Автоматизированное проектирование

Автоматизированное проектирование. Между парарметрами оснащаемой детали и формиру-емой технологической оснасткой существует инфор-мационно-функциональная взаимосвязь.

Аналогичные взаимосвязи существуют также между технологичес-кими решениями по производству детали и информа-ционными моделями этой детали. Всё это создаёт предпосылки для комплексной автоматизации деталь- технологический процесс изготовления детали - проектирование и изготовление технологической оснастки - изготовление детали.

В связи с этим при автоматизации проектирования приспособлений и был определён метод построения технологичекого оснащения на базе информационной модели, получившей название синтеза конструкций. В основу этого метода положены следующие принципы 1. Информация, описывающая конструкцию приспособления, является результатом переработки сведений об оснащаемой детали и технологических операциях её изготовления. 2. Для конструкции любого приспособления существует возможность её декомпозиции на определённое число составляющих - конструктивных элементов. 3. Конструкция всякого приспособления может быть синтезирована из определённого числа конструктивных элементов. 4. Конструктивные элементы отличаются свойствами и характеристиками, которые можно представлять в ЭВМ. 5. Между элементами в конструкции существуют некоторое количество моделированных отклонений, общих для всех приспособлений. 6. В каждом конструктивном элементе как разновидности твёрдого тела можно зафиксировать его положение для определения значений позиционных отношений между элементами. 2.2.1. Порядок проектирования.

В компьютер вводиться описание обрабатываемой детали и оснащаемой станочной операции, на основе чего автоматически строится цифровое информацион-ное описание проектируемого приспособления в виде соответствующих цифровых массивов.

Управление передаётся блоку составления спецификаций, результаты работы которого выдаются на печатающее устройство в форме документа, определённого стандартами ЕСКД. Затем выполняются работы по формированию прог-рамм вычерчивания при получении сборочного и деталировочного чертежей конструкции.

Процесс завершается технологической подготовкой производства приспособления и составлением программ для станков с ЧПУ. Более подробно методология автоматизированного проектирования рассматривается в следующем разделе. 2.3. ОСНОВНЫЕ ФУНКЦИИ СИСТЕМ АВТОМАТИЗИРОВАН-НОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТЕХНОЛО- ГИЧЕСКОЙ ОСНАСТКИ. Своевременное оснащение технологических процессов изготовления ЛА необходимыми приспособлениями представляет важнейшую задачу подготовки производства. Поэтому вопросы совершенствования процессов проектирования и изготовления технологической оснастки на базе использования математических методов, вычисли-тельной техники и прграммно-управляемого оборудо-вания преобрели первостепенное значение.

Появле-ние идеи создания систем автоматизации комплексно решает задачи синтеза конструкций, их документи-рования, технологической подготовки производства и обеспечения процессов их изготовления на оборудовании с ЧПУ. Современной системе проектирования и изготов-ления целесообразно выполнение следующих функций 1.Анализ оснащаемого объекта, его изготовления, моделирование этого объекта и процесса изготовле-ния. 2.Синтез конструкций из конструктвных элементов с выполнением точностного, геометрического и силового анализов, оптимизацией по соответсвующим критериям полного информационного описания синтезируемой конструкции. 3. Отображение пространственного описания конструкций на плоскости проекций построение графика сборочного чертежа . 4. Поэлементный анализ конструкции с отображени-ем описаний оригинальных деталей на плоскости проекций, получением деталировочных чертежей и сопоставлением спецификаций. 5. Технологический анализ конструкции, решение технологических задач и получение управляющей ин-формации для изготовления на оборудовании с ЧПУ. 6. Технико-эконмическая оценка конструкции и определение её качественных показателей. 7. Разработка необходимой технологической и технико-экономической документации. Укрупнённая схема системы проектирования и изготовления технологической оснастки показана на рис.2. Информация об оснащаемой детали и схеме её обработки создаётся в случае отсутсвия её в базе данных также средствами системы.

Это сведения о размерах, геометрии, физических характеристиках, точности оснащаемой детали и отдельных её поверх-ностях, данные о схеме базирования, закрепления, об обрабатываемых элементах, информация об оснащаемом оборудовании, требуемой производитель-ности обработки, количестве одновременно устанав-ливаемых заготовок, режимах и усилиях резания.

Каждая из перечисленных функций с решением задач различного уровня и степени сложности.

После анализа и приведения исходной информации к каноническому виду начинается реализация комплек-са программ синтеза конструкций, в результате чего генерируется информационное описание конструкции приспособления.

Далее составляется спецификация, формируется сборочный и рабочие чертежи деталей конструкции. Информаци-онное обес-печение Конструк-тивные элементы Типовые изображения Каталог сведений об оснащаемом оборудова-нии Нормативно-справочные материалы Сведения об условиях производ-ства приспособ-лений Конструкции-аналоги Рис. 2. Прцесс завершается работой подсистемы технологи-ческого проеутрирования и пдготовкой программ для станков с ЧПУ, формируются сведения для АСУП. Выполнение функций САПР включает в себя поиск типовых изображений для графического моделирова-ния конструктивных элементов приспособлений, компоновку сборочного чертежа из типовых изобра-жений и формирование его описания, определение сборочного чертежа и его масштаба, распознавание видимости линий на чертеже из условий видимости и принятого масштаба, идентификацию структурных единиц конструкции на чертеже.

Посделовательность работ при решении задач синтеза конструкций приспособлений следующая Сначала создаётся общая компоновка конструкции.

Решение этой глобальной задачи связано с анализом информации об оснащаемой детали в целом и далее локальные задачи, связанные с отдельными поверх-ностями детали.

Для их решения рассматриваются и моделируются локальные проектные ситуации, которые могут возникать в связи с одной какой-либо поверхностью детали. Локальную проектную ситуацию характеризуют форма, размеры, технологическое назначение поверхности обрабатываемой детали, конфигурация, количество и пространственное расположение функ-циональных элементов приспособления, контакти-рующих с данной поверхностью.

Примером глобальной задачи является синтез корпуса приспособления на основе данных об осна-щаемой детали и конструктивных элементах, которые он объединяет в единую жёсткую систему.

Локальной задачей могут быть определение количетсва и рас-становка пластинчатых опор под базовой плос-костью, ограниченной контуром. Процесс синтеза - это накопление информации, отображающее изменения пространственного образа конструкции во времени. То есть это многоэтапный процесс, который начинается в момент завершения формирования модели обрабатываемой детали, а за-канчивается формированием полного описания требу-емой конструкции приспособлений.

Этапы синтеза - это части процесса, соответсвующие построению определённых групп элементов приспособлений уста-новочных, направляющих, зажимных, фиксаций и т.д. Для большинства этапов процесс синтеза протекает в три стадии. Например, при синтезе установочных элементов на первой стадии из описания обрабаты-ваемой детали выделяется для анализа информация, характеризующая схему базирования этой детали. На второй стадии происходит выбор схемы установ- ки, которая представляет собой перечень наиме-нований классов установочных элементов, реализующих выбранную схему установка на цилин-дрический палец и штыри, установка с помощью двух призм и пластинчатых опор и т.д. На третьей стадии осуществляется воплощение выбранной схемы установки в виде конструктивно завершённой функциональной группы установочных элементов приспособления.

Аналогичные стадии проводятся также на этапах синтеза функциональных групп зажимных, направля-ющих, делительных корпусных и других элементов.

Важным вопросом является получение рациональной конструкции. Трудности решения задач оптимизации заключаются в их многокритериальности и многопа-раметричности. Рациональные решения могут быть получены только на отдельных стадиях проектиро-вания, например, на стадии выбора схемы установки. Конструкция должна быть работоспособной, пригод-ной для обработки оснащаемой детали и обеспечива-ющей требуемые параметры точности. Пригодность конструкции определяется рядом технических, тех-нологических, эстетических, экономических и других показателей точности, жёсткости, дис-баланса, быстродействия, простоты и технологич-ности, удобства и безопасности, эстетичности внешнего вида и др. Последовательность процессов синтеза приспособ-лений строится на аналогии с практикой традици-онного конструирования.

Например, для сверильных приспособлений процесс синтеза конструкций сводиться к выполнению последовательно решаемых задач, как определение типа кондукторных втулок, нахождение толщины кундукторной плиты, определе-ние габаритов поля, занятого кондукторными втулками, нахождение высот кондукторных втулок, распознование установочно-зажимной схемы приспо-соблений, проектирование установочных элементов и элементов зажима.

Завершающими этапами являются синтез несущих специальных конструктивных элементов типа кондук-торных плит и корпусов, а также проектирование вспомогатльных и нижних подкладных плит. Все работы, проводимые при синтезе конструкции приспособлений можно разбить на две группы.

К первой относятся работы по компоновке конструк-ций, ко второй - проектирование специальных конструктивных эелементов. При формализации процессов компоновки конструк-ций из конструктивных элементов решаются следующие задачи 1. Выбор определённых значений из базы по задан-ным условиям. 2. Геометрического анализа. 3. Непосредственного проектирования определения количества и положения функциональных кон-структивных элементов, выделении параметров, от которых зависит возможность использования элементов по ГОСТ СТП , проверка возможности применения ГОСТ СТП . 4. Расчётного типа. 5. Построения результирующих данных по заданным требованиям.

К основным задачам проектирования специальных элементов можно отнести следующие 1. Выбор типа элементов. 2. Расчёт конструктивных размеров. 3. Определение материала для изготовления. 4. Синтез формы конструктивных элементов. Известно, что в базу конструктивных элементов включается отличные по форме конструктивные элементы, которые нецелесообразно членить на составляющие.

В ряде случаев трудно предусмотреть необходимую форму специального элемента она окончательно вырисовывается в процессе проектиро-вания приспособления. Поэтому в базу конструктив-ных элементов включаются также и элементы формы, с помощью которых в процессе синтеза дорабатыва-ются базовые конструктивные элементы. Система предусматривает хорошо организованную базу данных, состоящую прежде всего из конструк- тивных элементов. Конструктивные элементы - это объекты со своими свойствами форма, структура, функции, материал, и др колиественными праметрами размеры, вес, допуски, состав, и др То есть это часть конструкции, обладающая информационной самостоя-тельностью.

В принципе, каждый конструктивный элемент обладает неисчерпаемой информацией. Поэтому отбор и классификация информации о конструктивном элементе должны осуществлятьтся с учётом необхо-димости и достаточности. Информация о конструктив- ном элементе, по смыслу содержащихся в ней сведе-ний можно разделить на метрическую размерные ха-рактеристики, технологическую материал, термо- обработка, точность, шероховатость, спецификаци- онную наименования, обозначения, графическую изображение конструктивных элементов на черте-жах, экране и т.д К конструктивным элементам относятся стандартные детали с постоянной геометрической формой. 3.