Задачи и особенности ТПП в современных условиях

Задачи и особенности ТПП в современных условиях

Подготовка производства подразделяется на конструкторскую (КПП) и технологическую (ТПП).

ТПП включает в себя следующие задачи:

1. управление ТПП

2. проектирование технологических процессов механической обработки, сборки и их внедрение.

3. расчет технически обоснованных материальных и трудовых нормативов.

4. проектирование специальных инструментов и технической оснастки.

5. ТПП изготавливаются специальные инструменты и оснастки.

6. подготовка управляющих программ для оборудования с ЧПУ.

7. типизация и нормализация технологического производства инструмента и оснастки.

8. Исследование новых методов обработки деталей и высокопроизводительной оснастки и т.д.

Особенности

Современное производство характеризуется непрерывным совершенствованием производимых машин, повышение их качества, частой сменой объектов производства. Таким образом, к особенностям ТПП относятся:

1. Сокращение сроков, отводимых на ТПП;

2. Повышение сложности решаемых задач;

3. широкое использование унифицированных ТП-ов;

4. Повышение влияния качества технологической подготовки производства на эффективность работы с предприятия.

Методы совершенствования ТПП.

Основными методами совершенствования ТПП является:

1. Применение принципов технологической унификации.

2. автоматизация процессов обработки информации

Главная особенность технологического проектирования состоит во многовариантности и слабой формализации проектных задач.

Проектирование технологических процессов – это выбор типовых решений в зависимости от условий производственной среды.

2 уровня решений:

1. обработка отдельных поверхностей и их сочетаний;

2. унификация технологических процессов обработки детали.

Типизация обработки поверхностей основана на многолетней практике, например, известны методы обработки цилиндров, поверхностей, отверстий.

Унификация технологических процессов основана на типовых и групповых технологических процессах.

Типовой технологический процесс разрабатывают на группу деталей, сходных по конструкторско-технологическим признакам, например, валы, диски, рычаги.

Впервые предложил идею типизации технологических процессов Соколовский (1954год).

Групповой технологический процесс разрабатывают на группу деталей, сходных по технологическим признакам, т.е. для этой группы деталей используют одинаковое оборудование, технологическое оснащение, оснастка, инструмент.

Второе направление получило широкое развитие с появлением компьютеров.

 

Классификация САПР

К признакам, характеристикам САПР относятся: тип, разновидность, сложность объекта проектирования, вид, число выпускных документов, количество уровней в структуре технического обеспечения САПР.

По типу объекта проектирования САПР подразделяют на группы:

1. Изделия машиностроения,

2. Технологические процессы в машиностроении,

3. Объекты строительства,

4. Программные изделия,

5. Организационные системы.

Например, можно добавить САПР для радиоэлектроники (ECAD), САПР микроэлектроники.

По сложность объекта проектирования различают САПР:

1. Простые объекты (с числом составных частей до 10²);

2. Объекты средней сложности (10² -10³);

3. Сложные объекты (10³ -10⁴);

4. Очень сложные объекты (10⁴ -10⁵);

5. Супер сложные объекты (10⁵ -10⁶ и более);

По уровню автоматизации проектирования:

1. Низко автоматизированные (до 25% проектирования);

2. Средне автоматизированные (25 - 50%);

3. Высоко автоматизированные (более 50%);

По виду носителя информации:

1. На бумажном листе;

2. На машинных носителях;

3. На фотоносителях;

4. Комбинированные;

5. Резервная группа;

По числу проектных документов САПР различают: малой, средней и высокой производительности.

По числу уровней в структуре технического обеспечения САПР: 1, 2 и многоуровневые САПР.

3. Место САПР в автоматизированной системе технологической подготовки производства.

САПР ТП вып-ет одну из важнейших ф-ций при поддержке решений в ЖЦИ. Эти системы должны обеспечивать:

1) проектирование ТП изгот-я деталей

2) Проектирование ТП сборки изделий

3) Подготовку УП для обор-я с ЧПУ

В основу автоматизир проект-я ТП положена след-я идея: при заданной инфе о конструкторско-технол парам предмета произв-ва (деталей, сборочн ед-ц, изделия), данных о произв-х рессурсах, объеме выпуска система должна обеспечивать проект-е и выдачу в заданных форматах ТП.

Изготовление изделия обычно вып-ся по единичному ТП. Проектир-е единичного ТП может осущ-ся либо на основе описания конструкт-технол парам изделия, либо на основе ТП-аналогов. Поэтому различ САПР ТП, обесп-х автоматизир синтез структуры ТП и САПР ТП, использующих ТП-аналоги.

В настоящ время практически отсутств полноценные системы, позв-е вып-ть автоматизированный синтез ТП. Это объясняется сложностью формализации этапов проект-я ТП, недостаточной разработкой теории синтеза структур сложных систем.

Методология создания САПР ТП на основе ТП-аналогов разработана глубже, чем САПР синтеза ТП.

Подготовка УП для станков ЧПУ практически полностью автоматизирована (САП). Сложность в разработке УП вызвана только необх-ю исп-я постпроцессоров для систем ЧПУ.

Автоматизация проект-я ТП сборки изд-й в настоящ время явл-ся наиболее актуальной, однако число САПР этого напр-я мало.

 

САПР принято делить на 2 основного вида:

- САПР конструирования изделий

- САПР технологии их изготовления.

САПР конструирования – CAD-системы, проектирование с помощью компьютера. Эти системы выполняют объемное проектирование изделий, плоское геометрическое проектирование (черчение), инженерный анализ решений.

Научно-исследовательский этап разработки изделий иногда выделяют в самостоятельный САПР – автоматизированная система научных исследований (АСНИ) – САЕ-системы (система инженерного анализа и расчета).

САПР технологии изготовления принято называть автоматизированной системой ТПП (АСТПП). В зарубежной терминологии эти системы называют САРР – системами. С помощью этих систем разрабатывают технологические процессы, оформляют технологическую документацию, разрабатывают управляющие программы для оборудования с ЧПУ.

Более конкретное описание технологии изготовления детали на оборудовании с ЧПУ выполняются с системой автоматизации управления производственным оборудованием. Такую систему называют обычно САМ системой.

Помимо этого различают системы производственного планирования и управления данными (PDM). Есть системы управления ресурсами планирования (ERP).

Стадии разработки САПР ТП

Сложность процесса проектирования зависит от конкретного объекта, размеров и структуры проектной организации. На начальной стадии проектирования принимаются решения, в основе которых лежат эвристические (опытные) соображения с учетом неполных знаний об их влиянии на обеспечение конечной цели. Эта часть проектирования называется СИНТЕЗОМ.

На окончательной стадии проектирования выполняют анализ. Проектирование является циклическим процессом. Между операциями анализа и синтеза существует обратная связь.

Линейная структура (переход к следующему этапу только по завершению предыдущего).

Позволяет вернуться на предыдущий этап

Состав и структура САПР ТП

Составными структурными частями САПР ТП являются подсистемы. В каждой подсистеме решается функционально законченная последовательность задач. САПР ТП состоит из подсистем:

1) подсистемы проектирования;

2) подсистемы обслуживания.

Подсистема – совокупность взаимосвяз-х эл-в, спос-х вып-ть относительно независимые ф-ции и реализовывать подцели, направл-е на достиж-е общей цели системы.

Подсистемы проектирования выполняют процедуры и операции получения новых данных. Они имеют объектную ориентацию и реализуют определенный этап проектирования или группу взаимосвязанных проектных задач, например, подсистема проектирования детали, ТП и т.д.

Обслуживания подсистем имеют общее системное применение и служат для обеспечения функции проектирований систем, например, систем управления БД, системы ввода/вывода данных, передачи данных и т.д.

 

 

Виды обеспечения САПР ТП

1. Методическое обеспечение – совокупность документов, устанавливающих состав и правила отбора и эксплуатации средств обеспечения проектирования.

2. Информационное обеспечение – совокупность данных, необходимых для проектирования, представленных в заданной форме.

3. Математическое обеспечение – совокупность математических методов, математических моделей, алгоритмов, необходимых для проектирования.

4. Программное обеспечение – совокупность машинных программ, необходимых для программирования, представленных в заданной форме на машинных носителях.

5. Техническое обеспечение – совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих технических средств, предназначенных для автоматизации проектирования.

6. Лингвистическое – совокупность языков проектирования, включая термины и определения, правила формализации и методы развертывания и сжатия текстов, необходимых для проектирования, представленных в заданной форме.

7. Организационное обеспечение – совокупность документов, устанавливающих состав проектной организации и её подразделений, связи между ними, функции, а также форму представления и рассмотрения проектных документов, необходимых для проектирования.

 

Сканер 3D

Применяются сканеры оптические и контактные механические. Предназначенные для контроля размеров деталей.

 

 

Виды типовых решений

Подразделяются на:

- локальные

- полные (глобальные)

Локальные ТР

Полные (глобальные) ТР

Здесь ТПР11 - ТТП изготовления детали колесо зубчатое;

ТПР12 - ТТП изготовления детали втулка.

Локальные ТР относятся к частным технологическим задачам, определяемым лишь часть проектируемого ТП.

Полные ТР охватывают весь круг решаемых задач: выбирая полное ТР технолог выбирает типовой (групповой) ТП.

Метод проектирования ТП, основанный на использовании полных ТР, называют методом анализа (методом адресации).

Метод проектирования ТП, основанный на использовании локальных ТР, называют методом синтеза.

 

Стратегии проектирования ТП

При «ручном» проектировании необходимо иметь четкое представление о том, какие стратегии используются.

Стратегия проектирования ТП определяет методику его проектирования. Правильный выбор стратегии проектирования определяет эффективность САПР.

Применяются следующие стратегии проектирования:

а) линейная б) циклическая

 

 

 

 

Необходимо стремиться к использованию линей ной стратегии. Эта стратегия имеет минимальную трудоемкость, особенно при проектировании на ЭВМ.

Циклическая стратегия характерна для многих программ ЭВМ и носит название итерационного процесса. Другими словами, это процесс последовательного приближения к цели путем улучшения разрабатываемых вариантов.

в) разветвленная

Эта стратегия выгодна для сохранения сроков проектирования.

г) адаптивная

В адаптивных стратегиях проектирования с самого начала определяется только первое действие. В дальнейшем выбор каждого последующего действия зависит от результатов проектирования. Это самая разумная стратегия, т.к. схема поиска решения определяется на основе наиболее полной информации. Эта стратегия используется при создании систем искусственного интеллекта.

Автономные модули

· Универсальный технологический справочник

· Система трудового нормирования по укрупнённым нормативом времени

· APM нормирование материалов

Корпоративные справочники

· Справочник материалов и сортаментов

· Единицы измерения

 

 

Порядок создания ОТП.

Один из ТП принимается за базовый и вводиться в виде общего Тех Пр. Затем в него добавляют недостающие операции и переходы из других Тех Пр. При добавлении устанавливаются признаки зависимости от которых можно выбрать ту или иную операцию, переход или маршрут.

Проверка признаков осуществляется с помощью условий, которое вводиться в базу «Техно Про». Пример: токарная операция в ОТП на тела вращения на одни детали принимаем токарно-универсальные станки, другие-полуавтоматы, третье – автоматы. Причина может быть в размере партии. Если партия детали велика выбираются автоматы и наоборот.

В «Техно Про» вводиться условия выбора нужного оборудования. После создания ОТП можно переходить к автоматическому проектированию. Для этого необходимо создать статические конструкции конкретных деталей, и ввести необходимые данные с клавиатуры.

Описание чертежа детали закрепляются в описании общих сведений с деталями ватгавр элементов конструкции детали.

 

 

После создания описания детали ею назначаются ОТП соответствующей группы детали далее запускается процесс автоматического формирования ТП походу это процесса система выбирает из ОТП операция, перехода необходимые для изготовления каждого элемента конструкции детали переносит их в конкретный ТП. Затем из выбранных операций и переходов система отбирает операции и переходы, обеспечивающие лучшие качество изготовления по сравнению с чертежом.

Рассчитывают размерные цепи, припуски, режимы резания в конце процесса формирования технологического документа.

 

Структура САП

Блок трансляции, называемый также предроцессором, обеспечивает считывание исходной информации, синтаксический анализ операторов входного языка, преобразование информации во внутри машинное представление (в кодированный вид).

Геометрический блок решает задачи, связанные с расчетом траектории перемещения инструмента, построением эквидистанты к контуру детали.

Блок формирования результатов в формате CLDATA преобразует информацию в промежуточный вид, согласно ИСО.

Результаты работы процессора в формате CLDATA обрабатываются постпроцессором, который непосредственно формирует управляющую программу.

САП имеет библиотеку постпроцессоров с учетом особенностей разных систем ЧПУ.

Режимы работы системы:

1.пакетный режим;

2.диалоговый режим.

 

 

Подготовка исходной информации и порядок создания УП с помощью САП. РЕЖИМ ДИАЛОГА

В современных САП проектирование выполняется в режиме диалога, геометрическая информация считывается с электронного чертежа или 3D-модели детали. Проектирование выполняется по следующему сценарию:

1. загрузка 3D-модели;

2. выбор (расчет) параметров заготовки;

3. выбор инструмента из БД или создание с помощью редактора инструментов;

4. выбор точки положения инструмента;

5. выбор плоскости безопасности и плоскости врезания;

6. выбор и настройка стратегии обработки поверхности детали;

7. автоматический расчет траектории движения инструмента;

8. анимация процесса обработки с целью выявления ошибок;

9. вывод УП.

 

САП ADEM.

Система состоит из след-х модулей:

ADEM CAD – созд-е 3Д, 2Д моделей и чертежей.

ADEM CAM – подготовка УП для станков с ЧПУ.

ADEM TDM (CAPP) – автоматизированное проект-е ТП.

ADEM CAMM / CAPP

ADEM Verify - система контроля качества.

ADEM GPP – генератор постпроцессоров.

ТО – технол операция

ТОб – технол параметр обраб

КЭ – конструкт эл-т

ТК – технол контроль

Схема работы адаптера

43. ТЕХНОЛ-Я ПЕРЕДАЧИ УП НА СТАНКИ С ЧПУ.

В САПР формир-ся текстовый файл, содержащий УП в формате стойки ЧПУ.

УП можно передавать в стойку ЧПУ:

1) ввести послед-но по кадрам с помощью клавы

2) передать с помощью носителя (магн ленты, перфоленты, дискеты, СД)

3) с помощью DNC-терминала. Это неб-й блок, имеющ-й твердотельную память.

4) Подключение станков ЧПУ к вычисл сети.

Станки с ЧПУ сопряг-ся с управл-й персон-й ЭВМ ч/з программный коммутатор (мультиплексор UMS), позв-й связать неск станков с ЧПУ с одним COMP-портом персон-ной ЭВМ. UMS может наход-ся на рас-и до 500м от ЭВМ.

Контроллер – микропроцессорное устр-во в виде клавишного пульта.

Передача Уп вып-ся в динам режиме (подкачка), т.е дозагрузка программы в стойку ЧПУ вып блоками в процессе обраб детали.

44. Функции постпроцессора системы автоматизированного про­граммирования (САП)

Типовые функции постпроцессора:

1. Перевод данные, подготовленных процессором в координатную систему станка;

2. Формирование команд на перемещение с учётом цены импульсов системы ЧПУ;

3. Формирование команд смены инструмента;

4. Кодирование и выдача в кадр значений подач и скорости вращения шпинделя;

5. Назначение подачи с учётом реализации режимов разгона-торможения;

6. Формирование команд коррекции с помощью корректоров;

7. Выдача управляющей программы в виде листинга или в файл.

Постпроцессоры могут быть двух видов: постоянный и инвариантный.

Постоянный – разработан под конкретную стойку ЧПУ.

Инвариантный – может перенастраиваться для разных стоек ЧПУ.

Постпроцессор состоит из:

А) паспорт станка. Общие данные по станку и правила прогр-я.

Б) макрокоманды. Инфа об обраб адаптера таких команд, для реал-ции кот-х необх вып-ть неск команд CLDATA.

В) макет кадра. Структура кадра УП - взаимное расп-е всех возм-х окон кадра и описание каждого из них.

Г) алгоритм предст-я команд CLDATA в виде кадров и слов УП.

САП PowerMill

Система предн для разраб УП всех типов станков с ЧПУ. Разработчик – компания DellCAM.

Power Shape – решает все задачи твердотельного и поверхностного моделирования (имеет модуль сборки).

Copy CAD – система для обработки информации после твердотельного и поверхностного моделирования.

Power Exchange – перекодировщик файлов.

ArtCАМ – УП для изгот-я рельефных пов-й.

Проектирование выполняется по следующему сценарию:

1. загрузка 3D-модели;

2. выбор (расчет) параметров заготовки;

3. выбор инструмента из БД или создание с помощью редактора инструментов;

4. выбор точки положения инструмента;

5. выбор плоскости безопасности и плоскости врезания;

6. выбор и настройка стратегии обработки поверхности детали;

7. автоматический расчет траектории движения инструмента;

8. анимация процесса обработки с целью выявления ошибок;

9. вывод УП.

Задачи и особенности ТПП в современных условиях

Подготовка производства подразделяется на конструкторскую (КПП) и технологическую (ТПП).

ТПП включает в себя следующие задачи:

1. управление ТПП

2. проектирование технологических процессов механической обработки, сборки и их внедрение.

3. расчет технически обоснованных материальных и трудовых нормативов.

4. проектирование специальных инструментов и технической оснастки.

5. ТПП изготавливаются специальные инструменты и оснастки.

6. подготовка управляющих программ для оборудования с ЧПУ.

7. типизация и нормализация технологического производства инструмента и оснастки.

8. Исследование новых методов обработки деталей и высокопроизводительной оснастки и т.д.

Особенности

Современное производство характеризуется непрерывным совершенствованием производимых машин, повышение их качества, частой сменой объектов производства. Таким образом, к особенностям ТПП относятся:

1. Сокращение сроков, отводимых на ТПП;

2. Повышение сложности решаемых задач;

3. широкое использование унифицированных ТП-ов;

4. Повышение влияния качества технологической подготовки производства на эффективность работы с предприятия.