Файл: САПР ТП лекции.doc

Информатика:

• блок – схемы алгоритмов решения различных задач;

• языки программирования;

• конструкции и основные характеристики современных компьютеров;

• операционные системы современных компьютеров.

Технология конструкционных материалов:

• заготовительное производство в машиностроении (технология получения основных видов заготовок).

Резание металлов:

• методика расчета режимов резания.

Режущий инструмент:

• конструкции, инструментальные материалы, технологическое назначение основных режущих инструментов.

Технологическая оснастка:

• виды и конструкции основных приспособлений для металлорежущих станков.

Металлорежущие станки:

• конструкции металлорежущих станков.

Основы технологии машиностроения:

• методика разработки технологических процессов обработки деталей.

Технология машиностроения:

• изготовление деталей на металлорежущих станках.

Основы программирования станков с ЧПУ:

• основы разработки управляющих программ станков с ЧПУ.

Экономика и планирование:

• себестоимость изделия (структура, методы расчета).

Математическое моделирование процессов в машиностроении:

• математическая модель объекта моделирования (определение, представление, состав);

• постановка и методы решения задач оптимизации.

ЛЕКЦИЯ 1

Пути повышения качества и производительности проектирования на основе использования ЭВМ

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.

Современные изделия включают в себя значительное количество деталей. В этом отношении интересны данные, приведенные в таблице 1.

Таблица 1.1

Фирмы Западной Европы, США, Японии и др. стран уже давно работают в условиях рынка. Наша страна только вступает на этот путь. В условиях рынка диктует потребитель. Рынок – это конкуренция. На рынке спросом пользуется только конкурентоспособная продукция. Производители продукции должны постоянно ее обновлять. Т.е. количество модификаций изделий, изготовляемых производителем, постоянно увеличивается.

Указанные выше причины указывают на то, что на современных предприятиях, в том числе и машиностроительных, значительное количество времени и средств тратится на проектирование в целом и на разработку ( проектирование ) технологических процессов в частности.

Первыми двумя целями и задачами автоматизации технологической подготовки производства являются следующие:

1. Сокращение трудоемкости технологической подготовки производства и, как следствие, сокращение числа технологов.

2. Сокращение сроков технологической подготовки производства.

Необходимы еще следующие замечания относительно двух первых целей и задач. Сокращение числа технологов приводит к уменьшению себестоимости изделия. А необходимость сокращения сроков технологической подготовки производства обуславливается тем, что в конкурентной борьбе выстоит та фирма, которая не только выпускает конкурентоспособную продукцию, но и укладывается в минимальные сроки по подготовке этой продукции к выпуску. Если представить, что две конкурирующие фирмы одновременно решили выпускать одинаковое изделие, но первая из них затратила полгода на проектирование и производство первого образца, а у второй фирмы на это ушел год, то конечно же первая фирма будет находиться в более выгодном положении на рынке. Современная станкостроительная фирма считается конкурентоспособной, если время от идеи создания нового современного станка до выхода первого образца этого станка за ее ворота составляет не более 1,5 лет.

Третьей целью и задачей автоматизации технологической подготовки производства является повышение качества разрабатываемых технологических процессов. Эта необходимость объясняется следующими причинами.

Техническое перевооружение современного машиностроительного производства осуществляется в основном по двум направлениям:

1. Замена универсального оборудования с ручным управлением, обслуживаемого рабочим высокой квалификации, оборудованием с автоматическим циклом обработки. Переналадка такого оборудования осуществляется наладчиками по тщательно разработанным операционным и наладочным картам. Возможно многостаночное обслуживание такого оборудования. В связи с увеличением дефицита квалифицированных рабочих это направление достаточно перспективно, особенно в условиях средне – и крупносерийного производства.

2. Внедрение станков с ЧПУ, обладающих гораздо большей степенью универсальности. Их переналадка занимает в десятки раз меньшее время, чем в первом случае. Но и здесь необходимо тщательно прорабатывать технологические процессы и затем составлять управляющие программы.

Необходимость тщательной проработки технологических решений в приведенных выше случаях объясняется тем, что указанное оборудование является дорогостоящим и использовать его нужно рационально.

Принцип накопления технологических знаний, реализованный во многих современных системах автоматизированного проектирования технологических процессов (САПР ТП), позволяет разрабатывать качественные технологические процессы. Знания опытных технологов, накапливаемые в САПР ТП, сами технологические процессы, разработанные ими, которые могут быть взяты за основу при разработке новых технологических процессов, позволяют повысить общий уровень технологической подготовки производства.

При ручном проектировании технолог сравнивает в уме ряд вариантов разрабатываемого технологического процесса (состав и содержание операций, варианты станков, инструментов и т.д.) и интуитивно выбирает лучшие на его взгляд решения. Подробного экономического обоснования не производится за неимением времени. Применение ЭВМ на базе соответствующих математических моделей позволяет находить оптимальные технологические решения.

Кроме этого с применением САПР практически исключаются «человеческие» ошибки. Если компьютер работает на основе качественного программного обеспечения, технически исправен, то при вводе одинаковых входных данных любое количество раз выдаются правильные результаты.

Правила оформления блок – схем алгоритмов

Ввиду того, что часть последующего материала будет представлена с использованием блок – схем алгоритмов, необходимо рассмотреть основные правила их оформления. В таблице 1.2 показана форма и приведено содержание наиболее часто используемых блоков. Практически все блоки, приведенные в таблице, строятся на основе «базового» прямоугольника размерами «a x b». Первый приведенный в таблице блок под названием «процесс» по – существу является «базовым» прямоугольником. Размер a = 10, 15, 20 … мм, т.е. кратен пяти. Размер b = 1,5a, допускается b = 2a. Размер «a» выбирается в зависимости от масштаба блок – схемы и должен быть одинаковым для всех ее блоков.

Таблица 1.2

Каждая блок – схема начинается блоком «Пуск», внутри которого пишется слово «Начало», и заканчивается блоком «Останов», внутри которого пишется слово «Конец». Блоки соединяются линиями. Если линия, соединяющая блоки «приходит» в блок по направлению «сверху - вниз» или «слева – направо», то стрелка на ее конце не ставится (подразумевается). Если же по направлению «снизу – вверх» или «справа – налево», то стрелка на ее конце ставится обязательно.

Применение блока «Соединитель» позволяет значительно упростить блок – схему. Он применяется в том случае, когда линию, соединяющую блоку нужно вести на значительное расстояние и часто с пересечением других соединительных линий. Вместо этого достаточно после блока, из которого должна выходить соединительная линия, изобразить блок «Соединитель» и внутри его написать номер блока, в который эта линия должна прийти.

Блок «Комментарий» применяется в том случае, когда внутри какого – либо блока не удается разместить (написать) всю необходимую информацию. В этом случае к линии, соединяющей блоки, перед блоком, для которого необходимо написать дополнительную информацию, посредством пунктирной линии присоединяется (справа или слева) блок «Комментарий». Информацию можно размещать по высоте - в пределах высоты данного блока, по ширине – до края страницы.

ЛЕКЦИЯ 2

САПР как объект проектирования

Что такое проектирование? Точного и окончательного определения этого понятия не существует. Разные теоретики проектирования пытаются дать свои определения. Приведем некоторые из этих определений.

Проектирование - приведение изделия в соответствие с обстановкой при максимальном учете всех требований (Грегори).

Проектирование – творческая деятельность, которая вызывает к жизни нечто новое и полезное, чего ранее не существовало (Ризуик).

Проектирование – процесс, который кладет начало изменениям в искусственной среде ( Дж. К. Джонс ). Под искусственной средой здесь понимаются: транспорт, здания, средства связи, изделия и т.д.