САПР ТП леекция заочники

Системы автоматизированного проектирования технологических процессоВ

Лекция 1

Введение. Цели и задачи курса

Основными процессами в машиностроении являются механическая обработка и сборка. На их долю приходится более половины общей трудоемкости изготовления машины. В ходе технологической подготовки производства на каждую деталь разрабатывается технологический процесс ее обработки, на каждую сборочную единицу разрабатывается технологический процесс ее сборки. Кроме этого в ходе технологической подготовки производства разрабатываются технологические процессы изготовления заготовок, термической обработки деталей, покраски изделий и т.д.

Значительную часть времени технологи тратят на поиск информации, оформление технологической документации. Технологическое проектирование связано с выбором вариантов из множества альтернативных решений, что часто бывает субъективно и далеко от оптимального.

Сокращение сроков подготовки производственно- технологического цикла возможно при автоматизации ТПП.

Внедрение современных систем автоматизированного проектирования (САПР) охватывает все основные процессы современного производства. Эта тенденция определяется развитием средств вычислительной техники и программного обеспечения.

Актуальность проблемы. Задачи и особенности технологической подготовки производства (ТПП) в современных условиях

Одной из основных стадий подготовки производства изделия является технологическая подготовка производства (ТПП).

Под ТПП понимается совокупность мероприятий, обеспечивающих технологическою готовность производства (ГОСТ 14.004-83 Технологическая подготовка производства. Термины определения основных понятий).

Организацию и управление ТПП регламентируют государственные стандарты Единой системы технологической подготовки производства.

ТПП является важным этапом ЖЦИ (жизненного цикла изделия).

Под ЖЦИ понимают совокупность взаимосвязанных процессов создания и последовательного изменения состояния изделия от формирования исходных требований к нему до окончания его эксплуатации и потребления.

Структура ЖЦИ следующая:

• Маркетинг

• Разработка конструкции изделий

• Материально-техническое обеспечение

• ТПП

• Производство

• Контроль и испытания

• Упаковка и хранение

• Реализация

• Монтаж и эксплуатация

• Техническая помощь в обслуживании

• Утилизация

Общей задачей всех этапов ЖЦИ является обеспечение качества изделия при его производстве и эксплуатации.

В задачи ТПП входит:

• управление ТПП

• разработка ТП

• обеспечение технологичности конструкций изделий

• проектирование средств технологического оснащения

• проектирование спец. РИ

• разработка управляющих программ для оборудования с ЧПУ

• проведение опытных работ и т.д.

Выходные данные ТПП представляются в виде соответствующих технологических и конструкторских документов или их изменений.

Этапы ТПП и производства принято объединять в производственно-технологический цикл (ПТЦ).

Рисунок 1 – Этапы жизненного цикла изделия

Технологическая подготовка производства (ТПП) отстает от современных темпов интенсификации производства.

Особенностями ТПП является:

• увеличение сложности решаемых задач;

• увеличению цикла подготовки производства;

• влияние качества подготовки производства на эффективность работы предприятия.

Главными задачами автоматизации технологической подготовки производства являются следующие задачи:

• сокращение трудоемкости технологической подготовки производства и, как следствие, сокращение числа технологов;

• сокращение сроков технологической подготовки производства;

• повышение качества разрабатываемых технологических процессов.

Кроме того, задачи технологической подготовки производства и степень подробности их решения зависят от характера производства (единичного, серийного, массового).

Методы совершенствования ТПП.

Основными методами совершенствования ТПП являются:

• применение принципов технологической унификации;

• автоматизация процессов обработки информации.

Главная особенность технологического проектирования состоит в много- вариантности и слабой формализации проектных задач. Проектирование ТП – это выбор типовых решений в зависимости от условий производственной среды.

Два уровня типовых решений:

• обработка отдельных поверхностей и их сочетаний;

• унификация ТП обработки деталей.

Типизация обработки поверхностей основана на многолетней практике. Например, известны типовые варианты обработки наружных цилиндрических поверхностей, отверстий и т.д. Состав и последовательность методов обработки определяется конечными параметрами поверхности детали.

Унификация ТП основана на использовании типовые и групповых методов формирования ТП.

Типизация на уровне обработки детали в целом имеет целью изготавливать сходные по тем или иным конструктивно – технологическим признакам детали по унифицированным ТП, разработанным предварительно с учетом совершенных технологических методов.

Идея типизации заключается в классификации деталей по конструктивно – технологическим признакам: форме, размерам, точности и т.д. Конечная цель классификации – установление принадлежности детали к определенному типу, т.е. к совокупности деталей, имеющих в данных производственных условиях общую структуру операций и переходов.

Групповой метод обработки представляет собой такой способ унификации технологии, при котором для обработки группы деталей устанавливается одинаковое оборудование и оснащение при выполнении всех или отдельных операций. В основе метода лежит классификация, заканчивающаяся формированием группы, т.е. совокупности деталей, характеризующихся общностью оборудования и оснащения, необходимых для обработки детали в целом или отдельных ее поверхностей.

Второй метод – автоматизация обработки информации - внедрение систем автоматизированного проектирования на стадиях подготовки производства и, в частности, ТПП.

Необходимо уделять особое внимание автоматизации именно на ранних стадиях проекта. Решения, принимаемые на ранних стадиях проекта оказывают большее влияние на весь проект, несмотря на то, что с т.з. финансирования проекта, затраты, ассоциированные с инженерными решениями не проявляются явно (это одна из причин того, что предприятия тратят деньги на автоматизацию в основном приобретая системы, автоматизирующие основное производство, т.к. это то место, где цена ошибки наиболее видна).

Современное состояние автоматизации проектирования технологических процессов изготовления ¹

Системы автоматизированного проектирования технологических процессов должны обеспечивать:

проектирование ТП изготовления деталей;

подготовку управляющих программ для станков с ЧПУ;

проектирование ТП сборки изделий.

Задача автоматизации проектирования ТП может быть сформулирована следующим образом: при заданной информации о конструктивно-технологических параметрах предмета производства (детали, сборочной единицы, изделия), данных о производственных условиях и ресурсах, объеме выпуска изделий, система должна обеспечить проектирование ТП и его оформление в соответствии с ЕСТД.

Изготовление конкретного изделия всегда осуществляют по единичному ТП. Проектирование единичного процесса может осуществляться либо только на основе описания конструктивно-технологических параметров предмета производства (индивидуальное проектирование), либо на основе ТП-аналогов (типовых и групповых).

В соответствии с этим, различают САПР ТП, обеспечивающие автоматизированный синтез структур единичных процессов и САПР ТП, использующие ТП-аналоги.

В настоящее время практически отсутствуют полноценные системы, позволяющие осуществлять автоматизированный синтез единичных ТП (прежде всего — маршрутных) на основании конструктивно-технологических моделей детали и исходной заготовки. Это объясняется сложностью, наличием трудноформализуемых этапов проектирования ТП, недостаточной разработанностью теории синтеза структур сложных систем.

Состав и структура САПР ТП.

Составными структурными частями САПР являются подсистемы. В каждой подсистеме решается функционально- законченная последовательность задач САПР.

Каждая САПР состоит из функциональных подсистем (проектирующих) и обеспечивающих подсистем (обслуживания).

Функциональные подсистемы выполняют процедуры и операции получения новых данных. Они имеют объектную ориентацию и реализуют определенный этап проектирования или группу взаимосвязанных проектных задач. Примеры: подсистемы проектирования изделий, технологических процессов механической обработки, сборки, других видов обработки.

Функциональные подсистемы делятся на объектно-зависимые (проблемно-ориентированные) и объектно-независимые (методо - ориентированные).

Первые обеспечивают решение задач проектирования при наличии предварительно выполненной математической постановки, например, подсистемы параметрической оптимизации. В объектно-независимых подсистемах не учитывается специфика задач конкретной предметной области и требуется высокая математическая подготовка пользователя.

Обеспечивающие подсистемы имеют общесистемное применение и служат для обеспечения функционирования проектирующих подсистем, а также для оформления, передачи и вывода результатов проектирования. Примеры: система управления базой данных, подсистемы ввода – вывода данных, документирования и т.д.

Рисунок 4.1 – Модули функциональных и обеспечивающих подсистем

1 Кондаков А.И. САПР технологических процессов: учебник для студ. Высш. Учеб. Заведений/ А.И.Кондаков. – М.:Издательский центр «Академия», 2007.-272 с.