Материал: Тезисы региональной научно-технической конференции. Федорков Е.Д., Чекменев А.Н

Поскольку темплеты различных моделей технологического оборудования представлены и хранятся в различных файлах, то для проектирования необходимо иметь информацию о расположении каждого из них. Такую информацию целесообразно хранить в базе данных, поскольку базы данных обеспечивают независимость данных от программных систем, использующих эти данные и, следовательно, эта база данных может использоваться не только рассматриваемой подсистемой, но и другими. Таким образом, имеется возможность создать базу данных технологического оборудования, содержащую кроме паспортных данных информацию о расположении файла темплета или использовать существующую базу данных, изменив ее структуру так, что бы иметь возможность хранить сведения о расположении файла темплета.

В качестве структуры базы данных целесообразно использовать реляционную структуру, так как паспортные данные и сведения о расположении файла темплета удобно представлять в табличном виде.

В качестве формата базы данных целесообразно использовать широко распространенный и используемый многими системами формат Paradox, а в качестве СУБД целесообразно использовать СУБД Borland Database Engine, имеющую поддержку в среде программирования Borland Delphi.

Необходимо отметить, что возможности, предоставляемые программным интерфейсом системы «КОМПАС» и использование в подсистеме базы данных технологического оборудования, позволяют обеспечить получение информации (например, паспортных данных) о технологическом оборудовании, изображаемом соответствующими темплетами, непосредственно с чертежа планировки цеха или участка (представления планировочного решения) в интерактивном режиме.

Таким образом, использование при реализации рассматриваемой подсистемы возможностей системы «КОМПАС» в области представления и обработки графической информации, а также возможностей среды программирования Borland Delphi, главным образом, в области разработки графического интерфейса пользователя и организации работы с базами данных позволяет автоматизировать решение следующих задач проектирования планировочных решений с использованием темплетов:

• создание и изменение темплетов технологического оборудования;

• размещение темплетов оборудования на планировке цехов и участков;

• получение сведений об оборудовании, представляемом темплетами;

• соблюдение норм расстояний между оборудованием, оборудованием и конструктивными элементами здания (стенами, колоннами);

• выпуск проектной документации (планировок цехов и участков).

Воронежский государственный технический университет

УДК 621.313

Интегрированная подсистема проектирования конструкторских характеристик проходного резца.

В.А. Долгих, А.С. Кольцов, Е.Д. Федорков

Перед системой предъявляются следующие требования: по введённому способу обработки и обрабатываемому материалу программа должна определить марку стали лезвия резца и выдать её пользователю, по вводимому вылету резца вычислить геометрические параметры резца и вывести их пользователю.(высота сечения державки резца, ширина сечения державки резца, диаметр резьбы крепёжного винта ,шаг резьбы крепёжного винта),по вводимой глубине резания выдать оптимальную подачу (мм/оборот),вычислять оптимальную скорость резания (м/мин), производить геометрические трёхмерные построения в графическом редакторе.

Трёхмерные модели должны потом служить основой для построения чертежей. Режим работы программы должен быть таким, чтобы просмотр моделей происходил не в обязательном порядке а по желанию пользователя.

Моделирование должно происходить как для отдельных деталей резца (лезвия, опорной пластины, державки, крепёжного винта.) так и для всего изделия в сборке. Исходя из вышесказанного можно сделать следующий анализ входных и выходных данных. Входными данными являются: вид обрабатываемого материала, способ обработки, глубина резания, вылет резца.

Выходными данными являются : марка стали лезвия резца, подача резца(мм/оборот),скорость резания (м/мин) ,ширина и высота сечения державки (мм),диаметр резьбы крепёжного винта, шаг резьбы крепёжного винта. Программа работает в следующей последовательности : ввести способ обработки вид обрабатываемого материала, по введённым данным в базе данных должна быть найдена марка стали лезвия резца и выведена в окно программы ,ввести глубину резания, по глубине резания и по введённому ранее обрабатываемому материалу выбрать в базе данных оптимальную подачу резца. Подача должна высветиться в окне программы.

По найденной ранее подаче резца и введённому ранее обрабатываемому материалу определить показатели и коэффициенты для расчёта скорости резания и силы резания поиском в базе данных.Вычислить силу резания и скорость резания ,причём скорость резания высвечивается в окне программы. Несмотря на то что скорость резания является скорее технологическим чем конструкторским параметром, высвечивается в окне программы, так как характеризует оптимальный режим эксплуатации конструкции. Ввести вылет резца. По введённому вылету резца и рассчитанной силе резания определить высоту и ширину сечения державки резца. Рассчитанные величины должны высветиться в окне программы. Рассчитать диаметр и шаг резьбы крепёжного винта. О найденных величинах должно высветиться сообщение. Реализация программного средства осуществляется в среде DELPHI 7.Базы данных создаются в среде ACCESS2000.Доступ к базам данных осуществляется по технологии ADO. Создаём три базы данных.

Первая база данных хранится в файле db1.mdb, содержащем таблицы : “обрабатываемый_материал”, ”способ_обработки”,”материал”,”подача”,”глубина_резания”.База данных реляционная и связаны таблицы через поля-идентификаторы. Как происходит поиск можно рассмотреть на следующем примере. В таблицах “способ_обработки” и “обрабатываемый_материал”отыскиваются соответственно введённые параметры и выясняется, каким значениям полей-идентификаторов они соответствуют. В таблице “материал” имеется два поля-идентификатора. Выбирается та запись в которой значения идентификаторов совпадают со значениями идентификаторов в первых двух таблицах. Соответственно из найденной записи извлекается марка стали режущего лезвия. Запрос осуществляется через динамически создаваемый компонент класса TADOQUERY.

Компонент имеет свойство SQL содержащий информацию в формате TSTRINGS,в которое можно записать текст запроса на языке SQL.Вторая база данных db2.mdb состоит из двух несвязанных таблиц:”показатели” и “сила”.В таблице “показатели” осуществляется поиск величин для нахождения по эмпирической формуле ,в таблице сила осуществляется поиск величин для нахождения силы резания. Третья база данных содержит всего одну таблицу с полями “диаметр” и “шаг”.Для того чтобы избежать некорректный ввод программа работает так, что на специально создаваемых динамически объектах пользователю предлагается необходимые параметры. Эти компоненты являются компонентами классов TLISTBOX и TCOMBOBOX.

При расчёте оптимальных размеров сечения державки резца используется модель резца как консольной балки претерпевающей чистый изгиб. Графическое построение происходит таким образом, что система AUTOCAD построив детали и распределив их по блок-файлам автоматически закрывается не предлагая пользователю запросов. Пользователь сам потом сможет просмотреть детали а также сделать из них сборку. Все команды, обращающиеся к графическому редактору заключены в динамически подключаемую библиотеку ‘project2.dll’. Это сделано с той целью чтобы графическую подсистему можно было использовать, обращаясь к ней не только из OBJECTPASCAL но и из других языков про -армирования.

Языком, автоматизирующим AUTOCAD является AUTOLISP и хотя он и брался за основу при работе с графическим процесс-сором,в программном комплексе нет ни одного файла с расширением *.lsp,так как в данном языке программа транслируется в машинные коды интерпретатором. Сам файл с программой на языке AUTOLISP легко открывается в простейшем текстовом редакторе “блокнот” и является совершенно беззащитным перед злоумышленниками.

Обращение к среде AUTOCAD осуществляется как к серверу автоматизации с использованием метода sendcommand(<строка>).В скобках стоит функция языка AUTOLISP. При разработке программного средства сделал выводы, что AUTOCAD не является закрытой системой, а способна интегрироваться с приложениями, написанными в различных инструментальных системах.(Например в DELPHI7).Причём не только принимать от другого приложения команды но и обмениваться с ним информацией в дву -стороннем порядке. Это делает AUTOCAD популярным среди разработчиков конструкторских САПР.

Воронежский государственный технический университет

УДК 621.313

Проектирование диалоговой автоматической подсистемы расчёта кабель-каналов в структурированной кабельной системы.

А.Н. Ефанов, А.А. Шишкин , А.И. Бобров

Основной задачей, решаемой на телекоммуникационной фазе проектирования, является выполнение расчета количества компонентов, необходимых для создания трактов передачи электрических и оптических сигналов СКС. Какой-либо расчет электрических и оптических характеристик в подавляющем большинстве случаев не производится, так как заданный уровень параметров формируемых трактов гарантируется применяемой элементной базой, соблюдением требований стандартов и правил монтажа.

В рамках телекоммуникационной фазы проектирования с использованием ее результатов выполняется также расчет монтажных и дополнительных компонентов (конструктивов, кабельных каналов, элементов маркировки, крепежа и т. д.). Данный расчет обычно выделяется в отдельный этап.

Для формализации процесса проектирования собственно кабельной проводки целесообразно применить несколько отличное от стандарта ISO/IEC 11801 и более мелкое деление СКС и оборудования, непосредственно взаимодействующего с ней, на отдельные подсистемы:

• подсистему рабочего места;

• горизонтальную подсистему;

• магистральные подсистемы (подсистемы внутренних или внешних магистралей);

• коммутационное оборудование административной подсистемы;

• коммутационные и кроссовые шнуры административной подсистемы.

Проектирование отдельных подсистем кабельной проводки выполняется последовательно. Рекомендуемая очередность их разработки совпадает с указанным порядком. Таким образом, процедура проектирования осуществляется в соответствии с принципом "от частного к общему", а структура СКС во многом определяется количеством рабочих мест, организуемых с ее помощью.

Результаты расчетов по каждой из подсистем целесообразно представлять в табличной форме. Итоговые данные таблиц используются в качестве исходной информации для проектирования следующих подсистем.

Воронежский государственный технический университет

УДК 621.313

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПОДСИСТЕМЫ РАСЧЁТА РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ ПРИ ТОКАРНОЙ ОБРАБОТКИ.

В.В. Змиевский, Ю.С. Скрипченко

Проектирование расчёта режимов резания является важной задачей в машиностроении. Так как основная обработка деталей происходит на металлорежущих станках, то необходимо знать оптимальные режимы резания, для выбора наименьшей себестоимости операции.

Применение электронно-вычислительных машин позволяет определять наиболее оптимальные режимы резания. Поэтому возникает вопрос об автоматизации этого процесса. Так как основные формулы при расчёте выражаются степенными зависимостями, то необходимо привести их к линейному виду. Для этого производится логарифмирование.

При анализе проектирования подсистемы выяснилось, что одной из главных задач является создание математической модели, которая наиболее точно описывает основные закономерности процесса резания. Для составления математической модели необходимо составить основные уравнения технологических ограничений. Эти уравнения должны в полной мере охарактеризовать кинематику и динамику данного процесса резания. Очень важным является нахождение уравнения подлежащего оптимизации. В большинстве случаев в качестве критерия оптимальности принимается себестоимость операции.

Для расчётов влияния технических ограничений на режимы резания следует иметь уравнения, представляющие функции от элементов режима резания n – частоты вращения шпинделя, s – подачи, t – глубины резания.

При работе на металлорежущих станках основными ограничениями, которые необходимо учитывать являются следующие:

- режущие возможности инструмента, зависящие от его материала, геометрии, расчётной стойкости и условий обработки;

- мощность электродвигателя привода главного движения станка, т. е. N_эф>=N_пη , где η КПД станка;

- наименьшая возможная скорость резания, регламентированная наименьшим числом оборотов шпинделя станка;

- наибольшая возможная скорость резания, допускаемая кинематикой станка;

-наибольшая подача, допускаемая прочностью и жёсткостью системы СПИД;

- наименьшая подача, допускаемая кинематикой станка;

- наименьшая возможная глубина резания,

- наибольшая возможная глубина резания, равная припуску на обработку, т. е. t<=10 мм.

Анализ служит основой для подготовки информационной базы и позволяет оценить в полной мере многообразие различных факторов, которые в той или иной мере влияют на расчёт.

При проектировании подсистемы решаются алгоритмы автоматизированного расчёта режимов резания. Подсистема перерабатывает входные данные с помощью математических операций в выходную информацию, которая представляет собой необходимые данные для обработки материала на станке.

В подсистеме реализуется модуль оптимизации, который решено было выполнить на основе метода перебора. Такой выбор обусловлен в первую очередь тем, что большинство используемых сейчас на российских предприятиях металлорежущих станков имеют ограниченный набор скоростей вращения шпинделя и подач. Следовательно, наиболее актуальна дискретная оптимизация. Применение непрерывной оптимизации с последующей дискретизацией невыгодно, так как повышает требования к вычислительным ресурсам и увеличивает сложность программного кода.

Воронежский государственный технический университет

УДК 621.7

РАЗРАБОТКА БИБЛИОТЕКИ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО КОНСТРУКТОРСКОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОСНАСТКИ ДЛЯ ТОРЦЕВЫХ ФРЕЗ

В.А. Рыжков, И.А. Кобзева, Е.Д. Федорков

Центральным элементом деятельности, ведущей к созданию первоклассного программного обеспечения, является моделирование. Модели позволяют нам наглядно продемонстрировать желаемую структуру и поведение системы. Они также необходимы для визуализации и управления её архитектурой. Модели помогают добиться лучшего понимания создаваемой нами системы, что зачастую приводит к ее упрощению и возможности повторного использования. Модели также необходимы для минимизации риска.

Одним из ведущих разработчиков программных средств на Российском рынке в данной области является компания “АСКОН” и её продукт “Компас-3D 5.11”. Перед нами поставлена задача реализации параметрической модели оправки для торцевых фрез в виде библиотеки трехмерного моделирования.

Выбранные средства реализации удовлетворяют требованиям, предъявляемым к проектируемой библиотеке. Исходя из входных данных, которые могут быть заданы в виде текстовой и графической информации, библиотека должна выстраивать трехмерные модели деталей конструкции оправки. Построение основывается на методах и алгоритмах заданных в программном коде библиотеки. В ходе разработки к библиотеке предъявлялись следующие требования: библиотека должна иметь простой интуитивно понятный графический интерфейс, входными данными служат геометрические параметры деталей конструкции. Выходными данными библиотеки должны быть файлы деталей и сборки оправки в системе Компас-3D 5.11.

При проектировании библиотеки было принято решение разбить программный код библиотеки на два исполняемых модуля Delphi, что объясняется удобством при ее реализации. Программный код состоит из двух программных модулей. Первый модуль – файл проекта Delphi предназначен для инициализации библиотеки, экспортирования функций в систему Компас - 3D и указания типа исполняемого файла библиотеки.

Данный модуль проекта содержит сервисные процедуры и функции библиотеки, предназначенные для определения файла макробиблиотеки в системе Компас-3D, а также отвечает за компиляцию выходного файла и экспорт выполняемых функций в систему.

Второй модуль представляет собой стандартный модуль Delphi, в его функции входит обработка интерфейса, обработка ошибок и передача данных в процедуры расчета и геометрических построений, процедуры и функции расчета геометрических параметров и построения трехмерных моделей деталей.

Данный модуль должен содержать процедуры обработки событий интерфейса библиотеки и присвоения глобальным переменным значений, отвечающим за передачу значений вводимых пользователем геометрических параметров, а также процедуры и функции расчета геометрических параметров и построения трехмерных моделей деталей:

7. процедура обработки события от нажатия кнопки “Построить” (проектирование трехмерных моделей детали и сборки);

8. процедура удаления объектов с эскиза при запуске библиотеки;

9. процедура создания автоматически построенного по введенным пользователем данным чертежа оправки. Данная процедура также осуществляет сохранение полученной трехмерной модели оправки в файл оправка.m3d;

10. процедура создания автоматически построенного по введенным пользователем данным чертежа зажимного винта. Данная процедура также осуществляет сохранение полученной трехмерной модели зажимного винта в файл винт.m3d;

11. процедура создания автоматически построенного по введенным пользователем данным чертежа шпонки. Данная процедура также осуществляет сохранение полученной трехмерной модели шпонки в файл шпонка.m3d;

12. процедура предназначена для создания сборки оправки для торцевых фрез. Входными данными процедуры являются сохраненные модели оправки, зажимного и двух крепежных винтов и двух шпонок.

Таким образом, в результате проектирования можно изобразить структуру построения библиотеки в виде следующей схемы:

Рис. 1 – Структурно-функциональная модель библиотеки

В результате реализации библиотеки построения трехмерных моделей, было получено программное средство, работающее под управлением системы Компас-3D 5.11, которое удовлетворяет всем предъявляемым к ней требованиям. Таким образом, библиотека обеспечивает построение трехмерных моделей составных частей и сборки оправки для торцевых фрез.

Воронежский государственный технический университет

Подсистема автоматизированного конструкторского проектирования резьбонарезных

резцов

А. П. Крупин, В. А. Рыжков, Е. Д. Федорков

В ходе анализа функциональности подсистемы, к ней были предъявлены следующие требования:

Интерфейс программы должен быть доступным и понятным пользователю, проектируемые детали должны быть проиллюстрированы с простановкой размеров.

Объектом проектирования данной подсистемы являются резьбонарезные резцы и резцовые головки для нарезания метрической и трапецеидальной резьбы.

Поскольку резцы стандартизованы по ГОСТу, а резцовые головки хоть и не гостированы, но имеют ряд типоразмеров, то возникает необходимость в создании базы данных, содержащей стандарты, определяющие конструкцию и размеры объектов проектирования. При этом следует предусмотреть поиск, редактирование, добавление новых записей в базу данных.

Результатом работы подсистемы должна быть 3-D сборка, выбранной пользователем детали, соответствующего типоразмера.

На данном этапе определим входные и выходные данные, основываясь на требованиях к системе.

Подсистема предназначена для проектирования резьбонарезного инструмента, следовательно, входные данные определяются параметрами резьбы.

Входными данными являются: тип резьбы – наружная (для болтов) или внутренняя (для гаек), вид резьбы – метрическая или трапецеидальная, шаг резьбы, способ нарезания (если выбрана наружная резьба), правая или левая (для трапецеидальной резьбы).

На выходе строится сборочный чертеж одной из следующих деталей: резцовая головка для вихревого нарезания резьбы, резец для наружной метрической резьбы, резец для внутренней метрической резьбы, резец для наружной трапецеидальной резьбы, резец для внутренней трапецеидальной резьбы

Для построения детали необходимо сначала определить последовательность операций над двухмерными контурами (эскизами), затем рассчитать координаты опорных точек эскизов, соединить их отрезками (дугами) и применить к этим контурам операции. Рассмотрим пример задания опорных точек одного контура.