Место САПР ТП в жизненном цикле изделия

МЕХАНИКО – ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ КАФЕДРА ТЕХНОЛОГИИ МАШИНОСТРОЕНИЯ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ЛЕКЦИЯ 2 Новосибирск Лекция 2. Место САПР ТП в жизненном цикле изделия Стадии жизненного цикла изделия В международных стандартах серии ISO 9004 (управление качеством продукции) введено понятие «Жизненный Цикл Изделия» (ЖЦИ). Данное понятие включает в себя следующие этапы: • Маркетинг (поиск и изучение рынка); • Формулирование служебного назначения; • Разработка концепции и технического задания (разработка технических требований к создаваемой продукции); 2 • Конструирование (проектирование и/или разработка конструкции создаваемой продукции); • Технологическая подготовка производства (подготовка и разработка технологических процессов); • Производство (изготовление изделия, контроль, проведение испытаний и обследований, упаковка и хранение, реализация и/или распределение продукции); • Доставка изделий потребителю (монтаж); • Эксплуатация (техническая помощь в обслуживании); • Утилизация после завершения использования продукции. Определение элементов ЖЦИ, рассматриваемого как «система», является основным этапом не только для концептуального проектирования, но и для создания единой информационной модели. 3 Функционально-структурное моделирование ЖЦИ при создании виртуального предприятия на концептуальном уровне позволяет определить не только связи между элементами (понятиями) ЖЦИ, но также их структуру. Классификация связей между элементами (понятиями) ЖЦИ в составе виртуального предприятия предполагает наличие следующих связей: − связи между средствами производства; − связи людей со средствами производства и между собой в процессе производства; − связи между управляющей и управляемой системами. Использование понятий ЖЦИ при реорганизации предпринимательской деятельности позволяет: • во-первых, провести системно-организационную интерпретацию элементов (понятий) ЖЦИ и связей между ними в процессах проектирования, изучения и 4 анализа ЖЦИ при проектировании виртуального предприятия; • во-вторых, переместить акцент от решения отдельных локальных задач на процесс проектирования, изучения и анализа предпринимательской деятельности. Понятия, принятые в зарубежной литературе В зависимости от объекта проектирования САПР принято делить, по крайней мере, на два основных вида: 1) САПР изделий; 2) САПР технологических процессов. Ввиду того, что в зарубежной литературе сложилась своя терминология в области автоматизированного проектирования, и она часто используется в публикациях, рассмотрим некоторые, принятые в ней термины. САПР изделий. В зарубежной литературе эти системы 5 называют CAD (Computer-Aided Design). Здесь Computer – компьютер, Aided – с помощью, Design – проект, проектировать. Таким образом, термин CAD можно перевести как «проектирование с помощью компьютера». Эти системы выполняют объемное и плоское геометрическое моделирование, инженерные расчеты и анализ, оценку проектных решений, изготовление чертежей. В более строгой формулировке CAD – программный пакет, предназначенный для проектирования (разработки) объектов производства (или строительства), а также оформления конструкторской и/или технологической документации. Современные САПР используются совместно с системами автоматизации инженерных расчетов и анализа CAE, либо внутри себя содержат интегрированные средства 6 автоматизации инженерных расчетов и анализа. Данные из CAD-системы передаются в CAM-систему автоматизированной разработки управляющих программ для оборудования с ЧПУ или ГАПС (Гибких автоматизированных производственных систем). Работа с САПР обычно подразумевает создание геометрической модели изделия (двумерной или трехмерной, твердотельной), генерацию на основе этой модели конструкторской документации (чертежей изделия, спецификаций и проч.) и последующее его сопровождение. Следует отметить, что русский термин «САПР» по отношению к промышленным системам имеет более широкое толкование, чем CAD – он включает в себя CAD, CAM и CAE. 7 САПР технологии изготовления. В стране эти системы принято называть САПР ТП или АС ТПП. В зарубежной литературе их называют CAPP (Computer Automated Process Planning). Здесь Automated – автоматический, Process – процесс, Planning – планировать, планирование, составление плана. С помощью этих систем разрабатывают технологические процессы и оформляют их в виде маршрутных, операционных, маршрутно-операционных карт, проектируют технологическую оснастку, разрабатывают управляющие программы (УП) для станков с ЧПУ. Более конкретное описание технологии обработки на оборудовании с ЧПУ (в виде кадров управляющей программы) генерируется автоматизированной системой управления производственным оборудованием (АСУПР), 8 которую в зарубежной литературе принято называть CAM (Computer-Aided Manufacturing). Здесь Manufacturing – производство, изготовление. Техническими средствами, реализующими данную систему, могут быть системы ЧПУ станков, компьютеры, управляющие автоматизированными станочными системами. В некоторых источниках под термином САМ понимают подготовку технологического процесса производства изделий, ориентированную на использование средств вычислительной техники, и включающую не только сам процесс компьютеризированной подготовки производства, но и программно-вычислительные комплексы, используемые технологами-проектировщиками. Фактически же технологическая подготовка сводится к автоматизации разработки управляющих программ для оборудования с ЧПУ (2- осевые лазерные станки), (3- и 5-9 осевые фрезерные станки с ЧПУ; токарные станки; обрабатывающие центры; автоматы продольного точения и токарно-фрезерной обработки). Как правило, большинство программно-вычислительных комплексов совмещают в себе решение задач CAD/CAM, CAE/САМ, CAD/CAE/CAM. Научно-исследовательский этап проектирования иногда выделяют в самостоятельную автоматизированную систему научных исследований (АСНИ) или, используя зарубежную терминологию, автоматизированную систему инжиниринга – CAE (Computer Aided Engineering). Одним из примеров такой системы является так называемая «изобретающая машина», которая поддерживает процесс принятия проектировщиком новых нестандартных решений, иногда и на уровне изобретений. В более узком 10 понимании САЕ – общее название для программ или программных пакетов, предназначенных для инженерных расчетов, анализа и симуляции физических процессов. Расчетная часть пакетов чаще всего основана на численных методах решения дифференциальных уравнений (метод конечных элементов, метод конечных объемов, метод конечных разностей и др.). Современные системы автоматизации инженерных расчетов (CAE) применяются совместно с CAD-системами (зачастую интегрируются в них, в этом случае получаются гибридные CAD/CAE-системы). CAE-системы – это разнообразные программные продукты, позволяющие оценить, как поведёт себя компьютерная модель изделия в реальных условиях эксплуатации. Они позволяют проверить работоспособность изделия, без привлечения больших затрат времени и средств. 11 Помимо этого различают: систему производственного планирования и управления PPS (Productions plans system), что соответствует отечественному термину АСУП (автоматизированная система управления производством). CAQ (Computer Aided Quality Control) – автоматизированная система управления качеством. PDM (Product Data Management) – автоматизированная система управления производственной информацией. Аналог системы электронного документооборота. CAD/САМ/САЕ/PDM – комплексная система автоматизированного проектирования и производства. CIM (Computer Integrated Manufacturing) – система интегрированного производства. 12 Связи этапов жизненного цикла изделий и автоматизированных систем Необходимо отметить, что самостоятельное использование систем CAD- и CAM-систем дает экономический эффект. Но он может быть существенно увеличен их интеграцией посредством CAPP. Интегрированная система CAD/CAM, схема которой представлена на рис. 1., на информационном уровне поддерживается единой базой данных. В ней хранится информация о структуре и геометрии изделия (как результат проектирования в системе CAD), о технологии изготовления (как результат работы системы CAPP) и управляющие программы для оборудования с ЧПУ (как исходная информация для обработки в системе CAM на оборудовании с ЧПУ). 13 14 Этапы создания изделий могут перекрываться во времени, т.е. частично или полностью выполняться параллельно. На рис. 2 показаны связи этапов жизненного цикла изделий и автоматизированных систем, входящих в состав комплексного интегрированного производства (КИП) или в зарубежной версии CIM (Computer Integrated Manufacturing). 15 16 В структуре комплексного интегрированного производства, информационная модель которого представлена на рис. 3, выделяются три основных иерархических уровня: 1.Верхний уровень (уровень планирования), включающий в себя подсистемы, выполняющие задачи планирования производства. 2.Средний уровень (уровень проектирования), включающий в себя подсистемы проектирования изделий, технологических процессов, разработки управляющих программ для станков с ЧПУ. 3. Нижний уровень (уровень управления) включает в себя подсистемы управления производственным оборудованием. 17 18 Построение комплексного интегрированного производства включает в себя решение следующих проблем: − информационного обеспечения (отход от принципа централизации и переход к координированной децентрализации на каждом из рассмотренных уровней как путем сбора и накопления информации внутри отдельных подсистем, так и в центральной базе данных); − обработки информации (стыковка и адаптация программного обеспечения различных подсистем); − физической связи подсистем (создание интерфейсов, т.е. стыковка аппаратных средств ЭВМ, включая использование вычислительных систем). Внедрение комплексного интегрированного производства значительно сокращает общее время прохождения заказов за счет: 19 − уменьшения времени передачи заказов с одного участка на другой и уменьшения времени простоя при ожидании заказов; − перехода от последовательной к параллельной обработке; − устранения или существенного ограничения повторяемых ручных операций подготовки и передачи данных (например, машинное изображение геометрических данных можно использовать во всех отделах, связанных с конструированием изделий). 20 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ УНИФИКАЦИЯ. РАЗНОВИДНОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ. ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СХЕМА САПР ТП Технологическая унификация Научно-технический прогресс в машиностроении обусловливает ускорение темпов создания все более совершенных машин, увеличение числа их типов, усложнение их конструкций. Это вызывает возрастание затрат времени и средств на технологическую подготовку. В связи с этим становится актуальной задача технологической унификации. Технологическая унификация – приведение к единой системе методов обработки. 21 Задачи, решаемые технологом при проектировании ТП, можно разделить на расчетные и нерасчетные. К расчетным относятся задачи по определению припусков на обработку, технологических размеров, режимов резания, норм времени и расходов материалов. Решение таких задач сводится к выполнению расчетов по формулам, т.е. решение их формализовано. Нетрудно составить алгоритм, позволяющий решать эти задачи с использованием ЭВМ. Однако большую часть составляют нерасчетные задачи. Это такие задачи, как выбор методов обработки, типа оборудования, вида инструмента, назначение схемы базирования, способа установки детали, формирование состава операций, определение последовательности операций, выбор вида заготовки, определение последовательности переходов в операции. 22 Каким же образом технолог принимает решение в каждом из перечисленных случаев? Рассмотрим в качестве примера задачу о выборе метода обработки. Пусть в детали нужно обработать отверстие. Для решения рассматриваемой задачи технолог применит уже опробованные методы. В технологии известны проверенные на практике методы обработки отверстий. Черновая обработка – сверление, рассверливание, зенкерование, растачивание; чистовая – развертывание, растачивание, протягивание, шлифование и хонингование. Следовательно, имеется конечный набор известных методов обработки (типовых решений), и задача технолога состоит в обоснованном выборе одного из них, т.е. к принятию одного из типовых решений рассматриваемой задачи. 23 Необходимо отметить, что типовые решения являются основой автоматизированного проектирования ТП. При проектировании ТП используются три уровня технологической унификации: 1) типизация маршрута обработки отдельных (элементарных) поверхностей, таких как наружный цилиндр, конус, сфера, отверстие или плоскость; 2) типизация маршрута обработки сочетаний поверхностей (шпоночного паза, зубьев); 3) комплексная типизация ТП обработки заготовок в целом. Работа по типизации ТП на любом уровне должна начинаться с классификации деталей, сочетаний поверхностей и элементарных поверхностей. Основной задачей классификации является приведение всего многообразия заготовок, поверхностей, их сочетаний 24 к минимальному числу типов, для которых можно разработать унифицированные ТП. Типизация маршрутов обработки элементарных поверхностей. В машиностроении накоплен большой опыт разработки и использования типовых маршрутов обработки различных поверхностей. Многие из этих маршрутов зафиксированы в справочных материалах. Число возможных вариантов маршрута может быть довольно большим. Все они, однако, различны по эффективности. Выбор окончательного варианта по этим показателям важен, но сложен и трудоемок. Маршрут выбирают приближенно, оценивая трудоемкость вариантов по суммарному основному времени обработки и используя для расчета нормативные материалы. Более точно выбирают маршрут при 25 сравнении суммарной себестоимости обработки. Типизация маршрутов обработки сочетаний поверхностей. Под сочетанием понимают обычно набор элементарных поверхностей, образующих конструктивный элемент детали определенного функционального назначения (например, набор поверхностей, образующих шпоночный паз, шлицы). Такие наборы поверхностей называются конструкторско-технологическим элементом детали (КТЭ). Признаками классификации КТЭ на подгруппы, типы являются: функциональное назначение, конфигурация и размеры поверхностей, материал детали, требуемая точность. Комплексная типизация ТП обработки заготовок. Эта типизация базируется на классификации деталей по конструктивно-технологическим признакам. Она включает в себя анализ и упорядочение отдельных деталей 26 и сборочных единиц с целью объединения конструктивно и технологически сходных деталей в соответствующие классы, группы, типы. Под типом подразумевается совокупность близких по форме и размерам деталей одного класса, которые можно обработать по общему типовому ТП. В группу включаются детали с разными конструктивными, но общими технологическими признаками. Для их обработки используется одинаковое оборудование и оснащение при выполнении всех или отдельных операций. Разновидности технологического проектирования Технологическое проектирование подразделяется на три основные части (рис.4): − изготовления заготовки; − обработки детали; − сборки изделия. 27 28 Проектирование ТП изготовления заготовки. Основными факторами, определяющими вид заготовки, являются материал детали, ее конфигурация, габаритные размеры и объем выпуска или тип производства. Проектирование ТП обработки детали. В проектировании ТП обработки различаются следующие стадии: разработка маршрута обработки отдельной поверхности, разработка принципиальной схемы ТП, разработка переходов, разработка операций, разработка технологического маршрута. Принципиальная схема ТП – это последовательность этапов обработки. Этап – это одна или несколько операций, связанных с решением какой-то конкретной задачи (подготовка технологических баз, черновая обработка поверхностей, термообработка и т.д.). С точки зрения последовательности выполнения названных ста- 29 Проектирование ТП изготовления заготовки. Основными факторами, определяющими вид заготовки, являются материал детали, ее конфигурация, габаритные размеры и объем выпуска или тип производства. Проектирование ТП обработки детали. В проектировании ТП обработки различаются следующие стадии: разработка маршрута обработки отдельной поверхности, разработка принципиальной схемы ТП, разработка переходов, разработка операций, разработка технологического маршрута. Принципиальная схема ТП – это последовательность этапов обработки. Этап – это одна или несколько операций, связанных с решением какой-то конкретной задачи (подготовка технологических баз, черновая обработка поверхностей, термообработка и т.д.). С точки 30 зрения последовательности выполнения названных стадий разработки ТП возможны два подхода: Первый подход содержит следующую последовательность стадий: принципиальная схема ТП → маршрут → операция → переход. На каждой последующей стадии решение предыдущей стадии детализируется (как правило, в нескольких вариантах) и выбирается оптимальное. Второй подход основан на анализе отдельных поверхностей и проектировании переходов их обработки. Далее переходы упорядочиваются в операции, а операции – в маршруты обработки детали. Второй подход имеет следующую последовательность: переход → операция → маршрут. При большом разнообразии обрабатываемых деталей по формам, размерам может быть использована лишь типизация маршрута обработки отдельных поверхностей.31 Исходя из этого, выбирают второй подход к проектированию (переход → операция → маршрут). Когда выпускаемые изделия характеризуются большим объемом выпуска и меньшей номенклатурой, проектирование ТП производят на базе унифицированных ТП по первой схеме (маршрут → операция → переход). Независимо от подхода проектирование технологических процессов механической обработки начинается с изучения и анализа исходных данных: рабочего чертежа детали с соответствующими техническими условиями изготовления, чертежа исходной заготовки и программы выпуска. После этого по технологическим классификаторам деталей анализируется возможность изготовления детали по существующим на предприятии типовым и 32 групповым ТП. При отсутствии возможности использования существующих унифицированных ТП после проведения указанной подготовительной работы технолог приступает к проектированию единичного ТП. Проектирование ТП представляет собой сложную многовариантную задачу, правильное решение которой требует проведения ряда расчетов. При проектировании процессов обработки сложных деталей составляется несколько возможных вариантов обработки, окончательный выбор которых производится на основании расчетов и сопоставления достигаемой точности, трудоемкости, технологической себестоимости и срока окупаемости капитальных затрат. В начале проектирования технолог предварительно устанавливает виды и маршрут обработки отдельных 33 поверхностей и методы достижения их точности, соответствующие требованиям чертежа, серийности производства и существующего оборудования. После этого разрабатывается принципиальная схема ТП. Далее технологический процесс проектируется в пределах этапов: назначаются технологические базы, устанавливается последовательность переходов, содержание и последовательность операций, т.е. технологический маршрут обработки. Разработка управляющих программ (УП) для станков с ЧПУ начинается с определения траектории движения инструмента, скорости рабочих и холостых ходов. Направления и величины перемещений устанавливаются исходя из конфигурации обрабатываемых поверхностей. Установленная последовательность обработки кодируется и записывается на программоноситель. Полученная в итоге УП представляет собой сумму указаний рабочим34 органам станка на выполнение действий, из которых складывается весь процесс обработки в операциях, выполняемых на станках с ЧПУ. Проектирование ТП сборки изделий. Конструктор изделия при составлении сборочных чертежей должен решить вопрос о методе обеспечения заданной точности замыкающих звеньев размерных цепей изделия. При анализе исходной информации технолог проверяет выбранное решение. Принятый метод сборки должен быть достаточно полно отражен в сборочном чертеже и оговорен в технических условиях на приемку изделия. Изучение собираемого изделия завершается составлением технологических схем общей и узловой сборки. Эти схемы отражают последовательность сборки изделия и его составных частей. Схемы сборки 35 снабжают надписями, поясняющими характер сборочных работ и выполняемый при сборке контроль (запрессовка, пайка, клепка, выверка, проверка зазоров). Маршрут сборки включает в себя установление последовательности технологических и вспомогательных операций на основе технологических схем. Содержание операций определяют в зависимости от типа производства и темпа сборки. При проектировании операций окончательно выбирают оборудование, приспособления и инструменты, устанавливают последовательность переходов, назначают режимы работы сборочного оборудования и механизированных инструментов. Функциональная схема САПР ТП Основу задания на проектирование технологического процесса составляют сведения о детали, которые при неавтоматизированном проектировании задаются в виде 36 чертежа с множеством специальных обозначений и перечнем технических требований, изложенных в виде текста. Эту информацию при автоматизированном проектировании необходимо ввести в компьютер. В компьютер, как правило, предусмотрена возможность ввода лишь буквенно-цифровой информации. К такому виду необходимо привести всю информацию о детали: описание ее конфигурации, размерных связей, технических требований. Следовательно, нужно разработать буквенно-цифровую модель, позволяющую с помощью системы формальных правил представить информацию о детали. Необходимой информацией для проектирования ТП являются сведения о парке металлообрабатывающего оборудования на предприятии, технических характеристиках станков, режущем, вспомогательном и 37 измерительном инструментах, станочных приспособлениях, заготовительном производстве, ГОСТах, нормалях, всех необходимых руководящих и нормативных материалах. При автоматизированном проектировании необходимо организовать информационно-справочную службу, которая могла бы обеспечить процесс проектирования необходимой справочной информацией. Процесс автоматизированного проектирования базируется на множествах типовых решений и алгоритмах их выбора. Их описание также нужно формализовать, организовать их ввод, размещение в памяти компьютера и предусмотреть возможность оперативной работы с ними. Таким образом, для организации автоматизированного проектирования ТП с помощью компьютера необходимо: 1) разработать метод формализованного описания 38 исходной информации о детали; 2) разработать совокупность типовых решений и алгоритмов их выбора применительно к условиям производства, где система проектирования будет эксплуатироваться; 3) организовать информационно-поисковую службу в компьютере; 4) формировать технологические документы. Все названные задачи могут быть представлены как задачи обработки информации. С этой точки зрения проектирование ТП можно разделить на три основных блока (рис. 5): 1) подготовка информации; 2) обработка информации при проектировании ТП; 3) формирование, контроль и анализ выходной информации. 39 40 Варианты обработки информации в САПР ТП Проектирование ТП начинается с анализа чертежа детали. После этого формируется переменная (или входная) информация – информация о детали, для которой необходимо спроектировать ТП. Эта деталь называется текущей. Входная информация может быть представлена в виде кода, таблицы кодированных сведений, машинной графики или на формализованном языке. Условно-постоянная информация – это информация, необходимая для проектирования ТП, исходя из содержания переменной информации. К этой информации относятся сведения о применяемом оборудовании, средствах технологического оснащения, нормативные материалы для выбора режимов обработки и 41 расчета норм времени. При каждом проектировании ТП на разные детали информация о детали, введенное для проектирования ТП, будет разной. Поэтому эту информацию и назвали переменной. Информация об оборудовании и оснащении при проектировании ТП на разные детали меняется гораздо реже, хотя тоже может измениться. Потому она называется условно-постоянной. Переменная информация о деталях, на которые проектировались или будут спроектированы ТП, хранится в базах данных деталей. Условно-постоянная информация может храниться в базах данных и в базах знаний. Ее выбор и решение других задач проектирования может выполняться по разработанным технологами алгоритмам. Блок обработки информации, т.е. блок проектирования 42 ТП, включает три возможных варианта. Первый – ручная обработка информации. В этом случае все решения технолог принимает сам, без компьютера. Выполняется лишь анализ информации о детали без разработки и ввода переменной информации в компьютер. Такой метод проектирования называется методом прямого документирования, а САПР ТП – технологическим редактором. Второй вариант – автоматизированный. Он предполагает решение некоторых задач без участия человека и ожидает ввода информации о детали или в виде переменной информации, или в ходе проектирования ТП в диалоге. Компьютер в основном решает расчетные задачи, т.е. определяет параметры ТП: вес заготовки, режимы обработки, нормы времени. Данные, необходимые для расчета, должны быть организованны в базах данных. 43 Третий вариант проектирования – автоматический, с обязательным вводом переменной информации. Здесь и расчетные, и нерасчетные задачи компьютер решает без участия технолога по введенным ранее алгоритмам. При работе в автоматическом режиме технолог вводит только информацию о детали. В этом случае необходимо наличие и базы данных, и базы знаний. САПР ТП такого уровня сложны в организации, относятся к экспертным системам-разновидностям искусственного интеллекта. Для сниже-ния сложности таких систем используется локализация – сужение номенклатуры деталей до определенного типа или группы. В этом случае метод проектирования – на основе типизации. Таким образом, рассмотрели три варианта проектирования ТП и отметили, что автоматизированное и автоматическое проектирования предполагают наличие 44 экспертной системы. Последний блок САПР ТП – блок контроля и анализа выходной информации, результата проектирования. Для САПР ТП это – описание технологического процесса (маршрутная карта, операционные карты, эскизы, ведомость оснастки). Выходная информация также переменная Задача этого блока проектировщик выполняет без компьютера при любом виде проектирования. От блока контроля и анализа результатов идет обратная связь к блоку подготовки данных: на основе анализа ошибок проектирования корректируются базы данных, алгоритмы в базах знаний и программы. 45 ИСХОДНАЯ ИНФОРМАЦИЯ О ДЕТАЛИ Как было отмечено, автоматизированное проектирование ТП начинается с анализа чертежа детали. После этого формируется переменная исходная (или входная) информация – информация о детали, для которой необходимо спроектировать ТП. Исходная информация может содержать также сведения о заготовке, если разработка чертежа заготовки не выполняется непосредственно перед проектированием ТП на компьютер. Исходная информация может быть представлена в виде кода, таблицы кодированных сведений или на формализованном языке. 46 Классификация и кодирование информации о детали Классификацией называют разделение множества объектов на подмножества на основе учета общих признаков объектов и закономерных связей между ними. Совокупность методов и правил классификации образует систему классификации. Признаком классификации называют свойство или характеристику объекта, которые могут принимать качественное или количественное выражение, называемое значением признака классификации. Существует два основных метода классификации: иерархический и фасетный. При иерархическом методе заданное множество объектов последовательно разделяется на подчиненные классификационные группировки. Фасетный метод предусматривает 47 параллельное разделение множества объектов на независимые классификационные группировки по различным признакам классификации. С классификацией непосредственно связан процесс кодирования. Код – совокупность знаков (символов) и система определенных правил, при помощи которых информация может быть представлена в виде набора символов для передачи, обработки и хранения. Кодирование – преобразование информации в код. Процесс кодирования выполняется на основе классификаторов, которые представляют собой упорядоченный перечень наименований объектов классификации, признаков классификации и классификационных группировок и их кодовых обозначений. 48 С целью создания единой системы конструкторскотехнологической классификации деталей разработаны «Общесоюзный классификатор промышленной и сельскохозяйственной продукции» (ОКП) и «Технологический классификатор деталей машиностроения и приборостроения». Процесс кодирования деталей заключается в присвоении детали цифрового кода классификационной характеристики ее конструктивных признаков, дополненного буквенно-цифровыми кодами основных технологических признаков. По ГОСТ 2.201-80 устанавливается следующая структура конструкторского кода, состоящего из 13 знаков: 49 Четырехзначный буквенный код организации-разработчика назначается по кодификатору организаций-разработчиков. Код классификационной характеристики присваивается по классификатору ЕСКД и имеет следующую структуру: 50 Классификатор ЕСКД содержит 99 классов. Например, класс 04 объединяет металлорежущее и деревообрабатывающее оборудование; класс 21 – приборы и устройства для измерения; для всех видов технологической оснастки предназначены классы 28 и 29. Классы 71 – 76 содержат коды деталей машиностроения и приборостроения. При их классификации учитываются геометрическая форма, функциональное назначение, конструктивные особенности. Класс 71 объединяет детали-тела вращения (кольца, втулки, валы). К классу 72 относятся те же детали, что и к классу 71, но с элементами зубчатого зацепления, а также трубы, разрезные секторы, сегменты и пр.; класс 73 выделен для деталей, не являющихся телами вращения (для корпусов, крышек, кронштейнов и др.); класс 74 включает те же детали, что и класс 73, но изогнутые из листов, полос и лент; 51 в классе 75 рассматриваются детали, являющиеся телами вращения и не являющиеся ими (кулачковые, карданные, арматуры, оптические и др.); класс 76 включает детали технологической оснастки и инструмента. По технологическому классификатору технологический код подразделяется на основной и дополнительный и имеет следующую структуру: 52 Как видно из содержания, код классификационной характеристики определяет назначение и геометрию детали, а технологический код уточняет геометрию, материл, вид заготовки, термической обработки. Эти два кода объединяются как КТК–конструкторскотехнологический код, и он может использоваться при проектировании ТП по аналогу для нахождения деталианалога и при автоматизированном проектировании ТП на основе типизации. Таблица кодированных сведений Описание детали в виде таблицы ближе к машинной форме хранения информации. Таблица кодированных сведений (ТКС) – это несколько массивов, объединяющих информацию о различных свойствах детали. Поверхностям детали присваиваются номера от левого 53 крайнего торца к крайнему правому торцу. Массив представляет множество строк по числу элементарных поверхностей детали. Каждая строка состоит из столбцов, описывающих свойства поверхностей: форму, размер, точность размеров, шероховатость, относительное расположение. Посредством одной ТКС создается одна строка описания, а полное описание детали состоит из пяти разновидностей ТКС. ТКС 1 – используется однократно, содержит три столбца (ячейки): обозначение, наименование и материал детали. Ячейки отделяются наклонной чертой «/». ТКС 2 – однократно для общих сведений о детали: твердость, точность неуказанных предельных отклонений, неуказанная шероховатость. ТКС 3 – заполняется для каждой поверхности и содержит номер поверхности, код формы поверхности, 54 размеры поверхностей. ТКС 4 – заполняется в случае наличия у поверхности особенностей. Например, если задано отклонение расположения поверхности относительно других. ТКС 5 – при отсутствии явно заданной длины и для указания габаритной длины детали. ТКС содержит полную информацию о детали и применяется при автоматизированном или автоматическом проектировании на основе типизации, синтеза. Формализованный язык Описание детали на одном из первых формализованном языке, предложенным В.Д. Цветковым, включает следующие группы данных: А. Наименование и обозначение детали. Б. общие сведения о детали. 55 В. Сведения об элементарных поверхностях. Д. данные о форме детали. Е. сведения о различных связях и технических требованиях. Описание на формализованном языке более компактно и менее формализовано, чем ТКС, т.е. позволяет произвольное представление данных. Оно содержит также полную информацию о детали и имеет такую же применяемость. Вопросы для самопроверки 1. Назовите методы представления исходной информации о детали? 2. Что такое код и кодирование? 3. Для чего выполняется классификация перед кодированием? 56 4. Назовите методы кодирования. 5. Какую структуру имеет конструкторский код? 6. Из каких позиций состоит код классификационной характеристики? 7. К каким классам отнесены детали машиностроения и приборостроения? 8. Дайте определение понятия «конструкторскотехнологический код». 9. При каких методах проектирования ТП используется КТК? 10. Для чего служит ТКС? 11. При каких методах проектирования ТП используется ТКС? 12. Какие преимущества имеет ТКС по сравнению с КТК? 13. Какой формализованный язык описания детали вы знаете? 14. В чем разница ТКС и описания детали на 57 формализованном языке?