Техническое задание. Техническое задание на разработку автоматизированных систем оренбург 2001 Наименование и область применения
 Скачать 60.5 Kb.
|
|
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Оренбургский государственный университет Кафедра систем автоматизации производств ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ НА РАЗРАБОТКУ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ Оренбург 2001 Наименование и область применения. Основным направлением развития технологических процессов в металлообработке в настоящее время является повышение производительности и гибкости. Это объясняется тем, что значительно растет номенклатура деталей в мелко- и среднесерийном производстве, и поэтому необходимо автоматизировать эти производства. Этого можно достигнуть путем широкого применения станков с ЧПУ, в том числе многоцелевых, а также гибких производственных систем (ГПС). Современные достижения микроэлектроники способствуют быстрому развитию этого направления в станкостроении. Станки с ЧПУ обеспечивают высокую автоматизацию процесса обработки, малые затраты времени на переналадку даже при небольших партиях деталей, и высокое качество обработки этих деталей. Современные станки с ЧПУ оснащают контурными системами управления, что позволяет обрабатывать профильные поверхности. Значительно возросло число управляемых координат (до шести и более), в результате стало возможным изготовление весьма сложных деталей. Программы обработки у многих станков с ЧПУ составляются прямо у станка, что упрощает их переналадку при переходе на обработку других деталей. Увеличиваются мощности главных приводов и приводов подач, повышается динамическая устойчивость станков. Станки снабжаются устройствами для автоматической смены инструментов и заготовок. Идет процесс оснащения станков датчиками для контроля над технологическим процессом, позволяющим обнаружить неполадки и оптимизировать режимы резания. Характеристика объектов автоматизации. Содержатся сведения о назначении, составе, условиях применения объектов (объекта) автоматизации. Объектом автоматизации является станок. Станки с числовым программным управлением представляют собой быстро программируемые технологические системы, которые особенно эффективны для автоматизации мелко и среднесерийного производства. Основной особенностью станков с ЧПУ является их технологическая гибкость, благодаря которой осуществляется быстрый переход на изготовление новых деталей. Технологическая гибкость станков с ЧПУ определяется следующими факторами: - Непосредственное задание размеров изготовляемых деталей как исходной геометрической информации в виде массива цифровых данных или геометрической модели. - Цифровое задание необходимой технологической информации, определяющей на каждом из переходов частоту вращения шпинделя, скорость рабочей и ускоренной подачи, глубину резания и др. - Автоматическое управление всеми вспомогательными переходами и командами по автоматической замене инструмента, включение и выключение СОЖ, замена и закрепление заготовок и др. - Выполнение предусматриваемой коррекции размерной настройки режущих инструментов и режимов резания. Эти основные принципы числового управления имеют различную реализацию в соответствии с типом станочного оборудования, требованиями к точности и уровню автоматизации. В соответствии с решаемыми технологическими задачами и видом привода различают системы позиционного, контурного и комбинированного управления. Цель и назначение. Указывают цель создания системы, ее назначение и критерии эффективности ее функционирования. Цель: числовое программное управление металлорежущими станками обеспечивает гибкую автоматизацию процесса обработки заготовки на станке в соответствии с заданной управляющей программой, составленной в алфавитно–цифровом коде. В качестве программоносителя используют перфоленту, кассету магнитной ленты, дискету. Для записи управляющей программы на восьмидорожковую перфоленту в системах ЧПУ применяют единый метод кодирования информации, основанный на применении международного семиразрядного кода ISO-7bit. Управляющая программа содержит информацию о геометрических параметрах изготовляемой детали и технологических командах, определяющих процесс изготовления детали на станке. Управляющая программа (УП) состоит из последовательно записанных кадров, каждый из которых включает определённое число программных слов, записанных в фиксированном порядке. Каждое слово в свою очередь состоит из адресной буквы, определяющей код соответствующей команды, и последующей группы цифр. Исходными данными для разработки УП и необходимой наладки станка являются чертежи детали и заготовки, разработанная технология на деталь, и технологические данные применяемого оборудования и оснастки. Характеристика процесса автоматизации. Содержит общее описание процесса автоматизации, требования к входным и выходным данным. Обработка на станках с ЧПУ имеет определенные преимущества по сравнению с обработкой на универсальных станках, например, более высокие производительность, гибкость и оперативность. Однако для того, чтобы преимущества станков с ЧПУ реализовались практически, необходимо грамотно организовать и выполнить технологическую подготовку производства. Технологическая подготовка производства на станках с ЧПУ существенно отличается от работ, выполняемых для производства на универсальных станках. Первое, что нужно отметить – это более высокие требования к качеству подготовки технологического процесса, так как при работе на станке с ЧПУ возможность эффективного вмешательства оператора в выполняемый процесс обработки без остановки станка минимальна, а экономические потери от простоя дорогого и высокопроизводительного оборудования – достаточно велики. Поэтому требуется более скрупулезная проработка рабочих чертежей на технологичность, более тщательный выбор инструмента и оснастки, более подробные и жесткие требования к заготовке и т.д. Во-вторых, значительно возрастают сложность и трудоемкость проектирования технологического процесса обработки. В частности, при его разработке помимо традиционных знаний по теории резания необходимо применить специальные математические знания (иначе нельзя будет составить эффективную управляющую программу и суметь проанализировать ее) и знания кодов, понимаемых системами ЧПУ имеющихся на производстве станков. Поэтому в расчете и составлении управляющих программ кроме традиционных технологов участвуют и другие специалисты, такие как программисты, математики, электронщики и т.п. В третьих, технологическая документация, которую необходимо подготовить для обработки на станках с ЧПУ, имеет более сложный состав и гораздо больший объем, чем документация аналогичного назначения для универсальных станков. После завершения подготовки технологической документации ее комплект позволяет при наличии соответствующего материального обеспечения немедленно перейти к настройке станков и выпуску изделий и, при необходимости, многократно повторить эти действия. Технологическую документацию, используемую при разработке технологических процессов и управляющей программы для обработки на станках с ЧПУ, можно условно разделить на справочную и сопроводительную. К справочной документации, используемой при технологической подготовке производства на станках с ЧПУ, относятся: классификаторы деталей по конструкторско-технологическим признакам; описания типовых технологических процессов; стандарты предприятия, каталоги и картотеки станков с ЧПУ, режущего, измерительного и вспомогательного инструмента, приспособлений и обрабатываемых материалов; нормативы режимов резания; таблицы допусков и посадок; инструкции по расчету, кодированию, записи, контролю и редактированию управляющих программ; методические материалы по расчету экономических параметров при работе на станках с ЧПУ. Сопроводительная документация составляется по мере выполнения соответствующего этапа технологической подготовки производства. Документация, составленная по предшествующему этапу работ, как правило, является исходным документом для последующих этапов. Правила разработки и оформления, а также состав сопроводительной технологической документации регламентируются государственными стандартами, которые предписывают не только форму бланков для каждого вида текстового или графического документа, но и характер записи, термины, определения, условные обозначения и т.д. Комплектность и форма сопроводительной документации, используемой для технологической подготовки производства, может быть разной – в зависимости от принятого на данном предприятии документооборота и методов программирования. Например, при компьютерно-интегрированном производстве сопроводительная технологическая документация на бумажных носителях может вообще отсутствовать, а вся необходимая информация будет находиться в электронном виде и храниться в памяти компьютеров. В общем случае сопроводительная документация, как правило, содержит следующие документы: карту технологического процесса; операционную карту; операционный чертеж детали; карту наладки станка; карту наладки инструмента; операционную расчетно-технологическую карту; карту кодирования информации. Требования к автоматизированной системе. Указывают требования к системе в целом и к составу ее подсистем, к включению в состав системы ранее созданных подсистем и компонентов, а при необходимости требования к взаимосвязи с другими автоматизированными системами (АСУП, АСУТП и др.) и возможности ее развития. В раздел могут быть включены требования к видам обеспечения и отдельным компонентам. Важную роль здесь играют и производители структурных систем. Приобретение качественного оборудования, своевременное и профессиональное обслуживание гарантирует покупка техники от ведущих в сфере создания ЧПУ брендов. К ним относятся немецкие фирмы SIEMENS AG и HEIDENHAIN системы. Первая компания специализируется на создании современного высокоточного оборудования для металлообрабатывающего оборудования, вторая на комплексной модернизации старых станков. Модули для органов управления станками обеих компаний отличаются немецким качеством и надежной и постоянной разветвленной сетью сервисной поддержки. Заслуживает и немецкая программная система. Не отстают от немцев и японцы. Лидером здесь является компания FANUK. Японские системы немного дешевле немецких, но практически не уступают им в качестве. Компания специализируется на разработке стоек управления станками, специализирующимися на выполнении сложных программ. Стойке свойственен отличный уровень функциональных параметров, большая оперативная память, синхронизация с компьютерами, возможность составлять программы на довольно удобных специализированных программах, а также моделировать производственные процессы исполнительного кода при помощи универсальных 3D редакторов. Все это, а также разветвленная сеть представительств дает основы для широкого применения станков, оснащенных программным обеспечением от FANUC, на рынке. Порядок испытаний и ввода в действие. Определяются виды испытаний, требования к проведению испытаний и вводу в действие систем и их подсистем. Подготовка управляющих программ осуществляется в следующей последовательности: 1) проектирование маршрутного технологического процесса обработки, представляемого в виде последовательности операций с выбором режущих и вспомогательных инструментов, станочных приспособлений, с разработкой технических условий на исходную заготовку; 2) разработка операционного технологического процесса с расчетом (или назначением) режимов резания, с построением траекторий движения режущих инструментов; 3) расчет координат опорных точек траектории движения режущих инструментов; 4) составление расчетно-технологической карты; 5) разработка карты наладки станка; 6) кодирование информации - формирование кадров УП с их ручной записью в виде текста или таблицы; 7) нанесение информации на программоноситель; 8) контроль программы и исправление ошибок. Автоматизация программирования с использованием ЭВМ позволяет значительно ускорить подготовку и снизить стоимость управляющих программ. Наиболее широкое, применение нашли системы автоматизированной подготовки программ для фрезерных станков при обработке деталей со сложными криволинейными поверхностями. Объем вычислений при подготовке таких программ настолько велик, что он практически может быть выполнен только на ЭВМ. На крупных предприятиях на передний план выходят вопросы организации взаимодействия проектировщиков и обеспечения интегрированного процесса, охватывающего все стадии - конструирование изделия, анализ, технологическое проектирование, получение программы для станка с ЧПУ. Важным элементом новых подходов к решению технологических задач являются инструменты проектирования - конструкторские и технологические САПР, программы анализа и системы подготовки производства. Можно отметить следующие САП, разработанные в свое время в операционной системе MS DOS: - САП-2; СППС; СПС-ТАУ; - САП "ТЕХТРАН"; САПФИР4 и др. В последние 5-10 лет наиболее известны фирмы и их программные продукты. Российские фирмы: АО "Топ Системы" (г. Москва), компания "Аскон" (г. Москва, г. Санкт-Петербург), АО "АвтоМеханика" (г. Москва), НТЦ "Вектор" (г. Москва), НТЦ "Конструктор" (г. Москва), НТЦ "ГЕММА" (г. Москва), компания "ТЕСИС" (г. Москва). Зарубежные фирмы: компания "Omega Technologies Ltd." (офисы в городах Москва и Ижевск), компания "Autodesk" (г. Москва), компания "Delcam" (г. Москва), фирма "Sprut Technology" (г. Москва) корпорация "SolidWorks" (г. Москва). Эти фирмы предлагают полный набор программных средств, обеспечивающих высокие темпы, качество проектных решений, как для предприятий, так и отдельных пользователей. Эти пакеты прикладных программ используют новейшие идеи в области САПР и обеспечивают комплексную автоматизацию на использовании CAD/CAM/CAE - систем в проектировании технологических процессов; составлении технологической документации, отвечающей всем требованиям ЕСКД; в анализе и изготовлении изделий в машиностроении. |