№3 - САПР ТП. 3 Сапр тп понятие о сапр. Виды обеспечения сапр. (ст. 2)
 Скачать 203.5 Kb.
|
|
9 Технологическое информационное обеспечение САПР. Локальные и глобальные типовые решения. К технологич обеспеч. Относят сведения о станках, инстр-те,оснастке, а также сведенияя о ТР используемых в процессе проектирования В процессе АПР кроме справочной инф-ции возникает необходимость в использовании инф-ции в типовых решениях. Типовые решения явл-ся основой тех-го проектирования при использовании ЭВМ. По уровню решаемых задач типовых решений подразделяются на две группы: локальные и глобальные. Локольные ТР относятся к частным тех-ким задачам, т.е. задачам, определяющим только некоторый элемент проектируемого ТП, например, выбор типовых переходов, выбор РИ. Глобальные ТР охватывают весь круг решаемых задач в процессе проектирования. Примером глобального ТР явл-ся типовой ТП. Типовые решения также различаются по своей структуре. Локальные ТР имеют одноэлементную структуру, т.е. каждое ТР явл-ся единицей проектирования. Более сложную структуру имеют глобальные ТР. Они явл-ся многоэлементными т.е. каждая состоит из совокупности элементов которые в процессе проектирования в дальнейшем рассматриваются отдельно. Для одноэлементных ТР используется только процедура выбора по этой процедуре решение непосредственно заносится в результирующий документ или в неизменном виде участвует в других задачах. Для многоэлементных ТР также создается процедура выбора, однако итогом этой процедуры явл-ся не само решение, а только его структура, т.е. набор необходимых элементов. Для формирования искомого ТР необходима еще одна процедура - анализа. Одной из самых наглядных форм представления типовых решений явл-ся блочный алгоритм проверки соответствия исходных данных и условий применяемости ТР. Наиболее подходит табличная форма представления типовых решений. В этом плане различают три типа таблиц: справочные таблицы, таблицы решений и соответствий. 10 Справочные таблицы, таблицы решений, таблицы соответствий. Существуют 3 типа табличного представления технологической информации. Справочные таблицы используются для характеристик одноэлементных типовых решений(станков, инструментов оснастки) с помощью таких таблиц организуется такая процедура выбора типового решения для простейших видов комплекса условий применяемости. Заглавием столбцов данной таблицы является комплекс параметров применяемости, строк – множество типовых решений, на пересечении находятся характеристики типовых решений. Таблицы решений подразделяются на две группы: односторонняя и двусторонняя. Таблица решений и алгоритм ее чтения обеспечивают выбор типового решения, однако они не позволяют учесть все возможные решения, если задача допускает существование сразу нескольких решений. Такого недостатка не имеет таблица соответствий. В таблице соответствия по имеющемуся комплексу исходных данных принимается то решение, у которого взаимосвязь с факторами полностью соответствует описанию объекта. В левой части располагается множество решений. В верхней части – технологические факторы, определяющие возможность принятия того или иного решения. В центральной части связь между решениями и технологическими факторами. 11 Лингвистическое обеспечение САПР. Методы описания технологической информации. Лингвистическое обеспечение САПР включает различные языковые средства, которые делятся на две группы: 1) языки программирования; 2) языки проектирования. Языки программирования служат для записи программ. Языки проектирования предназначены для представления и преобразования исходной информации при выполнении проектных процедур с помощью программного обеспечения. Алгоритмические языки. Первоначально программа для ЭВМ готовилась в машинных кодах. Такие машинные программы могли разрабатываться только узкими специалистами В этом случае имела место цепочка: пользователь — программист — машинная программа — ЭВМ. Такая цепочка приводила к большим затратам трудовых ресурсов и времени. Программирование задач на маш. языке ограничивало исполь-е ЭВМ. Эта проблема была решена после создания алгоритмических языков высокого уровня. Для того чтобы машина понимала языки высокого уровня, необходим переводчик с этих языков на машинный. Таким переводчиком является транслятор, т. е. программа, которая преобразует программу, написанную на языке высокого уровня, в машинную. В рез-те возникает цепочка: пользователь—программа на языке высокого уровня — транслятор — машинная программа — ЭВМ. Алг-ческий язык — это набор символов и система правил образования и истолкования конструкций из этих символов для задания алгоритмов. В кач-ве языков программирования в САПР находят прим-е машинно-ориентированные языки типа АССЕМБЛЕР и алгоритмические языки высокого уровня. Алгоритмические языки высокого уровня легче осваиваются, позволяют повысить производительность труда программистов при разработке программ и их адаптации к различным типам ЭВМ. Наибольшее применение находят языки ФОРТРАН, ПЛ/1, АЛГОЛ-60, БЕЙСИК, ПАСКАЛЬ, СИ, МОДУЛА. Однако языки типа АССЕМБЛЕР отличаются большей универсальностью. Алгоритмический язык ФОРТРАН предназначен для научных и инженерных задач, решаемых на ЭВМ и в настоящее время является основным алгоритмическим языком. Операторы АЛГОЛа очень близки к естественному английскому языку и, кроме того, позволяют писать хорошо структурированные программы. Алгоритмический язык ПЛ/1, в отличие от языка ФОРТРАН, имеет более широкие возможности при обработке больших массивов информации и описании структур исходных данных. В последнее время все большее распространение, особенно для мини- и микроЭВМ, получает алгоритмический язык БЕЙСИК. Этот язык очень похож на ФОРТРАН, только значительно проще. Особенно большие возможности БЕЙСИКА проявляются при решении задач в режиме диалога с ЭВМ. 12 Проблемно-ориентированные языки описания технологической информации. Применительно к различным задачам, решаемым в конструкторской и технологической подготовке пр-ва, полнота описания деталей и выбранные эл-ты описания м/б различными. Проектирование операционных ТП м/б выполнено только на основе полного описания детали. Кроме общих характеристик описание должно содержать информацию об эл-тах детали и о связях между эл-ми. В наст. вр. различают два основных подхода к описанию информации о деталях: 1)проекционный язык, основан на описании проекции деталей на координатной плоскости. В качестве единицы формализованого выступают такие эл-ты описания: - точка; - дуга;-окружность; - отрезок прямой. Связи м/у эл-ми устанавливаются путем указания координатных точек пересечения или касания эл-тов детали. Этот подход широко применяется при разработке управляющих программ для станков с ЧПУ в САПР, а также для описания инф-ции вводимой на чертежные автоматы и дисплеи. 2)Другой подход(конструктивный), закл-тся в том, что в конфигурации детали выделены элементарные поверхности, инф-ция о кот-х в закодированном виде заносится в кодировочную ведомость или описание в виде операторов языка. Смысловыми единицами в языках этих систем явл-ся элементарные поверхности (цилиндр, конус и др.). Практика эксплуатационных авт-ких систем проектирования и систем подготовки управляющих программ для ЧПУ показало необходимость объединения указанных двух подходов. При этом кодирование инф-ции об детали осуществляется на основе конструктивного подхода и на основании этой инф-ции проектируется ТП. Затем при необходимости автоматически по спец. программе формируется проекционное описание. По этому описанию разрабатывается управляющие программы для чертежных автоматов, либо для станков с ЧПУ. 13 Описание структуры объекта проектирования (технологического процесса). Граф структуры. Для описания структуры ТП(представление структуры в памяти ЭВМ) удобным аппаратом является теория графов и связанный с ней аппарат матричного исчисления. Анализируемую деталь описывают посредством множества операций (МО), множества переходов(МР), множества образующих деталь поверхностей(Д), множества образующих заготовку поверхностей(Z). Затем описывают последовательность получения готовой детали(О1: Z0– Z1). Маршрут обработки представляется в виде закодированной последовательности операций(М=О1О2О3О4). Граф структуры - направленный связанный граф без циклов, означающий, что прийти дважды в одну вершину не возможно. В таком графе каждая вершина отражает, например операцию, а ребра выражают последовательность. 14 Адресация объектов проектирования (деталей). Сравнение объектов по общим характеристикам, составу элементов, структуре. Адресация осущ-ся при сравнении адресуемой детали с эталонной. Под эталонной поним-ся деталь инф-ция о кот. нах-ся в памяти ЭВМ и там же хран-ся ТП на нее. Процедура адресации сост-т из 3 этапов: 1) сравнение адр-мой дет. и эталонной по общим хар-кам: код детали по классиф-ру ЕСКД, габариты детали, мат-л, вид заг-ки и т.д. Инф-нная поисковая сис-ма находит одну или несколько эталонных деталей, инф-ция о них помещ-ся в оперативную память и исп-ся на след. этапах адресации. 2) сравнение объектов по составу элем-тов. Вычисляют коэф-т адресации по общим хар-кам. Ка=Nс/Nэт, если Nн=О и Ка= -Nн/Nдет, если Nн<>0, где Nс,Nн - кол-во совпад-щих и несовп. элем-тов, Nэ, Nдет - кол-во элем-тов у эталона и детали. Если Ка=1, то полное совпадение составл-щих элем-тов. Ка от 0 до 1 (Nэ>Nдет), Ка от -1 до 0 - частич-е совпадение составл-щих элем-тов. Ка = -1 -полное несовпадение. При оценке рез-тов адресации предпочтение отд-ся тем деталям, для кот. Ка больше. На уровне проектирования маршрутных ТП огранич-ся первым и вторым этапом адресации. 3) сравнение по стр-ре прим-ют при разраб-ке операционных технологий. Для этого исп-ют матрицу предшествования. Хранение стр-ры осущ-ся в виде матрицы следования. На основе этой матрицы авт-ки по алг-му строит-ся матрица предшествования. Далее каждый элем-т матрицы предшеств-я адресуемой детали сравн-ся со считываемым элем-том матрицы предш-ния эталонной детали. Если хоть для одного элем-та отношение предшеств-ния не совп-т, то рез-т адресации - отрицательный. 15 Состав САПР технологических процессов механической обработки. Наибольший технико-экономический эффект может быть получен при соз-данни комплексных автоматизированных систем, объединяющих в единый процесс основные этапы пр-ния. Примером такой системы явл. комплексная автоматизированная система тех-г-й подготовки производства «Технолог».  Система «Технолог» объединяет в непрерывный процесс взаимосвязанные этапы технологического проектирования, которые выполняются следующими подсистемами: 1.Подсистема «Технолог-1» предназначена для проектирования технологических процессов механообработки деталей основного пр-ва. Эта подсистема является центральным и ведущим звеном САПР ТП. 2.Подсистема «Приспособление» служит для пр - ния спец - х станочных приспособлений. Она в зав-ти от конструктивных особенностей деталей и условий обр-ки предусматривает разработку конструкций приспособлений либо методом синтеза, либо методом доработки типовых схем приспособлений. 3.Подсистема «Инструмент» выполняет проектирование специальных режущих, вспомогательных и измерительных инструментов. 4.Подсистема «Технолог-2» предназначена для пр-ния тех-г-х процессов изгот-я деталей спец. оснастки, конструируемой в подсистемах 2 и 3 5.Подсистема «САП» применяется для разработки управляющих программ для станков с ЧПУ и промышленных роботов. 6.Подсистема «Кодирование и первичная обработка входящей информации» служит для преобр-я данных о детали в форму, удобную для переработки этой информации в основных подсистемах САПР ТП. 7.Подсистема «Документ» обеспечивает оформление результатов проектирования 8.Банк данных в условиях рассматриваемой комплексной САПР ТП предназначен для обеспечения необходимой информацией процессов АПР выше рассмотренных подсистем. 16 Методы машинного проектирования технологических процессов В автоматизированном проектировании технологических процессов можно выделить три основных метода: метод случайных аналогий, метод анализа и метод синтеза. Метод случайных аналогий основан на использовании готовых решений на всех уровнях пр-ния за счет заимствования существующих единичных ТП. Схема нахождения маршрута в этом случае следующая: деталь - деталь-аналог - процесс на деталь-аналог - процесс на деталь. Для реализации этого метода необходимо иметь развитую информационно-поисковую систему (ИПС). В базе данных этой системы должны находиться поисковые образцы деталей и их технологические процессы. С помощью ИПС технологического назначения находятся детали-аналоги. Далее на основе номеров чертежей отыскиваются в базе данных технологические процессы на выбранные детали-аналоги. ТП на деталь-аналог используется как исходный вариант, позволяющий перейти на следующий уровень пр-ния — уровень операций. Откорректировав процесс можно получить необходимый рабочий процесс Указанный метод проектирования целесообразно использовать для деталей, на которые не разработаны унифицированные технологические процессы. Метод анализа основан на применении унифицированных ТП (УТП). Применение У'ГП позволяет: а) сразу войти в область решений, близкую к оптимальной; б) сократить количество перебираемых вариантов за счет использования типовых технологических решений. Схема проектирования технологического процесса в этом случае следующая: деталь-УТП—рабочий технологический процесс. На 1-м этапе производится адресация детали к УТП. Метод синтеза основан на синтезе технологических маршрутов и операций. Типизация решений в данном случае выполняется, как правило, на уровне перехода. При этом для каждой поверхности детали производят разделение на промежуточные состояния и выбирают методы их обработки. Разработка технологического маршрута обработки производится на основе анализа размерных связей элементов детали и синтеза схем базирования. Разработка операционной технологии основана на анализе структурных связей в заготовке и детали и синтезе структуры операции. 17 Автоматизация проектирования технологического маршрута по методу анализа размерных связей. Размерные связи деталей можно представить в виде графа, вершины которого обозначают элементарные поверхности, а ребра размерные связи м/у ними G(A,E),где А–множество поверхностей детали, Е–множество размеров, связывающих поверхности. Процесс построения графа размерных связей осуществляется путем анализа информации, которая содержится в таблице кодировочных сведений(ТКС). ТКС должна содержать опред. набор сведений, которые необходимы для построения формализованной модели структуры детали в виде графа; к таким сведениям относятся: НЭ–номер элемента, КЭ–код элемента детали, НБ–номер базового элемента (номер эл-та относительно, которого проставлены размеры к данному ), Х–размер связывающий эл-ты; НО и ВО – нижнее и верхнее отклонение размера. Из ТКС формируется исходная таблиц для алгоритма формирования графа размерных связей детали. Эта таблица представляет двухмерный массив М(m,n), где m–число реквизитов описывающих положение базовой поверхности детали; n–кол-во поверхностей детали. 
Для построения графа размерных связей детали в автоматизированном режиме необходимо сформулировать матрицу смежности графа – это матрица порядка n – где m– число строк и столбцов матрицы. Для построения матрицы смежности из множества поверхностей детали выделяем базовую и принимаем ее за начальную вершину графа. В рассматриваемом примере – пов-ть № 1 с нее и начинаем формирование матрицы смежности и графа структуры. Граф размерных связей можно рассматривать состоящим из отдельных кустов, каждый куст имеет начальную вершину – базовую и несколько висящих, при формировании матриц смежностей и построения графа по таблице выборки из ТКС осуществляется выделение кустов графа; алгоритм выделения кустов графа построен следующим образом: для начальной вершины графа определяются висящие вершины 1-го куста с этой целью из сформированной таблицы выборки сведений из ТКС по 3-му столбцу выбираются номера элементов, связанных с базовой поверхностью и заносятся в матрицу смежностей графа.
|