Проектирование автоматизированнь2х станков и комплексов (862477), страница 49

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 49)

Если же раз­работчику удалость подобрать станок-аналог, удовлетворяющий требованиямзаказчика, то процесс проектирования может быть сведен к этапу подготовкирабочей документации.Данные стадии и соответствующая им документация отражают скорееоформительскую сторону процесса проектирования и практически не затра­гивают его смысловую составляющую. Каждая новая стадия разработкипредполагает наличие более детализированного представления объекта про­ектирования, но при этом не определяет источники возникновения знаний обобъекте, критерии их анализа и функции преобразования, а также другиеэлементы,формирующие смысловуюсторону процесса проектирования.Иными словами, стадии разработки документации не определяют механизмапреобразования исходных данных заявки заказчика в конечный результат,представленный в рабочей документации.Исходя из опыта, накопленного в станкостроительной промьшшенности,модель процесса проектирования объектов станкостроения должна включатьследующие этапы:1) анализзаявки заказчика на проектирование станка-определение воз­можности и целесообразности проектирования нового оборудования, форма­лизация исходных знаний о станке;2) постановкаобщей задачи проектирования-определение принципадействия и рабочей схемы станка;3) выборпринципиальной схемы станка-разработка и обоснованиетехнологической компоновки станка;4)разработка концептуальной конструкции станка-определение егоконструктивной компоновки;5)проектирование вариантов реализации общей концепции станка-по­строение множества реализаций компоновки станка;6) выборка -и окончательная проработка оптимальной конструкции стан­определение критериев рациональной конструкции станка и выборокончательного варианта;23415.7)Автоматизированное проектирование металлоре;11сущих станковсоставление и оформление технической документации-оформлениевсей необходимой документации на станок и, в случае необходимости, разра­ботка ТЗ на последующие работы.Очевидно, что наиболее ответственными являются начальные этапы про­ектирования, на которых формируется образ будущей конструкции, поэтомупринятые на них решения, как правило, не подлежат изменению в дальней­шем.

Однако заказчик должен получить ответ на заявку как можно быстрее.Одним из вариантов решения проблемы является использование опыта раз­работки предыдущих конструкций. При этом заказчик получает отработан­ные технические решения, возможно, не самые передовые по своему техни­ческому уровню, но при этом прошедшие практическую апробацию в про­мышленности.

Здесь необходимо проанализировать причину возникновенияу заказчика потребности в новом оборудовании. Существует множество при­чин, по которым он принимает решение о пополнении станочного парка. Этомогут быть как текущие, так и перспективные задачи.Таблица15.1Причины возникновения потребности в металлорежущем станкеи способы ее реализацииСпособ реализацииПричинаИспользованиеФизический износ обору-МодернизацияРазработка принципи-станка-аналогастанка-аналогаально нового станка+--++--++-++--+--+дованияУвеличение объемов производства при неизменнойноменклатуре выпускаемойпродукцииРасширение номенклатурывыпускаемой продукцииРост требований рьrnкак качеству продукцииНеобходимость освоенияпринципиально новых технологических процессовПереход на многономенклатурное разносерийноепроизводствоИз табл.15.1следует, что в условиях традиционного производства сло­жившаяся методика организации проектно-конструкторских работ оказыва­ется вполне работоспособной.

При необходимости замены изношенного обо­рудования или повышения производительности обработки разработчик смо­жет предложить решение проблемы, опираясь на имеющуюся у него базу15.1. Автоматизация проектно-конструкторских процессов...235данных станков. Кроме того, на основе анализа тенденций развития рынка онможет осуществлять также перспективное проектирование станков. Однакоесли заказчик сталкивается с необходимостью коренной реорганизации свое­го производства или вынужден освоить выпуск новой продукции в условияхдефицита времени и неопределенности в объемах выпуска, то традиционныйподход к проектированию оказывается неэффективным.

В этом случае можетпотребоваться реорганизация всего проектно-конструкторского процесса наоснове методов, ориентированных на использование средств вычислительнойтехники. При этом имеющиеся разработки продолжают использовать, но ужене как основу для будущей конструкции станка, а в качестве имеющихся ре­шений для частных задач проектирования.15.1.4. Системный подходк проектированию станковВ основе системного проектирования лежит представление о проектируе­мом объекте как об элементе системы более высокого уровня иерархии, ко­торый, в свою очередь, сам может быть представлен в виде совокупностиэлементов низшего уровня иерархии.

При этом каждый из составляющихэлементов рассматривается как сложный объект. Объект, построенный изэлементов низшего уровня, приобретает свои уникальные свойства и функ­ции, которые могут отсутствовать у его элементов. Объекты, образующиенекую систему, выступают как составляющие окружения другой системы.Любой элемент системы взаимодействует с соседними элементами, при этомон не только испытывает воздействие окружающей его среды, но и сам влия­ет на нее. Таким образом, системный подход является методом комплексногоизучения взаимодействия объекта проектирования с окружающими его эле­ментами, а также исследование взаимосвязи составляющих объекта и их вли­яния на его функционирование в целом.

Системный подход дает возможностьрационально разбить задачу проектирования на части и принять оптимальноерешение. При этом формализация и упорядочение проектно-конструкторскихпроцедур обеспечивают широкое применение информационных технологий.В широком смысле функция технической системы есть ее способность кцелесообразной деятельности в рамках более сложной системы, в состав ко­торой она входит. Целесообразная деятельность характеризуется совокупно­стью таких реакций системы на изменения, происходящие во внешней средеи внутри нее, которые делают функционирование системы направленным надостижение поставленной цели. Например, в станках с адаптивным управле­нием эти изменения фиксируются специальными датчиками, поставляющимиинформацию о состоянии внешней и внутренней среды в управляющиеустройства системы; последние вырабатывают целесообразные реакции навозникающие в среде изменения, т.

е. определяют режимы обработки, прикоторых обеспечивается наибольшая производительность или минимальнаясебестоимость при достижении требуемой точности обработки.23615. Автоматизированное проектирование металлоре;1,сущих станковДетали машин выполняют различные функции: крепления, фиксации,разделения двух сред, объединения нескольких деталей в один узел (корпус­ные детали) и т. д. Функция каждой детали направлена на выполнение функ­ции узла, в который она входит, ее отдельного узла-на обеспечение фун­кции машины в целом. Таким образом, функция технической системы илиотдельного ее элемента-это такое их отношение (связь) с другими элемен­тами, которое определяет взаимозависимость части и целого, делает функци­онирование системы направленным и целесообразным.Следовательно, каждый элемент системы характеризуется своей функци­ей, а сложные объекты-как правило, несколькими функциями.

Например,функция шпиндельного блока агрегатного станка заключается в передачевращения от вала электродвигателя к нескольким шпинделям, а функцияшпинделя-в закреплении инструмента и сообщении ему вращения. Функ­ции объекта проектирования в полной мере определяют его структуру и, какследствие, структуру процесса проектирования.

Структура объекта представ­ляет собой совокупность его элементов, определенным образом взаимодей­ствующих между собой посредством связей различного вида. Каждому видусвязи соответствует своя структура. Виды и число связей между элементамисистемы во многом зависят от их природы. Каковы сами элементы и их вза­имное относительное расположение, таков и характер связей и взаимодей­ствия между ними. В сложном объекте, например в механическом узле, су­ществуюткинематические,конструктивныеиразмерныесвязимеждуегоэлементами и соответствующие им три вида структур.

В технологическом жепроцессе можно вьщелить функциональные, временные и пространственныесвязи между его структурными элементами.В зависимости от характера решаемых задач возможны разные реализа­ции структуры одного и того же объекта. Цели и задачи проектированияопределяют вид и форму представления структуры объекта.

Например, в ме­таллорежущем станке по функциональному признаку можно выделить шпин­дельный узел, коробку подач, суппорт, станину и пр. По другому признаку втом же станке можно рассмотреть механические, электрические, гидравличе­ские и другие узлы и компоненты.Всякая система допускает деление ее на подсистемы. Объекты, принад­лежащие к одной подсистеме, можно рассматривать как составляющие окру­жения другой подсистемы. Поведение подсистемы необязательно подобноповедению всей системы. Разделение системы на подсистемы приводит киерархичности структуры. В зависимости от постановки и цели решаемойзадачи один и тот же объект, рассматриваемый как системаиерархической системе может быть рассмотрен как подсистемаей-как элементS3 •S 1,S2,в другойа в треть­Так, при проектировании принципиальной схемы по­строения компоновки станка шпиндельная бабка выступает как элемент ниж­него уровня иерархииS2по отношению к станкуS 1,но как элемент верхнего23 715.1.

Автоматизация проектно-конструкторских процессов ...уровняS1 при решенииS4, ...частных задач проектирования составляющих узловстанка Sз,Выбор способа разбиения системы зависит от типа решаемых задач.Правильноеисходноепредставлениеобъектаилипроцессапозволяетнаиболее просто решать задачи анализа и синтеза технических систем, в товремя как нерациональная модель сильно усложняет или делает невозмож­ным их решение.Такимобразом,структура выступает какопределенныйзакон вза­имосвязи частей сложных объектов и процессов. Одной из операций си­стемного анализа является определение границы системы и ее структурныхсоставляющих.

Эта операция относится к категории качественных. Чтодолжно войти в систему и что образует окружающую среду, следует из по­становки задачи. В систему включают конечное число элементов, необхо­димых для ее функционирования и обеспечивающих достижение постав­ленной цели. Исходя из этого можно представить границу между системойи окружающей средой. Например, рассматривая конструкцию станка каксистему, следует принять, что с позиции его эксплуатации внешней средойявляются условия, в которых станок будет работать, а с позиции изготовле­ния-условия производства.Системный подход дает возможность формализовать знания об объектепроектированияи представитьих ввиде,пригодномдляиспользованиявсреде САПР.15.1.5. Функциональныйанализ и структурный синтезкомпоновок станковПри решении задач автоматизации проектно-конструкторских процессови в первую очередь процессов поискового конструирования большую рольиграет принцип разделения объектов проектирования на составляющиеэлементы, каждый из которых имеет вполне определенную функцию.

Характеристики

Список файлов книги