Характеристика этапов разработки и применения СПР ТП ЛШ
(алгоритмы принятия комплекса технологических решений)
При разработке алгоритмов автоматизированного проектирования (АПР) часто нет возможности использовать информацию непосредственно о ТП, который применяют на производстве. При формировании алгоритмов в настоящее время определились три группы задач. Первая группа задач сводится к поиску ранее разработанного технологического процесса для подобной детали или использованию стандартного технологического процесса. Вторая группа задач связана с выбором параметров блоков и пакетов штампов из стандартного ряда типоразмеров. Третья группа задач связана с разработкой новых технологических процессов и их оптимизацией. Для окончательного решения всех этих задач в САПР необходимо полное математическое описание для моделирования операций, процессов и т.д.
Модели формирования алгоритмов. При выборе варианта технологического маршрута учитывают размерные и физические характеристики детали и ее отдельных элементов. В алгоритме выделяют только имеющие практический смысл варианты технологического маршрута. Такие варианты выделяют с помощью ограничений, заложенных в алгоритме. Возможность управления качественными характеристиками детали путем изменения одного или нескольких параметров приводит к задаче моделирования процесса выявления таких параметров и определения области их действия.
Из многообразия практически возможных маршрутов выделяют маршруты, отвечающие следующим условиям: маршрут операций соответствует одному из типовых вариантов, технологическая оснастка допускает изготовление детали в соответствии с техническими требованиями, объем выпуска соответствует экономическим показателям, установлены технические характеристики оборудования и оснастки, режимы работы и возможности перехода с одного режима на другой, сформированы массивы параметров всех режимов работы, установлены технические средства автоматизации и информация для цикловых диаграмм каждого режима работы.
Схема принятия комплекса технологических решений представляет собой иерархическую структуру, где важную роль играют уровни сложности принятия решений и уровни приоритета. Уровни приоритета позволяют свести любую многоуровневую систему к двухуровневой. В этом случае система принятия комплекса решений может быть представлена в виде элементов принятия решений на своем уровне и передачи результатов решения на следующий уровень, имеющий n групп элементов, где принимаются решения в соответствии с ранее принятым определенным элементом решения верхнего уровня. При автоматизированном решении комплекса технологических задач холодной листовой штамповки любая двухуровневая система имеет два вида целей: цели принятия решений нижнего уровня и цели принятия решений верхнего уровня.
Методы формирования алгоритмов. В практике АПР применяют два метода формирования алгоритмов: метод эталонов и общий метод. В первом случае алгоритм принятия решения состоит в установлении связи между конструктивными элементами исходной детали и типового образца технологического процесса по классификатору. Процесс создания алгоритма в общем случае заключается в том, что для номенклатуры деталей n( ), изготовляемых с помощью m( ) технологических операций необходимо определить технологический маршрут их изготовления. Здесь на каждую технологическую операцию имеют набор ограничений на входные параметры заготовки и выходные параметры детали.
Определение очередности выполнения переходов или операций позволяет формировать отдельные операции из переходов, а также технологический маршрут в целом. Формализовано схему принятия решения можно представить в виде множества, в котором определены типы отношений и эти отношения отображены в виде дерева (табл. 3.4). Вершины дерева соответствуют точкам принятия решения, а ребра — решаемым задачам. Структура дерева определяет возможные маршруты обработки и независимо от формы запроса, ответ на него будет определяться однозначно, если в нем содержатся необходимые исходные данные. Наличие информации о количестве и характере задач на каждом уровне дерева позволяет сформулировать общие требования к алгоритму принятия комплекса решений.
Таблица 3.4
Детализация процесса формирования алгоритма решения комплекса
технологических задач (фрагмент)
Реализация рассмотренной структуры принятия комплекса технологических решений позволяет построить схему взаимосвязи совокупности деревьев (задачи и решений), которая представлена в табл. 3.4 частично. В качестве примера представлена схема решения задач первого уровня. Затем решают задачи более низкого уровня - задачи по определению непротиворечивости и полноты информации, сокращению трудоемкости формирования массивов выходной информации.
Оптимальное технологическое решение может быть лучшим среди других по технологическому или экономическому признаку. С экономической точки зрения лучшее решение должно обеспечивать минимальную себестоимость. Такое решение традиционно получают итерационным путем.
Такой путь является трудоемким. Более рациональным является путь попарного сравнения вариантов, полученных при автоматизированном проектировании. При возможности из небольшого числа вариантов выявляются наиболее рациональные варианты и выводятся на печать с целью выбора оптимального из них специалистом-технологом.
3.15. Пример формирования алгоритма комплекса технологических решений при вытяжке
Алгоритм определения размеров заготовки, выбора исходной заготовки, расчета числа переходов и геометрических размеров при операциях вытяжки:
1) ввод исходных данных;
2) обрезка припуска необходима, если нет, то переход к п. 6;
3) детали без фланца, если нет, то переход к п. 5;
4) назначение припуска на обрезку детали без фланца и переход к п. 6;
5) назначение припуска на обрезку детали с фланцем;
6) расчет площади детали и диаметра заготовки;
7) выбор вида исходной заготовки и назначение оборудования для резки;
7.1) определение коэффициента использования материала (КИМ) для каждого вида заготовки (ВЗ) (табл. 3.5) и выявление вида заготовки,
обеспечивающего наибольший КИМ;
7.2) если ВЗ = 1, то назначить операцию с кодом 112 (табл. 3.6); далее переход к п. 7.6;
7.3) если ВЗ = 2 и ширина ленты равна ширине или длине штампуемой заготовки, то заготовительная операция отсутствует; переход к п. 7.6;
7.4) если ВЗ = 3 и ширина рулона не равна ширине или длине штампуемой заготовки, то назначить операцию с кодом 114 (табл. 3.6); переход к п. 7.6;
7.5) если ВЗ = 5 или ВЗ ≠ ,то назначить операцию с кодом 113 (табл. 3.6);
7.6) назначить оборудование (табл. 3.1) и печатать информацию в виде таблицы: номер операции, код и наименование операции, содержание операции (перехода), код, наименование и модель оборудования;
8) расчет допустимых значений коэффициентов вытяжки mi ;
9) значение i = 1 (i – номер операции);
10) расчет диаметра полуфабриката (детали) для первой вытяжки;
11) деталь без фланца, если нет, то переход к п. 22;
12) вытяжка за один переход возможна, если нет, то переход к п. 18;
13) обрезка припуска необходима, если нет, то перейти к п. 16;
14) расчет первого перехода вытяжки детали с фланцем;
15) обрезка (и калибровка); переход к п. 17;
16) расчет первого перехода вытяжки без фланца;
17) выход из алгоритма;
18) значение i=i + 1;
19) расчет допустимого диаметра детали для i -го перехода;
20) вытяжка за i переходов возможна, если нет, то перейти к п. 22;
21) обрезка припуска необходима, если нет, то перейти к п. 24;
22) расчет (i - 1) - го перехода вытяжки детали без фланца и переход к п. 18;
23) расчет (i - 1) - го перехода вытяжки детали без фланца;
24) расчет i -го перехода вытяжки детали с фланцем с учетом припуска на обрезку;
25) назначение (i + 1) – го перехода; обрезка припуска и калибровка;
26) расчет (i - 1) - го перехода вытяжки детали без фланца;
27) назначение i -го перехода вытяжки детали без фланца;
28) выход из алгоритма.
Таблица 3.5
Виды заготовок
Таблица 3.6
Коды разделительных операций и переходов