Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
ГОУ ВПО «Алтайский государственный технический
университет имени И.И. Ползунова»
Н.П. Щербаков
Автоматизированное проектирование
технологического процесса механической
обработки детали
на учебно-промышленной САПР ТП
Методические указания
по выполнению лабораторных работ по курсу
«Системы автоматизированного проектирования
технологических процессов»
для студентов специальности «Технология машиностроения»
направления «Конструкторско-технологическое обеспечение
машиностроительных производств» и «Технология,
оборудование и автоматизация машиностроительных
производств»
Барнаул 2006
УДК 681.51 (075.5) Щербаков Н.П. Автоматизированное проектирование технологического процесса механической обработки детали на учебно-промышленной САПР ТП. Методические указания по выполнению лабораторных работ по курсу «Системы автоматизированного проектирования технологических процессов» для студентов специальности «Технология машиностроения» направления «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств» и «Технология, оборудование и автоматизация машиностроительных производств» / Алт. гос. техн. ун-т им. И.И. Ползунова. – Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2006.- 32 с.
Сформулирована цель работы, приведено описание САПР ТП и методики выполнения комплексной лабораторной работы «Автоматизированное проектирование технологического процесса механической обработки детали на учебно-промышленной САПР ТП», представлены контрольные вопросы и определены требования к оформлению отчета.
Рассмотрены и одобрены на заседании
кафедры «Технология автоматизированных
производств», протокол № 2 от 11 ноября 2005 г.
Рекомендованы комиссией
менеджмента качества образования
инженерно-физического факультета АлтГТУ
Рецензент Е.Ю. Татаркин, д.т.н., профессор, зав. кафедрой «Общая технология машиностроения» АлтГТУ им. И.И. Ползунова
ISBN 5-8173-0186-5
© Алтайский государственный технический университет им. И.И.
Ползунова
© Н.П. Щербаков
1 Общие положения
Наименование работы. Студентами по курсу «САПР ТП» выполняется одна комплексная лабораторная работа «Автоматизированное проектирование технологического процесса механической обработки детали на учебно-промышленной САПР ТП» в течение четырех занятий (17 часов).
Занятие 1. Знакомство с учебно-промышленной САПР ТП, ее составом, структурой, головным меню. Выполнение задачи «паспорт», «описание детали», «выбор заготовки» (4 час.).
Занятие 2. Выполнение задачи «проектирование маршрута» (4 час.).
Занятие 3. Выполнение задачи «проектирование технологических операций» (4 час.).
Занятие 4. Формирование комплекта технологической документации в САП ТД. Отработка корректирующих и предупреждающих мероприятий. Оформление и сдача отчета по лабораторной работе. (5 час.).
Цель работы. Изучение учебно-промышленной САПР ТП. Освоение методики автоматизированного проектирования технологического процесса механической обработки на учебно-промышленной САПР ТП.
Предмет и содержание работы. 1) Учебно-промышленная САПР ТП. 2) Проектирование технологического процесса механической обработки детали.
Оборудование, технические средства. Программно-аппаратный вычислительный комплекс на базе персонального компьютера.
Инструмент. Учебно-промышленная САПР ТП (г. Томск)
2 Описание учебно-промышленной САПР ТП
Система автоматизированного проектирования технологических процессов (САПР ТП) представляет комплекс средств автоматизации проектирования, взаимосвязанных с необходимыми подразделениями проектной организации или коллективом специалистов (пользователей системы), выполняющий автоматизированное проектирование.
САПР ТП разработана в г. Томске под руководством А.Л. Кривошеина, адаптирована в АлтГТУ им. И.И. Ползунова для целей учебного процесса. Она предназначена для автоматизированного проектирования технологических процессов (ТП) механообработки и подготовки управляющих программ для станков с числовым программным управлением (ЧПУ).
Основной областью применения САПР ТП является механообрабатывающее производство различной степени автоматизации. Допускается применение системы для автоматизированной разработки ТП листоштамповки, сварки, сборки и других, а также использование инструментальных средств системы для решения различных прикладных задач (экономические, информационно-поисковые и т.п.).
Главным выходным продуктом САПР ТП является библиотека ТП, которая представляет собой не систематизированный набор файлов ТП. В перспективе будет разработан банк технологических процессов (БТП), т.е., принята ориентация на "безбумажную" технологическую документацию. БТП это совокупность информационных моделей индивидуальных (единичных), типовых и групповых ТП. Информационная модель ТП (ИМТП) это набор специальным образом организованных данных, в котором содержится вся информация о ТП, состав которой определяется соответствующими стандартами. Дополнительно в ИМТП хранится информация, предназначенная для использования самой САПР ТП, а также другими смежными автоматизированными системами технологической подготовки и управления производством.
В САПР ТП обеспечивается автоматическая подготовка текстовых технологических документов в соответствии со стандартами ЕСТД-2 и управляющих программ в формате систем ЧПУ.
САПР ТП обеспечивает повышение производительности труда технологов по разработке ТП и управляющих программ в 3...10 раз, в отдельных случаях до 50 раз.
Состав системы. САПР ТП представляет комплекс средств программного и информационного обеспечения. При разработке системы была принята ориентация на создание инструментальных средств (структурированный набор программных средств) для разработки конкретных САПР ТП. Эти инструментальные средства дают возможность разработки САПР ТП специалистами-предметниками (технологами), не имеющих глубоких знаний в области программирования. Такие возможности предоставляют специально разработанные язык технологических алгоритмов и язык описания данных.
Инструментальные средства САПР ТП представляют собой развитую систему программирования, проблемно ориентированную на технологические САПР, в состав которой входят ряд подсистем:
· транслятор с языка технологических алгоритмов;
· система подготовки баз данных:
- описание данных в диалоговом режиме;
- описание данных в пакетном режиме;
- транслятор таблиц баз данных;
- извлечение таблиц из баз данных;
- занесение таблиц в исходную базу данных;
· построитель базы знаний, предназначенный для создания и модификации базы знаний;
· редактор связей, предназначенный для установки связей (в виде адресов таблиц и столбцов) базы знаний с информационной моделью технологического процесса (ИМТП) и с базой данных;
· уравнитель ИМТП, дающий возможность при модификации ИМТП в сторону увеличения использовать ранее спроектированный ТП;
· подсистема оперативного просмотра результатов проектирования;
· подсистема проверки структуры ТП;
· подсистема графического отображения, предназначенная для графического контроля результатов проектирования;
· исполняющая система, служащая для реализации алгоритмов базы знаний;
· отладчик исполняющей системы (для отладки программ, написанных на языке технологических алгоритмов).
Не исключается возможность использования инструментальных средств в различных смежных прикладных задачах.
Базовый комплект системы состоит из информационного обеспечения базы данных (БД) и базы знаний (БЗ).
БД содержит данные по средствам технологического оснащения и справочно-нормативную информацию. БД включает группы данных различной степени интеграции:
· типовые ТП;
· типовые маршруты, операции и переходы;
· массивы текстов для описания технологии;
· массивы описания средств технологического оснащения (оборудования, оснастки, инструмента и т.д.);
· справочники по режимам резания и трудовым нормативам.
БЗ представляет собой набор технологических алгоритмов, на основании которых реализуется проектирование ТП или решение какой-либо другой задачи. БЗ состоит из отдельных модулей, написанных на языке технологических алгоритмов.
БЗ реализована в виде трех подсистем:
· подсистема проектирования ТП;
· подсистема оформления технологической документации;
· подсистема для ручной коррекции ТП.
Подсистема проектирования ТП (ППТП) представляет собой комплекс, включающий входной язык проектировщика и пакет прикладных программ на языке технологических алгоритмов. Программы ППТП выполняют обработку входного языка, базы данных и базы знаний с целью реализации процедур проектирования. Выходным продуктом ППТП является информационная модель ТП.
Подсистема оформления технологической документации - пакет прикладных программ на языке технологических алгоритмов, предназначенных для обработки информационной модели ТП и БЗ с целью получения твердых копий технологической документации.
Комплекс технических средств. Программное и информационное обеспечение САПР ТП ориентировано на эксплуатацию на ЭВМ типа IBM PC-AT(XT). Используются стандартные периферийные устройства. Минимальная емкость оперативной памяти ЭВМ для функционирования системы 450 Кбайт, внешней памяти 8 Мбайт.