Тема 3.5. Система автоматизированного проектирования технологических процессов (САПР ТП).

В машиностроении всё шире используют системы автоматизированного проектирования технологических процессов ( САПР ТП), что вызывается возрастающим ростом объёмом машиностроения, усложнением конструкций изделий и ТП, сжатыми сроками технологической подготовки производства и ограниченной численностью инженерно- технических кадров.

САПР ТП позволяет не только ускорить процесс проектирования, но и повысить его качество путём рассмотрения большого числа возможных вариантов и выбора самого лучшего по определённому критерию ( по себестоимости, производительности и др).

Проектирование ТП включает ряд уровней: разработку принципиальной схемы ТП, проектирование технологического маршрута, проектирование операций, разработку управляющих программ для оборудования с числовым программным управлением.

Проектирование сводится к решению группы задач, которые относятся к задачам синтеза и анализа. Понятие « синтез» ТП в широком смысле этого слова близко по содержанию к понятию « проектирование». Однако, здесь есть разница, которая заключается в том, что проектирование означает весь процесс разработки ТП, а синтез характеризует создание варианта ТП, не обязательно окончательного. Синтез как задача может выполняться при проектировании много раз, сочетаясь с решением задач анализа.

Анализ ТП или операции – это изучение свойств; при анализе не создаются новые ТП или операции, а изучаются заданные.

Синтез направлен на создание новых вариантов ТП или операции, а анализ используется для оценки этих вариантов.

САПР строится как открытая развивающаяся система . Разработка САПР занимает продолжительное время , и экономически целесообразно вводить её в эксплуатацию по частям по мере их готовности. Созданный базовый вариант системы может расширяться. Кроме того, возможно появление новых , более современных математических моделей и программ, изменяются также и объекты проектирования. САПР создаётся как иерархическая система , реализующая комплексный подход к автоматизации на всех уровнях проектирования.

Так, в технологическом проектировании механосборочного производства обычно включают подсистемы: структурного, функционально- логического и элементного проектирования ( разработка принципиальной схемы ТП, проектирование технологического маршрута, проектирование операции разработка управляющих программ для станков с ЧПУ). Возникает необходимость обеспечения комплексного характера САПР, т.е автоматизации на всех уровнях проектирования.

Структурными частями САПР являются подсистемы.

Подсистема – выделяемая часть системы, с помощью которой можно получить законченные результаты. Каждая подсистема содержит элементы обеспечения . Предусматриваются следующие виды обеспечения, входящие в состав САПР :

Методическое обеспечение –совокупность документов, устанавливающих состав и правила отбора и эксплуатации средств обеспечения автоматизированного проектирования;

Информационное обеспечение – совокупность сведений, представленных в заданной форме, необходимых для выполнения проектирования ( совокупность каталогов, справочников и библиотек на машинных носителях);

Математическое обеспечение – совокупность математических методов , математических моделей и алгоритмов, представленных в заданной форме и необходимых для автоматизированного проектирования;

Лингвистическое обеспечение – совокупность языков проектирования, включая термины и определения;

Программное обеспечение – совокупность машинных программ, представленных в заданной форме, необходимых для выполнения проектирования. Программное обеспечение делят на две части: общее, которое разрабатывается для решения любой задачи и специфику САПР не отражает, и специальное программное обеспечение, включающее все программы решения конкретных проектных задач;

Техническое обеспечение – совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих технических средств, предназначенных для автоматизированного проектирования. Наиболее успешно эти требования могут быть удовлетворены на основе применения ЭВМ единой серии (ЕС ЭВМ);

Организационное обеспечение – совокупность документов, устанавливающих состав проектной организации и её подразделений, связи между ними, их функции, а также форму представления результатов проектирования и порядок рассмотрения проектных документов, необходимых для выполнения проектирования.

Классификация САПР.

Установлены следующие признаки классификации САПР (ГОСТ 23501.108-85): тип проектирования, разновидность объекта проектирования; сложность объекта проектирования; уровень автоматизации проектирования; комплексность автоматизации проектирования; характер выпускаемых документов; число выпускаемых документов; число уровней в структуре технического обеспечения.

По первому признаку – тип объекта проектирования- установлены три кода классификационной группировки для машиностроения( ГОСТ 23501.108-85):

САПР изделий машиностроения – для проектирования изделий машиностроения;

САПР технологических процессов в машиностроении – для проектирования ТП в машиностроении;

САПР программных изделий – для проектирования программ ЭВМ , станков с ЧПУ, роботов и т.д.

Код и наименование классификационной группировки по признаку « Разновидность объекта проектирования» определяет по действующим классификаторам на объекты, проектируемые системой:

для САПР изделий машиностроения и приборостроения – по классификаторам ЕСКД или Общесоюзному классификатору промышленной и с/хоз-ой продукции ( ОКП);

для САПР технологических процессов в машиностроении и приборостроении – по классификатору технологических операций в машиностроении и приборостроении или по отраслевым классификаторам.

Сложность объектов проектирования определяется пятью кодами классификационной группировки: САПР простых объектов ( технологическая оснастка, редуктор), САПР объектов средней сложности ( металлорежущие станки), САПР сложных объектов ( трактор) , САПР очень сложных объектов ( самолёт) и САПР объектов очень высокой сложности.

Существует три классификационные группировки автоматизации проектирования, когда уровень автоматизации проектирования составляет до 25% ; система среднеавтоматизированного проектирования – уровень автоматизации проектирования составляет 25…50% ; система высокоавтоматизированного проектирования – уровень автоматизации проектирования составляет свыше 50%.

При проектировании ТП часто приходится решать задачи в условиях частичной или полной неопределённости. Такие задачи трудно формализуемы, например, синтез автоматических операций. В этом случае применяют подход, основанный на активном участии технолога- проектировщика и реализуемый в режиме диалога с ЭВМ.

Схема взаимодействия технолога- проектировщика с ЭВМ: