отгрузка изделий; ремонт и модернизация оборудования; изготовление инструмента и средств механизации; контроль на всех этапах.
Изделие любой предмет или набор предметов производства, подлежащих изготовлению на предприятии.
Деталь это изделие, изготовленное из однородного по наименованию и марке материала без применения сборочных операций.
Технологический процесс (ТП) это часть производственного процесса, содержащая целенаправленные действия по изменению состояния предмета труда (заготовки) и получению изделия с заданными свойствами.
Технологический прием это конкретное, теоретически или эмпирически (на основании фактов) определенное сложившееся поведение персонала при изготовлении изделия с использованием некоторых средств технологического оснащения.
Технологический процесс механической обработки это часть производственного процесса, включающая в себя последовательные действия по преобразованию исходной заготовки в готовую деталь путем изменения формы, размеров, состояния поверхностей обработкой металлообрабатывающими инструментами.
Технологическая операция часть технологического процесса, выполняемая на одном рабочем месте и охватывающая все приемы и действия оборудования и рабочего над одним или несколькими совместно обрабатываемыми предметами труда.
Технологический переход это технологический прием, являющийся частью операции, выполняемый при обработке одного или нескольких участков поверхности детали одним и тем же инструментом или группой инструментов без изменения режима обработки.
Это определение в полной мере применимо только для операций, выполняемых на обычном оборудовании. При обработке заготовок на станках с адаптивным управлением режимы обработки на протяжении одного перехода могут изменяться.
Технологический проход часть перехода, заключающаяся в снятии одного слоя материала с обрабатываемой поверхности.
Описание технологического процесса это представленное на некотором языке изложение способа изготовления изделия, состоящее из упорядоченного набора описаний технологических приемов, включающего в себя сведения о типах и режимах работы используемых средствах технологического оснащения, технологических инструкциях, нормах времени и нормах расхода материалов, и оформленное по установленным нормам.
Описание ТП можно разработать «вручную», без использования средств автоматизации.
Разработка описания ТП с использованием средств автоматизации это автоматизированная разработка. К средствам автоматизации относятся компьютер и программы. Пакет программ называют «Система автоматизированного проектирования ТП». Если расшифровать слово «проектирование», получится «система автоматизированного составления описания ТП». На предприятиях описание ТП называют просто «технологический процесс изготовления детали».
1.2. Место САПР ТП в системе технологической подготовки производства
Для подготовки предприятия к выпуску новой продукции необходимо выполнить комплекс работ. Эти работы называют технической подготовкой производства. Техническую подготовку производства делят на 3 части (Рис.1.1):
- Конструкторская подготовка (разработка чертежей нового изделия).
- Организационная подготовка (календарное и технико-экономическое планирование).
- Технологическая подготовка.
Рис. 1.1. Структура технической подготовки производства
Технологическая подготовка производства (ТПП) представляет собой комплекс работ, направленных на подготовку производства к выпуску новых изделий по имеющимся чертежам, программе выпуска, срокам.
1.3. Основные задачи ТПП
Рассмотрим основные задачи технологической подготовки производства.
Обеспечение технологичности конструкции изделий. Для решения этой задачи проводятся: структурный анализ изделий (какие детали и сборочные единицы входят в изделие) с целью определения возможности увеличить количество заимствованных деталей (в том числе и стандартных); технико-экономический анализ производства (какие технологические процессы и средства технологического оснащения можно использовать из процессов и средств подготовки технологически подобных и уже запускавшихся изделий); анализ возможности улучшения технологичности конструкции деталей.
Технологичность по ГОСТ 18831-73 рассматривается как совокупность свойств конструкции изделия, проявляемых в возможности оптимальных затрат труда, средств, материалов и времени при технической подготовке производства, изготовлении, эксплуатации и ремонте, по сравнению с соответствующими показателями однотипных конструкций изделий того же назначения при обеспечении установленных значений показателей качества в принятых условиях изготовления, эксплуатации и ремонта.
Анализ возможности улучшения технологичности конструкции деталей включает в себя анализ возможности: уменьшения размеров обрабатываемых поверхностей для снижения трудоемкости механической обработки; повышения жесткости детали для обеспечения ее многоинструментальной обработки и высокопроизводительных режимов резания; облегчения подвода и отвода режущих инструментов в целях сокращения вспомогательного времени; унификации размеров отверстий, пазов и канавок для сокращения номенклатуры инструментов; обеспечения удобного и надежного базирования заготовок, а при простановке размеров анализ возможности совмещения технологических и измерительных баз; анализ удобства выполнения многоместной обработки заготовок.
Показатели для оценки технологичности конструкции учтены требованиями ГОСТ 14.201-73. Технологичность конструкции понятие относительное и комплексное. При ее оценке следует учитывать условия производства (тип, уровень автоматизации и оснащенности), ее нельзя рассматривать изолированно, без взаимосвязи и учета условий выполнения подготовительных процессов, процессов обработки, сборки и контроля. Отработку на технологичность конструкции производят в целях получения наименьших трудоемкости и себестоимости изготовления изделия в целом.
Улучшение технологичности конструкции позволяет сократить трудоемкость изготовления изделия на 1530 % и более, а себестоимость на 1020 %. Для отдельных деталей эти показатели могут быть выше.
Понятие «технологичность конструкции» распространяют не только на область производства, но и на процесс его подготовки. Конструкция изделия должна быть удобной для быстрого освоения его в производстве, а также для эксплуатации его потребителем (удобство обслуживания, ремонтопригодность, экономичность эксплуатации).
Конструкцию изделия рекомендуется отрабатывать на технологичность в процессе создания самой конструкции. При этом достигается рабочий контакт конструкторов и технологов, сокращается длительность последующей разработки технологических процессов.
Разработка технологических процессов (ТП) . Цель проектирования ТП подробное описание процессов изготовления изделия с необходимыми технико-экономическими расчетами и обоснованиями принятого варианта. Эта основная задача технолога дополняется задачей внедрения спроектированного технологического процесса на предприятии. В результате составления технологической документации инженерно-технический персонал и рабочие-исполнители получают необходимые данные и инструкции для осуществления спроектированного технологического процесса в конкретных производственных условиях.
Технологические процессы разрабатывают при проектировании новых и реконструкции существующих заводов, а также при организации производства новых изделий на действующих заводах. Кроме того, ТП корректируют или разрабатывают новые ТП на действующих заводах при выпуске уже освоенной продукции. Это обусловливается конструктивными усовершенствованиями выпускаемых изделий и необходимостью использования и внедрения в действующее производство передовой технологии и новейших достижений производственной техники.
При проектировании новых и реконструкции существующих заводов разработанные ТП берутся за основу проекта. Они определяют необходимое технологическое оборудование, производственные площади и энергетические мощности цеха, его транспортные средства, число рабочих, основные и вспомогательные материалы. На основе спроектированного ТП устанавливают исходные данные для организации снабжения цеха, календарного планирования, технологического контроля, инструментального и транспортного хозяйства, решают вопросы организации, экономики и управления цехом. От качества технологических разработок зависят технико-экономические показатели завода.
При организации производства новых изделий на действующем заводе разработка ТП предшествует всем подготовительным и организационным работам. На основе ТП выявляют возможности использования имеющегося оборудования и необходимость приобретения нового, определяют требующуюся дополнительную рабочую силу, количество инструмента, средств технического контроля, транспортных средств, материалов, энергии.
Задача проектирования ТП характерна многовариантностью возможных решений. Даже для сравнительно простых изделий может быть разработано несколько различных ТП, полностью обеспечивающих требования рабочего чертежа и технических условий. Сопоставляя эффективность и рентабельность этих вариантов, окончательно отбирают один или несколько равноценных вариантов.
Из этих нескольких возможных вариантов сначала отбирают такие, производительность которых не ниже заданной. Затем выбирают наиболее рентабельный вариант, обеспечивающий минимальную себестоимость изготовления изделия.
Проектирование ТП отличается сложностью и трудоемкостью. Его выполняют за несколько последовательных стадий. Вначале делают предварительные наметки при решении частных и общих вопросов проектирования; на последующих стадиях эти наметки уточняют и конкретизируют на основе детальных технологических расчетов. Знание основных закономерностей построения ТП и математические методы позволяют находить оптимальные решения с помощью методов автоматизированного проектирования.
Основные трудности оптимизации решения сложных технологических задач наличие большого количества влияющих факторов и отсутствие точных закономерностей протекания технологических процессов.
Проектирование и изготовление средств технологического оснащения (СТО) . К СТО относятся станочные приспособления, режущие, измерительные и вспомогательные инструменты.
Проектирование технологической оснастки включает в себя решение задач конструкторского и технологического характера. Основные направления автоматизации решения этих задач: типизация конструктивных и технологических решений; отделение проблемной части от инвариантной; создание банков данных конструкторско-технологического назначения; использование диалоговых методов проектирования. На этой основе разрабатываются специальные подсистемы автоматизированного проектирования технологической оснастки. Известны подсистемы проектирования штампов, литейных форм, приспособления для сверления плоских деталей, фотошаблонов, печатных плат, режущего, измерительного и вспомогательного инструментов и др.
1.4. Функции и средства автоматизации ТПП
Рассмотрим ТПП как объект автоматизации. Автоматизировать ТПП это в комплексе автоматизировать следующие ее функции (рис. 1.2):
- анализ и обеспечение технологичности конструкции изделий;
- технологический анализ производства;
- проектирование ТП
- проектирование средств технологического оснащения (СТО);
- подготовку управляющих программ (УП) для станков с ЧПУ;
- нормирование труда и материалов;
- проектирование участков, цехов;
- планирование ТПП и управление процессом ТПП;
- изготовление СТО.
По своим свойствам функции неоднородны и автоматизируются с использованием различных методов и средств.
На рис. 1.2 указаны основные системы, с помощью которых реализуется автоматизация функций ТПП. К средствам автоматизации относятся ИПС информационно-поисковые системы; САПР ТП системы автоматизированного проектирования ТП, СТО, цехов; САП система автоматизированного программирования управляющих программ для станков с ЧПУ; САН система автоматизированного нормирования; АСУ автоматизированная система управления ТПП. Все эти системы входят в состав АСТПП автоматизированной системы ТПП и являются ее подсистемами.
ТПП в системе технической подготовки производства занимает 30-40% от всего комплекса работ в мелкосерийном производстве, и 50-60%в массовом производстве. Учитывая долю ручного проектирования, автоматизированное проектирование ТП в ТПП составляет примерно 25% от комплекса всех работ в ТПП.
Вопросы к лекции 1
- Что такое проектирование?
- Дать определение производственному процессу.
- Дать определение технологическому процессу.
- Дать определение технологической операции и переходу.
- Какие действия людей и орудий производства включает технологический процесс?
- В чем особенность ТП механообработки?
- Какие разновидности описания ТП вы знаете?
- Какие методы используются для разработки описания ТП?
- Дать определение САПР ТП.
- В чем назначение технической подготовки производства?
- Какие функции выполняет конструкторская подготовка производства?
- Какие функции выполняет технологическая подготовка производства?
- Какой процент работ в ТПП выполняется с использованием САПР ТП?
PAGE 1
Рис. 1.2. Функции и средства автоматизации ТПП
Средства автоматизации
АСУ ТПП
САПР цех
САН
САП
САПР СТО
САПР ТП
Автоматизированное оборудование и оснастка
ИПС
Изготовление СТО
Планирование и управление ТП
Проектирование цехов
Нормирование
Подготовка УП
Проектирование СТО
Проектирование ТП
Анализ производства
Обеспечение технологичности изделия
Функции ТПП
Конструкторская подготовка производства
Организационная подготовка производства
Технологическая подготовка производства
Техническая подготовка производства
Другие похожие работы, которые могут вас заинтересовать.вшм> |
|||
| 130. | Основные понятия, предмет и функции менеджмента | 1.79 MB | |
| Менеджмент (от англ. Management) – это управление, заведование и организация производства; совокупность принципов, методов, средств и форм управления, разрабатываемых и применяемых с целью повышения эффективности производства и увеличения прибыли | |||
| 192. | Логические Функции. Основные понятия двоичной арифметики | 206.37 KB | |
| Логические Функции Основные понятия двоичной арифметики Любая информация текстовая звуковая графическая видео для обработки в ЭВМ преобразуется в двоичный код. Логические функции и операции Расширение понятия логической функции Функция f x1 x2 xm логических переменных аргументов x1 x2 xm которая также как и переменные может принимать значения только из набора {0 1} называется логической переключательной булевой функцией . Логические функции обозначаются обычно через y или F и записываются в виде y = f x1 ... | |||
| 5922. | Место и роль государства в политической системе общества. Функции и механизм государства | 27.21 KB | |
| Место и роль государства в политической системе общества. Функции и механизм государства Общая характеристика политической системы общества Политическая система общества это система взаимосвязанных и взаимодействующих объединений организаций людей базирующихся на разнообразных формах собственности отражающих интересы и волю социальных классов слоев групп и наций реализующих политическую власть или борющихся за ее осуществление в рамках права через государство. Примером может служить деятельность демократического... | |||
| 5351. | Создание проекта технологической линии производства сдобного печенья на предприятии | 366.45 KB | |
| Идея проекта заключается в организации производства сдобного печенья на современном оборудовании с использованием лучших европейских рецептур и технологий, адаптированных к российским стандартам и сырью. | |||
| 19978. | Содержание правоотношения его место в правовой системе | 40.31 KB | |
| Может отвечать по своим обязательствам вверенным ему имуществом а также от своего имени приобретать и осуществлять имущественные и личные неимущественные права нести обязанности быть истцом и ответчиком в суде; Действует на определенной территории имеет территориальный масштаб деятельности... | |||
| 9157. | Место человека в системе животного мира и антропогенез | 54.35 KB | |
| Место человека в системе животного мира и антропогенез. Основные этапы развития Человека Разумного. Экологоэволюционные возможности человека. Место человека в системе животного мира и антропогенез Вопрос о происхождении человека имеет не только научное значение: с позиций эволюционной биологии или чисто зоологической точки зрения это частный филогенетический вопрос. | |||
| 9339. | Место и роль государства в политической системе общества | 15.23 KB | |
| Место и роль государства в политической системе общества. Институты политической системы 9. Основой политической системы общества является политическая власть по поводу использования которой формируются и функционируют многообразные государственные и общественнополитические институты нормы и др. Структура политической системы представляет собой многоуровневое образование состоящее из нескольких подсистем. | |||
| 7974. | ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ИЗМЕРЕНИЯХ. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ | 39.54 KB | |
| Определение понятий метрология стандартизация сертификация Метрология наука об измерениях о способах достижения требуемой точности и достоверности корректной записи результатов об обеспечении единства измерений. Технические измерения при помощи рабочих средств измерений. Метрологические измерения при помощи эталонов и образцовых средств измерений. Они не могут быть применены в области на которую распространяется требование единства измерений. | |||
| 14437. | Правовые аксиомы: понятие, место в системе правовых предписаний | 68.23 KB | |
| Многое из того, что прежде казалось незыблемо истинным, аксиоматичным, сегодня воспринимается далеко не однозначным. Поэтому критерий истинности, который автоматически присваивается положениям, признаваемым аксиомами, в тех или иных конкретно-исторических условиях вызывает известные сомнения. В результате не все аксиомы, особенно идеологизированные, в действительности таковыми являются. | |||
| 9263. | Место службы технического контроля в системе комплексного управления качеством | 13.17 KB | |
| Организационно-техническое обеспечение качества продукции связано с определением уровня качества. Организация управления технологическими процессами включая проведение контроля и испытаний способствует контролю применения передовых методов обеспечения качества и постепенному вытеснению устаревших методов контроля более эффективными и прогрессивными. Служба контроля качества при этом несет три основные вида ответственности перед фирмой: экономическую системную и техническую. | |||
САПР ТП – системы автоматизированного проектирования технологических процессов
Системы предназначены для разработки технологических процессов, и решения широкого комплекса задач, связанного с этим: выбор заготовки, определение последовательности и содержания технологических операций, выбор основного оборудования, оснастки, инструмента и вспомогательных материалов; расчета режимов резания и норм времени на операциях; заполнения технологической документации.
Большинство САПР ТП предлагает несколько путей создания технологических процессов:
Автоматически. Данные метод применим лишь для несложных типовых деталей, на которые уже имеются и полностью формализованные групповые и типовые технологические процессы.
Проектирование на основе аналога. В настоящее время широко используется. На предприятии изготавливается огромное число деталей, конструкции некоторых из них (а соответственно технологические процессы их изготовления) имеют между собой много общего. Поэтому нет необходимости разработки техпроцессов «с нуля», можно выбрав наиболее близкий прототип, довести его до нужной формы, корректируя и добавляя операции и пр.
Проектирование с нуля. Наиболее трудоемкий процесс. При этом САПР ТП помогает технологу лишь базами данных инструментов, оборудования и пр. и несколько при заполнении документации. Основные проектные решения технолог выдвигает, обдумывает и принимает сам.
На современном этапе САПР ТП являются лишь средством облегчения рутинной (но не творческой) работы технолога, помогая заменить длительные операции по заполнению технологической документации, поиска справочной информации и пр.
Среди наиболее известных на российских предприятиях можно отметить следующие: Компас-Автопроект, T-FlexТехнология, Вертикаль, Техно-Про,SprutTП и пр.
Современные tdm-системы
TDM–TechnologicalDataManagement.
Данные системы, по сути, являются часть САПР, и предназначены для создания технологической документации на изделия, хранения и управления ею.
|
|
Первый уровень – это общие данные о технологическом процессе, эти данные заносятся как «шапка» на технологических документах.
Второй уровень – название операций, технические требований и требований безопасности.
Третий уровень – описание переходов операции.
Четвертый уровень – применяемая оснастка, режущий и измерительный инструмент и пр.
Представление техпроцессов в виде такой структуры позволяет на заключительном этапе формировать любые виды технологических документов (МК, ОК, КТП и пр.)
Среди наиболее известных «чистых» TDMсистем можно отметить следующие –AdemTDM,Techcard,APMTechnologyи пр.
Программные средства компьютерного размерного анализа.
Несмотря на важность задачи технологического и конструкторского размерного анализа на рынке промышленного программного обеспечения сравнительно мало средств для ее решения. Поэтому, даже по сей день, проектировщики пользуются собственными программами, реализованными на обычных языках высокого уровня (BasicдляGraf2;C++ дляKONиGRAKON) или в приложенииMSExcel.
Среди законченных программных продуктов для конструкторского размерного анализа можно выделить Setol6(дляSolidWorks) иMitCalcTolAnalisys. Последний реализован подMSExcelи позволяет решать конструкторские размерные цепи по методу максимуму-минимуму, вероятностным (с различными законами распределения), а также в условиях непостоянной температур и пр. условиях.
Помимо расчетной части (реализованных алгоритмов) программы должны считывать и выдавать графическую информацию, поэтому некоторое CAD-системы и векторные редакторы снабжаются средствами первичного анализа размерных цепей (APMGraph), либо позволяют использовать дополнительные модули (GRAKONдляAutoCAD).
Разработку САПР ТП можно рассматривать как процесс создания и непрерывного совершенствования указанных ранее систем. В настоящее время основными разработчиками САПР ТП являются специализированные организации. Системы поставляются на рынок как программные (программно-технические, программно-методические) комплексы.
Внедрением, эксплуатацией и модернизацией подсистем и компонентов САПР ТП на предприятиях, как правило, занимаются специализированные подразделения - отделы (службы) САПР, включающие группы специалистов соответствующих профилей при тесном взаимодействии с разработчиками САПР ТП. Развитие системы осуществляют силами специалистов предприятия с привлечением специалистов-разработчиков, а при необходимости специалистов других организаций, например научно-исследовательских институтов и высших учебных заведений
Принципиально важным является подбор группы специалистов - непосредственных разработчиков САПР ТП. Техническое руководство группой должен осуществлять специалист, имеющий базовое технологическое образование, обладающий глубокими знаниями в области технологии машиностроения. Разработку проекта системы, необходимых моделей и спецификаций должны выполнять специалисты-технологи, возможно с привлечением консультантов из промышленности, исследовательских организаций технологического профиля или высших учебных заведений. Программно-техническую реализацию системы осуществляют специалисты-программисты. Тестирование и доводку системы выполняют совместно специалисты-технологи и специалисты-программисты.
Для организации - разработчика САПР ТП создаваемая система является изделием, для которого характерно прохождение (с учетом специфики) всех основных этапов его жизненного цикла.
На этапе маркетинга исследуют состояние рынка САПР ТП. Целью исследования является определение наиболее актуальных потребностей рынка, основных тенденций развития САПР ТП и научно-методических концепций, реализованных в имеющихся системах. В результате определяют основные характеристики конкурентоспособной САПР ТП и основные (концептуальные) принципы ее построения. Устанавливают ориентировочные сроки и стоимость создания системы. Естественно, что стремятся разработать систему в минимальные сроки, иначе ее рыночную «нишу» могут занять конкуренты. Завершают данный этап жизненного цикла изделия оформлением технического задания на разработку системы.
Техническое задание - основной обязательный документ, с создания и согласования которого начинают разработку САПР ТП. Этот документ определяет содержание проекта и основные требования к разрабатываемой системе, условия приемки и оценку ее пригодности для эксплуатации, т. е. завершение разработки. Техническое задание оформляют в соответствии с требованиями стандартов и предусматривают в нем следующие основные разделы.
1. Наименование и область применения. В этом разделе конкретно указывают основные функции, которые должна выполнять разрабатываемая система.
2. Характеристика системы, как объекта. Указывают, что должна представлять собой физическая реализация САПР ТП (пакет прикладных программ, программный комплекс, программно-технологический и программно-методологический комплекс), а также ее основные подсистемы (модули).
3. Цель и структура разработки. Представляют обобщенную структурную модель разрабатываемой системы с указанием взаимосвязей ее основных подсистем или элементов. В общем виде описывают взаимодействия элементов, указывают содержание входной информации, необходимой для работы системы и способ ее ввода.
4. Технические требования САПР ТП к обеспечению:
Техническому. Указывают состав, конфигурацию и характеристики основных технических средств, на которых реализуется система;
Информационному. Для программных комплексов указывают необходимый состав баз данных, использующихся разрабатываемой системой при эксплуатации;
Программному. Указывают операционную систему, а также наименование базовой среды программирования и ее версию. Раскрывают состав программного обеспечения разрабатываемой системы;
Организационному. Кроме разработки комплекса необходимых документов, технического задания, подробно описывают процедуру сдачи-приемки разработки (как внутри организации-разработчика, так и для внешних заказчиков). Приемку САПР ТП проводят по результатам прохождения тестовых примеров, содержание которых определяет заказчик по согласованию с разработчиком.
5. Стадии и этапы разработки. Представляют календарный план (бизнес-план) работ по созданию САПР ТП с указанием номеров этапов последних, содержания, сроков выполнения для каждого из этапов, стоимости, форм и видов отчетности. Выполнение каждого этапа разработки САПР ТП тщательно документируют в соответствии со стандартами Единой системы программной документации. Заказчик (покупатель) системы может установить особые требования к ней, как по оформлению, так и по ее специализации и адаптируемости к конкретным условиям.
Начальному этапу разработки САПР ТП соответствует уточнение концепции построения системы и создание ее концептуальной модели.
Концептуальная модель определяет основные функции разрабатываемой системы и их взаимосвязи. При ее создании для разрабатываемой САПР ТП определяют:
Предметную область;
Основные функции;
Основные задачи, решаемые при выполнении выделенных функций;
Состав входной и выходной информации;
Основные информационные связи выделенных функций.
Под предметной областью понимают область знаний, используемых при формировании системой проектного технологического решения. Иногда под предметной областью понимают специализацию (проблемную ориентированность) системы на формирование объектов проектирования определенного вида. Например, САПР технологических операций токарной обработки. По возможности предметная область системы должна быть узкой (локальной). Определение предметной области системы и ее структуры является самостоятельным, сложным, творческим этапом проектирования. Часто для этого используют семантические сети.
Одним из основных современных методов, используемых при разработке моделей различных автоматизированных систем поддержки решений, является метод структурного анализа, представленный в CALS-стандарте FIPS PUB 183 (IDEFO). В научно-технической литературе данный метод именуют также методом Росса, методом SA-диаграмм, SAD, SADT.
Метод предполагает последовательную детализацию проектируемой системы «сверху вниз». Выделяют различные уровни рассмотрения анализируемой (проектируемой) системы. На каждом уровне представляют разложение анализируемой системы, более детализированное, но полностью эквивалентное предшествующему уровню. При этом рассматривают не только систему, но и окружающую ее среду, также подвергающуюся последовательной детализации вместе с системой. Графическое и текстовое описание структурированной системы в виде необходимых схем и пояснений к ним образуют модель системы, отображающую последнюю с определенной точки зрения.
Входные и выходные данные, наименование которых указывается у соответствующих стрелок схемы модели верхнего уровня, определяются, как правило, техническим заданием на разработку системы.
На верхних уровнях осуществляют функциональное разбиение модели без учета и выбора методов реализации, т.е. без изображения на схемах стрелки механизма. Когда детализация будет проведена достаточно подробно и появится возможность выбрать эффективные средства реализации, тогда можно вернуться к выбору механизма. Механизм не определяется не из входа, не из выхода, не из управления и их не определяет, являясь независимой составляющей среды. Для моделей верхнего уровня также может быть недостаточно определенно содержание управления. В этом случае следует использовать обобщающие наименования соответствующих стрелок, например, для моделей операций: «информационное обеспечение», детализируя их содержание в моделях последующих уровней.
Модель системы представляет собой иерархический набор схем (структурных диаграмм), полученных в результате ее последовательного анализа. Каждая схема является детализацией какого-либо объекта (предмета или операции) и окружающей среды из схемы предыдущего (более высокого уровня). При этом анализируемый объект представляется на схеме в виде набора объектов (не более 6), изображаемых в виде прямоугольников и связей между ними, изображаемых стрелками входа, выхода и управления.
Концептуальная модель соответствует этапу эскизного проектирования САПР ТП.
Концептуальное моделирование иногда выполняют еще до разработки технического задания. В этом случае фрагменты концептуальной модели, отражающие особенности и отличия разрабатываемой САПР ТП от существующих, приводят в техническом задании.
Следующим этапом создания САПР ТП является разработка ее функциональной модели.
Функциональная модель описывает функции и структуру программных средств разрабатываемой системы, являясь первым документом технического проекта. Для разработки функциональных моделей используется метод структурного анализа с дополнениями для описания не только функциональной структуры системы, но и укрупненной структуры программного обеспечения.
Функциональные программные модули обмениваются информационными сообщениями, служащими, в основном, для запуска одних модулей другими.
Общие требования к оформлению схем функциональной модели в целом аналогичны требованиям к оформлению концептуальных моделей.
При разработке структурных диаграмм концептуальных и функциональных моделей САПР ТП используют средства автоматизации, например, пакет DESIGN IDEF (продукт фирмы Metasoft-ware Corp, США) или пакеты автоматизированного анализа бизнес-процессов, например BPWin.
Работа программных модулей, выделенных в функциональной модели, может осуществляться в интерактивном (диалоговом) или пакетном (автоматическом) режимах. Для обеспечения реализации каждого из режимов при проектировании САПР ТП разрабатывают соответствующие документы.
Диалог конечного пользователя с программными средствами разрабатываемой САПР ТП описывается в документе, называемом «Сценарий диалога», разрабатываемом на этапе технического проекта. Описание сценария диалога ориентировано на пользование графического многооконного интерфейса (типа Micro soft Windows) и графическое меню (пиктографический интерфейс).
Алгоритмы, предназначенные для реализации в программных средствах разрабатываемой САПР ТП, представляют в документе «Описание алгоритмов», составляемом на этапе технического проекта. На представленные алгоритмы осуществляются ссылки из документа «Сценарий диалога». Совместно с другими документами, дающими описание (спецификацию) проектируемой системы, данный документ образует комплект взаимосвязанных описаний технического проекта, достаточный для программирования автоматизированной системы.
Информационная модель САПР ТП предназначена для описания состава и структуры информационного обеспечения, необходимого для функционирования САПР ТП. Разработчик-технолог обычно определяет только состав информационной модели, не рассматривая ее структуру (вопросы организации взаимодействия информационных объектов, их отношение, организацию хранения данных и т.д.).
При окончательной приемке разработанной системы проводят ее испытания, для выполнения которых разрабатывают и утверждают соответствующую программу.
После подписания необходимой приемно-сдаточной документации систему считают готовой к продаже (тиражированию) или эксплуатации конкретным заказчиком.
ЛИТЕРАТУРА
1. Диалоговые САПР технологических процессов [Текст] : Учебник для вузов / В.Г. Митрофанов [и др.] – М.: Машиностроение, 2000. – 232с.
2. САПР в технологии машиностроения [Текст] : учебное пособие. – Ярославль: Яросл. гос. техн. ун-т, 1995. – 298с.
3. Кондаков, А.И. САПР технологических процессов [Текст] : учебник для студ. высш. учеб. завед. / А.И. Кондаков. – М.: «Академия», 2007. - 272с.
4. Суслов, А.Г. Научные основы технологии машиностроения [Текст] / А.Г. Суслов, А.М. Дальский. – М.: Машиностроение, 2002. – 306 с.
5. Информационная поддержка жизненного цикла изделий машиностроения: принципы, системы и технологии САLS/ИПИ [Текст] : учебное пособие для студ. высш. учеб. заведений / А.Н. Ковшов [и др.]. – М.: Издательский центр «Академия», 2007. – 304с.
