Введение. Дипломный проект посвящен применению методов компьютерного моделирования и проектирования в технологии промышленного изготовления рельефных изделий из камня

Аннотация

Дипломный проект посвящен применению методов компьютерного моделирования и проектирования в технологии промышленного изготовления рельефных изделий из камня. Теоретическая часть работы включала обзор истории каменной скульптуры, классификацию поделочных пород камня; изучение современного состояния компьютерного моделирования объемных фигур и технологий его применения в практике промышленного производства. Автором проекта разработана оригинальная информационная технология автоматизированного изготовления изделия заказной формы по цифровой модели. В практической части работы автор проекта создал цифровую модель рельефа «лист борщевика», разработал технологию автоматического изготовлении изделия на станке с ЧПУ системы «САУНО График-3КС» и реализовал эту технологию на практике. При создании цифровой модели автором были не только учтены исторические традиции декоративной каменной скульптуры, но и применены современные принципы технического выражения скульптурной формы. Технико-экономическое проектирование соответствующего производственного участка рельефных работ с учетом требований техники безопасности показало, что такое производство экономически выгодно.

Annotation

The graduation project is devoted to application of computer-assisted design techniques for stone relieves production process. Theoretical part of the project includes the review of stone sculpture history, the classification of ornamental stones, and the state-of-the-art study in areas of geometrographic modeling and technology of computer-assisted design application in practice of mass production. The author of the project has designed an original computer technology of computer-aided production of custom-designed work-pieces based on their digital model. In practical part of the work the author has created a digital model of relief “hogweed leaf”, has designed the technology of its automatic production using “SAUNO Grafik-3KS”computer numerical controlled machine and has put the technology into practice. Both historical traditions of stone sculpture and modern principles of technical sculpture design were applied for creation of the digital model. Technical-and-economic design planning of corresponding relief production sector with account of safety requirements has shown that such production is profitable in economic respect.

Содержание

Введение............................................................................................................ 3

1. Развитие современной технологической каменной скульптуры........... 4

1.1. Особенности рассмотренных задач в связи с современной культурой................. 5

1.2. Обзор литературных и иных культурных источников по теме работы.................. 7

1.2.1. Исторические памятники скульптурного искусства................................................. 9

1.2.2. Современная цифровая скульптура........................................................................... 12

2. Виды, назначения и применение поделочных пород камня................ 15

2.1. Общекамнецветные технологические характеристики........................................... 15

2.1.1. Обрабатываемость........................................................................................................ 17

2.1.2. Абразивность................................................................................................................ 17

2.1.3. Долговечность.............................................................................................................. 18

2.1.4. Пористость.................................................................................................................... 18

2.2. Принципы классификации природного камня........................................................... 19

2.2.1. Соотнесение коммерческой и научной классификаций природного цветного камня 23

2.2.2. Различия по геологическому происхождению......................................................... 25

2.3. Рекомендации по технологическому отбору пород................................................. 26

2.3.1. Фактура и привносимые обработкой характеристики изделия.............................. 28

2.3.2. Оптическая связь свойств камня с дизайном............................................................ 31

2.4. Рекомендации по геологическому отбору пород..................................................... 34

2.4.1. Группа гранитов........................................................................................................... 35

2.4.2. Группа базальтов.......................................................................................................... 36

2.4.3. Группа мраморных и белокаменных известняков................................................... 37

2.4.4. Группа кремнезёмов.................................................................................................... 38

3. Технологическое применение компьютерных геометрографических методов создания моделей объёмных фигур – специальная часть......................... 39

3.1. Существующие аппаратно–методические художественные проектные средства 41

3.1.1. Приложение формальных записей к описанию протяжённых фигур................... 45

3.1.2. Приложение алгоритмических кодов к описанию протяжённых фигур.............. 55

3.2. Компьютерные средства производства цифровых рельефных работ.................. 56

3.2.1. Сущность и творческий метод работы с САПР и АСТПП..................................... 57

3.2.2. Пример организации интерактивного компьютерного процесса художественной фигурной проектировки.......................................................................................................................... 59

4. Разработка технологии изготовления рельефных изделий из природного камня................................................................................................................ 70

4.1. Оборудование, технология и гибкая автоматизация компьютерно-интегрированного производства рельефных изделий....................................................................................... 75

4.2. Построение и оптимизация технологии изготовления архитектурного украшения на оборудовании с ЧПУ............................................................................................................... 81

5. Технико–экономическое обоснование и расчёт производственного участка рельефных работ............................................................................................. 87

5.1. Технико-экономические показатели проектируемого участка............................. 87

5.1.1. Технологические оборудование, инструмент, оснастка, и амортизация производства.................................................................................................................................................. 87

5.1.2. Производственное помещение................................................................................... 88

5.1.3. Затраты на электрическое снабжение........................................................................ 88

5.1.4. Затраты на отопление.................................................................................................. 89

5.1.5. Затраты на водоснабжение.......................................................................................... 89

5.1.6. Трудовые ресурсы и численность рабочих............................................................... 90

5.1.7. Энергоемкость и материалоемкость изделия............................................................ 90

5.1.8. Основные технико-экономические показатели участка.......................................... 91

5.2. Расчет себестоимости изделия...................................................................................... 91

5.2.1. Оплата штучного времени работы персонала.......................................................... 91

5.2.2. Затраты на основной материал изделия.................................................................... 92

5.2.3. Затраты на работу оборудования................................................................................ 92

5.2.4. Технологическая себестоимость изготовления изделия.......................................... 93

5.2.5. Заводская себестоимость изготовления изделия...................................................... 94

5.2.6. Цена изделия заводская (ориентировочная).............................................................. 94

5.2.7. Цена изделия в магазине............................................................................................. 94

5.2.8. Рентабельность и срок окупаемости производства.................................................. 94

6. Техника безопасности и охрана труда..................................................... 95

6.1. Общие требования безопасности к производственным процессам и оборудованию...................................................................................................................................................... 95

6.2. Техника безопасности на участке рельефных работ................................................ 96

6.3. Охрана труда и пожарная безопасность на участке................................................. 98

6.4. Экологические аспекты камнеобработки................................................................... 99

Выводы......................................................................................................... 100

Перечень привлечённых источников........................................................ 101

Введение

Технологическое создание каменной скульптуры состоит в превращении образцов декоративного сырья в произведения изобразительного искусства. Объект работы в художественной скульптуре – замкнутая поверхность любых достижимых и различимых очертаний, ограничивающая односвязный объём материала известной однородности. Создание каменной скульптуры связано с технологическими, сырьевыми и экономическими ограничениями. В этой скульптуре важны подбор материала к форме, сознательное употребление неоднородности материала.

Практическая цель данной работы – разработка оптимальной технологии гибко автоматизированного получения эксклюзивных партий объектов художественного архитектурного декора из природного каменного материала, а также изготовление пробного образца.

Теоретическая цель работы – продолжение ведущегося ныне создания единой русскоязычной теоретической базы для проведения художественных скульптурных работ на оборудовании с ЧПУ. Автор стремился возможно шире охватить вопрос компьютерного технологического проектирования художественных изделий. Особое внимание уделено описанию принципов и средств автоматизированной технологии художественной скульптуры. Такая технология способна размыть дорого обходящуюся мировой культуре теоретическую границу между автором художественного образа изделия и технологом, изготовляющим это изделие.

В данной работе предполагается, что:

– цифровая техника есть профессия, по сути являющаяся
сознательно психически управляемым физическим производственным процессом, имеющая причиной разумное организованное поведение групп людей в мире неживой природы, имеющая целью поддержание организованной жизни общества, и имеющая способом работы изготовление множества нужных обществу изделий и устройств;

– мастеровое искусство есть профессия, по сути являющаяся намеренно психически управляемым информационным производственным процессом, имеющая причиной рассудочно–чувственные процессы в человеческом обществе, имеющая целью поддержание организованного информационного развития общества, и имеющая способом работы сознательное информационное преобразование одних важных для жизни изобразительных сообщений в другие, иным образом важные для жизни.