Основы конструирования приспособлений

АВТОМАТИЗАЦИЯ ПОИСКА, РАСЧЕТА И КОНСТРУИРОВАНИЯ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ

Сокращение времени и средств на конструирование и изготов­ление технологической оснастки достигается применением инфор­мационно-поисковых систем (ИПС). Эти системы позволяют быстро выявлять ранее составленные чертежи технологической оснастки, пригодной для выпуска новых изделий, и повышать эффектив­ность труда инженерно-технических работников в результате устранения дублирования разработок. ИПС распознают соответ­ствие смыслового содержания между хранимой информацией и запросом. Наличие обратной связи между человеком и системой позволяет находить необходимую информацию в массивах любой емкости.

Во всех ИПС предусматривается пополнение хранимой инфор­мации. Поступающая информация об оснастке подвергается обработке, индексированию и кодированию на принятом языке. При получении запроса происходят поиск информации и выдача результатов в виде копий документов, сведений об их адресах или в виде систематизированных фактических данных.

К наиболее простым ИПС для небольших и средних массивов информации относятся системы на базе ручных перфокарт. Время поиска на них составляет 7—10 мин, а емкость картотеки состав­ляет несколько тысяч перфокарт. Эти ИПС обычно бывают спе­циализированными (дапример, для приспособлений типа кондук­торов), а по принципу работы — полумеханизированными. Для больших массивов информации, применяют универсальные и авто­матизированные ИПС на базе ЭВМ.

При наличии освоенных ИПС с большими массивами инфор­мации можно получить высокий эффект по сокращению труда конструкторов: удается уменьшить на 30% и более трудоемкость конструкторских разработок, сократить длительность цикла тех­нической подготовки производства новых объектов производства. 192

В связи с ростом потребности в приспособлениях и увеличе­нием трудозатрат и средств на их изготовление представляет инте­рес автоматизация их конструирования. Первые работы в этом направлении были выполнены в 60-х гг. под руководством Г. К. Го- ранского в АН БССР. В последние годы" эти работы получили дальнейшее развитие в других организациях и за рубежом. Авто­матизация конструирования приспособлений позволяет снизить трудоемкость и стоимость конструирования в 3—5 раз и более, ускорить подготовку производства новых изделий, улучшить качество приспособлений, а также повысить уровень их нормали­зации. При автоматизации конструирования, осуществляемой на ЭЦВМ, решаются частные и общие задачи. К первым относятся расчеты по приведенным ранее методикам погрешностей уста­новки, сил закрепления заготовки, размеров зажимных устройств, экономической целесообразности применения приспособлений и др. На рис. 119 в качестве примера показан алгоритм экономического расчета применения приспособления по формуле (54). Ко вторым относятся задачи конструирования приспособления в целом. Они решаются на разных уровнях: от разработки простейших схем до вычерчивания общих видов, основных деталей и составле­ния спецификаций. Для этой цели используют чертежные автоматы серии «Итекан», ЕС (СССР), «Бенсон» (Франция) и др.

На сложные детали приспособлений может быть разработана технология механической обработки, включая изготовление управ­ляющих программ для станков с ЧПУ. К настоящему времени созданы и внедрены на отдельных заводах системы автоматизи­рованного конструирования типовых приспособлений для сверле­ния плоских деталей, а также для обработки заготовок типа тел вращения. В основе этих систем лежит широкое использование типовых решений и определенное ограничение исходных данных; задача обычно решается с чисто геометрических позиций, без расчетов погрешностей обработки, сил закрепления, экономиче­ской эффективности и решения многих других вопросов. Автома­тизация конструирования более сложных и нетиповых приспособ­ив
лений значительно усложняется и выполняется большей частью в человеко-машинном (диалоговом) режиме. Задача еще более усложняется при конструировании специальных, сложных при­способлений; автоматизация их конструирования часто бывает экономически нецелесообразной и основой здесь становится трудно формализуемая творческая работа конструктора.

Автоматизации конструирования приспособлений способствует разработанный в последнее время комплекс устройств для под­готовки и ввода информации, выдачи текстовой и графической документации, средств микрофильмирования и тиражирования полученных результатов.

Современные приспособления как объекты автоматического кон­струирования отличаются многокомпонентностью, иерархичностью структур, широким диапазоном размеров и высоким уровнем типизации и нормализации конструкций, который при автомати­ческом конструировании может быть еще более повышен.

В основе автоматического конструирования лежит моделиро­вание процессов и объектов конструирования. Задание на кон­струирование приспособления отражает информацию об обрабаты­ваемой детали и выполняемой операции; оно формулируется при подготовке входных данных в принятой языковой системе. Далее разрабатывают информационную модель конструирования при­способления и алгоритмы преобразования задания на конструиро­вание и формализуемые на ЭВМ цифровые данные.

Моделирование процессов конструирования связано с выявле­нием закономерностей конструирования, анализом структур, па­раметров и назначения отдельных классов приспособлений, а также с исследованием информационных процессов при разра­ботке конструкций. Информационная база автоматического кон­струирования кроме входной информации содержит постоянную информацию и промежуточные данные. Наиболее простые алго­ритмы решения задачи конструирования применяют для типовых приспособлений неизменной структуры и с постоянной геометрией элементов. Для нетиповых приспособлений со структурами на разных иерархических уровнях и с элементами с различными формами и размерами применяют методы алгоритмического син­теза моделей приспособлений, используя библиотеку конструк­тивных элементов. Еще более сложные приспособления синтези­руются в человеко-машинном режиме.

В настоящее время автоматическое конструирование приспо­соблений применяют еще мало. Это обусловлено большими за­тратами на создание систем и трудностями адаптации их к кон­кретным условиям производства. Автоматизированное конструи­рование приспособлений перспективно глцвцым образом на круп­ных предприятиях и специализированных заводах по производ­ству технологической оснастки.

Дальнейшее совершенствование автоматического конструиро­вания связано с проведением исследовательских работ по содда - 194 нию новых принципов конструирования, разработке основ оптими­зации конструкций для повышения качества приспособлений, а также по расширению автоматического проектирования на УСП, УНП и других системах сборно-разборной оснастки. Пер­спективно дальнейшее развитие человеко-машинного (интерактив­ного) метода конструирования, когда на промежуточном этапе происходит вывод из ЭВМ проектной ситуации на экран дисплея, визуальная оценка и корректировка ее конструктором о после­дующим окончательным решением задачи. Процесс конструиро­вания выполняется в форме диалога между человеком и ЭВМ. Для сложных объектов процесс конструирования разбивается на несколько взаимосвязанных этапов. Результаты предыдущих и содержание последующих этапов корректируются человеком для получения окончательного решения.

При диалоговом режиме конструирования возможности авто­матического конструирования значительно возрастают. Кон­струирование приспособлений по жестким алгоритмам вне диало­гового режима имеет малые возможности и не перспективно для дальнейшего развития. Оно ограничивается частными задачами расчета и конструирования приспособлений простых типов. Перспективна разработка интегральных систем, обеспечивающих конструирование, обработку и сборку приспособлений в едином автоматизированном цикле.