Раздел 3. Проектирование технологических процессов в астпп.

3.1. Общие положения и задачи сапр тп.

Ключевой подсистемой АС ТПП специального назначения является подсистема проектирования технологических процессов. Задачи этой подсистемы реализуются на основе систем автоматизированного проектирования технологических процессов (САПР ТП).

Автоматизированное проектирование предусматривает систематическое использование ЭВМ в процессе проектирования и обоснованное распределение функций между технологом-проектировщиком и ЭВМ. САПР ТП позволяет:

- ускорить процесс проектирования ТП;

- повысить качество ТП путем рассмотрения большого числа возможных вариантов и выбора самого лучшего по определенному критерию (по себестоимости, производительности и др.);

- повысить производительность и улучшить условия труда технолога;

- комплексно автоматизировать умственно-формальные (нетворческие) элементы проектирования ТП.

В настоящее время при обычном неавтоматизированном проектировании выбор структуры и вида технологического процесса основывается главным образом на опыте и интуиции технолога и на очень небольшом числе формальных правил, отражающих традиционно зарекомендовавшие себя решения для различных, но сходных ситуаций. Как правило, технологические процессы, разработанные разными технологами для обработки одних и тех же деталей в одинаковых условиях, всегда в какой-то степени отличаются один от другого. При автоматизированном же проектировании недопустимы никакие неопределенности, должен быть четко формализован процесс принятия решений при самых различных ситуациях и комбинациях заданных условий.

Эта проблема решается на основе выявления объективно существующих связей между конструкцией, геометрической структурой и другими характеристиками деталей и наивыгоднейшей структурой технологического процесса их обработки. Так, например, геометрическая структура деталей предопределяет:

- методы достижения требуемой точности;

- выбор технологических и измерительных баз;

- последовательность обработки поверхностей деталей и их измерения;

- межоперационные размеры, припуски и допуски;

- последовательность сборки изделия и ее сборочных единиц.

Таким образом, полное описание геометрии любой детали можно рассматривать как непременное условие автоматизированного проектирования ТП. В АСТПП это достигается в рамках системы кодирования технологической информации, пример реализации которой применительно к описанию деталей был рассмотрен ранее.

Автоматизированное проектирование ТП, в общем случае, сводится к решению группы задач, которые относятся к задачам синтеза и анализа. Понятие "синтез" технологического процесса в широком смысле этого слова близко по содержанию к понятию "проектирование". Однако здесь есть разница, которая заключается в том, что проектирование означает весь процесс разработки технологического процесса, не обязательно окончательного. В качестве задачи, синтез может выполняться при проектировании несколько раз, сочетаясь с решением задач анализа. Анализ технологического процесса и операции - это изучение их свойств. Таким образом, синтез направлен на создание новых вариантов технологических процессов или операций, а анализ используется для их оценки.

В процессе проектирования можно выделить два этапа: формирование структурной модели и определение параметров элементов ТП. На этапе определения параметров формируются количественные значения или имена (шифр режущего инструмента, режимы резания и т.д.). Это так называемая параметрическая настройка.

Для оценки эффективности принимаемых решений (структуры элементов, связей между ними, режимов резания и т.д.) используются критерии оптимальности. При этом если оптимизируется структура, то такую задачу синтеза называют структурной оптимизацией. Расчет оптимальных параметров ТП и операции при заданной структуре называют параметрической оптимизацией.

Структуру ТП можно рассматривать как иерархическую. В связи с этим проектирование ТП включает ряд уровней:

- разработку принципиальной схемы технологического процесса;

- проектирование технологического маршрута;

- проектирование операций;

- разработку управляющих программ для оборудования с ЧПУ.

На каждом уровне проектирование ТП представляется как решение совокупности задач, схема которого показана на рис.4.

Проектирование начинается с синтеза структуры ТП или его элементов по выданному техническому заданию. Для каждого варианта структуры составляют модель ТП. При автоматизированном проектировании эта модель является математической и должна быть адекватна объекту в отношении основных его свойств. Для каждого варианта структуры предусматривается параметрическая оптимизация, так как оценка варианта должна выполняться при оптимальных (или близких к ним) значениях параметров.

Рис.7

Анализом модели проверяют выполнение условий работоспособности. Если условия работоспособности не выполняются, то изменяют управляемые параметры, например, режимы резания (глубину, подачу и скорость) и модель анализируют при их новых значениях. Если же и в этом случае не выполняются условия работоспособности, переходят к генерации нового варианта структуры или к пересмотру ТЗ.

Если для некоторого варианта структуры ТП, операции или перехода достигнуто обеспечение заданных условий работоспособности, то задача синтеза считается решенной. Результаты проектирования оформляют в виде технологической документации с формулированием ТЗ на следующий уровень проектирования.

Рис.5