Техтран - система программирования оборудования с ЧПУ (стр. 2 из 16)

Следующий критерий классификации − по уровню принятия решений − определяет уровень автоматизации решаемых в САП технологических задач. К технологическим задачам относятся реализация типовых технологических циклов точения, сверления, нарезания резьбы, фрезерования кругового и прямоугольного (внутреннего и наружного), фрезерования пазов и карманов, разбиения припуска на проходы, расчет режимов резания и др.

В настоящее время трудно назвать САП, в которой не решалась бы одна из названных задач. Поэтому основной принцип классификации по этому критерию

состоит в том, является автоматизация технологических задач свойством, заложенным в концепцию САП при ее разработке, или такая автоматизация реализована на основе библиотеки типовых технологических процедур. В большинстве САП (например, САП-CM, APT, FAPT, IFAPT, MODAPT) автоматизация технологических задач решается при помощи технологических процедур. Среди САП со встроенной автоматизацией технологических задач можно назвать ЕСПС-ТАУ, Техтран-Т, Autotech, ЕХАРТ (ФРГ), FANUC-3T и MAZATROL (Япония).

В зависимости от области применения САП можно разделить на универсальные и специализированные. Универсальные САП − это системы широкого назначения, с развитым входным языком, позволяющим разрабатывать программы, имеющие сложную логическую структуру, описывать обработку произвольных контуров, производить математические вычисления, а также создавать типовые технологические процедуры для различных классов оборудования. APT является типичной САП этого класса. Она представляет собой обобщенную универсальную САП, предназначенную для программирования обработки сложных поверхностей, с управлением по трем и пяти осям [5]. APT является прототипом семейства САП, разработанных в различных странах, в том числе в СССР. В частности, за основу языка Техтран было взято подмножество языка APT. APT позволяет программировать обработку поверхностей типа конусов, цилиндров, поверхностей второго порядка (эллипсоид, эллиптический конус, гиперболический параболоид и др.), линейчатых и каркасных поверхностей, сфер. APT является многофункциональной системой, но основными областями ее эффективного применения являются авиа-, судо- и автомобилестроение, где наиболее часто встречается обработка сложных поверхностей (например, формообразующих элементов штампов, гребных винтов, элементов конструкций самолета и др.). Несмотря на высокую производительность и большие возможности, система APT не нашла широкого применения вследствие сложности в изучении и эксплуатации

[5].

Специализированные САП классифицируются по видам обработки (токарной, фрезерной, сверлильно-расточной и др.). Последние годы развитие САП идет по пути создания специализированных систем с высоким уровнем автоматизации решения технологических задач.

В ФРГ разработаны семейства САП ЕХАРТ, состоящие из технологически ориентированных подсистем, в основу которых были положены концепции APT [18].

Типичным представителем специализированных САП является ЕХАРТ (ФРГ). ЕХАРТ состоит из трех подсистем. ЕХАРТ-М01 (Basic - ЕХАРТ) - универсальная САП − ядро системы; ЕХАРТ-М02 − специализированная, технологически ориентированная САП для токарных станков, ЕХАРТ-МОЗ − для сверлильных, фрезерных и станков типа обрабатывающий центр. Программирование в ЕХАРТ-М02 состоит из следующих этапов: описания геометрии детали, описания технологических переходов, описания процесса обработки. При этом автоматизировано решение следующих задач: разбиение на проходы, расчет режимов резания, построение траектории движения инструмента при черновой и чистовой обработке, контроль на наличие столкновений.

В ЕХАРТ-МОЗ автоматизированы задачи выбора инструмента, расчета ходов инструмента при позиционной и контурной обработке, расчет режимов резания, контроль на наличие столкновений.

Система ЕХАРТ является наиболее типичным представителем семейства специализированных САП. Среди множества других САП можно назвать ориентированную на токарную обработку TAUPROG (Венгрия) и отечественные ЕСПС-ТАУ для сверлильных, токарных и фрезерных работ и Техтран-Т для токарных работ, в которых также решены перечисленные технологические задачи.

В настоящее время выпускаются системы ЧПУ типа CNC со встроенными САП − программаторы. Программаторы − это специализированные САП, предназначенные для оперативной подготовки УП непосредственно на станке. Это позволяет сократить простои станка за счет совмещения обработки детали с разработкой, отладкой и редактированием другой УП. Наибольший интерес представляют системы BOSCH-PEG (ФРГ) и FANUC-3T (Япония) − для токарных станков, FANUC 6M-MODEL Е и MAZATROL-M (Япония) − для обрабатывающих центров [14, 16].

По форме представления исходных данных можно выделить САП со свободной структурой представления, с табличной формой и представлением в форме «меню».

Большинство известных САП имеют свободную форму представления исходных данных. Программа на языке таких САП представляет собой множество операторов, состоящих из элементов языка (служебных слов, идентификаторов, специальных символов и т. д.) и строящихся по заданному синтаксису (например, входные языки многих из названных САП соответствуют синтаксису языка APT). В дальнейшем для удобства будем отождествлять названия САП и ее входного языка.

При табличной форме представления технолог заполняет специальные бланки в форме таблиц. Каждая графа таблицы соответствует определенному виду исходных данных, например, геометрии детали, технологическим командам, управляющей информации и т. д. Имеются также САП, сочетающие обе формы представления (САДКО, АППР-АРМ).

Представления в форме «меню» − это свойство интерактивных САП. С экрана дисплея в определенном формате запрашивается требуемая информация. Технологу остается только заполнить соответствующие графы, высвечиваемые на экране дисплея, или ответить на задаваемые системой вопросы. Наиболее перспективными являются САП, сочетающие представление исходных данных со свободной структурой и в форме «меню», например, в системе ТС-АРТ [20].

Последний критерий классификации САП − по режиму работы. В настоящее время существуют два основных режима работы САП: пакетный и интерактивный, которые находятся в прямой зависимости от типа ЭВМ и операционной системы, для которых реализована данная САП. Первые САП работали в пакетном режиме. Программа, подготовленная технологом на входном языке САП и записанная на магнитный носитель, перфоленту или перфокарты, полностью вводилась в ЭВМ и преобразовывалась в УП для станка. В случае ошибок в исходной программе эта процедура повторялась.

Разработка интерактивных САП является следствием развития вычислительной техники − появлением алфавитных и графических дисплеев, а также мини- и микро-ЭВМ. Исходные данные в интерактивных САП задаются в форме «меню» или в режиме «вопрос − ответ». Существуют интерактивные САП и со свободной формой представления (например, FAPT, где последовательно после ввода каждого оператора можно получить на экране дисплеев или печатающем устройстве результат его выполнения). Значительное преимущество таких САП перед пакетными состоит в сокращении сроков обучения технологов-программистов и технологов-операторов методам программирования за счет диалога и возможности повторения расчета УП с любой исходной позиции. Недостатком их является отсутствие универсальности в подходе к разработке УП вследствие того, что диалог ограничивает разработчика в выборе средств для решения задачи. Интерактивные САП эффективны при эксплуатации в производствах с невысокой сложностью и высоким уровнем унификации изготавливаемых деталей или их элементов.

Представленная классификация САП является попыткой систематизировать накопленный опыт и направления развития данной области инженерной деятельности за последние годы и носит условный характер. В последующие годы параллельно с развитием диалоговых, оперативных систем подготовки УП непосредственно у станка дальнейшее развитие получат системы программирования, работающие в комплексных системах автоматизированного проектирования и производства (CAD/CAM − Computer Aided. Design/Computer Aided Manufacturing). Комплексная система состоит из ряда подсистем, с помощью которых производится формирование цифровой модели детали, вычерчивание рабочих чертежей и эскизов на графопостроителях, проектирование технологического процесса и формирование управляющей программы [19]. Объединение этих процессов в единый непрерывный процесс переработки информации и управления технологическими процессами и оборудованием дает ряд преимуществ перед описанными ранее системами и методами. Преимущества эти следующие: сокращение затрат и времени на подготовку УП; повышение качества УП; повышение эффективности использования оборудования с ЧПУ за счет быстрой загрузки программ в память системы ЧПУ и отсутствие брака в УП; высвобождение технологов-программистов, занимающихся разработкой УП; сокращение сроков подготовки производства новых изделий.

В частности, имеется опыт создания комплексной системы проектирования технологических процессов и подготовки УП для номенклатуры деталей тел вращения, функционирующей в условиях гибкой производственной системы «Группроцесс-Техтран». Подробное описание перечисленных САП приведено в работах [1, 3, 5, 7, 10, 12, 13, 14, 16, 20, 22, 23].

1.2 Структура и функциональные возможности САП Техтран

В основу организации САП Техтран был положен традиционный подход. Система состоит из входного языка, процессора, промежуточного языка и постпроцессоров. При разработке системы преследовалось несколько целей. Во-первых, САП должна быть простой в обслуживании, т. е. вмешательство оператора должно быть сведено к минимуму. Во-вторых, САП должна быть мобильной (это позволяет минимизировать затраты при адаптации САП для различных классов ЭВМ и операционных систем). В-третьих, САП должна допускать расширение выполняемых функций.