Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Параметрическое моделирование деталей и операционных заготовок Бабанин Виктор Сергеевич

Параметрическое моделирование деталей и операционных заготовок
<
Параметрическое моделирование деталей и операционных заготовок Параметрическое моделирование деталей и операционных заготовок Параметрическое моделирование деталей и операционных заготовок Параметрическое моделирование деталей и операционных заготовок Параметрическое моделирование деталей и операционных заготовок Параметрическое моделирование деталей и операционных заготовок Параметрическое моделирование деталей и операционных заготовок Параметрическое моделирование деталей и операционных заготовок Параметрическое моделирование деталей и операционных заготовок Параметрическое моделирование деталей и операционных заготовок Параметрическое моделирование деталей и операционных заготовок Параметрическое моделирование деталей и операционных заготовок Параметрическое моделирование деталей и операционных заготовок Параметрическое моделирование деталей и операционных заготовок Параметрическое моделирование деталей и операционных заготовок
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Бабанин Виктор Сергеевич. Параметрическое моделирование деталей и операционных заготовок: диссертация ... кандидата Технических наук: 05.11.14 / Бабанин Виктор Сергеевич;[Место защиты: ФГАОУВО Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики], 2016.- 126 с.

Содержание к диссертации

Введение

1 Особенности проектирования изделий с применением современных систем технологической подготовки производства 12

1.1 Анализ возможностей современных систем при конструкторско технологической подготовке производства 12

1.2 Применение аннотированных 3D-моделей деталей при конструкторско технологической подготовке производства 16

1.3 Способы и возможности обмена данными между системами технологической подготовки производства 21

1.4 Принципы построения систем описания деталей 35

1.5 Выводы по главе 38

2 Методика параметрического моделирования деталей с использованием комплексных элементов в среде CAD-системы 39

2.1 Принципы построения системы параметрического описания деталей 39

2.2 Методика создания ЭГМ конструктивных элементов 44

2.3 Принципы построения параметрической конструкторско-технологической модели детали 47

2.4 Возможности интеграции CAD-системы с САПР ТП на основе конструкторско-технологических моделей деталей в формате XML-документа 66

2.5 Выводы по главе 70

3 Методика автоматизированного проектирования операционных заготовок 72

3.1 Общий подход к проектированию операционных заготовок 72

3.2 Определение состояний обрабатываемых поверхностей операционной заготовки 79

3.3 Определение формы операционной заготовки 85

3.4 Расчет операционных размеров 101

3.5 Формирование параметрических моделей операционных заготовок 110

3.6 Использование моделей операционных заготовок при проектировании технологических процессов 113

3.7 Выводы по главе 115

Заключение 116

Список литературы

Введение к работе

Актуальность темы диссертации

В современных условиях высокой конкуренции между производителями актуальной является задача создания качественной продукции с меньшей себестоимостью и с меньшими трудозатратами. Одним из важных этапов в решении этой проблемы является внедрение на предприятии современных информационных технологий, с помощью которых можно автоматизировать проектирование изделий и выполнение технологической подготовки производства (ТПП). Компьютерное моделирование этапов технологического процесса дает новые возможности его оптимизации. Таким образом, использование современных информационных технологий и построение единого информационного пространства (ЕИП) на предприятии значительно сократит время и стоимость проектирования и выпуска изделия. Для решения конструкторских и технологических задач на предприятиях используются различные программные продукты, оперирующие разными внутренними форматами представления данных об изделии. В связи с этим возникает необходимость решения проблемы реализации взаимодействия различных систем автоматизированного проектирования изделий (САПР), с которыми работают конструктора и технологи.

Одним из возможных способов решения данной проблемы является разработка специализированных программ, обеспечивающих трансляцию данных между различными внутренними форматами, используемых в системах. Главным недостатком данного способа, является большая сложность и трудоемкость, т.к. разрабатываются такие программы-трансляторы непосредственно для каждого конкретного случая.

Для повышения уровня взаимодействия различных систем автоматизации в настоящий момент разработан ряд нейтральных форматов передачи данных, спецификации которых опубликованы в открытом доступе, причем большинство в качестве международных стандартов. Среди наиболее распространенных можно выделить следующие форматы – IGES, JT, 3D PDF, 3D XML, STEP и т.д.

Поддержка работы с указанными нейтральными форматами передачи данных реализована в большинстве современных CAD/CAM/CAE-систем. Так же стоит отметить, что в данный момент в CAD-системах появилась возможность сохранения трехмерных аннотаций совместно с элементами, описывающими трехмерную геометрию модели, в нейтральные форматы данных. Однако, на современном уровне развития трехмерные аннотации, при переходе в нейтральные форматы данных, представляются в виде облака точек, вследствие чего распознавание всей конструкторско-технологической информации, представленной на 3D-моделях с аннотациями является достаточно трудоемкой задачей, не решенной в настоящее время. В стандарте ГОСТ 2.052-2006 введены понятия «плоскость обозначений и указаний» (ПОУ) для записи аннотаций, а для 3D-моделей с аннотациями – «электронная геометрическая модель» (ЭГМ).

Другим подходом к извлечению информации о детали для автоматизированного решения многих технологических задач является

использование параметрических моделей деталей (ПМД), содержащих всю полноту информации о детали. Этот подход развивался в 80-х годах и был изложен в трудах В.Д. Цветкова, Г.К. Горанского, А.С. Старца, В.Г Старостина, В.Е. Лелюхина, Б.Е Челищева, Д.Д. Куликова. Необходимость такого подхода была вызвана тем, что ПМД предназначались для автоматического проектирования технологических процессов. Ввод информации о детали выполнялся с помощью перфокарт или перфолент. В результате исследований была подтверждена принципиальная возможность автоматического проектирования технологических процессов на базе ПМД. Ряд систем был внедрен на промышленных предприятиях. Однако выявился целый комплекс трудностей, которые заключались в следующем:

– высокая трудоемкость создания параметрических моделей деталей, адаптированных к конкретным предприятиям;

– сложности формализации технологических задач и необходимость адаптации разрабатываемых алгоритмов применительно к конкретным предприятиям;

– необходимость создания быстродействующих баз данных большого объема.

Однако последовавшая смена поколений техники разрушила существующие системы и коллективы разработчиков. В настоящее время в стране эксплуатируется ряд коммерческих САПР ТП, в которых автоматизированное проектирование технологических процессов выполняется в режиме диалога с технологом. Сложные задачи проектирования решает технолог, используя информацию из чертежа детали. Некоторые задачи решаются автономными системами. Например, расчет операционных размеров заготовок. Только в некоторых системах часть информации извлекается из 3D-моделей деталей. Повышение уровня автоматизации в таких условиях практически невозможно. Например, синтез структуры процесса и операций требует сложной обработки информации о детали. По результатам исследований, применение параметрических моделей детали и операционных моделей заготовок открывает путь к повышению уровня автоматизации технологических процессов (ТП). Последние годы исследования параметрического моделирования деталей были проведены А.Р. Денисовым так же показавшего необходимость использования параметрических моделей в ТПП. Таким образом, способы создания параметрических моделей деталей и операционных заготовок и их использование параллельно с ЭГМ при проектировании технологических процессов являются актуальной задачей.

Объект и предмет исследования

Объектом исследования являются процессы формирования 2D- и 3D-моделей деталей и операционных заготовок при конструкторской и технологической подготовке производства.

Предметом исследования является совокупность методов и средств создания электронных геометрических и параметрических моделей деталей и операционных заготовок в среде CAD-системы.

Цель работы

Целями диссертационной работы является разработка методов и средств формирования в среде единого информационного пространства электронных геометрических и параметрических моделей деталей и операционных заготовок.

Задачи исследования

Достижение целей исследования обеспечивается решением следующих задач:

– проанализировать способы создания ЕИП на основе применения онтологий предметной области для решения задач технологической подготовки производства;

– проанализировать материалы по параметрическому моделированию деталей;

– проанализировать функциональные возможности современных CAD-систем по представлению конструкторско-технологической информации непосредственно на 3D-модели изделия;

– проанализировать возможности взаимодействия CAD-систем и подсистем ТПП на основе нейтральных форматов представления данных;

– разработать библиотеку конструктивных элементов, как электронных геометрических моделей;

– разработать и исследовать программное обеспечение для параллельного формирования электронных геометрических и параметрических моделей деталей и операционных заготовок;

– разработать программное обеспечение для выполнения автоматизированного пооперационного размерного анализа операционных заготовок в среде CAD-системы.

Научная новизна результатов исследования

– разработан метод проектирования деталей и операционных заготовок в среде CAD-системы с одновременным формированием ЭГМ и параметрической модели объекта в формате XML;

– разработан метод создания параметрических моделей формализованных конструктивных элементов, сформированных в едином информационном пространстве на базе шаблонов словарной системы;

– разработан метод формирования моделей операционных заготовок, основанный на обратном проектировании с помощью булевых операции с добавляемыми телами с последующим составлением размерных цепей.

Практическая ценность исследования

Практическая ценность проведенного исследования заключается в следующем:

– на базе предложенных методов разработана и апробирована методика автоматизированного проектирования операционных заготовок, позволяющая

существенно уменьшить трудоемкость и стоимость формирования операционных эскизов;

– на базе предложенных методов разработана разработан и исследован прототип веб-ориентированной системы «ТИС-Деталь» для создания параметрических моделей деталей и операционных заготовок. Данный прототип использует СУБД «MongoDB» и вошел составной частью в веб-ориентированную экспериментальную систему «ТИС»;

– разработан библиотека параметрических моделей формализованных конструктивных элементов, которая используется параллельно с геометрическими графическими элементами при проектировании деталей или заготовок в CAD – системе «CATIA V5»;

– разработан каталог моделей деталей и заготовок, позволяющий выполнять быстрый поиск параметрических моделей деталей для последующего их заимствования.

Методы исследования

Что касается методов исследования, то для решения поставленных в диссертационной работе задач использовались научные положения технологии приборостроения, теории графов, теории множеств, теории информационных систем, объектно-ориентированного программирования.

Основные положения, выносимые на защиту

На защиту выносятся следующие положения и результаты:

– методика построения и использования электронных геометрических и параметрических моделей конструктивных элементов;

– методика формирования операционных заготовок, основанная на обратном проектировании с помощью булевых операций с добавляемыми телами с последующим составлением размерных цепей;

– методика адаптации системы параметрического моделирования к проблемной среде на основе словарной системы.

Апробация результатов работы

Достоверность результатов проведенных исследований подтверждается апробацией разработанных методик. Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на различных конференциях, также имеются публикации материалов в виде научных статей и тезисов докладов. Результаты диссертации нашли применение в Научно-исследовательских работах «Научные основы организации интегрированных производств на приборостроительных предприятиях» (Номер государственной регистрации НИР №610450), «Научные основы создания цифрового производства» (Номер государственной регистрации НИР №615863) и в учебном процессе на кафедре Технологии приборостроения

Санкт-Петербургского научно-исследовательского университета информационных технологий, механики и оптики. Опубликованы учебно-методические пособия «Проектирование операционных заготовок в среде CAD-систем» и «Интеллектуальные программные комплексы для технической и технологической подготовки производства. Часть 7. Система проектирования технологических процессов», которые применяются в курсовом и дипломном проектировании бакалавров и магистрантов.

Результаты диссертационной работы были представлены на VII Всероссийской межвузовской конференции молодых ученых (2010 г.), на I, II, III Всероссийском конгрессе молодых ученых (Санкт-Петербург, 2012-2014 гг.); на XL, XLI, XLII, XLIII Научной и учебно-методической конференции СПб НИУ ИТМО (Санкт-Петербург, 2011-2014 гг.); на 3-ей Международной научно-практической конференции «Современное машиностроение. Наука и образование»; на Десятой сессии международной научной школы «Фундаментальные и прикладные проблемы надежности и диагностики машин и механизмов» (Санкт-Петербург, 2012 г.)

Публикации

По материалам диссертационного исследования опубликовано 11 печатных работ в виде научных статей и тезисов докладов, 3 из которых опубликованы в ведущих рецензируемых научных журналах.

Структура и объем работы

Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы, включающего 88 наименований. Работа содержит 127 страниц машинописного текста с иллюстрациями и таблицами.

Применение аннотированных 3D-моделей деталей при конструкторско технологической подготовке производства

При сохранении ЭГМ в среде CAD/CAM/CAE-системы в нейтральном формате возникает закономерный вопрос – «Как использовать конструкторско-технологическую информацию, характеризующую конструктивные элементы для решения задач при автоматизированном проектировании технологических процессов?».

В настоящий момент присутствуют работы, направленные на разработку методик выделения КЭ на 3D-моделях деталей в формате STEP [59, 60]. Главным преимуществом такого подхода является возможность работы с моделями, которые есть только в формате STEP (нет требований и определенных правил по формализации модели при проектировании). Однако, не смотря на доступность и открытость спецификации формата STEP, КЭ и 3D-аннотации в STEP-файле представляют собой «облако» точек и задача выделения в детали отдельных конструктивных элементов, и определение характеризующих их 3D-аннотаций является достаточно трудоемкой.

Так же стоит отметить, что модель в формате STEP не является ассоциативной с моделью во внутреннем формате CAD-системы и, в случае проведения, каких-либо изменений процедуру распознания КЭ и 3D-аннотаций в STEP-файле необходимо проводить повторно.

В связи с этим, дополнительно необходимо рассмотреть возможность использования других способов представления информации об изделии.

XML (eXtensible Markup Lanuage) – расширяемый язык разметки [61]. Язык называется расширяемым, поскольку он предварительно не определяет разметку (не имеет предопределенных тегов), используемую в документах. Разработчик может самостоятельно определять разметку документа в соответствии с особенностями и потребностями конкретной предметной области. Удобство и простота использования языка XML привели к его широкому использованию для обмена информацией в различных областях. Стоит отметить, что файлы формата XML содержат текстовые данные, и поэтому их можно редактировать в любом текстовом редакторе [62].

Формат XML нашел применение в различных областях:

– все интернет браузеры, в большинстве ERP, PDM, PLM систем присутствуют возможности работы XML-документами; – СУБД Oracle имеет встроенные функции для работы с XML-документами; – компания Siemens, разработчик CAD/CAM/CAE-системы NX и PDM/PLM- системы TeamСenter [63], является разработчиком языка PLM XML, главной целью которого является обеспечение работы системы TeamСenter с продуктами сторонних производителей; – в основе рассмотренного ранее в данной работе нейтрального формата 3D XML лежит представление данных на основе языка XML. Среди задач ТПП, связанных с созданием и обработкой структурированной информации, при решении которых целесообразно использование XML можно выделить: – проектирование различных подсистем ТПП. XML-документы могут использоваться в качестве универсального форматом представления информации для обработки и обмена; – информация, представленная в XML-документах, может запрашиваться, передаваться, обрабатываться и обновляться по частям, т.к. существует возможность ссылаться на конкретные элементы XML-документа; – в XML-документах возможно осуществлять проверку корректности информации; – в XML-документах возможно создание единого стандарта представления различной информации.

Одним из существенных преимуществ использования XML-документов является то, что их создание и редактирование можно выполнять, используя обычные текстовые редакторы. При построении XML-документа необходимо определить структуру документа, определить связи между отдельными элементами, определить используемые теги.

Проведенный анализ нейтральных форматов представления данных подтверждает эффективность применения языка XML для построения параметрической модели детали для организации информационного взаимодействия между различными системами, однако для этого требуется разработка специальных методик.

Принципы построения систем описания деталей

Проведенные исследования показали правильность предложенного подхода, основанного на совмещенном формировании ЭГМ и параметрической модели детали. Однако, сложность и трудоемкость программирования макросов затрудняет применение системы на различных промышленных предприятиях из-за необходимости учета проблемной среды ТПП этих предприятий, например, для учета новых конструктивных элементов. Поэтому понадобилась разработка программно-информационных средства адаптации предложенной системы к проблемной среде предприятий.

Для использования создаваемых ПМД при проектировании технологических процессов необходимо обеспечить информационную совместимость параметров, применяемых в моделях деталей и процессов.

Дальнейший анализ показал, что для решения этих вопросов может быть использована система «ТИС-Деталь». Данная система разработана на кафедре «Технологии приборостроения» НИУ ИТМО в формате web-сервиса [76]. Система снабжена архивом для хранения ЭГМ и параметрических моделей деталей. Каталог системы позволяет выполнять поиск по параметрам ПМД. Кроме того, при необходимости, возможен автономный ввод и редактирование ПМД. На рисунке 2.22 приведена часть каталога деталей.

Рисунок 2.22 – Каталог архива деталей Таким образом, сформированные ЭГМ и ПМД передаются в «ТИС-Деталь», регистрируются в её каталоге и заносятся в архив. Для проектирования технологических процессов может быть использована система «ТИС-Процесс». Информационная интеграция подсистем ТПП, как показано в работе [77] может быть организована на основе создания единого информационного пространства. ЕИП основано на онтологическом подходе к ТПП. Это большая и сложная проблематика и в данной работе рассматривается лишь косвенно. Реализация онтологического подхода выполнена с помощью веб-приложения «ТИС-Словарь» разработанного на кафедре «технологии приборостроения» Университета ИТМО [78]. В базе данных этой системы, организованной на СУБД «MongoDB», хранятся параметры с их атрибутами, паттерны и классификаторы. Наименования параметров являются понятиями, образующими онтологию системы «ТИС».

В системе «ТИС-Словарь» объект «параметр» расширен. В него добавлены ряд новых атрибутов, которые используются при вводе параметра. Полный состав атрибутов параметра приведен в таблице 2.7. Атрибут «Домен» указывает область понятий к которой относится параметр. Примеры областей: «Детали», «Процессы», «Инструмент» и т.д. Паттерны предназначены для задания структуры таблиц при вводе данных и представляют собой кортеж обозначений параметров. Этот кортеж задает какие параметры и в каком порядке должны присутствовать в таблице для ввода значений параметров. Пример паттерна для КЭ «Цилиндр, открытый слева» приведен в таблице 2.8. Таблица 2.8 – Атрибуты параметра «Длина цилиндра»

Классификаторы хранят списки типовых значений. Если, например, необходимо вывести на экран таблицу для ввода КЭ «Цилиндр, открытый слева», то в базу данных передается номер паттерна, и база данных возвращает метаданные: паттерн и массив атрибутов для заданных в паттерне параметров. Типовая процедура, используя эти атрибуты, формирует на экране нужную таблицу ввода. Не все атрибуты выведены на экран. Атрибуты, оставшиеся за кадром, используются для правильного ввода значений параметров.

Таким образом, используя типовую процедуру, работающую с паттернами, можно организовать ввод любых конструктивных элементов. Составом и последовательностью вводимых параметров можно управлять, редактируя соответствующие паттерны с помощью веб - приложения «ТИС-Словарь». Рассмотренный инструментарий позволяет выполнять адаптацию применительно к проблемной среде самых различных предприятий. Кроме того, создается ЕИП за счет использования базы данных, содержащей единый словарь параметров. Хранение атрибутов параметров позволяет использовать типовую процедуру формирования таблиц для ввода данных о детали. Аналогичный подход применен и для формирования моделей операционных заготовок.

После завершения конструирования детали графическая и параметрическая ее модели регистрируются и записываются с помощью СУБД «MongoDB» в электронном архиве «Детали». Перед записью в архив ПМД сжимается. Для этого из неё удаляются атрибуты параметров и модель переводится в формат JSON. Для просмотра моделей деталей выполняется поиск по каталогу системы «ТИС-Деталь». Если модели найдены, то они вызывается из архива и ПМД передается в систему «ТИС-Деталь», где она дополняется атрибутами параметров для её просмотра и редактирования. Найденная ЭГМ передается в буфер системы «CATIA V5». Управление процессом взаимодействия систем и доступом к ним выполняется с помощью административной системы «ТИС-Админ», основанной на использовании многоагентных технологий [79].

При наличии на предприятии PDM-системы управление проектом изделия вновь созданные ЭГМ детали и РМД кроме регистрации в системе «ТИС-Деталь» регистрируются и в PDM-системе. Это важно для отслеживания жизненного цикла создаваемых объектов. С помощью дерева проекта для ЭГМ детали и РМД открывается в PDM-системе учетная карточка (паспорт), в которой можно проверить состояние объектов и прохождение их по стадиям утверждения. Кроме того, возможно, используя соответствующий вьювер, вывести на экран ЭГМ детали, а также, при необходимости, загрузить необходимое приложение. Исследования по управлению процессом создания ЭГМ детали и РМД были выполнены с помощью PDM-системы «SMARTEAM» и показали принципиальную возможность взаимодействия «SMARTEAM» с системой «ТИС».

Принципы построения параметрической конструкторско-технологической модели детали

Следовательно, при последовательном отключении добавляемых тел имитируется процесс обработки заготовки и проверяется правильность разработанной структуры операции. Отключение ведется, начиная с добавляемых тел, присоединенных последними (для данного примера это тело dt6). Если необходимо отключить сразу все добавляемые тела для получения внешнего вида выходной заготовки для данной операции, то необходимо сразу отключить добавляемые тела присоединенные первыми (для данного примера это тело dt1).

Важной особенностью разработанной методики является нахождение информации обо всех операционных заготовок в одном файле. Такое преставление информации об операционной заготовке названо «комплексной моделью операционных заготовок».

Предложенная система работы с добавляемыми телами является имеет аппарат адаптации к проблемной среде и является открытой. Если необходимо создать новое добавляемое тело, отсутствующее в библиотеке CAD – системы, то для этого выполняются следующие действия: – определяется набор параметров, необходимый для создания параметрической модели ДТ; – проверяется существуют ли выбранные параметры в словаре параметров и если некоторые параметры отсутствуют, то их заносят в словарь с помощью системы «ТИС-Словарь»; – образованный паттерн с параметрами ДТ также заносится в словарь; – в CAD-системе пишется макрос для формирования 3D-модели добавляемого тела; – после отладки проверяется правильность создаваемых параметрической модели ДТ с помощью системы «ТИС-Словарь». Таким образом методика формирования операционных заготовок позволяет: – ускорить процесс создание ОЗ, как 3D моделей, так и параметрических моделей ОЗ (ПМОЗ); – совместить процесс создания 3D-моделей с созданием ПМОЗ; – использовать процедуры выборки информации из ПМОЗ при проектировании технологических процессов; – имитировать процесс обработки заготовки путем отключения добавляемых тел; – компактное хранение информации об ЭГМ ОЗ в виде комплексной модели операционной заготовки.

Также стоит отметить, как было показано выше, добавляемые тела в основном содержат слои материала, снимаемых при обработке заготовки. Одним из параметров добавляемых тел, в таком случае, является величина припуска, снимаемого на переходах, поэтому возникает задача расчета припусков при определении размеров для большинства добавляемых тел.

Определение припуска возможно следующими способами: – процесс проектирования ОЗ приостанавливается и далее по справочникам находят нужную величину припуска; – выполняется переход из CAD–системы в систему, в которой автоматически осуществляется расчет припуска, и далее следует возврат в CAD–систему; – технолог назначает приблизительный припуск исходя из своего опыта с последующим корректировкой припуска после присоединения всех ДТ для данной операции.

Независимо от метода расчета припуска его величина обычно определяется по таблицам из технологических справочников. Хотя эта задача является достаточно простой при ее решении требуется выполнить поиск необходимых таблиц среди сотен таблиц технологического справочника и выполнить несколько относительно простых расчетов. Автоматическое назначение припуска, как показано в работе [83], возможно осуществлять с помощью табличного процессора «ТИС-ТАП», как это сделано для определения типовых планов обработки.

Расчет операционных размеров является важным этапом при проектировании операционных заготовок. Этот этап требует выполнения следующих задач: – выбор технологических баз; – подготовка к составлению размерных цепей; – составление размерных цепей; – определение номинальных размеров операционных заготовок и их точности. По результатам расчетов операционных размеров выполняется формирование ЭГМ операционных заготовок и оформление операционных эскизов.

Выбор технологических баз является достаточной сложной и творческой задачей, в основе которой лежит выполнения принципа совмещения конструкторских и технологических баз, а также принципа постоянства баз [86, 87]. Для сложных деталей выполнение указанных принципов практически невозможно. Отсюда возникают ошибки базирования. Кроме того, задача выбора баз является многовариантной задачей. Например, даже для простой 4-х ступенчатой детали, сделанной из отливки, количество вариантов базирование может достигать 12. Задача выбора баз выходит за рамки исследований, выполняемых в данной работе, и поэтому в ней не рассматривается.

Подготовка к составлению размерных цепей заключается в выполнении следующих действий: – на 3D–моделях операционных заготовок необходимо проставить обозначения баз на поверхностях, принятых за базы; – простановка баз ведется от последней операции к первой; – простановка обозначений операционных размеров на 3D–моделях операционных заготовок; Задача простановки обозначений операционных размеров заключается в определении от каких баз и до каких обрабатываемых поверхностей нужно проставить операционные размеры в заданной операции.

Расчет операционных размеров

Необходимость создания параметрических моделей операционных заготовок (ПМОЗ) вызвана тем, что в процессе проектирования ОЗ создается информация, которую необходимо использовать на последующих этапах проектирования. Например, параметры промежуточных состояний поверхностей, полученные на основе ТПО, не нужны при определении формы операционных заготовок, однако их необходимо использовать в дальнейшем при формировании ЭГМ операционных заготовок и операционных эскизов. Как было показано во второй главе с системных позиций деталь представляет собой иерархический объект с переменной структурой. Поэтому и параметрическая модель операционной заготовки также может быть выражена как иерархия фреймов, слоты которых отражают параметры заготовки. Фреймовый подход позволяет описывать заготовку с любой необходимой степенью её детализации и последовательно дополнять её необходимой информацией. Были введены фреймы «Операционная заготовка» и «Добавляемое тело», а также слоты этих фреймов. Формой выражения фреймов выбран XML – формат, как удобный для передачи и обработки информации при решении технологических задач. Отсюда следует возможность использования веб – сервиса «ТИС – Деталь», применяемого для работы с параметрическими моделями деталей. Для этого система «ТИС – Деталь» была расширена. Расширение было выполнено в рамках единого информационного пространства, созданного для «ТИС». ЕИП основано на онтологическом подходе к ТПП и позволяет обеспечить информационную интеграцию между подсистемами ТПП. Реализация онтологического подхода выполнена с помощью веб - приложения «ТИС-Словарь». В базе данных этой системы, организованной на СУБД «MongoDB», хранятся параметры с их атрибутами, паттерны и классификаторы. Наименования параметров являются понятиями, образующими онтологию системы «ТИС». Паттерны предназначены для задания структуры таблиц при вводе данных и представляют собой кортеж обозначений параметров. Пример паттерна для типового добавляемого тела «Диск» приведен в таблице А. Колонка «Домен» указывает область понятий к которой относится параметр. Примеры областей: «Детали», «Процессы», «Инструмент» и т.д.

Ссылка наверх Ссылка вниз Если необходимо вывеси на экран таблицу для ввода ДТ «Диск», то в базу данных передается номер паттерна, и система «ТИС-Словарь» формирует шаблон, используя параметры, заданные в паттерне. С помощью шаблона выводится на экран таблица для ввода значений параметра (см. таблицу В). Как видно из таблицы не все атрибуты выведены на экран. Атрибуты, оставшиеся за кадром, используются для правильного ввода значений параметров.

Диаметр наружный D1 = мм Диаметр внутренний D2 = мм Скругление внешнее RN = мм Скругление внутреннее RV = мм Толщина диска h = мм Таким образом, используя типовую процедуру, работающую с шаблонами, можно организовать ввод любых конструктивных элементов и добавляемых тел. Составом и последовательностью вводимых параметров можно управлять, редактируя соответствующие паттерны. с помощью веб - приложения «ТИС-Словарь». Рассмотренный инструментарий позволяет выполнять адаптацию применительно к проблемной среде самых различных предприятий.

После завершения конструирования детали графическая и параметрическая модель регистрируются в PDM системе «SmarTeam» и записываются в её электронном архиве. Перед записью в архив ПМД сжимается. Для этого из неё удаляются атрибуты параметров и модель переводятся в формат JSON.

Для просмотра ЭГМ детали её нужно найти в дереве проекта системы «SmarTeam» и с помощью соответствующего вьювера вывести на экран. При необходимости параметрическая модель детали вызывается из архива, и передается в систему «ТИС-Деталь» где она дополняется атрибутами параметров для её просмотра и редактирования. Аналогичная технология для хранения, просмотра и редактирования применяется и для моделей операционных заготовок. Работа с моделями ОЗ возможна следующим образом (рисунок 3.29): – поиск моделей ОЗ в каталоге «ТИС – Деталь» и их занесение в буфер; – просмотр выбранных ЭГМ операционных заготовок помощью соответствующего вьювера для проверки правильности результатов проектирования ОЗ; – просмотр выбранных ЭГМ операционных заготовок помощью CAD – системы, перевод моделей в 2D и оформление операционных эскизов на выбранные модели ОЗ, выборка из буфера с помощью типовой процедуры фрагментов ПМД и использование их при проектировании технологического процесса.

Общая схема в нотации UML 2.0 взаимодействия компонентов ТИС после формирования моделей ОЗ Как видно из рисунка 3.29 задачи проектирования ОЗ перемежаются с задачами проектирования технологического процесса и с обращением к общей базе данных с моделями ОЗ. Использование параметрических моделей ОЗ значительно облегчает проектирование технологических процессов. По нашим оценкам приблизительно на 20-30%. Снижение времени проектирования достигается и за счет «облачного» подхода к организации проектирования технологии. Компоненты «ТИС» выполнены в виде веб-сервисов, общение между которыми происходит на основе многоагентной технологии. На компьютер пользователя загружаются лишь веб-страницы и обмен с сервером выполняется на основе асинхронного обмена сообщениями (Ajax). Ускорение процесса проектирования технологии достигается и за счет применения табличного процессора «ТИС-ТАП», основанного на использовании параметрических моделей детали и операционных заготовок.

Проведенные исследования позволили выделить технологические задачи, в которых можно использовать параметрические модели: – получение параметрических моделей состояний поверхностей, приобретаемых по мере их обработки; – расчет припусков на обработку поверхностей; – выбор исходной заготовки; – составление размерных цепей; – выбор средств технологического оснащения; Таким образом, можно утверждать, что использование параметрических моделей детали и операционных заготовок совместно с аппаратом для их формирования, извлечения и обработки позволяют повысить в целом уровень автоматизации САПР ТП.