Взаимодействие технолога с эвм при различных формах диалога.

Методика диалогового проектирования характеризует общую схему и способы взаимодействия технолога с программами технологического проектирования при различных формах диалога. В зависимости от того, какой элемент системы (технолог или ЭВМ) выполняет функции оперативного управления процессом проектирования, различают три формы диалога : под управлением ЭВМ, технолога и смешанную.

Первая форма диалога характеризуется наличием управляющего алгоритма, координирующего действия технолога, и применяются для решения задач у которых функции технолога и программ четко дифференцированы, определен строгий порядок взаимодействия технолога с ЭВМ. Например, для деталей сложной формы выбор вида заготовки должен производиться технологом, а расчет припусков, напусков и размеров заготовки – программами. Связующим звеном между ЭВМ и технологом служат модули запроса, содержащие формулировку творческой задачи и обращение к технологу с просьбой решить ее. Разработка модулей запросов осуществляется на стадии алгоритмизации технологических задач. В условия задачи входят исходные данные ИД, имеющие к моменту ее решения, технические ограничения ТО и обращения к технологу ОБ с просьбой решить задачу. По характеру задач, содержащихся в модулях запроса, последние разделяются на три типа: логические, модули выбора решений из заранее заданного множества альтернатив и модули с задачами построения решений, вид и количество которых на стадии алгоритмизации установить не возможно.

Логические модули запроса МЗ-1, содержат исходные данные и формулировку вопроса ФВ на который технологу необходимо ответить «да» или «нет».

Задачи второго типа – это выбор решений из заранее заданного на стадии алгоритмизации множества альтернатив. Технолог с помощью клавиатуры указывает номер решения, который отображается на мониторе в поле ответов. Примеры модулей запросов первых двух типов.

МЗ-1:

Деталь –АМ 40151318

Размер партии -28

«Старение» детали необходимо?

Ответ 1

МЗ-2

Деталь – АМ 40151317

Размер партии – 50

Выберите вид заготовки:

1. Пруток

2. Труба

3. Поковка

Ответ: 2

Третий тип – это задачи , для которых множество ответов на стадии алгоритмизации указать невозможно. От технолога в этом случае требуется решить задачу и с помощью клавиатуры

Ввести ответ. При этом выбранное решение отображается на мониторе. Примером может служить модуль выбора технологических баз (МЗ-5) Технолог, прочитав условия задачи, выбирает базовые поверхности и сведения о них.

МЗ-5 Деталь АМ40151317

Этап чистовой

Операция – фрезерная

Обрабатываемая поверхность П17, П25

Выберите базовые поверхности.

Опорная база - П3

Направляющая – П8

Упорная – П5

МД-15

Найти приспособление

Деталь АМ40151317

Операция фрезерная

Станок 6М12

Обрабатываемые поверхности – П17, П25

Базовые поверхности:

Опорная база - П3

Направляющая – П8

Упорная – П5

Ответ ПР171, ПР522, ПР313.

Диалог под управлением технолога применяется, когда требуется корректировка промежуточных результатов машинного проектирования, а также при решении новых задач на основе имеющихся программных модулей или задания управляющих воздействий, изменяющих направление процесса проектирования и др. Обращение технолога при этой форме диалога осуществляется модулем директив. В отличие от модулей запросов, содержащих формулировку творческой задачи, которую должен решать технолог, модуль директива характеризует формализованную задачу, решаемую ЭВМ. Директива формулируется технологом, а выполняется ЭВМ по имеющимся программам. При вмешательстве в ход проектирования технолог должен правильно сформулировать директиву и ввести ее в ЭВМ. Затем она транслируется на внутренний язык системы, находится реализующая ее программа и производится расчет. Результаты выполнения директивы отображаются на мониторе.

По функциональному назначению можно выделить директивы ввода информации; решение технологических и геометрических задач; редактирования текстовой и графической информации; вывода результатов проектирования на устройства отображения, печати, чертежные автоматы и др. Директивы каждого класса отличаются типом определенных объектов и условий задачи. В технологических, геометрических и поисковых директивах определимыми объектами могут быть операции, переходы, схемы базирования, модели оборудования и оснастки, параметры режимов резания, а также элементы траектории движения инструмента и детали на станках с ЧПУ. Условия задачи включают ыв себя исходные данные и технологические ограничения ТО, а для многовариантных задач и критериев оптимальности W

ДР: В{ИД,ТО,W}→R_В

Модель директива МД-15 поиска приспособления. Технолог формирует исходные данные в виде совокупности наименований характеристик операции и их значений. За критерий оптимальности принимается минимальное время установки t_уст →min.

Ответ ЭВМ представляет собой набор номеров приспособлений, у которых t_уст близко к t_min,

т. е. t_уст≤к t_min, где к – коэффициент близости, задаваемый технологом.

В директиве определения траектории фрезы ответ будет представлен в виде чертежа траетории и таблицы координат опорных точек. В директиве печати операционной карты в качестве исходных данных указываются ее форма по ГОСТ и обозначение устройства печати. Общая схема взаимодействия технолога с ЭВМ в режиме диалога:

ЗТ, ЗМ – результаты решения задач соответственно технологом и ЭВМ

ПТ, ПМ – процедуры решения задач, выполняемые соответственно технологом и ЭВМ;

ВВ, ОТ – ввод данных и отображение на экране модуля запроса М3;

Р₁ – логический блок анализа сложности задачи и передачи управления для простых задач программ, а для сложных технологу.

Все задачи технологического проектирования разделены на три группы: формализованные (выполняемые ЭВМ по заранее разработанным программам), творческие(решаемые технологом) и оперативные (процедуры диалога, осуществляемые с помощью монитора).

Горизонтальные стрелки обозначают передачу управления от технолога к ЭВМ и наоборот. В диалоговых алгоритмах, кроме общепринятых обозначений вычислительных и логических операторов, необходимо ввести графические обозначения модулей запросов, модули директив, операторов отображения информации и действий, выполняемых технологом.

Процесс проектирования начинается с того, что технолог сформировав директиву, вводит информацию о детали. После этого автоматически по ранее разработанным программам решается определенная группа задач З₁,З₂.

Когда появляется необходимость решения незапрограммированной задачи, на монитор оператором отображения ОТ выводится М₃ с формулировкой этой задачи. Технолог решает ее с помощью клавиатуры вводит ответ . На основе полученной информации ЭВМ продолжает дальнейшее проектирование.

В САПР –ТП достигаемая степень автоматизации зависит от сложности детали.

Например, задачи выбора установочных баз, схемы инструментальной наладки для простых деталей могут быть формализованы, а для сложных деталей должны решаться технологом. Анализ сложности конфигурации детали осуществляется логическим оператором Р₁, в результате чего для решения одной и той же задачи управление передается программам либо технологу.

В некоторых ветвях процесса проектирования технолог может сформулировать директивы по решению интересующих его задач. Диалог продолжается до тех пор, пока не будет спроектирован ТП заданной степени детализации, т.е. маршрут или операционная технология. Т.О., в системе автоматизированного проектирования используются все формы диалога.

Формализованный технологический язык диалога

ФТЯ-Д предназначен для создания информационных модулей запросов и директив и осуществления на их основе обмена сообщениями между технологом и ЭВМ. Для вполнения указанных функций ФТЯ-Д имеет словарь терминов, синтаксис построения текстов модулей запросов, директив и ответов технолога, транслятор для их преобразования с естественного языка во внутренние структуры данных и управляющую программу построения в диалоговом режиме модулей общения.

Словарь терминов включает в себя списки слов и выражений, используемых для описания наименований директив, условий задачи, множества решений. В словаре имеются термины и выражения, общие для проблемы технологического проектирования, и списки слов, характерных для каждого уровня. Например, словарь для диалогового проектирования принципиальной схемы процесса содержит названия методов и видов кузнечно-заготовительной, механической и термической обработки, названия видов заготовок и др.. В словаре второго уровня, используемого для проектирования технологических маршрутов, имеются названия операций, оборудования, схем установок, базовых поверхностей и т. д. Синтаксис ФТЯ-Д определяет правила построения текстов модулей общения, заданные отображениями В: ‹ИД, ОБ, ТО›→R_{k .}

ДР: ‹В, ИД, ТО W›→R_{в .}

Исходные данные в модулях общения задаются в виде совокупности пар, состоящих из наименований характеристик НХ и их значений ЗН: ИД= {(НХ, ЗН)_i} i=10÷n

Обращения к технологу в модулях запросов принято в повелительном наклонении, например: «Выбери вид заготовки» или в форме вопроса: «Старение детали необходимо?» Технические ограничения описывают множество возможных альтернативов, из которых необходимо выбрать рациональное решение ТО= {R₁, R₂ , ... R_k}

Для некоторых задач на стадии алгоритмизации их сформировать не удается. Технолог в процессе решения конкретной задачи выявляет ограничения, а затем на основе интегральных эвристических оценок выбирает решение.

Ответы технолога должны быть простыми: «да», «нет», номер решения, выбранный из заданного множества, номер базовых поверхностей, названии методов обработки, операций и т. д.

В целом формулировка задачи должна быть четкой, понятной технологу и требующей от него простых и однозначных ответов.

Транслятор ФТЯ-Д осуществляет синтаксический и семантический контроль текстов моделей директив и ответов технолога, а затем производит их преобразование во внутренний язык системы. Например, если технологом выбран вид или метод получекния заготовки, которых нет в словаре, то об этом сигнализируется фразой: «Этот вид (метод получения) заготовки программам не известна». При этом на мониторе отображается множество допустимых видов и методов получения заготовок, из которых необходимо произвести выбор. В тех случаях, когда ответ технолога построен не по правилам ФТЯ, на мониторе отображается выражение: «Уточните ответ» и приводится правильная его структура. Выполнение директив может производиться несколькими способами: обращением к программному модулю, реализующему задачу, сформулированную в директиве; выбором ветви вычислительного процесса (последовательности модулей) в зависимости от условий задачи; генерированием вычислительного процесса на основе библиотеки программных модулей и модели предметной области, охватывающей решение различных задач определенного типа, например, выбор станков, технологических баз, приспособлений и др.

С помощью директив 1 типа решаются простые задачи, например выбор элемента СПИД, упорядочение переходов по заданному признаку, расчет элемента в режимах резания и др. Директивы 2 типа позволяют задавать решения более сложных задач, например спроектировать инструментальную наладку к револьверному станку. В результате выполнения директивы будут выбраны режущий инструмент, державки, определены размерная настройка инструмента, режимы резания, машинное и вспомогательное время.

Реализация сложных директив может осуществляться в диалоговом режиме под управлением ЭВМ и включать в себя как вычислительные модули, так и запросы. Возможность формирования директив различной сложности обогащает диалог и придает процессам проектирования большую гибкость и естественность.

Модуль директива разрабатывается технологом . Для этого ему необходимо хорошо знать синтаксический словарь ФТЯ-Д. Программы транслятора, производя синтаксический и семантический контроль выявляют возможные ошибки, которые технолог должен устранить. В результате процесс построения директивы носит итерационный характер. Увеличивается время построения , а следовательно, и общее время решения задачи.

Наличие синтексиса и словаря терминов позволяет создать программу, управляющую процессом формирования директивы и обеспечивающую ее правильность. Основу этой программы составляют модули запроса ЭВМ к технологу по каждому разделу директивы. (См. рис.)

Блоками 1,2 на экране отображаются возможные типы директив, и технолог выбирает одну из них. Аналогичным образом блоками 3,4 производится выбор конкретной директивы в пределах выбранного типа. Логические блоки 5,6 осуществляют выбор ветви формирования текста директивы в зависимости от ее типа (поиск, определение объектов, печать, черчение и др.). Для каждого типа директивы и вида определяемого объекта А заранее (на стадии алгоритмизации) устанавливается набор исходных данных и технических ограничений. Это дает возможность построить алгоритм формирования постановки задачи.

В блоке 9 выбирается очередная характеристика НХq. Если ее значение ранее вычислено, то в блоку 13 записывается название и значение характеристики. В противном случае значение характеристики заполняется технологом (блоки 11,12). Оператором цикла 14 указанные действия повторяются для всей совокупности исходных данных. В результате процесс построения директивы приобретает целенаправленный характер, уменьшается количество ошибок, упрощаются алгоритмы синтаксического и семантического контроля директивы.

Возможны различные модификации алгоритма. Одна из них заключается в том, что вместо последовательного формирования состава и значений характеристик на мониторе отображается весь их набор, а технолог должен присвоить им соответствующие значения. Первая модификация алгоритма применяется тогда, когда имеется логическая зависимость вида последующей характеристики от значения предыдущей, вторая – когда такая зависимость отсутствует, а задача характеризуется набором независимых друг от друга исходных данных и технических ограничений. В системах диалогового проектирования творческие способности инженера технолога дополняются памятью и быстродействием ЭВМ.