Проектирование автоматизированнь2х станков и комплексов (862477), страница 50

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

Текст из файла (страница 50)

Кор­ректное определение этих функций, а также поиск оптимальных способових реализации представляют собой достаточно сложные задачи, решениекоторых часто определяет успех всего проекта в целом. Несмотря на широ­кое использование понятия «функции объекта проектирования», его четкоеопределение отсутствует и часто формулируется и описывается интуитивно.Существуют две формы описания функций: формализоват-тая и есте­ствеююя. В первой под функцией объекта проектирования подразумеваютопределенное действие, производимое данным объектом для преобразованиянекоторого начального состояния в конечный результат. Обобщенная струк­турная форма формализованной функцииF 1 рассматриваемоготехническогосредства имеет видF1 = ((1 -О), Н).Здесь стрелка указывает на преобразование начального состоянияный результат О при заданных условиях и ограничениях Н.1вконеч­15. Автоматизированное проектирование металлоре;1,сущих станков238Вторая форма может быть определена как естественный способ описанияфункции на языке специалистов.

Она обеспечивает более полное, точное иоднозначное описание функций технических средств и их элементов и можетбыть достаточно легко преобразована в первую форму. Естественная формаописания функциигдеD-F 2 состоит из трех компонент:F2 = (D, G, Н),указание действия, производимого техническим средством и приво­дящего к желаемому результату;рый направлено действие; Н -G-указание объекта (объектов), на кото­указание особых условий и ограничений, прикоторых выполняется действие.Таким образом, общее служебное назначение металлорежущего станкаможет быть представлено в видеF 1 = (заготовка, деталь,F2 =чертеж);(размерная обработка, металлические заготовки,путем снятия материала).Любая сформулированная функция соответствует некоторому классу тех­нических систем, реализующих или способных ее реализовать.

Причем опи­сание функции может соответствовать более или менее широкому классутехнических средств. В зависимости от точности и полноты модели заказчикавозможны разные формы формулировки функцииF. Если заказчикдетального представления о требуемом объекте, то компонентыDине имеетGимеютобобщенные выражения, а компонента Н может вообще отсутствовать. Приконкретизации описаний компонентDиG,увеличении числа условий иограничений Н описания функций будут соответствовать более узким клас­сам технических средств. Если исходное задание состоит в проектированиитехнологической машины для обработки твердых тел, то разработчик начи­нает решение задачи с поиска наиболее эффективного физического принципадействия, на основе которого будет функционировать объект проектирова­ния, а затем переходит к технической реализации выбранного принципа.

Ес­ли исходные данные достаточно конкретизированы, например необходимосоздать станок для полной токарной обработки ступенчатых стальных валовдиаметром30 ... 70мм, длиной150 ... 200мм для работы в составе автомати­ческой линии в двухсменном режиме, то задача проектирования будет сведе­на к поиску и обоснованию оптимальных значений параметров заданноготехнического решения.В основу анализа функций объекта проектирования положен принципвыделения и рассмотрения структур с двухуровневой иерархией: любой объ­ект проектирования может быть разделен на несколько конструктивных эле­ментов, каждый из которых характеризуется определенной функцией, обес­печивающей работу объекта проектирования в целом.

При этом сам объектпроектирования находится на верхнем уровне иерархии, а составляющие егоэлементы расположены ниже. Если анализ необходимо продолжить дальше,15.1. Автоматизация проектно-конструкторских процессов. . .239то каждый элемент нижнего уровня рассматривается как самостоятельныйобъект проектирования, который также может быть разделен на определен­ное число элементов.Целью анализа функций объекта проектирования является иерархическоеконструктивноеразделениеобъекта проектирования нафункциональныеэлементы, описание их функций и построение функциональной структуры-графа функционального взаимодействия между элементами.Порядок анализа функций проектируемой системы следующий.1.Уточнение описания функций системы и определение объектов, на ко­торые направлено ее действие.2.Определение функциональных элементов первого уровня(относитель­но небольшое количество укрупненных компонентов в соответствии с уста­новившейся практикой конструктивного разделения систем) с формулиров­кой их функций.

Среди элементов текущего уровня выбирают исходный эле­мент Е и его функцию3.ОпределениеF.функциональных элементовнизшегоипоследующихуровней, т. е. каждый обозначенный элемент Ео, Е1 , Е2 , ••. рассматривают каксамостоятельную систему и разделяют на свои подэлементы в соответствии собобщенной формулой E;-k-1- ...-w и F;-k-J- ...Таблица-,vдля функции элемента.15.2Анализ функций элементов агрегатного станкаЭлементФункцияПервый уровеньмеханическая обработка поверхностейЕ-агрегатный станок;F-V-окружающая средав соответствии с заданиемВторой уровеньЕ0 -узел главного движенияF0 = F -механическая обработка поверхностейв соответствии с заданиемЕ1-узел подачиF 1-сообщение движения подачи узлам глав-ного движенияЕ2 - станинаF2 -обеспечение взаимного расположенияв пространстве элементов станкаЕ3 -приспособлениеЕ4 -система управленияF3 F4 -позиционирование заготовки на станкеуправление работой станкаТретий уровеньЕо-1инструментFo-1 =FЕо-2 -шпиндельЕо-з -приводF 0_2 F 0_3 --закрепление инструментасообщение инструменту вращательногодвиженияЕо-4 -корпусFo-4 -обеспечение определенного положенияшпинделя в пространстве15.

Автоматизированное проектирование металлоре;11сущих станков2404.Составление обобщенной таблицы результатов анализа функций проек­тируемой системы с указанием объекта, на который направлено действиерассматриваемой системы (подсистемы). Разделение проектируемой системыведут до неделимых или условно неделимых элементов в зависимости от тре­бований решаемой задачи. В табл.15.2представлен вариант обобщеннойтаблицы анализа функций агрегатного станка.5. Построениеграфа функциональной структуры на основе анализа функ­ций, позволяющего выделить задачи проектирования элементов объекта про­ектирования.

Для случая агрегатного станка это выбор металлорежущего ин­струмента, проектирование узлов главного движения и подачи, а также ста­нины, системы управления и приспособлений.6.Формирование технических заданий для дальнейшей разработки про­екта.Синтез рациональной конструкции проектируемого станка основываетсяна рассмотрении вариантов функциональных структур по заранее определен­ным критериям. Сложность данного этапа зависит от исходных требований кпроектируемому станку.

Так, в случае многооперационных станков задачапроектирования оптимальной конструкции является многовариантной и тре­бует анализа максимально возможного числа вариантов функциональныхсхем.15.1.6.Обобщенная схема автоматизированного проектно­конструкторского процессаПри решении проектно-конструкторских задач по созданию металлоре­жущих станков, как правило, основное внимание уделяют выявлению и оцен­ке внешних факторов, оказывающих влияние на основные потребительские иэксплуатационные характеристики станка (в первую очередь точность и про­изводительность). Данный подход длительное время соответствовал имею­щимсявозможностямпроектировщикаипозволялреализовыватьвесьмасложные проекты на основе данных об эксплуатации оборудования.

В насто­ящее время условия проектирования изменились. Необходимы новые методыпроектирования, ориентированные на синтез технологического оборудова­ния на основе комплексного анализа его требуемых характеристик и пара­метров внешней среды средствами системного подхода, что предполагаетактивное использование информационных технологий. При этом следуетпонимать, что решение частных задач, соответствующих различным состав­ляющим технологической системы, не исключает анализ характера связеймежду ними.Обобщенную схему решения многовариантных проектно-конструктор­ских задач на основе положений системного анализа можно представить со­стоящей из ряда этапов.Заказчик оборудования выдвигает свои требования к предполагаемомуоборудованию, инициируя создание модели заказчика, которая является эле-15.1.

Автоматизация проектно-конструкторских процессов ...241ментом системы более высокого уровня (участок, цех, завод) и отражает всвоих параметрах прежде всего специфику этой системы. Адекватное описа­ние искомой модели возможно только при комплексном рассмотрении про­блемы, для решения которой создают новое техническое средство. Например,для решения проблемы комплексной механизации и автоматизации механо­сборочного производства необходимо создание целого ряда техническихсредств, в том числе металлорежущих станков-автоматов, сборочных агрега­тов,транспортныхсредств,загрузочныхустройств,информационно­измерительных систем, систем инструментального обеспечения и др.На основе анализа модели заказчика происходит постановка общей за­дачи проектирования.

В зависимости от полноты и достаточности знанийоб объекте проектирования, изложенных на предыдущем этапе, возможныразличные реализации выполнения объектом своего служебного назначе­ния.Выбор возможных путей решения осуществляется на этапе анализа общейзадачи проектирования. Объектами анализа являются основные параметрыпредполагаемого станка, а также условия его работы. Для расширения обла­сти возможных решений на этом этапе можно опустить рассмотрение усло­вий изготовления станка, если задача проектирования не слишком конкрети­зирована. На основе рассмотрения системной модели будущего станка выяв­ляют связи объекта проектирования с окружающей средой;определяюткомпоненты проектной задачи, ограничения и критерии выбора рациональ­ных вариантов технических решений.Результаты данного этапа служат основой поиска путей дальнейшего хо­да решения проектных задач.

Характеристики

Список файлов книги