Моделирование процесса проектирования технологии механообработки

САПР технологического проектирования механического изготовления деталей традиционно строились на основе широкого применения таблиц принятия решений, таблиц соответствий и т.п., отражающих логические связи между свойствами детали и заготовки, с одной стороны, и свойствами средств технологического оснащения (оборудование, приспособления, оснастка и т.п.) - с другой [1]. При этом свойства детали описывались с помощью кодовых комбинаций, что для пользователя было неудобно само по себе. Реализация современных возможностей автоматизированного формирования кода в процессе создания чертежа детали на экране компьютера устраняет это неудобство, но не меняет методики проектирования по сути.

Иной подход к разработке САПР технологического проектирования излагается в настоящей статье. САПР изначально ориентировалась на токарно-автоматный участок конкретного предприятия. Для автоматизации принятия технологических решений был выбран аппарат математического моделирования дискретного производства, описанный в работах [2], [3], с использованием моно- и полихроматических графов.

Для выявления значимых свойств объектов производства были проанализированы рабочие чертежи и технологии изготовления деталей свыше 300 наименований. На основе технологического подобия выбрано 13 деталей-представителей, эскиз одной из них изображен на рис. 1. Анализ формы показал, что кроме поверхностей вращения встречаются лыски, пазы, несоосные отверстия и другие элементы, подлежащие обработке на фрезерных и сверлильных станках.

В табл. 1 дана матрица MVL4, описывающая свойства любой из деталей рассматриваемого класса. Матрица отображает структуру построения операционного чертежа. Она получается автоматически при формировании образа детали на экране компьютера. При этом используется библиотека конструктивных элементов. Их параметрические характеристики (размеры, точность, шероховатость и т.д.) заносятся в отдельный файл.

Традиционное отображение свойств детали в виде вектора VL2 [3] здесь не подходит по двум причинам. Во-первых, для описания всех свойств, которые могут быть присущи деталям рассматриваемого класса, длина вектора должна превысить 400 знакомест, что крайне неудобно для пользования. Во-вторых, при разработке технологического процесса нас интересуют свойства детали как объекта технологии. Это значит, что очень важно с самого начала определить число проходов, необходимых для достижения заданного качества поверхностей. Такой подход позволяет наложить требуемое число слоев припуска на каждую обрабатываемую поверхность, а также определить напуски. Таким образом, структура операционного чертежа предопреде­ляет состав переходов всего технологического процесса. Эта информация в классическом варианте отображается технологическим вектором VL4, а в нашем случае - технологической матрицей свойств объекта производства MVL4 (табл. 1):

Таблица 1

Рассмотренная методика позволяет автоматизировать процедуру проектирования маршрута обработки любой детали рассматриваемого класса в условиях конкретной технологической системы, в составе которой имеется токарно-автоматное оборудование.