| Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
ГОУ ВПО «Алтайский государственный технический
университет имени И.И. Ползунова»
Н.П. Щербаков
Автоматизированное проектирование
технологического процесса механической
обработки детали
на учебно-промышленной САПР ТП
Методические указания
по выполнению лабораторных работ по курсу
«Системы автоматизированного проектирования
технологических процессов»
для студентов специальности «Технология машиностроения»
направления «Конструкторско-технологическое обеспечение
машиностроительных производств» и «Технология,
оборудование и автоматизация машиностроительных
производств»
Барнаул 2006
УДК 681.51 (075.5) Щербаков Н.П. Автоматизированное проектирование технологического процесса механической обработки детали на учебно-промышленной САПР ТП. Методические указания по выполнению лабораторных работ по курсу «Системы автоматизированного проектирования технологических процессов» для студентов специальности «Технология машиностроения» направления «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств» и «Технология, оборудование и автоматизация машиностроительных производств» / Алт. гос. техн. ун-т им. И.И. Ползунова. – Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2006.- 32 с.
Сформулирована цель работы, приведено описание САПР ТП и методики выполнения комплексной лабораторной работы «Автоматизированное проектирование технологического процесса механической обработки детали на учебно-промышленной САПР ТП», представлены контрольные вопросы и определены требования к оформлению отчета.
Рассмотрены и одобрены на заседании
кафедры «Технология автоматизированных
производств», протокол № 2 от 11 ноября 2005 г.
Рекомендованы комиссией
менеджмента качества образования
инженерно-физического факультета АлтГТУ
Рецензент Е.Ю. Татаркин, д.т.н., профессор, зав. кафедрой «Общая технология машиностроения» АлтГТУ им. И.И. Ползунова
ISBN 5-8173-0186-5
©
Алтайский государственный технический университет им. И.И.
Ползунова
©
Н.П. Щербаков
1 Общие положения
Наименование работы.
Студентами по курсу «САПР ТП» выполняется одна комплексная лабораторная работа «Автоматизированное проектирование технологического процесса механической обработки детали на учебно-промышленной САПР ТП»
в течение четырех занятий (17 часов).
Занятие 1.
Знакомство с учебно-промышленной САПР ТП, ее составом, структурой, головным меню. Выполнение задачи «паспорт», «описание детали», «выбор заготовки» (4 час.).
Занятие 2.
Выполнение задачи «проектирование маршрута» (4 час.).
Занятие 3.
Выполнение задачи «проектирование технологических операций» (4 час.).
Занятие 4.
Формирование комплекта технологической документации в САП ТД. Отработка корректирующих и предупреждающих мероприятий. Оформление и сдача отчета по лабораторной работе. (5 час.).
Цель работы.
Изучение учебно-промышленной САПР ТП. Освоение методики автоматизированного проектирования технологического процесса механической обработки на учебно-промышленной САПР ТП.
Предмет и содержание работы.
1) Учебно-промышленная САПР ТП. 2) Проектирование технологического процесса механической обработки детали.
Оборудование, технические средства.
Программно-аппаратный вычислительный комплекс на базе персонального компьютера.
Инструмент.
Учебно-промышленная САПР ТП (г. Томск)
2 Описание учебно-промышленной САПР ТП
Система автоматизированного проектирования технологических процессов (САПР ТП) представляет комплекс средств автоматизации проектирования, взаимосвязанных с необходимыми подразделениями проектной организации или коллективом специалистов (пользователей системы), выполняющий автоматизированное проектирование.
САПР ТП разработана в г. Томске под руководством А.Л. Кривошеина, адаптирована в АлтГТУ им. И.И. Ползунова для целей учебного процесса. Она предназначена для автоматизированного проектирования технологических процессов (ТП) механообработки и подготовки управляющих программ для станков с числовым программным управлением (ЧПУ).
Основной областью применения САПР ТП является механообрабатывающее производство различной степени автоматизации. Допускается применение системы для автоматизированной разработки ТП листоштамповки, сварки, сборки и других, а также использование инструментальных средств системы для решения различных прикладных задач (экономические, информационно-поисковые и т.п.).
Главным выходным продуктом САПР ТП является библиотека ТП, которая представляет собой не систематизированный набор файлов ТП. В перспективе будет разработан банк технологических процессов (БТП), т.е., принята ориентация на "безбумажную" технологическую документацию. БТП это совокупность информационных моделей индивидуальных (единичных), типовых и групповых ТП. Информационная модель ТП (ИМТП) это набор специальным образом организованных данных, в котором содержится вся информация о ТП, состав которой определяется соответствующими стандартами. Дополнительно в ИМТП хранится информация, предназначенная для использования самой САПР ТП, а также другими смежными автоматизированными системами технологической подготовки и управления производством.
В САПР ТП обеспечивается автоматическая подготовка текстовых технологических документов в соответствии со стандартами ЕСТД-2 и управляющих программ в формате систем ЧПУ.
САПР ТП обеспечивает повышение производительности труда технологов по разработке ТП и управляющих программ в 3...10 раз, в отдельных случаях до 50 раз.
Состав системы.
САПР ТП представляет комплекс средств программного и информационного обеспечения. При разработке системы была принята ориентация на создание инструментальных средств (структурированный набор программных средств) для разработки конкретных САПР ТП. Эти инструментальные средства дают возможность разработки САПР ТП специалистами-предметниками (технологами), не имеющих глубоких знаний в области программирования. Такие возможности предоставляют специально разработанные язык технологических алгоритмов и язык описания данных.
Инструментальные средства САПР ТП представляют собой развитую систему программирования, проблемно ориентированную на технологические САПР, в состав которой входят ряд подсистем:
· транслятор с языка технологических алгоритмов;
· система подготовки баз данных:
- описание данных в диалоговом режиме;
- описание данных в пакетном режиме;
- транслятор таблиц баз данных;
- извлечение таблиц из баз данных;
- занесение таблиц в исходную базу данных;
· построитель базы знаний, предназначенный для создания и модификации базы знаний;
· редактор связей, предназначенный для установки связей (в виде адресов таблиц и столбцов) базы знаний с информационной моделью технологического процесса (ИМТП) и с базой данных;
· уравнитель ИМТП, дающий возможность при модификации ИМТП в сторону увеличения использовать ранее спроектированный ТП;
· подсистема оперативного просмотра результатов проектирования;
· подсистема проверки структуры ТП;
· подсистема графического отображения, предназначенная для графического контроля результатов проектирования;
· исполняющая система, служащая для реализации алгоритмов базы знаний;
· отладчик исполняющей системы (для отладки программ, написанных на языке технологических алгоритмов).
Не исключается возможность использования инструментальных средств в различных смежных прикладных задачах.
Базовый комплект системы состоит из информационного обеспечения базы данных (БД) и базы знаний (БЗ).
БД содержит данные по средствам технологического оснащения и справочно-нормативную информацию. БД включает группы данных различной степени интеграции:
· типовые ТП;
· типовые маршруты, операции и переходы;
· массивы текстов для описания технологии;
· массивы описания средств технологического оснащения (оборудования, оснастки, инструмента и т.д.);
· справочники по режимам резания и трудовым нормативам.
БЗ представляет собой набор технологических алгоритмов, на основании которых реализуется проектирование ТП или решение какой-либо другой задачи. БЗ состоит из отдельных модулей, написанных на языке технологических алгоритмов.
БЗ реализована в виде трех подсистем:
· подсистема проектирования ТП;
· подсистема оформления технологической документации;
· подсистема для ручной коррекции ТП.
Подсистема проектирования ТП (ППТП) представляет собой комплекс, включающий входной язык проектировщика и пакет прикладных программ на языке технологических алгоритмов. Программы ППТП выполняют обработку входного языка, базы данных и базы знаний с целью реализации процедур проектирования. Выходным продуктом ППТП является информационная модель ТП.
Подсистема оформления технологической документации - пакет прикладных программ на языке технологических алгоритмов, предназначенных для обработки информационной модели ТП и БЗ с целью получения твердых копий технологической документации.
Комплекс технических средств.
Программное и информационное обеспечение САПР ТП ориентировано на эксплуатацию на ЭВМ типа IBM PC-AT(XT). Используются стандартные периферийные устройства. Минимальная емкость оперативной памяти ЭВМ для функционирования системы 450 Кбайт, внешней памяти 8 Мбайт.
Состав языковых средств.
Запуск системы осуществляется средствами операционной системы. В системе используются три языка:
· язык технологических алгоритмов (ЯТА);
· язык описания данных (ЯОД);
· входной язык проектировщика (ВЯП).
ЯТА это язык, с помощью которого производится описание алгоритмов процедур проектирования. ЯТА является инструментом технолога для создания, настройки и развития САПР ТП. Для написания алгоритмов на ЯТА не требуется углубленной подготовки в области программирования.
Исходные тексты на ЯТА готовятся в режиме текстового редактора и обрабатываются транслятором в пакетном режиме для после-дующего включения в базу знаний.
На ЯТА описываются все проектные процедуры САПР ТП, а также входной язык проектировщика. Задачи, решаемые на ЯТА, самые разнообразные. Общим является то, что на ЯТА устанавливается соответствие между какими-то входными признаками и выходными результатами. Например, "если обработка токарная, то нужно применять токарный станок".
Ввод данных в базу данных возможен в двух вариантах: интерактивном (диалоговом) и пакетном. Соответственно этому имеется и две составные части ЯОД.
ЯОД выполняет следующие основные задачи:
· описание структуры данных;
· ввод данных;
· сборка и трансляция данных.
При использовании интерактивного ввода данные готовятся непосредственно в ходе диалога с ЭВМ. При этом производится синтаксический контроль вводимой информации с точки зрения ее типа. Работа ведется в режиме "вопросников" или "меню".
При использовании пакетного ввода исходные данные готовятся в режиме текстового редактора ЭВМ и обрабатываются транслятором для последующего включения в базу данных.
ВЯП предназначен для работы с САПР ТП конечного пользователя - технолога-проектировщика.
К ВЯП предъявляются высокие требования по диагностике, сервису, эргодинамике, реактивности. На всех стадиях проектирования технолог-проектировщик обеспечивается справочной информацией по ВЯП с помощью специальных директив.
ВЯП строится по глобально-локальной структуре. Одна часть языковых конструкций распространяется на проектирование всего ТП, другая часть действует только в пределах каких-то локальных областей процедуры проектирования (например, язык геометрического описания деталей только на уровне переходов). Допускается использование языковых конструкций, имеющих одинаковое внешнее представление, но различное семантическое содержание в различных локальных частях процедуры проектирования.
Языковые конструкции ВЯП и его интерпретация реализуются на ЯТА.
На ВЯП описываются общая стратегия (концепция) построения ТП, конструктивные признаки детали, организационно-технологическая среда.
В ВЯП предусмотрены две внешние формы представления, имеющие адекватное семантическое содержание и полностью или частично пересекающиеся "меню" и "вопросники".
Режим "меню" строится по принципу "деревьев", когда выбор какого-либо решения из "меню" определяет маршрут дальнейшего движения. Сценарий "меню", структура "деревьев", внешняя форма представления и семантическое содержание описывается на ЯТА. Вы бор нужного решения их "меню" применяется в двух вариантах:
· путем ввода номера этого решения;
· путем ввода одной или нескольких первых букв решения (остаток система разворачивает сама).
Режим "вопросников" применяется в том случае, когда решения не входят в достаточно ограниченное множество. Например, при вводе числовой информации. "Вопросники" строятся по линейно-последовательной структуре. Сценарий, форма представления и семантическое содержание "вопросников" описываются на ЯТА.
ВЯП является интегральным, многоуровневым языком. Он включает языковые конструкции различного уровня: от описания операций и переходов до описания отдельных элементарных данных. Это придает языку большую гибкость в сочетании с высокой степенью автоматизации проектных процедур.
Основой ВЯП является обеспечение максимальной "дружественности" САПР ТП к технологу-проектировщику.
Режимы работы.
В системе САПР ТП предусмотрено несколько режимов работы. Конкретный режим работы выбирается проектировщиком. Укрупненно режимы работы можно разделить на две группы:
· режим разработки, настройки и развития САПР ТП;
· режимы работы для администратора системы;
· режим проектирования ТП;
· режимы работы для конечного пользователя системы технолога-проектировщика.
Первая группа режимов состоит из работы с базой знаний и базой данных.
Работа с базой знаний.
Технологические алгоритмы записываются на специальном языке ЯТА, транслируются и заносятся в базу знаний (БЗ). БЗ организована по глобально-локальной структуре. В режиме работы с БЗ выполняются следующие задачи:
· подготовка исходных текстов на ЯТА (выполняется средствами обычного текстового редактора);
· трансляция исходных текстов на ЯТА (выполняется с помощью специальной задачи транслятора с ЯТА);
· занесение оттранслированных технологических алгоритмов БЗ с помощью построителя БЗ.
Работа с базой данных.
В этом режиме решаются следующие задачи:
· подготовка исходной информации на ЯОД в виде исходного текста, подготовленного в текстовом редакторе или путем диалога с ЭВМ;
· трансляция исходных данных;
· "сборка" базы данных (БД). При "сборке" БД производится контроль на неповторяемость и на непротиворечивость данных;
· модификация БД. Она производится методами "вопросников" и состоит в удалении столбцов таблиц, "склеивании" таблиц, переименовании и т.п.
Режим проектирования ТП.
Основным режимом САПР ТП является режим проектирования ТП. В этом режиме предусматриваются следующие возможности:
· прерывание проектирования в любом состоянии проектируемого ТП, просмотр результатов проектирования в любое время, фиксация прерванного состояния путем записи информационной модели ТП на устройствах внешней памяти ЭВМ;
· возобновление процесса проектирования из любого зафиксированного состояния.
Проектирование ТП состоит из следующих режимов:
· проектирование или редактирование ТП;
· подготовка текстовой технологической документации.
В САПР ТП используются следующие методы проектирования ТП:
· автоматизированное проектирование с использованием специального языка описания детали;
· автоматизированное проектирование в интерактивном (диалоговом) режиме с использованием метода "меню";
· автоматическое проектирование в режиме стыковки САПР ТП с САПР конструктора;
· автоматическое проектирование типизированных деталей по табличному чертежу.
В процессе проектирования в САПР ТП решаются следующие задачи:
· проектирование заготовок;
· проектирование маршрута;
· автоматический выбор станка, режущего, вспомогательного и измерительного инструмента;
· автоматический расчет режимов резания и норм времени;
· генерация управляющих программ;
· генерация комплекта технологической документации;
· отображение контура детали и траектории движения инструмента на экране дисплея или графопостроителя;
· сопряжение с системами АСУ.
Возможно редактирование спроектированного или загруженного из внешней памяти ТП. Редактирование выполняется на том же языке, что и проектирование. При редактировании "старая" информация бесследно исчезает и вместо нее записывается "новая" информация.
Программа подготовки текстовой документации обеспечивает автоматическую распечатку всего ТП, а также распечатку отдельных документов или отдельных листов ТП. При необходимости имеется возможность просмотра технологических документов на экране дисплея.
3
Общая последовательность проектирования
САПР ТП является высокоинтеллектуальной системой, предназначенной для освобождения технологов от рутинного труда при разработке ТП и составлении управляющих программ для станков с числовым программным управлением.
Начинать проектирование следует имея перед собой конструкторский чертеж детали. Конечным результатом работы САПР ТП является получение распечатки ТП, управляющей программы и карты наладки на обработку. На магнитном диске ЭВМ остаются также текстовые файлы с управляющими программами и бланками.
Структурно САПР ТП состоит из базы знаний, базы данных, информационной модели ТП, планировщика и исполняющей системы.
Запуск САПР ТП производится средствами операционной системы. После загрузки исполняющей системы на экране высвечивается вопрос: введите имя файла ТП. Проектировщик вводит имя проектируемого ТП (имя до восьми символов, расширение до трех символов). На запрос пароля нажать
клавишу Enter. При этом информационные поля дисплея выглядят следующим образом:
1 информация о решаемой задаче;
2 состав головного меню системы;
3 поле управляющих директив;
4 поле диагностических сообщений и сообщений об ошибках;
5 информация текущих расчетов и запросов.
Головное меню САПР ТП включает в себя:
· титульный лист (паспорт);
· описание детали;
· проектирование заготовки;
· проектирование маршрута;
· проектирование операций;
· технологические инструкции;
· просмотр ТП;
· формирование файла для АСУ;
· администратор САПР;
· прикладные задачи;
· ручное редактирование ТП;
· дополнительные задачи;
· справка по задачам;
· регистрация изменений ТП;
· конец работы.
В системе функционирует режим "меню". Выбор какого-либо данного осуществляется выбором строки, в которой это данное располагается.
При вновь проектируемом ТП рекомендуется придерживаться логической последовательности задач, предлагаемых системой, хотя в общем случае проектирование можно вести в любой последовательности. В случае невозможности проектирования из-за нарушения последовательности задач, система предупредит об этом.
Задача "Титульный лист (паспорт)"
. Она необходима для занесения в ТП данных, которые впоследствии печатаются на титульный и другие листы ТП в отведенные для них места. В этой задаче в ТП вносятся: 1. Разработчик. 2. Проверил. 3. Начальник технологического бюро. 4. Нормировщик. 5. Контрольный мастер. 6. Литера ТП. 7. Главный инженер. 8. Главный технолог. 9. Заказчик. 10. Нормоконтролер. 11. Начальник отдела техники безопасности (ОТБ). 12. Начальник отдела материального снабжения (ОМС). 13. Руководитель отдела труда и заработной платы (ОТИЗ). 14. Главный метролог. 15. Начальник отдела технического контроля. 16. Главный сварщик. 17. Дата раз работки ТП. 18. Дата внедрения ТП. 19. Номер акта внедрения ТП. 20. Единица нормирования (мин). 21. Единица измерения массы (кг). 22. Обозначение комплекта ТП. 23. Межцеховой маршрут. 24. Номер изделия. 25. Инвентарный номер ТП.
Ведение информации производится на русском языке заглавными буквами. Проектировщику предоставляется возможность управления и редактирования информации паспортных данных путем использования управляющих директив:
· оставить (утверждение решения и выход);
· смотреть (просмотр результатов по задаче);
· редактировать (изменение результатов вручную);
· перепроектировать (удалить и проектировать заново);
· помощь (помоги, лекция, имя файла, конец).
Задача "Описание детали"
. На этом этапе технолог-проектировщик должен ввести в систему следующие данные: 1. Наименование детали. 2. Обозначение (шифр) детали. 3. Масса детали. 4. Габаритный диаметр детали. 5. Габаритная длина детали. 6. Стандарт на обозначение допусков (ГОСТ, ОСТ). 7. Обозначение квалитета на свободные размеры: вал -
Н14, отверстие Н14, остальные +-IT14 2. 8. Единица нормирования нормы расхода материала. 9. Объем партии для нормирования.
По окончании ввода данных предлагаются дальнейшие варианты работы в зоне управляющих директив дисплея:
· оставить;
· смотреть;
· редактировать;
· помощь.
Задача "Проектирование заготовки"
. При запуске этой задачи система выдает сообщение: заготовка не спроектирована и "меню" управляющих директив:
· проектировать;
· редактировать;
· смотреть;
· оставить;
· помощь.
При выборе "проектирование" в поле управляющих директив разворачиваются следующие методы получения заготовок:
· литье;
· поковка;
· штамповка;
· сортамент.
Технолог-проектировщик выбирает метод получения заготовки. Далее запрос системы: 1. Марка материала (с чертежа детали или "ввод", при этом раскрывается меню марок материалов; выбрать не обходимый и "ввод"). 2. Профиль. 3.Масса заготовки. 4. Количество деталей в заготовке. 5. Норма расхода материала. 6. Коэффициент использования материала. 7. Вид заготовки и материал. Позиции 5,6,7 выполняются и выдаются системой автоматически. При этом управляющие директивы остаются прежними (см. выше).
Задача "Проектирование маршрута"
. Возможны три режима проектирования маршрута (они отражены в поле управляющих директив):
· автоматический;
· меню;
· типовой маршрут.
При автоматическом проектировании маршрута обработки система последовательно выдает запросы:
· включать в маршрут токарные операции? (управляющие директивы: да, нет, помощь);
· квалитет наиболее точной поверхности вращения детали (если токарные операции включены);
· включать в маршрут фрезерные операции? (управляющие директивы: да, нет, помощь);
и так далее по всем имеющимся технологическим операциям.
Затем: введите технические требования - количество термообработок.
Выберите покрытие детали: 1. Гальваническое. 2. Лакирование. 3. Пропитка (задать номер и "ввод").
Выберите маркировку детали: 1. Краской. 2. Биркой. 3. Чертилками. 4. Электрографом. 5. Машинная гравировка. 6. Ручная гравировка. При этом управляющие директивы:
· редактировать;
· смотреть;
· оставить;
· помощь.
После выбора соответствующей управляющей директивы очередной запрос системы:
· использовать оборудование токарное с ЧПУ? (управляющие директивы: да, нет, помощь);
· использовать оборудование фрезерное с ЧПУ? и т.п.
После чего сообщение системы: "маршрут спроектирован". Выполняется нумерация маршрута и поиск константных данных, и на экран выводится спроектированный маршрут. Технолог-проектировщик принимает решение, используя управляющие директивы:
· номер цеха (редактирование номера цеха);
· смотреть;
· оставить;
· редактировать;
· изменить (замена элемента);
· помощь.
При использовании управляющей директивы "изменить" последовательно из маршрута на экран дисплея выдается номер и название операции и поле управляющих директив:
· оставить;
· удалить (удаление текущей строки);
· вставить (вставить выше текущего);
· добавить (добавить ниже текущего);
· назад (возвращение к предыдущему);
· смотреть;
· кончить (выйти из текущей задачи);
· * (удалить все последующие операции);
· номер (корректировка номера операции);
· помощь.
Проектирование маршрута в режиме "меню" организовано на двух уровнях. На первом уровне технолог, глядя на чертеж детали, выбирает номер и наименование тех групп операций, которые по его мнению необходимы для изготовления детали. Системой на экран дисплея выводятся двадцать три группы операций: 1. Заготовительные. 2. Токарные. 3. Фрезерные. 4. Сверлильно-расточные. 5. Шлифовальные. 6. Зубообрабатывающие. 7. Долбежно-строгальные. 8. Контрольные. 9. Слесарные. 10. Термические. 11. Маркировочные. 12. Отделочные. 13. Промывочные. 14. Специальные виды обработки. 15. Прочие виды обработки. 16. Обработка давлением. 17. Испытательные. 18. Полировальные. 19. Литейно-прессовочные. 20. Транспортные. 21. Сборочные. 22. Сварочные. 23. Кооперация.
На втором уровне из последовательно вводимых групп операций выбирается конкретный вид операции. В итоге сообщение системы:
"маршрут спроектирован". Управляющие директивы:
· оставить;
· смотреть;
· редактировать;
· перепроектировать;
· помощь.
В режиме "типовой маршрут" система выводит на экран дисплея запрос: "имя типового маршрута или меню". В базе данных САПР ТП имеются типовые маршруты обработки наиболее распространенных де талей общемашиностроительного применения. Выбранный типовой маршрут появляется на экране дисплея и далее с помощью управляющих директив:
· номер цеха;
· смотреть;
· оставить;
· редактировать;
· изменить;
· помощь
по нему принимается окончательное решение технологом-проектировщиком.
Задача "Проектирование операций"
. При входе в эту задачу в зоне информация о решаемой задаче появляется сообщение "проектирование операций", в зоне диагностических сообщений номер проектируемой операции, ее код и название.
Управляющие директивы представлены следующим составом:
· проектировать (решать задачу);
· кончить (выйти из текущей задачи);
· назад (перейти к предыдущему);
· искать (поиск по требованию информационно-поисковой системы, например, задав номер операции, эта операция появляется на экране дисплея);
· вставить (вставить добавить выше текущего);
· добавить (добавить вставить ниже текущего);
· смотреть (просмотр результатов по задаче);
· цех (изменение номера цеха);
· типовое проектирование (режим проектирования);
· 0 (выйти из текущей задачи);
· маршрут (просмотр маршрута);
· помощь.
При выборе управляющей директивы "проектировать" в центральной зоне экрана дисплея появляется меню вопросов, которые необходимо решить при проектировании операции:
· цеховые данные (номер цеха, номер участка, код профессии, условия труда, разряд работы);
· оборудование (выбирается автоматически или вручную из меню);
· тексты к операции (основной, дополнительный, внимание, примечание, документы, тексты инструкций по охране труда);
· установы и переходы;
· нормирование операции;
· типовое проектирование;
· ручное редактирование;
· конец операции.
Система высвечивает вопросы задачи, подлежащие обязательному решению, а некоторые имеющие вспомогательный характер может пропускать, например, цеховые данные, тексты к операции.
Формирование установов и переходов осуществляется при выборе в меню строки "установы и переходы". На экране дисплея при этом возникает запрос "установ А" и набор управляющих директив по его реализации:
· проектировать;
· оставить;
· удалить;
· *;
· вставить;
· смотреть;
· назад;
· конец;
· режим пакета;
· помощь.
При проектировании установа А сначала формируется установочный переход с помощью набора управляющих директив:
· проектировать;
· оставить;
· назад;
· кончить;
· текст (проектирование текстов установочного перехода: основной, внимание, примечание, смотреть, удалить, конец, помощь);
· смотреть;
· помощь.
Как правило, установочный переход проектируется системой автоматически с выдачей результатов на экран по применяемому приспособлению (приспособление:...), схеме установке детали (установка детали :...) и базирующим поверхностям (база:...). Для принятия решения по спроектированному установочному переходу технологу-проектировщику предоставляется набор управляющих директив:
· оставить;
· смотреть;
· перепроектировать;
· приспособление (изменение приспособления);
· установка детали (изменение схемы установки детали);
· базирование (изменение схемы базирования);
· помощь.
После проектирования установочного перехода приступают к проектированию первого технологического перехода. Система выдает запрос: "переход 1":
· проектировать;
· оставить;
· удалить;
· назад;
· этапное проектирование;
· помощь.
При выполнении управляющей директивы "проектировать" необходимо из меню, представленного на экране дисплея, выбрать необходимую работу на переход, например, "подрезать торец [А] диаметром <100>". Далее система по ходу проектирования может задавать ряд вопросов на которые технолог-проектировщик отвечает вводя информацию с клавиатуры, например, "длина детали после подрезки? ", "шероховатость поверхности?", "припуск?".
Затем происходит автоматический выбор режущего инструмента, расчет режимов резания, выбор измерительного инструмента, нормирование (определение основного и вспомогательного времени). На этом проектирование первого технологического перехода заканчивается, на экране запрос сообщение: "переход 1 спроектирован". Переход 2". Аналогичным образом, используя соответствующие управляющие директивы, решается вопрос по второму технологическому переходу, по третьему и т.д.
Нормирование операции включает в себя определение дополнительных составляющих подготовительно-заключительного времени. В итоге технолог-проектировщик получает подготовительно-заключительное время, штучное время, основное время, штучно-калькуляционное время и расценки. При этом состав управляющих директив следующий:
· оставить;
· смотреть;
· редактировать;
· перепроектировать;
· помощь.
Типовое проектирование в системе реализовано для отдельных видов технологических операций на основе типовых проектных решений.
Просмотр операции позволяет технологу-проектировщику визуально оценить результаты проектирования в виде операционной карты.
Ручное редактирование спроектированной операции реализуется по меню в составе:
· оборудование на операцию;
· организационные данные;
· тексты к операции;
· план операции;
· установы и переходы;
· нормирование операции;
· просмотр операции;
· конец работы.
Задача "Технологические инструкции"
. Основным режимом проектирования общих технологических требований (ОТТ) и требований по технике безопасности (ТБ) является режим "меню". Задача формирования технологических инструкций зависит от конкретного предприятия, поэтому головная программа проектирования ОТТ и ТБ работает по разным направлениям в зависимости от предприятия.
При входе в эту задачу в поле управляющих директив:
· выбор тары (выбор тары и требования к таре);
· утилизация стружки (формирование ОТТ к утилизации стружки);
· консервация (выбор ОТТ к межоперационной консервации);
· формирование ПТТ (постоянных технических требований);
· формирование требований по технике безопасности;
· смотреть;
· редактирование ПТТ;
· редактирование ТБ;
· конец;
· помощь.
Задача "Просмотр техпроцесса"
. Вхождение в эту задачу позволяет технологу-проектировщику на экране дисплея просмотреть спроектированный ТП, представленный в форме операционных карт.
Задача "Формирование файла для АСУ"
. Система САПР ТП позволяет производить обмен с любыми программными системами, функционирующими на этой или другой ЭВМ. Это могут быть автоматизированные системы управления производством, которым для расчета плана производства и решения других задач требуются данные из технологических процессов, такие как трудоемкость, расход мате риалов, маршрут обработки, требуемые инструменты, оснастка и т.д. Данные из САПР ТП в другие системы передаются посредством последовательного символьного файла, структура данных которого формируется по согласованному протоколу.
Задача "Администратор САПР"
. В этой задаче делаются служебные установки САПР ТП. Предварительно выдается информация о реквизитах разработчиков САПР ТП, далее идет установка типа ЭВМ. Затем режим проектирования. Кроме этого задается код предприятия по стандарту САПР ТП, система размеров (ГОСТ или ОСТ), код производства по стандарту САПР ТП, номер версии САПР ТП, графический режим (с графикой без графики), оформление экрана (рабочий вариант или рекламный вариант), стандартные сообщения ( ОТ.СС - ошибка таблицы БД, ПН.СС работать нельзя! Исправьте ошибки!!!, Д.СС - работать можно, но достоверность не гарантируется).
Задача "Прикладные задачи"
. Реализуется посредством "меню" в составе:
· спецификация инструментов (сверла, фрезы, резцы, пробки, кольца, скобы, конец работы, помощь);
· САПР "параметр";
· карта трудоемкости;
· сверление листов;
· справочник машиностроителя;
· формирование карты МВИ (массив вспомогательного инструмента);
· карта типовых ТП;
· справка по задачам;
· возврат в САПР ТП.
Задача "Ручное редактирование ТП"
. При входе в эту задачу технологу-проектировщику предоставляется возможность ручного редактирования:
· титульный лист (паспорт);
· данные о детали;
· данные о заготовке;
· редактирование маршрута;
· редактирование операций;
· технологические инструкции;
· конец работы.
Задача "Дополнительные задачи"
. В САПР ТП представлено в виде "меню":
· технологические детали;
· нормирование техпроцесса;
· выход из дополнительных задач.
Задача "Справка по задачам"
. Позволяет технологу-проектировщику ознакомиться с возможностями САПР ТП при решении вышеперечисленных задач.
Задача "Регистрация изменений ТП"
. Позволяет технологу проектировщику в режиме текстового редактора вносить информацию об изменениях в листах ТП с указанием: вида изменения, что заменено, что введено нового, что аннулировано, количество листов в документах, номер документа, дата. При этом управляющие директивы следующие:
· оставить;
· смотреть;
· добавить;
· редактировать.
Задача "Конец работы"
. Позволяет завершить работу на САПР ТП. При этом система делает запрос: "файл замечаний делать?" (да, нет, помощь), "таблицу замечаний удалять?" (да, нет, помощь). Далее на экране высвечивается запись отражающая дату, время начала работы на системе и дату, время окончания работы с последующим запросом: "записать ТП >...". При нажатии клавиши "Enter" спроектированный ТП записывается на жесткий магнитный диск и система завершает свою работу.
В завершении разговора об общей последовательности проектирования на САПР ТП, отметим основные режимы прерывания исполняющей системы (ИС):
· завершить работу ИС;
· продолжить работу ИС;
· распечатка таблицы БД;
· распечатка таблицы ИМТП;
· распечатка техпроцесса;
· временный выход в ДОС;
· запуск задачи из ИС;
· отладчик ИС.
Одной из подсистем САПР ТП является подсистема автоматической подготовки технологической документации (САП ТД). При ее запуске средствами операционной системы происходит запрос: "имя файла ТП", т.е., имя спроектированного ранее в САПР ТП технологического процесса. Затем следуют установки администратора САП ТД: предприятие, код ЭВМ. Далее необходимо ввести спецификацию (имя) файла технологической документации. Определяется разновидность ввода карт эскизов к операциям ТП (0 - ТП без карт эскизов, 1 - к операциям с ЧПУ, 2 - ко всем операциям). Устанавливаются возможные режимы трансляции (1 - основной, 2 - специальный) формирования бланков технологического процесса. После этого система автоматически формирует комплект технологический документации на технологический процесс. Эту технологическую документацию возможно распечатать на стандартных устройствах печати.
Инструментальные средства САПР ТП и система подготовки баз данных.
Этот материал подробно представлен в [1] стр. 22-48 и предназначен для студентов, желающих повысить свой текущий и итоговый рейтинг по курсу «САПР ТП».
4 Последовательность выполнения лабораторной работы
Внимание! 1. Все четыре занятия по выполнению лабораторной работы выполняются студентом на одном рабочем месте. Возможность сетевого доступа к системе отсутствует.
2. Прежде чем приступить непосредственно к выполнению лабораторной работы необходимо тщательно изучить конструкторский чертеж детали, технические требования на ее изготовление.
3. Обозначить заглавными русскими буквами все поверхности детали, для получения которых требуется отдельные технологические переходы.
Занятие 1.
Знакомство с учебно-промышленной САПР ТП, ее составом, структурой, головным меню. Выполнение задач «паспорт», «описание детали», «выбор заготовки» (4 час.).
Изучение теоретического описания САПР ТП должно быть выполнено студентами при подготовке к лабораторным занятиям.
Входить в систему из NC, а не из FAR. Система на компьютере находится на диске С:\240\50\s.pla. Запуск системы производится файлом s.pla.
После запуска системы на экране запрос: «введите имя файла ТП» или «прочитать ТП». В ответ на это необходимо ввести имя файла, под которым будет храниться будущий проектируемый ТП. Рекомендуется имя этого файла записать в тетрадь! Имя файла вводится английским шрифтом и выдается преподавателем, либо назначается студентом самостоятельно по правилу: «группа, подгруппа, рабочее место». Например: tm21a3, что означает: студенческая группа ТМ-21, подгруппа А, рабочее место № 3.
На запрос пароля нажать клавишу Enter.
Войдите в раздел «Справка по задачам» и ознакомьтесь с его содержанием.
Приступайте к выполнению задачи «Титульный лист (паспорт)». Ввод информации производится на русском языке заглавными буквами без указания имени и отчества.
На запрос «литера ТП» ввести символ У (что означает учебный ТП). «Заказчик» - АЛТГТУ. «Дата разработки ТП» - дата первого прихода на занятие, например 21.03.06. «Дата внедрения ТП» - дата окончания семестра, например 25.05.06. «№ акта внедрения» - по своему усмотрению. «Единица нормирования» - мин. «Единица измерения массы» - кг. «Обозначение комплекта ТП», «межцеховой маршрут», «№ изделия», «инвентарный номер ТП» - обозначаются по своему усмотрению.
После ввода всех данных по задаче «Титульный лист (паспорт)» от- работать все управляющие директивы (УД): оставить, смотреть, редактировать, перепроектировать, помощь.
После окончания работы по задаче «Титульный лист (паспорт)» выбираем УД «оставить». Обратите внимание – система автоматически установила курсор в головном меню на вторую строку, на задачу «Описание детали».
Задача «Описание детали» выполняется аналогично вышеописанной – в режиме диалога. Система задает ряд вопросов, на которые проектировщик вводит соответствующую информацию.
«Наименование детали», «обозначение (шифр) детали», «масса детали», «габаритный (максимальный) диаметр детали», «габаритная (максимальная) длина детали» с чертежа детали; «стандарт на обозначение допусков и посадок» - ГОСТ (т.е. придерживаемся государственных стандартов России в этом вопросе).
«Обозначение квалитетов на свободные размеры (система предлагает): вал: _Н14 (черточка перед Н означает, что эта Н малая); отверстие: Н14; остальные размеры: + - IT14/2. Если на вашем чертеже эти значения другие, то соответственно введите эти значения со своего чертежа.
«Единица нормирования нормы расхода материала» - 1; «объем партии для нормирования» - 50.
После ввода всех данных по задаче «Описание детали» отработать все управляющие директивы (УД): оставить, смотреть, редактировать, помощь.
После окончания работы по задаче «Описание детали» выбираем УД «оставить». Обратите внимание – система автоматически установила курсор в головном меню на третью строку, на задачу «Проектирование заготовки».
При входе в задачу «Проектирование заготовки» система выдает сообщение: «заготовка не спроектирована» и предлагает набор УД: «проектировать», «редактировать», «смотреть», «оставить», «помощь».
При выборе «проектировать» в поле УД раскрывается меню методов получения заготовок: литье, поковка, штамповка, сортамент. На основе анализа материала, размеров, конфигурации детали и программы выпуска проектировщик выбирает соответствующий метод получения заготовки. Дале следует ряд вопросов: материал детали (выбрать из меню или ввести с чертежа), профиль (для детали типа тела вращения – круг), масса заготовки (в кг.; обратите внимание ни масса детали, а заготовки!), количество деталей в заготовке, норма расхода материала, коэффициент использования материала (определяется автоматически), вид заготовки и материал (выдает система).
УД «проектировать», «редактировать», «смотреть», «оставить», «помощь» позволяют принять требуемое решение.
Проверьте свои знания по занятию 1 через ответы на вопросы, приведенные в разделе «Контрольные вопросы».
Занятие 2.
Выполнение задачи «проектирование маршрута» (4 час.).
Как отмечалось выше при выполнении задачи «Проектирование маршрута» возможны три режима проектирования маршрута. Последовательность действий проектировщика при реализации любого из режимов приведена выше в разделе «Общая последовательность проектирования».
На этом занятии необходимо спроектировать маршрут обработки заданной детали по «меню», «автоматически» и ознакомиться с методикой проектирования маршрута по режиму «типовой маршрут». В итоге иметь один окончательный вариант маршрута обработки детали. При проектировании маршрута обработки детали обязательно учитывайте тип производства (программу выпуска деталей).
Внимание. Операции в маршруте имеющие индекс «А» впоследствии в задаче «Проектирование операций» будут проектироваться автоматически, в противном случае – неавтоматизированным способом.
Проконтролируйте самостоятельно свои знания по занятию 2 по вопросам, приведенным в разделе «Контрольные вопросы»
Занятие 3.
Выполнение задачи «проектирование технологических операций» (4 час.).
Выполнение задачи «проектирование технологических операций» осуществляется в полном соответствии с методикой приведенной в разделе «Общая последовательность проектирования».
Необходимо спроектировать все технологические операции, представленные в маршруте обработки детали.
На занятии 3 следует также ознакомиться с задачей «Технологические инструкции». По особому указанию преподавателя – выполнить ее.
Проведите самоконтроль знаний по занятию 3 по вопросам сформулированным в разделе «Контрольные вопросы»
Занятие 4.
Формирование комплекта технологической документации в САП ТД. Отработка корректирующих и предупреждающих мероприятий. Оформление и сдача отчета по лабораторной работе. (5 час.).
Формирование комплекта технологической документации в САПР ТП осуществляется одной ее из подсистем – системой автоматической подготовки технологической документации САП ТД.
Входить в САП ТД необходимо из NC, а не из FAR. Система на компьютере находится на диске С:\240\50\r.pla. Запуск системы производится файлом r.pla.
После запуска САП ТД на запрос «имя файла ТП» следует ввести имя под которым хранится спроектированный вами ранее ТП, например tm21a3.
На запрос «завод.ГЛП» ввести 24, если по умолчанию это было не принято системой. Это означает, что комплект ТД будет формироваться в соответствии с требованиями предприятия под кодом № 24. Возможен вывод ТД в требованиях других предприятий. Их перечень открывается при удалении «24» и ввода символа «?».
На запрос «код ЭВМ» ввести PC, если это не было сделано системой по умолчанию. После чего выдается сообщение: «САП ТД. Томск. Система автоматической подготовки технологической документации, версия 4.1» и следует запрос: «спецификация файла технологической документации». Это имя файла под которым будет храниться комплект ТД. Что бы не путаться рекомендуется это имя оставить таким же как имя файла ТП, например tm21a3. В каталоге файл ТД с эти именем будет иметь расширение doc, т.е. tm21a3.doc, что и будет отличать его от файла спроектированного ТП. Рекомендуется имя файла ТД записать в тетрадь!
При определении разновидности ввода карт эскизов к операциям ввести «0», что будет означать ТП без карт эскизов.
Режим трансляции ТД установить «1», что означает основной. После чего в течение одной минуты происходит формирование комплекта ТД на спроектированный ранее ТП. В итоге сообщение системы: «создан файл технологической документации «имя.doc» ; «система завершила работу».
Просмотрите этот файл ТД средствами NC (просмотр F3; конец просмотра F10). Убедитесь в правильности полученных результатов. При необходимости откорректируйте спроектированный ТП (в подсистеме проектирования ТП) и сформируйте новый комплект ТД. После этого распечатайте комплект ТД и приложите к отчету.
Попытайтесь ответить на контрольные вопросы по занятию 4 (смотри ниже).
Оформите отчет по лабораторной работе в соответствии с установленными правилами (смотри ниже) и сдайте преподавателю.
5 Правила техники безопасности и охраны труда при выполнении лабораторной работы
Студенты выполняющие лабораторные работы в дисплейных классах должны пройти инструктаж по технике безопасности и расписаться в контрольном листке журнала для инструктажа студентов.
При выполнении лабораторной работы необходимо руководствоваться:
1. Инструкция по охране труда при работе на ПЭВМ.
2. Шумилин В.К. Краткий курс безопасности. Памятка для работников, занятых эксплуатацией ПЭВМ и видеодисплейных терминалов. Изд-во СОУЭЛО, Москва, 2000.-32 с.
6 Правила к оформлению отчета по лабораторной работе
Отчет по лабораторной работе должен содержать:
· Титульный лист (см. приложение А)
· Наименование работы.
· Цель работы.
· Предмет и содержание работы.
· Оборудование и технические средства.
· Инструмент.
· Краткое описание САПР ТП.
· Последовательность выполнения работы по занятиям 1 – 4.
· Конструкторский чертеж детали.
· Комплект технологической документации.
· Выводы по работе. Выводы должны иметь директивно-рекомендательный характер, отражать итоги выполненной работы и достижение ее цели.
7 Контрольные вопросы
По занятию 1.
1. Состав и структура САПР ТП.
2. Состав головного меню САПР ТП.
3. Суть каждой задачи, реализуемой в САПР ТП.
4. Данные, заносимые при выполнении задачи «Титульный лист (паспорт)».
5. Управляющие директивы задачи «Титульный лист (паспорт)».
6. Данные, заносимые при выполнении задачи «Описание детали».
7. Управляющие директивы задачи «Описание детали».
8. Данные, заносимые при выполнении задачи «Проектирование заготовки».
9. Управляющие директивы задачи «Проектирование заготовки».
По занятию 2.
1. Какие режимы проектирования маршрута реализованы в САПР ТП?
2. Суть автоматического формирования маршрута.
3. Суть формирования маршруту по «меню» (автоматизированное проектирование.
4. Суть проектирования маршрута по «типовой маршрут» - проектирование маршрута на базе типовых маршрутов обработки деталей.
5. Управляющие директивы задачи «Проектирование маршрута».
По занятию 3.
1. Вопросы, которые решаются при проектировании технологической операции в САПР ТП.
2. Вопросы проектирования технологической операции, подлежащие обязательному решению.
3. Проектирование «установов и переходов» в задаче «Проектирование операций».
4. Возможности ручного редактирования спроектированной технологической операции.
5. Управляющие директивы задачи «Проектирование операций»
По занятию 4.
1. Предназначение подсистемы САП ТД в САПР ТП.
2. Процедура формирования комплекта технологической документации.
3. Виды получаемой технологической документации.
4. Прокомментировать каждый вид получаемой документации.
5. Быть готовым к ответу на вопросы по занятиям 1, 2, 3.
6. Иметь оформленный отчет по лабораторной работе и сдать его преподавателю.
8 Задания
Задание на выполнение лабораторной работы – конструкторский чертеж детали и программа выпуска – выдается преподавателем.
9 Список рекомендуемой литературы
1. Щербаков Н.П. Системы автоматизированного проектирования технологических процессов: Учеб. Пособие, гриф УМО АМ № 9/55 от 26.01.01/Алт.гос.техн.ун-т им. И.И. Ползунова.- Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2001.-231 с.
2. СТП 12700-02. Образовательный стандарт высшего профессионального образования АлтГТУ. Лабораторные работы. Общие требования к содержанию, выполнению и оформлению.-Барнаул, изд-во АлтГТУ, 2002.- 10 с.
3. Системы автоматизированного проектирования технологических процессов, приспособлений и режущих инструментов: Учебник для вузов по специальности «Технология машиностроения», «Металлорежущие станки и инструменты» /С.Н.Корчак, А.А.Кошин, А.Г.Ракович, В.И.Синицын; Под общ.ред. С.Н.Корчака.- М.:Машиностроение, 1988.-352 с.
Приложение А
Образец титульного листа отчета по лабораторной работе
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
ГОУ ВПО «Алтайский государственный технический университет
имени И.И. Ползунова»
Инженерно физический факультет
Кафедра технологии автоматизированных производств
О Т Ч Е Т
по лабораторной работе
«Автоматизированное проектирование технологического процесса механической обработки детали на учебно-промышленной САПР ТП»
по курсу
«Системы автоматизированного проектирования
технологических процессов»
Выполнил: студент группы _______
№ группы
_____________________
(Ф.И.О.)
Проверил: _____________________
(Ф.И.О. преподавателя)
Барнаул ________
(год)
Николай Петрович Щербаков
Автоматизированное проектирование технологического процесса механической обработки детали на учебно-промышленной САПР ТП
Методические указания по выполнению лабораторных работ по курсу
«Системы автоматизированного проектирования технологических процессов» для студентов специальности «Технология машиностроения»
направления «Конструкторско-технологическое обеспечение
машиностроительных производств» и «Технология,
оборудование и автоматизация машиностроительных производств»
Издано в авторской редакции.
Подписано в печать 30.11.2005. Формат 60х84 1/16.
Печать ризография. Усл. п. л. 2,0.
Тираж 100 экз. Заказ 54/2005
Издательство Алтайского государственного технического университета им. И.И. Ползунова,
656038, г. Барнаул, пр-т Ленина, 46.
Лицензии: ЛР № 020822 от 21.09.98 года, ПЛД № 28-35 от 15.07.97.
|