5. Группировка элементов по конфигурациям. Инженер-технолог группирует элементы таким образом, что каждая группа формируется в рамках одной и той же конфигурации. Некоторые детали могут быть произведены в конфигурациях, определенных ранее для базовых поверхностей, другие могут потребовать задания новых конфигураций. Затем формируется список операций по изготовлению элементов детали для каждой конфигурации.

6. Упорядочение операций. Внутри каждой конфигурации порядок операций по производству соответствующих базовых поверхностен и элементов определяется взаимозависимостями этих операций и их взаимным влиянием.

7. Выбор инструментов для каждой операции. Технолог старается по возможности использовать один и тот же инструмент для нескольких операций. Ему приходится учитывать время на смену инструмента и время на обработку.

8. Выбор или проектирование зажимов для каждой конфигурации. Этот этап планирования сильно зависит от опыта технолога, потому что количество стандартных зажимов и крепежных приспособлений невелико. Правильный выбор зажимов очень важен для достижения высокого качества продукта.

9. Итоговая проверка плана. Инженер-технолог проверяет осуществимость конкретных конфигураций, вероятность создания помех инструментам крепежными приспособлениями и т. д.

10. Уточнение плана производства. Технолог добавляет в план подробности по изготовлению отдельных элементов, выбирает скорость подачи и обработки, оценивает затраты и время изготовления и т. д.

11. Подготовка документации. Готовый технологический план производства отдается главному технологу.

Рассмотрим процесс подготовки плана производства на примере. Пример 10.1

Подготовить план производства детали (рис. 10.5). Использовать нарезанные заготовки и обычные инструменты.

Решение

Деталь представляет собой тело вращения, поэтому для ее изготовления естественно использовать токарный станок. Базовые поверхности S1 и S2 (рис. 10.6) могут быть обработаны в одной конфигурации. Однако всего потребуется как минимум два этапа, поскольку нужно нарезать резьбу. Элементы SI, S2, S3, S4 и S5 могут быть изготовлены в одной конфигурации, a S6 и S7 - в другой. Кроме того, отверстия S8 просверлить на токарном станке нельзя, поэтому нам придется добавить еще одну конфигурацию для сверлильного станка. Отсюда следует, что деталь может быть изготовлена посредством приведенной ниже последовательности операций.

-- 50

- 15-1

Рис. 10.5. Чертеж детали, подлежащей изготовлению

□ Конфигурация 1. Зажать заготовку. Выточить S3 до диаметра 100 мм. Обработать торец S1. Просверлить внутреннее отверстие S2. Расточить S4 и S5.

□ Конфигурация 2. Зажать заготовку в области S3. Выточить S6 до диаметра 50 мм. Подрезать шейку. Нарезать резьбу S6. Обработать торец S7.

□ Конфигурация 3. Закрепить деталь за элементы S1 и S2. Разметить 6 отверстий S8. Наметить центры и просверлить отверстия S8.

Детализация плана, выбор инструментов и параметров для этой детали остаются читателю в качестве самостоятельного упражнения.

Как видно из предшествующего примера, неавтоматизированный подход полностью зависит от знаний конкретного технолога и определяется его субъективными суждениями, отражающими его предпочтения и опыт. Поэтому планы производства, подготовленные разными технологами, обычно отличаются друг от друга, даже если детали абсолютно одинаковы. Кроме того, немеханизированный подход очень трудоемок, поглощает массу времени и весьма кропотлив. Из-за этих недостатков компьютеризованные системы постепенно вытесняют неавтоматизированный труд.

Рис. 10.6. Элементы детали, получаемые машинной обработкой

10.2.2. Модифицированный подход

Модифицированный подход - это один из двух методов, используемых для разработки систем автоматизированной технологической подготовки. Другой подход называется генеративным (generative approach), речь о нем пойдет в следующем разделе. Модифицированный подход (variant approach) называется так потому, что он является модификацией неавтоматизированного подхода, суть которой состоит в том, что технолог пользуется не только своей памятью, но и памятью компьютера. Другими словами, рабочий журнал технолога хранится в компьютерном файле. Типичный технологический план производства подобной детали может автоматически извлекаться из такого файла после описания анализируемой детали в соответствии с определенной системой кодирования. Выбранный план производства может редактироваться в интерактивном режиме; в него вносятся поправки, соответствующие специфике конкретной детали. Таким образом, модифицированный подход требует наличия базы данных со стандартными планами производства для каждого семейства деталей. Такой план должен содержать все инструкции, которые будут входить в план производства любой детали из данного семейства. Детали классифицируются по семействам на основании концепции групповой технологии. Согласно этой концепции, каждой детали присваивается код, зависящий от ее элементов, после чего детали группируются в семейства в соответствии с присвоенными кодами. С групповой технологии мы расскажем в разделе 10.4.

Модифицированный подход к разработке плана производства выражается в следующем. Технологическая подготовка производства новой детали начинается с кодирования ее особенностей, что эквивалентно описанию детали на языке групповой технологии. Затем деталь может быть отнесена к какому-либо семейству на основании ее кода. После этого из базы данных извлекается стандартный план производства для деталей этого семейства. В этом плане содержатся общие инструкции по производству любых деталей семейства, поэтому может потребоваться его редактирование для получения плана нужной детали. Редактирование осуществляется средствами компьютерной системы. Часто изменения оказываются незначительными, потому что новый план представляет собой лишь небольшую модификацию стандартного. Благодаря этому на этапе подготовки плана экономится масса времени, а готовые планы оказываются гораздо более последовательными, чем разрабатываемые вручную. Если деталь не может быть отнесена к одному из существующих семейств, технолог может разработать новый стандартный план производства в интерактивном режиме.

10.2.3. Генеративный подход

Генеративный подход (generative approach) состоит в том, что технологический план вырабатывается автоматически на основании технических требований к детали. В технические требования должны включаться подробные сведения о материале, особенностях обработки и предлагаемых методиках проверки, а также графическое изображение формы детали.

На первом этапе разработки плана производства новой детали в генеративном подходе технические требования вводятся в компьютерную систему. В идеале они должны считываться непосредственно из базы данных САПР. Для этого необходимо, чтобы автоматизированная система технологической подготовки могла распознавать элементы детали, требующие машинной обработки, такие как отверстия, пазы и выемки. Реализация первого этапа значительно упрощается, если при моделировании детали используется объектно-ориентированный подход (глава 5). Однако даже конструктивные элементы, используемые в системе объектно-ориентированного моделирования, могут потребовать преобразования к элементам, которые могут быть изготовлены машинной обработкой. Некоторые конструктивные элементы однозначно сопоставляются технологическим, тогда как преобразование других представляет собой не слишком тривиальную процедуру. Кроме того, информации об элементах, вообще говоря, недостаточно для технологической подготовки производства. Например, большинство моделей CAD не содержат сведений о допусках и материалах, и их приходится вводить вручную. Это лишь часть причин, задерживающих разработку полностью автоматизированных систем технологической подготовки производства до настоящего времени. Вместо этого технические требования к детали часто кодируются вручную. Схема кодирования должна определять все геометрические элементы и их параметры, в частности положение, размеры и допуски. Закодированные данные сопровождаются информацией в текстовом формате. Наконец, система должна иметь сведения о форме заготовки.

На втором этапе закодированные данные и текстовая информация преобразуются в подробный технологический план производства детали. На этом этапе опре-

деляется оптимальная последовательность операций и условия их выполнения. К условиям относятся используемые инструменты, крепления, измерительные приборы, зажимы, схемы подачи и скорости обработки. Для построения столь подробного плана производства детали произвольной сложности требуется большая база данных и сложная логическая система. Поэтому на сегодняшний день автоматизированный подход ограничивается отдельными классами деталей с относительно ограниченным набором элементов.

10.3. Автоматизированные системы технологической подготовки производства

Большинство существующих систем автоматизированной технологической подготовки производства (например, CAM-I САРР, MIPLAN, MITURN, MIAPP, ACUDATA/UNIVATION, CINTURN и COMCAPPV) основаны на альтернативном подходе. Однако в литературе уже появляются упоминания о системах, основанных на генеративном подходе (СРРР, AUTAP, APPAS, GENPLAN, CAR, MetCAPP, ICEM-PART) [1]. В последующих разделах мы кратко расскажем о наиболее популярных системах автоматизированной технологической подготовки производства. Подробное сравнение таких систем приводится в работе Чан-га [32].

10.3.1. CAM-I САРР

Система CAM-I САРР была разработана компанией McDonnel Douglas Automation Company по контракту с CAM-I в 1976 году. CAM-I САРР - это система управления базами данных, написанная на языке FORTRAN; она реализует структуру базы данных, логику обращения к ней и предоставляет возможность редактирования базы в интерактивном режиме. Схема кодирования деталей и формат вывода задаются пользователем. Длина кода не должна превышать 36 разрядов. Фирма Lockheed-Georgia использует модифицированный код Опитца для кодирования в системе САРР. Схема позволяет пользователю работать с любой из существующих систем групповой технологии. Множество деталей, изготовление которых может быть спланировано при помощи CAM-I САРР, определяется возможностями реализации схемы кодирования.

Графическая модель системы CAM-I САРР показана на рис. 10.7. Стандартный план производства для каждого семейства деталей хранится в стандартном последовательном файле в виде последовательности кодов операций (op code). Подробное описание каждого кода операции хранится в отдельном файле - плане операций. Стандартные планы и планы операций приходится разрабатывать для каждой установки, поскольку они зависят от машин, технологий и опыта конкретной компании. В файле матриц семейства хранятся матрицы, определяющие принадлежность деталей к данному семейству по ее коду. Пример матрицы приведен в таблице на рис. 10.8. Столбцы соответствуют разрядам кода, а строки - значениям в этих разрядах. В нашем примере код состоит из пяти разрядов, каждый из которых может иметь значение 0-9. Таким образом, файл матриц семей-

ства содержит все возможные комбинации цифр для данного семейства. Из таблицы следует, например, что к одному семейству будут относиться детали 31 632, 32 646 и 35 638.

Файл матрицы семейства 1деталей 1

Файл стандартной последовательности

Файл плана производства

Файл приложения

Поиск семейства детали

Ввод головной метки

Получение файла стандартной последовательности

Получение и редактирование плана производства

Классификационный код детали

Процессор элементов

План производства

Форматирование плана производства

I Хранилище

планов производства

Рис. 10.7. Структура системы CAM-I САРР

Технологический план производства формируется системой CAM-I САРР в четыре этапа (рис. 10.7).

Рис. 10.8. Матрица семейств деталей

1. Поиск семейства, к которому должна быть отнесена деталь, выполняется системой на основании матрицы семейств и кода детали.

2. Технолог вводит данные для головной метки, по которой формируемый технологический план в дальнейшем может быть идентифицирован. К данным относятся номер детали, материал, имя технолога, название детали и номер версии. Конкретный перечень данных в каждой компании может быть свой. Обычно этот перечень задается при установке системы в компании.

3. На следующем этапе система формирует последовательность операций по изготовлению детали (иногда называемую маршрутом - route). Формирование осуществляется путем уточнения или модификации стандартного технологического плана, состоящего из мнемонических аббревиатур (кодов операций) доступных станков. Примеры кодов операций приведены в табл. 10.2.

4. Затем создается или редактируется текстовое описание действий, выполняемых на каждой операции. Пример плана операций для кода CNCLATH приведен в табл. 10.3. После подготовки планов всех операций они объединяются вместе, что дает полный технологический план производства. Этот план сохраняется в виде файла и при необходимости может быть распечатан или изменен.

Таблица 10.2. Примеры кодов операций

Таблица 10.3. Пример плана операции

Дробнее об этих этапах рассказывается в аналогичном примере в книге [15].

10.3.2. MIPLAN и MultiCAPP

Системы MIPLAN и MultiCAPP были разработаны совместно с Организацией промышленных исследований (Organization for Industrial Research). Обе системы относятся к классу альтернативных и используют для описания деталей систему кодирования MICLASS. Выбор плана производства осуществляется на основании кода детали, ее номера, матрицы семейств и диапазона значений кода. По коду детали ищутся аналогичные детали, причем технолог может последовательно редактировать отображаемые планы производства. Примерно такую же систему можно получить, если использовать коды MICLASS с CAM-I САРР.

10.3.3. MetCAPP

MetCAPP - типичная система автоматизированной технологической подготовки, основанная на генеративном подходе. Изначально она была разработана и выпущена на рынок отделением программного обеспечения Института высших производственных наук (Institute of Advanced Manufacturing Science - IAMS). Позднее отдел выделился в самостоятельную компанию Agil Tech. MetCAPP формирует технологический план следующим образом. Сначала модуль выделения элементов анализирует геометрическую модель, созданную в программе CAD. После идентификации элементов выбираются методы обработки и их порядок с учетом взаимного влияния (сведения о нем хранятся в базе знаний). MetCAPP может быть классифицирована как генеративная система САРР, основанная на знаниях. По построенным планам производства эта система может оценивать временные и материальные затраты на обработку.

В настоящее время в систему MetCAPP введены правила проверки взаимных помех для фрезерования, сверления и токарной обработки. Также предусмотрена утилита MetScript, с помощью которой пользователь может определять новые элементы и добавлять новую логику планирования производства. На данном этапе модуль выделения элементов способен работать лишь с геометрическими моделями, созданными системой ACIS от Spatial Technology.

10.3.4. ICEM-PART

Система ICEM-PART была разработана в лаборатории технологий производства и проектирования Университета Туэнте в Голландии и позднее стала распространяться ICEM. Это генеративная система автоматизированной технологической подготовки производства, используемая главным образом для машинной обработки 2,5-мерных призматических деталей.

ICEM-PART строит технологический план следующим образом. Сначала система считывает геометрическую модель детали из формата ACIS или STEP1 АР203/ АР214 и выделяет элементы, получаемые машинной обработкой. Затем она автоматически выбирает конфигурацию, резец и станок и рекомендует оптимальный порядок обработки. Кроме того, система подготавливает траектории движения для станков с ЧПУ для получения каждого элемента. ICEM-PART - хороший пример интеграции CAD/CAPP/CAM.

1 Формат STEP описан в главе 14.

10.4. Групповая технология

Как было показано в предыдущем разделе, объединение подобных деталей в семейство в рамках правильной системы кодирования совершенно необходимо для автоматизированной технологической подготовки производства. Концепция групповой технологии - то, на чем основана эта классификация. Определение групповой технологии (group technology - GT) может быть записано следующим образом.

Групповая технология - это осознание того, что многие задачи в основе своей подобны друг другу, а группировка задач позволяет найти общее решение к ним, сэкономив время и усилия [143].

Это всеобъемлющее определение можно конкретизировать, определив область его применения. Суть групповой технологии состоит в создании базы данных подобных деталей, проектов и технологий и использовании этой базы для внедрения общей процедуры проектирования и производства таких деталей. Детали объединяются в семейства по конструктивному подобию (например, по схожести форм) и по технологическому подобию (например, по необходимым операциям, таким как фрезерование или сверление).

Групповая технология широко используется для упрощения продвижения продуктов на производстве. Выделение деталей с общими технологическими параметрами позволяет разработать эффективные планы производства, выделяя для каждого семейства одну ячейку плана. Таким образом упрощаются технологические маршруты, сокращаются временные затраты на передачу материалов между станками и длительности производственных циклов.

Более того, поскольку подобные детали производятся на одних и тех же станках, часто сокращаются и временные затраты на настройку станков. Может использоваться специальное технологическое оснащение. В предыдущем разделе отмечалось, что коды групповой технологии используются для выбора существующих планов в автоматизированной технологической подготовке производства.

Инженерам-технологам не приходится разрабатывать планы с нуля для каждой новой детали - вместо этого они могут обращаться к планам производства аналогичных деталей и изменять их в соответствии с техническими требованиями к новым деталям.

Концепция групповой технологии дает преимущества и на этапе проектирования. С ее помощью часто удается устранить избыточное разнообразие деталей, предоставив конструкторам возможность осуществлять поиск по семействам деталей. Часто конструкторы просто не знают о наличии аналогичных проектов среди текущих разработок. Обычно это бывает связано с тем, что система нумерации деталей не дает им достаточной информации. В таких случаях возникает тенденция к дублированию деталей с незначительными изменениями, не имеющими отношения к назначению деталей. Избыток деталей приводит к быстрому увеличению количества бумаг, а также к расходам заготовок.

10.4.1. Классификация и кодирование

Классификация детали означает отнесение ее к определенной группе или семейству на основании наличия или отсутствия определенных свойств. Кодирование детали состоит в присваивании ей символов, которые должны отражать свойства детали, в частности наличие у нее определенных элементов. Перед построением системы кодирования конструктор должен исследовать все элементы деталей, которые должны быть учтены в ней. Выбор элементов определяется применением создаваемой системы. Предположим, например, что конструктор ставит перед собой цель классифицировать и закодировать детали для облегчения работы с ними в процессе конструирования устройств (то есть для сокращения затрат благодаря возможности идентификации аналогичных деталей среди существующих). В этом случае важны такие свойства деталей, как форма, материал и размеры, но не допуски для этих размеров. Если же система кодирования и классификации должна использоваться на производстве, она обязательно должна учитывать допуски, обрабатываемость материалов, технологии и требования к станкам. Существует три типа структур кодов, на которых могут основываться системы кодирования групповых технологий: иерархические (моноаспектный код или просто монокод), цепные (многоаспектный код) и гибридные. Моноаспектный код

В иерархическом, или моноаспектном, коде (hierarchical code, monocode) значение знака кода определяется предшествующими знаками. Пример структуры иерархических кодов для семейства 54ххх (корпус факса) показан на рис. 10.9. В нашем примере четвертая цифра в ветви 541хх определяет тип пластика, тогда как в ветви 542хх она же указывает на наличие или отсутствие ребер жесткости. Иерархическая структура обладает тем преимуществом, что позволяет описать большие объемы информации небольшим количеством символов. Однако определить значение символа в иерархической структуре оказывается достаточно сложно, потому что каждый раз приходится прослеживать всю иерархию впере-дистоящих символов. Кроме того, иерархический код трудно разработать и модифицировать, потому ч го нужно определять все ветви иерархии.

Рис. 10.9. Иерархический код

Многоаспектный код

Основанный на цепной структуре (chain structure) код называется многоаспектным (polycode). В таком коде каждая цифра не зависит ни от каких других, в том числе и от предшествующих. Многоаспектный код легко конструировать и модифицировать по мере необходимости. Его использование предпочтительно в том случае, если сведения о деталях будут изменяться достаточно часто. Главный недостаток многоаспектного кода в том, что он несет гораздо меньше информации, чем моноаспектный код той же длины.

Гибридная структура

В гибридной структуре (hybrid structure) некоторые цифры образуют иерархические последовательности, тогда как другие рассматриваются автономно. Другими словами, данная структура представляет собой смесь иерахической и цепной. Большинство систем классификации и кодирования, используемых в промышленности, основаны на гибридных структурах, что позволяет пользоваться преимуществами моноаспектных и многоаспектных кодов. В следующем разделе мы опишем некоторые популярные системы кодирования.

10.4.2. Существующие системы кодирования

Для обеспечения потребностей проектирования и производства было разработано множество систем классификации и кодирования деталей. Эти системы облегчают выбор семейств деталей и поиск деталей с подобными технологическими характеристиками.

Система Vuoso-Praha

Код Vuoso-Praha состоит из четырех знаков, три из которых образуют иерархическую структуру, задающую форму детали, в том числе ее размеры и пропорции, а четвертая цифра задает материал. Значение каждой цифры раскрывается во всех подробностях на рис. 10.10. Заметьте, что значение второй и третьей цифр зависит от первой. Тела вращения кодируются подробнее, чем все прочие. Попробуем воспользоваться таблицей, изображенной на рис. 10.10, чтобы закодировать деталь, изображенную на рис. 10.11.

Покажем, что этой детали соответствует код 3 3 2 1:

□ 3: тело вращения со сквозным отверстием;

□ 3: D = 75 мм, L/D = 50/75 = 0,67;

□ 2: отверстие не на оси;

□ 1: нелегированная сталь.

Система Опитца

Эта система была разработана Опитцем (Н. Opitz) из Аахенского Технического университета (Германия). Она основана на гибридной структуре, поэтому значения второй, третьей, четвертой и пятой цифр зависят от первой (см. табл. 10.2 и 10.3). Базовый код Опитца состоит из девяти знаков, но может быть расширен до тринадцати. Первые девять цифр называются основным кодом {primary code), а дополнительные цифры А. В, С и D - дополнительным (secondary code). Дополнительный код определяет тип технологических операций и их последовательность.

Vuoso-Praha

Workpiece classification system

Rotational workplaces

Hole in axis

0-40

40-80

200-

>6

<3

>3

>30 E

Geared and splined

Blind I Trough None Though

Rough form

-Б

Flat and irregular

Rough form

Giblike UB>5

Platforms UB<5

□

Irregular

0-30 kg

30-200 kg

200-500 kg

1000-kg

Other mainly nonmacnlned

Extruded forms

Materials

Plain sleet STL i

4225 22*

4227-29

Thread in axis

Ho*es not in axis

Splines

or grooves

Comb. 1*2

Comb. 1*3

Comb 2*3

Comb. 1*2*3

Flat parallel

Flat

other

Rotat. parallel

Rotat. other

Flat parallel

rotat. parallel

Flat parallel rotat. other

Flat

other rotat. parallel

Flat other rotat other

nf~Vn

Boxes

spindlestocks frames

Beds

bridges

Outnggers knees

Tables slides

Basins containers

Example of я class number

□

3C Rotational trough hole

3C max 040-eo UD <1

7 С Threaded.

holes not in axis.

Splines 2 С Alloy steel

Рис. 10.10. Система кодирования Vuoso-Praha

4-06 (Сквозное EQAP) 012 Расточить (глубина 7)

Название

№ черт.

SNU-SM-002

Все размеры даны в мм Допуски:

-6 ±0,1 6 -30 ±0,2 30 -120 ±0,3

Материал

Нелегированная сталь

25а

Везде, за исключением особо отмеч. участков

Рис. 10.11. Кодируемая деталь

Основной код построен по следующей структуре: первые пять цифр (код формы - form code) задают основную форму, класс компонента, обработку плоских поверхностей, дополнительные отверстия, зубцы шестерен, формирование и т. п. Назначение этих знаков для тел вращения классов 0, 1 и 2 иллюстрирует табл. 10.4. Сведения о деталях классов 3 и 4 содержит табл. 10.5. Класс детали определяется соотношением L/D, где L н D - длина и диаметр тела вращения. Оставшиеся четыре цифры основного кода, называемые дополняющими (supplemental), классифицируют размер, тип материала, форму заготовки и требуемую точность.

3 а I Ъ

4 =f

ч X о к я 5

О н

И Б

из о

я о

. § 2

и CJ

о с. >-,

я о к

X Z о

о О

2 о

s г =

~ - CJ

У а х

S 4 *

X с с

S 11

X я х

Л X с:

5 4 3

2 я t

§ = ч

rt cj

С X Ч

Р

5 = £

хО §

so s I

о

О о

3 & Й со и

8Б

Й х о. s

vo S О и

CD О и и

го о. со

с; а> I-

с О

< > о с

а Ж с

к и

е

* I 5

Е Ю СС

s * I *

с х х Э

5 = 2

к : =

К . О в

о £ х .

о h ч в

5 о ° х

С х в х

2 S 3

х Й

LQ -6

О

X к rt

3 й

Э

и

И

- 3 х

CL О ,

е-1 6

rt S о.

О

к к

о

К

ч tO х с: ч

>> я и X

о о из &

= X о &

с с

X х

о ч

=; ve-ro

ч и о я с;

, и я я х ь: X > J

S с о

§ 5

Ё 3 3

ч х я о

>> X *

Ш со *

с

е ё

е

>> X Ь5

о

~3 V ш о

>Л2

>> X Ь5

е

кннэпгсаа Eiroi

т X X

о с

- о a

И

о и u го

го О. m

го IT

с О

QJ QJ

о с

О

§

tn d

re 3 s

a. о

е-I

в

о H 5 в о

Da В

о

IS g о a

vo eg a.

О. в

О £ a

о

е-

3 vo

о

u о

о

a. о

x o.

о 4 С u

Й i-О С!

5 I 5 s

о: о

а з

х о

к vo и я U Э

О -VO

О я X

С Ю I

CQ с в

v X о;

а. >> 5 си о. х м rl о

u i а

£ к о

и х-е

X cj

с

s X И J

D. X

5 и

й я ш

ю о. X

ЬЙ с =

U с

03 х

ч -Э 5

= §

и х

* ч

U Г-

ш с

Q. CJ

о и

е ё

с о

е

о vc S >

С о

Si в я

Я

О н

VD =

П ffl CJ

x о с

оэ а.-в-

2 =N

4 -a о

\ <= -J u

Л ч S 9 S3 =

J <-> X

У с

X cc

Si Л

b о

vc 5 О x

к

в

>.

И С

и

E fc я

1 о

5 i H

Cj X CD <J

5 °

О QJ

x x 5

o ? О

k а

X &

Показанную на рис. 10.11 деталь можно классифицировать при помощи табл. 10.1 - табл. 10.3. Первые пять знаков кода Опитца будут: 1110 2. Доказать это можно следующим образом:

□ 1:I/D = 0,67;

□ 1: уступ на одном конце, элементы формы отсутствуют;

□ 1: гладкая внутренняя форма;

□ 0: плоские поверхности без обработки;

□ 2: отверстия на оси, на диаметре делительной окружности.

Многие компании взяли на вооружение систему кодирования Опитца, потому что она четкая и удобная в использовании. По всей видимости, это самая известная система кодирования из всех существующих. Несколько систем CAM-I САРР используют коды Опитца.

Система КК-3

Система кодирования КК-3 была разработана в 1976 году Японским Обществом развития промышленности (Japan Society for the Promotion of Machine Industry - JSPMI). Это многоцелевая система кодирования и классификации деталей, получаемых машинной обработкой. В ней используется 21 знак (табл. 10.6), благодаря чему она отражает больше особенностей деталей, чем система Vuoso-Praha и система Опитца. Первый и второй знаки задают функциональное название детали (одно из 100 возможных). Полный набор определений и словарь системы КК-3 приводится в книге [32].

Таблица 10.6. Структура кода КК-3

MICLASS

Система классификации Института металловедения (Metal Institute Classification System - MICLASS) была разработана Голландской Организацией прикладных научных исследований (The Netherlands Organization for Applied Scientific Research - TNO) и в настоящее время поддерживается в США Организацией промышленных исследований (Organization for Industrial Research). Это коммерческая система, довольно популярная в США. В ней используется цепной код из 12 знаков. Эти 12 знаков позволяют классифицировать конструкционные и производственные характеристики детали: форму, элементы, их положение, основные размеры, их соотношение, дополнительные размеры, допуски и материал (рис. 10.12).

Разряд

Первые четыре знака определяют форму детали. Первый знак (основная форма) указывает форму готового продукта. Это может быть тело вращения, брусок, плоская деталь или какая-либо иная деталь, не являющаяся телом вращения. К элементам формы, задаваемым вторым и третьим знаками, относятся отверстия, пазы и канавки. Положение этих элементов задается четвертым знаком. Знаки с пятого по восьмой отражают сведения о размерах. Назначение дополнительного размера зависит от основной формы детали. Девятый и десятый знаки кодируют допуски, а одиннадцатый и двенадцатый - показатель обрабатываемости материала. Допускается добавление дополнительных знаков (не более 18), которые могут применяться для нужд конкретной компании: кодирования поставщиков, размеров партий, стоимости и технологических сведений.

VERSI0N-A-

3 MAIN DIMENSIONS (WHEN ROT. PART D.L AND 0)? 2.9375 2 0 DEVIATION OF ROTATION FORM? NO CONCENTRIC SPIRAL GROOVES? NO

TURNING ON 0UTERC0NT0UR (EXCEPT ENDFACES)? YES SPECIAL GROOVES OR C0NE(S) IN 0UTERC0NT0UR? N0

ALL MACH. DIAM. AND FACES VISIBLE FROM ONE END (EXC. ENDFACE + GROOVES)? YES

INTERNAL TURNING? YES

INTERNAL SPECIAL GROOVES OR C0NE(S)? N0

ALL INT. DIAM. + FACES VISIBLE FROM 1 END (EXC. GROOVES)? YES

ALL DIAM. + FACES (EXC. ENDFACE) VISIBLE FROM ONE SIDE? YES

ECC. HOLING AND/OR FACING AND/OR SLOTTING? YES IN INNERF0RM AND/OR FACES (INC. ENDFACES)? YES IN 0UTERF0RM? N0

ONLY KEYWAYING ETC.? N0

MACHINED ONLY ONE SENSE? YES

ONLY HOLES ON A B0LTCIRCLE AT LEAST 3 HOLES? YES

F0RM-0R THREADING TOLERANCE? N0

DIAM. ROUGHNESS LESS THAN 33 RU (MICRO-INCHES)? YES

SMALLEST POSITIONING T0L. FIELD? .016 SMALLEST LENGTH T0L. FIELD? .0313

MATERIAL NAME? CC15

CLASS.NR. = 1271 3231 3144

DRAWING NUMBER MAX 10 CHAR? 7 NOMENCLATURE MAX 15 CHAR? BUSHING CONTINUE [Y/N]? N PROGRAM STOP AT 4690

Рис. 10.13. Сеанс интерактивного кодирования в системе MICLASS

Кодирование нескольких тысяч деталей при помощи кода MICLASS длиной в 30 знаков было бы крайне нерациональным расходованием времени. Поэтому вместе с системой поставляется несколько интерактивных компьютерных про-

грамм, предназначенных в помощь пользователю. Процедуру интерактивного кодирования детали (см. рис. 10.11) при помощи одной из вспомогательных программ демонстрирует рис. 10.13.

В настоящий момент существует несколько прикладных программ, основанных на системе кодирования MICLASS. К ним относятся такие системы технологической подготовки производства, как MULTI-PLAN и Multi-CAPP.

Система DCLASS

Система конструктивных данных и классификации (Design and Classification Information - DCLASS) была разработана Делом Алленом из Биргхэмского Университета в образовательных и исследовательских целях. Хотя до настоящего времени она применялась главным образом в университетском мире, многие компании используют ее для разработки прототипов. Структура этой системы имеет вид дерева. Она позволяет кодировать детали, материалы, технологии, станки и инструменты.

Код DCLASS для деталей состоит из восьми знаков, разделенных на пять сегментов (рис. 10.14). Первый сегмент, состоящий из трех знаков, определяет основную форму детали. Этот сегмент определяется соответствующим оконечным узлом логического дерева (рис. 10.15).

Особенности Основная форма формы Размер

Точность Материал

Восьмиразрядный код

Рис. 10.14. Структура кода DCLASS

Один Без расточки

диаметр

Строго цилиндрическая

Круглое

Объемное тело

Классификация семейств детвлей

Основная форма

Особенности

Тело вращения

АО0 С расточкой

Схема 1

Неск. 9

внешних * диаметра £хема диаметр.

Непрер. изм. внеш. диаметр

3 и более диаметров Схема 1

- Схема 2

Со строго цилиндрической

Круглое с отклонениями

Комбинации ,частью

Схема 4

Круглое с криволинейной осью

Без строго цилиндрической

Чертеж формы

Без

вращательной симметрии Схеиа5

Схема 4 Схема 4

Диапазон размеров

Класс точности

- Схема 6 Схема 6 Схема 6

Рис. 10.15. Логическое дерево системы DCLASS

Схема 3

Схема 3

Диаграммы 1, 3, 4, 5 и 6 хранят расширения логического дерева. Второй сегмент кода (четвертый знак) определяет сложность детали. Его значение определяется количеством особых элементов, требований к тепловой обработке и доводке поверхностей. Третий сегмент (пятый знак) задает общий размер детали. Четвертый сегмент (шестой знак) задает точность изготовления. Последние два знака кодируют тип материала и организуются в логическое дерево, подобное изображенному на рис. 10.15. Подробные сведения об этом вы можете найти в книге [15].

10.5. Системы управления данными о продуктах

В предыдущем разделе мы рассказали о технологической подготовке производства - ключевом элементе, без которого невозможна интеграция CAD и САМ. Однако цикл разработки продукта (см. главу 1) включает в себя не только проектирование и производство, но и анализ, контроль качества, упаковку, доставку и маркетинг. Цель компьютеризации состоит в том, чтобы интегрировать все эти виды деятельности посредством общей базы данных, поэтому существует потребность в механизме передачи информации между ними.

Если рассматривать ситуацию в динамике, маркетинговые концепции должны передаваться в отдел планирования продуктов и в группу проектирования. Группа проектирования взаимодействует с производственным отделом и группой поддержки. Сведения об обнаруженных проблемах возвращаются в отделы проектирования и производства. Сведения о продажах и проектах передаются поставщикам и партнерам. Данные о расходах обрабатывает бухгалтерия. Все эти виды деятельности тесно связаны друг с другом, поэтому изменения в содержании или состоянии проекта должны быть доступны всем участникам во избежание дорогостоящих ошибок. Объем технических данных по мере разработки чрезвычайно возрастает, из-за чего просмотр и поиск по базе данных становятся крайне неэффективными. К счастью, существуют программные пакеты, называемые системами управления данными о продуктах (pmduct data management - PDM). Системы PDM упрощают передачу данных между отделами. Использование такой системы улучшает взаимодействие и повышает эффективность управления проектами.

Системы PDM были разработаны для управления огромными объемами электронных данных, создаваемых системами CAD, САМ и CAE. Инженеры страдали от переизбытка данных и тратили слишком много времени на поиск информации. Важность PDM особенно возросла, когда детали стали разрабатываться в разных CAD. Собственная система управления, встроенная в программу CAD, могла достаточно эффективно работать с чертежами и моделями, созданными в этой конкретной программе, но чаще всего оказывалась неспособной взаимодействовать с другими программами CAD или продуктами третьих фирм. Системы PDM, связанные со множеством различных пакетов приложений, лучше справляются с управлением данными в масштабе предприятия. Вдобавок PDM облегчают доступ к вспомогательным данным: номерам деталей, техническим требованиям, результатам тестов и анализов.