САПР ТП ТехноПро

Совместная работа САПР ТП ТехноПро и систем документооборота PDM|PLM

Технологии, комплект
тех. документации

Состав и параметры
изделий, спецификации

операций) по возможной последовательности их выполнения
Рисунок 6. Граф взаимосвязи
операторов (технологических

Кроме данного графа сетевая модель
включает в себя таблицу связей свойств поверхностей детали и операторов
технологического процесса (в этом примере – технологических операций) – табл.3.

Таблица 3 - Связи между свойствами
поверхностей детали и операторами технологического процесса

Перестановочная модель описывает
множество структур технологического процесса, отличающихся количеством и (или)
составом элементов структуры при изменении отношения порядка.

Отношения порядка в этих моделях
задаются с помощью графа, содержащего ориентированные циклы.

Рисунок 7 – Граф расцеховки

На рисунке 7 обозначены через P1, P2,…,
P8 цеха различного назначени:.

P1 – литейный;

P2 – кузнечный;

P3 – механический;

P4 – термический;

P5 – механосборочный;

P6 - общей сборки;

P7 – испытательный;

P8 – упаковочный.

Сетевые и перестановочные модели
используют для получения типовых, групповых и индивидуальных технологических
процессов. Наличие в них вариантов позволяет производить оптимизацию технологических
процессов.

Характерным примерами функциональных
моделей являются математические модели, используемые при расчете и оптимизации
режимов резания.

Технологическое проектирование есть
последовательный процесс принятий решений по отдельным частным технологическим
задачам. Причем по каждой задаче, за исключением задач расчетного характера,
решение принимают в результате выбора из известных типовых решений с учетом
комплекса условий. Такое представление процесса технологического проектирования
указывает путь для формализации самого процесса принятия решений. Для этого
достаточно описать каким-либо образом весь набор типовых решений, а также
условий, при которых может быть применено каждое из них. Тогда процесс выбора
сведется к проверке соответствия исходных данных условиям применимости типовых
решений; при выполнении всех условий комплекса принимают соответствующее
типовое решение.

Рассмотрим задачу назначения станка
на операцию зубо-шевингования. В соответствии со сформулированным выше
принципом решения нерасчетных задач в первую очередь необходимо выявить множество
типовых решений (МТР). Допустим, на предприятии имеются зубошевинговальные
станки трех моделей, они и составят это множество: МТР = {5А702Г; 5703В;
5717С}.

Сформируем комплекс условий
применимости выявленных типовых решений. Естественными условиями применимости в
данном случае являются размещаемость детали в рабочей зоне станка и возможность
обработки ее на станке данной модели. Первая группа условий регламентирует габаритные
размеры детали (диаметр шестерни D и длину L
), которые должны находиться в пределах допустимых рабочей
зоной станка. Вторая группа условий определяет диапазоны допустимого изменения
таких параметров, как модуль и угол наклона зуба. Математически все
перечисленные условия выбора модели зубошевинговального Станка можно описать в
виде двойных неравенств. Следовательно, комплекс условий применимости (КУП) в
рассматриваемой задаче может быть представлен в виде системы из известных
типовых реше-

ний с учетом комплекса условий. Такое представление
процесса технологического проектирования указывает путь для формализации самого
процесса принятия решений. Для этого достаточно описать каким-либо образом весь
набор типовых решений, а также условий, при которых может быть применено каждое
из них. Тогда процесс выбора сведется к проверке соответствия исходных данных
условиям применимости типовых решений; при выполнении всех условий комплекса
принимают соответствующее типовое решение.

Совокупность параметров,
регламентированных комплексом условий применимости, будем называть комплексом
параметров применимости; в данном случае КПП = {D, L, m, a}.

Комплекс параметров применимости
является главным определяющим объектом при алгоритмизации задачи нерасчетного
характера. Именно он определяет полноту учета всех влияющих факторов, в соответствии
с ним формируются исходные данные задачи, характеристики типовых решений.

Далее для решения задачи нужно
выявить допустимые для каждого типового решения диапазоны параметров
применимости. Соответствующие характеристики зубошевинговальных станков
приведены в таблице 4.

В соответствии с комплексом условий
применимости для заданного набора исходных данных (параметров детали) из трех
имеющихся принимается то решение, которое удовлетворяет неравенствам КУП.

Процедуру проверки этих условий можно
описать с помощью алгоритма (рис. 8). На основе этого алгоритма может быть
составлена программа, позволяющая для любого набора исходных данных выбрать соответствующее
типовое решение (модель станка для зубошевинговальной операции). В этом
алгоритме заложен принцип предпочтительности применения станков малых размеров.
Например, набору исходных данных {300; 80; 1,75; 35} соответствует решение 1
(станок 5А702Г); набору исходных данных {320; 150; 3; 10} решение 3 (станок
5717С).

Рассмотренный комплекс условий
применимости имеет простейшую структуру — совокупность независимых неравенств.
Условия применимости могут быть описаны любыми соотношениями параметров (не
только неравенствами), а сами параметры применимости могут оказаться взаимозависимыми.
В этом случае условия применимости будут иметь более сложный вид.

Рисунок 8 – Алгоритм выбора модели
станка

Типовые решения являются основой
технологического проектирования при использовании ЭВМ. По уровню решаемых задач
типовые решения подразделяют на две группы: локальные и полные. Локальные типовые
решения относят к частным технологическим задачам, определяющим лишь некоторую
часть (элемент) проектируемого технологического процесса, например назначение
станка на выполнение операции. Типовые решения в данном случае (модели станка)
являются локальными. Ниже приведены примеры множеств локальных типовых решений.

Рисунок 9 – Множества локальных
типовых решений.

где МЛТР1 — множество технологических
переходов, здесь типовые решения ЛТР1, ЛТР2, ... — технологические переходы; МЛТР2
— множество режущих инструментов, где типовые решения ЛТР1, ЛТР2, ... — виды
режущих инструментов.

Полные типовые решения охватывают весь круг решаемых
задач. Примером полного типового решения является типовой технологический процесс.
Множество типовых решений этой группы — это множество типовых технологических
процессов МПТР1, где каждое типовое решение есть технологический процесс
изготовления деталей определенного типа:

Типовые решения различают также по
своей структуре. ПТР11, ПТР12 - это типовые решения с простейшей структурой
(одноэлементные). Каждое типовое решение здесь является единицей
проектирования, единым неизменным элементом, который может быть принят или не
принят целиком. Никакие преобразования таких типовых решений не предусматриваются.
Более сложную структуру имеют типовые решения МТРЗ. Эти решения
многоэлементные, т. е. каждое состоит из совокупности элементов, которые в процессе
проектирования могут быть рассмотрены отдельно. Элементы этих типовых решений
(маршрутных технологических процессов) - технологические операции. Для каждой
операции необходимо назначить станок, произвести нормирование, т. е.
рассмотреть в дальнейшем отдельно элементы этого типового решения.

Рисунок 9 – Схема проектирования
маршрута обработки.

В зависимости от структуры типового
решения различают и процедуры работы с ними. Для одноэлементных типовых решений
организуется алгоритм их выбора (см. рис. 8). Принятое по этому алгоритму
решение непосредственно заносят в результирующий документ или в неизменном виде
используют в других задачах.

Для многоэлементных типовых решений
также создается алгоритм выбора, но итогом выполнения алгоритма является не
искомое решение, а его структура, т. е. набор необходимых элементов. Для
формирования искомого решения необходим еще один алгоритм— анализа типового решения.
Рассмотрим этот алгоритм на примере полного многоэлементного типового решения,
каким является типовой технологический процесс. Сначала по алгоритму, аналогичному
рассмотренному выше, исходя из типа детали, выбирают соответствующий типовой
технологический процесс (рис. 9).

Типовой технологический процесс как
объект теории автоматизированного технологического проектирования — это
упорядоченный (по последовательности выполнения) набор описаний технологических
операций, достаточный для изготовления группы деталей с общими конструктивными
и технологическими признаками. Для формирования из него технологического
процесса изготовления конкретной детали необходимо организовать второй
алгоритм, в результате которого останутся лишь те операции, которые необходимы
для изготовления данной детали. Такой метод проектирования, основанный на
полных многоэлементных типовых решениях, называют методом анализа или адресации.

Альтернативным подходом к
автоматизации технологического проектирования является метод синтеза. Основу
этого метода составляют локальные типовые решения. Решение общей задачи,
например проектирование технологического процесса, в этом случае формируется
(синтезируется) из решений частных задач, определяющих элементы
технологического процесса. Локальные типовые решения могут быть
многоэлементными, например множество планов обработки МТР2 поверхностей.

Поскольку локальные типовые решения
обладают большей универсальностью, при применении метода синтеза можно учесть
индивидуальные особенности детали. Для технологических процессов, разработанных
с помощью системы автоматизированного проектирования на базе метода синтеза,
применимо название единичных. В настоящее время в системах используют также
различные компромиссные методы, включающие элементы анализа и синтеза.

проектирования технологических процессов, т. е. для создания САПР
технологических процессов (САПР ТП). Основу задания на проектирование
технологического процесса составляют сведения о детали, которые при
неавтоматизированном проектировании задаются в виде чертежа с множеством
специальных обозначений и перечня технических требований, изложенных в виде
описания (текста). Эту информацию при автоматизированном проектировании необходимо
ввести в ЭВМ. 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 описать информацию о детали. 
Привлечение ЭВМ для решения
технологических задач обусловливает необходимость в постановке и решении
дополнительных задач. Рассмотрим основные задачи, решение которых необходимо
для осуществления автоматизированного

Неотъемлемой частью исходной
информации являются также сведения о парке металлообрабатывающего оборудования
на предприятии, технических характеристиках станков, режущем, вспомогательном и
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. При этом нужно не только
организовать формализованное описание и ввод этой информации в ЭВМ, но и
разработать методы поиска необходимой информации в памяти машины, а также ее вывод
в нужном виде.

Процесс автоматизированного
проектирования базируется на множествах типовых решений и алгоритмах их выбора.
Их также нужно описать формальным образом, организовать ввод, размещение в
памяти ЭВМ и предусмотреть возможность оперативной работы с ними.

Результатом работы ЭВМ должна
являться распечатка технологических карт или другой документации, поэтому нужны
программы вывода результатов проектирования в виде, удобном для технологов и рабочих.

Таким образом, для организации
автоматизированного проектирования технологических процессов необходимо:

а) разработать совокупность типовых
решений и алгоритмов их выбора применительно к условиям производства, где
система проектирования будет эксплуатироваться;

б) разработать метод формализованного
описания исходной технологической информации;

в) организовать
информационно-поисковую службу;

г) разработать формы и правила печати
результатов проектирования.

Проектирование технологической
подготовки производства представляет собой процесс переработки информации самой
разнообразной формы и содержания. Информацию, перерабатываемую в САПР, делят на
условно-постоянную и переменную. Условно-постоянная информация остается
неизменной при решении множества задач одного класса в неизменных условиях
производства. Она меняется лишь при переходе к задачам другого класса или при
изменении производственных условий. К условно-постоянной информации относятся
ГОСТы, нормали, стандартные программы, таблицы коэффициентов, сведения об
установленном оборудовании, наличии на складах материалов и т. п.

Переменной называют информацию,
меняющуюся при решении каждой задачи, например данные о детали, которые после
проектирования технологии ее обработки изымают из САПР.

Одними из важнейших функций инженера
являются проектирование изделий и технологических процессов их изготовления. В
связи с этим САПР принято делить по крайней мере на два основных вида:

САПР изделий (САПР И);

САПР технологических процессов (САПР
ТП) их изготовления.

Ввиду того, что на Западе сложилась
своя терминология в области автоматизированного проектирования и она часто
используется в публикациях, будем рассматривать и «западные» и отечественные
термины.

САПР изделий. На Западе эти системы
называют CAD (Computer Aided Design), по – существу 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.

Научно – исследовательский этап САПР
иногда выделяют в самостоятельную автоматизированную систему научных
исследований (АСНИ) или, используя западную терминологию, автоматизированную
систему инжиниринга – CAE (Computer Aided Engineering).

Существует возможность многокритериального поиска нужного элемента технологического процесса. Можно создать любые условия поиска, а также сохранять их, и при следующем поиске не нужно будет создавать критерии вновь. По сути таким образом реализован автоподбор элементов техпроцесса.

Вертикаль

Для создания эскизов можно использовать любые CAD-системы, различные картинки, или путем выделения нужного участка на экране (картинка прямо с экрана). Прикрепление их к технологическому процессу осуществляется через OLE-технологию.

Максимальный эффект от системы Вертикаль будет получен при использовании CAD-системы «Компас-3D» компании «АСКОН». То есть считывание данных с модели или чертежа детали и вставка их в технологический процесс автоматически будет производиться только при использовании документов «Компас-3D».

Одной из основных преимуществ КОМПАС-АВТОПРОЕКТ есть возможность модернизации системы без участия разработчика. Корректируется состав и структура всех баз данных, настраиваются формы технологических документов, подключаются новые программные модули.

Гибкость программного и информационного обеспечения позволяет быстро адаптировать систему к любым производственным условиям.

Инструментальные средства системы позволяют разрабатывать на ее основе предназначенные для пользователя приложения.

САПР КОМПАС-АВТОПРОЕКТ составляется из ядра и окружение прикладных задач. Основные функциональные режимы системы делятся на две группы: функции подсистемы проектирования и функции подсистемы управления базами данных (СУБД).

САПР ТП ВЕРТИКАЛЬ поддерживает все бизнес-процессы электронного инженерного документооборота, в том числе управление технологическими изменениями и заказ на разработку специальных средств технологического оснащения и управляющих программ для станков с ЧПУ. В системе применен качественно новый интеллектуальный подход к организации данных о технологических процессах, основанный на объектной модели представления и обработки информации. В САПР ТП ВЕРТИКАЛЬ реализованы новейшие объектно-ориентированные методы организации технологических баз данных, СОМ-технологии, современные интерфейсные решения, открытая архитектура, основанная на компонентах ActiveX.

САПР ТП ТехноПро 7 «Стандартная»


ТехноПро версии 7 «Стандартная» — диалоговая система автоматизации технологического проектирования с базой данных на MS SQL Server.
Полностью совместима с версией 7 «Основная» и содержит все ее функции кроме автоматического проектирования ТП.

ADEM САРР — система проектирования ТП, которая позволяет с различной степенью автоматизации разрабатывать единичные, групповые и типовые ТП по многим направлениям (механообработка, гальваника, сварка, сборка, термообработка и т.д.);

ADEM CAD — инструмент конструктора, который объединя­ет известные методы геометрического 2D и 3D (твердотельного и поверхностного) моделирования;

ADEM САМ — подготовка управляющих программ для стан­ков с ЧПУ;

ADEM Vault — электронный архив технических документов позволяющий объединить в одном информационном пространств работу конструкторов, технологов и других участников конструкторско-технологической подготовки производства;

ADEM TDM — инструментальная среда, предназначенная для разработки пользовательских приложений.

В системе ADEM САРР сделана попытка повышения эффек­тивности технологического проектирования за счет:

• дружественного пользовательского интерфейса (представле­ние ТП в виде дерева, контекстно-зависимое меню и др.);

• интеграции с другими модулями системы;

• использования эффективных методов и способов модификации структуры и состава ТП;

• возможности сохранения частей ТП (операций, переходов и пр.) с целью дальнейшего их использования;

• возможности использования общей для предприятия норма­тивно-справочной информации, актуальной в любой момент проектирования.

Входную информацию о детали, для которой проектируют ТП (обозначение, наименование, сведения о материале и др.) или импортируют из CAD-системы, либо вручную вводят с клавиату­ры. Предусмотрен выбор информации из справочников базы дан­ных системы.

Последовательность операций (маршрутный ТП) определяет пользователь-технолог. Наименования операций и оборудование выбирают из соответствующих справочников. С каждой операцией может быть связан операционный эскиз или карта наладки. Чер­теж или эскиз может быть подготовлен как в системе ADEM, так и импортирован из других систем. Для этого ADEM содержит ряд встроенных конверторов (DXF/DWG, SAT, IGES, STEP и др.). Предусмотрена возможность проектирования ТП на основе типо­вых ТП-аналогов, путем модификации структуры и параметров последних их редактированием.

Переходы, образующие операции, условно разбиты на три груп­пы: установочные, основные и технического контроля. Основные переходы соответствуют конкретной выбранной операции. При формировании текста перехода технолог может использовать чер­теж (скалывание размеров и другой различной текстовой инфор­мации). На основе заданных или определенных по нормативам ре­жимов резания система рассчитывает основное время на переход.

При выборе технологической оснастки используют базы дан­ных приспособлений, вспомогательного, режущего, слесарного, мерительного (универсального и специального) инструмента.

Вся введенная и полученная в процессе проектирования ТП информация помещается в макеты технологических документов. Макеты создают в модуле ADEM CAD, поэтому для их создания и просмотра дополнительное программное обеспечение не требует­ся. С системой ADEM стандартно поставляется набор макетов для формирования полного комплекта документации технологическо­го назначения в соответствии с ЕСТД.

Модуль ADEM CAM обеспечивает подготовку управляющих программ для токарных, фрезерных (с управлением по 2,5 — 5 координатам, в том числе и высокоскоростных), электроэрозион­ных (с управлением по 2—4 координатам) и других станков с широким спектром систем управления.

TECHCARD(комплекс средств автоматизации ТПП). Разработчик — НПП «ИНТЕРМЕХ» (Республика Беларусь). Являясь сис­темным центром компании Autodesk, НПП «ИНТЕРМЕХ» постав­ляет отечественным предприятиям, кроме указанного комплекса, широкий спектр программных продуктов, в частности:

• SEARCH — система ведения архива технической документа­ции предприятий и управления данными об изделиях;

- расчет конической формы
геометрических объектов, соответствующих заданному варианту геометрического
определения;

команде «Печать»;  по 
переменных  - распечатку значений

- формирование на диске второго
промежуточного файла, содержащего исходные данные для дальнейшей работы; этот
файл содержит последовательность операторов движения и операторов
постпроцессора во внутреннем формате системы; все арифметические выражения и
геометрические объекты при этом заменяются на вычисленные значения.

Третий блок (блок движения)
обрабатывает операторы движения и рассчитывает эквидистантную траекторию с
учетом диаметра рабочего инструмента, а также формирует записи выходного файла
для дальнейшего использования постпроцессором.

Компилятор, обнаружив ошибки в
некоторой строке исходной программы, продолжает обработку следующих строк,
чтобы обнаружить все ошибки за одно считывание. Остальные фразы процессора,
обнаружив первую ошибку в исходной программе, прекращают ее дальнейшую работу.

поэтому дальнейшей расшифровки по номерам
нет.  В процессоре САП «Техтран»
предусмотрена развитая система диагностических сообщений. В случае ошибки
соответствующая фаза процессора печатает номер ошибки и пояснительный текст.
Тексты сообщений достаточно полно объясняют причины ошибки,

Кодирующая программа (постпроцессор)
предназначена для подготовки управляющих перфолент для станков токарной,
фрезерной, профилешлифовальной и электроискровой групп и многоцелевых станков,
оснащенных разнообразными системами ЧПУ. Кодирующая программа выполняет
следующие функции: преобразование правосторонней системы координат, в которой
задан контур обрабатываемой детали, в конкретную систему координат станка, где
осуществляется реализация перемещений рабочих органов станка в процессе
обработки;

всем осям; 
по  инструмента  пересчет вылетов инструментов
относительно первого рабочего

анализ и коррекцию величин подач в
режимах рабочих и ускоренных перемещений с учетом динамических характеристик
приводов конкретного типа станка с ЧПУ;

аппроксимацию круговых участков
траектории ломаными линиями или дугами окружности применительно к конкретной
системе ЧПУ;

расчет эквидистантной траектории
относительно заданного контура детали;

кодирование подач, частот вращения
шпинделя и технологических команд, задаваемых технологом на стадии
проектирования управляющей программы; ввод и отмену коррекций;

программы; 
формирование кадров перемещений и
кадров технологических команд управляющей

резьбы.  цилиндрической 
нарезания  формирование циклов

Входной язык системы позволяет!

описывать геометрические объекты
(точки, прямые, окружности, плоскости и векторы);

описывать любые плоские контуры,
состоящие из отрезков прямых и дуг окружностей;

описывать эквидистантную траекторию
непрерывного движения инструмента по заданному плоскому контуру;

задавать поточечное движение и
вертикальные перемещения для управления глубиной резания;

команды.  (задавать массивы чисел и
геометрических объектов, арифметические и логические выражения; задавать
преобразования геометрических объектов и траектории движения инструментов.
Кроме того, во входном языке системы имеются операторы управления
постпроцессорами, задающие необходимые технологические

Исходный текст на входном языке
системы «Техтран», который содержит информацию о геометрии детали, требуемой
траектории движения инструмента и специальных технологических командах,
составляют на основании расчетно-технологической карты (РТК). РТК оформляют на
стадии проектирования операции и в нее вводят данные, назначаемые технологом:
число рабочих ходов, глубины резания, подачи и скорости резания по рабочим
ходам, данные об инструменте, данные о последовательности обработки и траектории
движения инструментов.

Постановка задачи проектирования
оптимального технологического процесса. Рассмотрим понятие оптимальности
применительно к задаче проектирования технологического процесса.
Технологический процесс называют оптимальным, если он обеспечивает, во-первых,
выполнение системы ограничений, отражающих условия протекания процесса и требования,
предъявляемые к нему, и во-вторых, обеспечивает экстремум критерия оптимальности.

выбор критерия оптимальности.  Как следует из этого определения,
оптимальный технологический процесс - это не идеальный процесс, а процесс
наилучший в смысле заданного критерия оптимальности (например, технологический
процесс, обеспечивающий максимум производительности или минимум расхода металла
и т. д.). Процесс, оптимальный по одному критерию, может быть далеко не
оптимальным по какому-либо другому. Например, максимум производительности может
не соответствовать минимуму себестоимости. Поэтому при постановке задачи
проектирования оптимального технологического процесса весьма важным
является

то естественно
стремление минимизировать его расход, т. е. в качестве критерия оптимальности в
этом случае будет выступать минимум затрат на инструмент.   инструмента,  
режущего   приобретении   или   изготовлении  
используемых для оптимизации как технологических процессов в целом, так
и для отдельных частных технологических задач. Наиболее часто употребляются
следующие: максимум стойкости режущего инструмента, минимум штучного времени,
максимум производительности (процесса, операции). Выбор того или иного критерия
оптимальности диктуется зачастую конкретной производственной ситуацией. Если
предприятие, например, испытывает трудности в 
Известно несколько
различных критериев оптимальности,   предприятия.  
специфику   учитывать   процесс,  
задачам производства, предприятия, для
которого проектируется технологический   соответствовать   должен 
оптимальности  Критерий

как производительность
процесса и себестоимость обработки.  учитывает суммарный эффект от таких противоречивых в подавляющем большинстве
случаев факторов, 
Этот критерий  технологическая себестоимость.  является  группы 
этой  критериев   Одним из простейших 
сути.  по своей  являются
экономическими  Эти критерии  
процесса.   технологического   организацию  
на   затрат   распространение получают интегральные критерии оптимальности,
учитывающие весь комплекс 
все большее  время  последнее 
В

Наиболее полным показателем эффективности
технологического процесса являются приведенные затраты

капиталовложений; К — капиталовложения
(первоначальные затраты); Сп — полная себестоимость единицы продукции (детали);
Г — годовой выпуск изделий (программа).  коэффициент окупаемости   где Ен — нормативный

Таким образом, задача проектирования
оптимального технологического процесса непременно предусматривает наличие
критерия оптимальности. Другим непременным условием оптимизационной задачи является,
как уже указывалось, система ограничений.

Система ограничений, накладываемых на
технологический процесс, описывает следующие группы:

по производительности
технологического процесса;

по качеству продукции (точность
исполнения размеров и формы, микрогеометрия поверхности, физико-механические
свойства и т. д.);

по технологическим возможностям
оборудования, инструмента, приспособлений;

производства. 
возможностям  по организационно-техническим

Оптимизируемые параметры — это
параметры процесса, для которых в результате решения задачи должны быть найдены
оптимальные значения. Таковыми, например, являются частота вращения шпинделя и
подача при оптимизации режимов резания на операции. Ограничения могут также
быть описаны функциями оптимизационных параметров, но чаще они имеют вид
неравенства.

на выходе обеспечивается соответствующий
набор характеристик готовой детали.   характеристик, а  набором 
Любой технологический процесс может
характеризоваться как процесс качественного и количественного изменения
объектов производства. Его можно рассматривать как структурную систему,
основным элементом которой является операция. В этой системе на вход поступают
заготовки, характеризуемые соответствующим

сформировать
оптимальным образом сам набор технологических факторов т. е. число и виды
операций, а во-вторых, определить оптимальное значение каждого технологического
фактора.  Оптимизировать технологический
процесс значит, во-первых,

Различают два вида оптимизации
технологических процессов: структурную и параметрическую. Структурная
оптимизация — это выбор оптимальной структуры технологического процесса
(технологического маршрута, вида заготовки, типа оборудования, инструмента и т.
д.). Параметрическая оптимизация заключается в расчете оптимальных технологических
параметров — допусков на межоперационные размеры, припусков, периодов стойкости,
режимов резания и т. д.

Принцип сопоставимости обусловливает
при разработке оптимального технологического процесса проведение как
структурной, так и параметрической оптимизации одновременно. В соответствии с
принципом сопоставимости можно записать математическое выражение единого критерия
оптимальности для структурной и параметрической оптимизации, имеющего смысл
мини- \ мума приведенных затрат:

где Тj = (tij) — вектор технологических параметров
на операциях j-го варианта технологического процесса; Мj- — множество возможных значений
вектора Тj   параметров   технологических  
, оно состоит из областей измененияtijсистемами ограничений.  допустимых 
,

Принципы согласования структурной и
параметрической оптимизации, т. е. комплексной оптимизации технологического
процесса с интегральным критерием оптимальности сформулированы проф. Ю. М. Соломенцевым.
Комплексный подход к оптимизации технологического процесса позволил по-иному
подойти к распределению областей применения и задач структурной и
параметрической оптимизации. В этом случае имеет смысл сразу сформировать набор
параметров оптимизации, охватывающий все задачи проектирования. Параметрами
технологического процесса, кроме параметров режимов резания на каждой операции,
являются также межоперационные припуски на каждом технологическом переходе и допуски.
Это вполне упорядоченные параметры, т. е. поиск их оптимальных значений в
принципе необходимо проводить методами параметрической оптимизации. В то же
время перечисленные параметры по своему технологическому значению можно отнести
к структурным, так как они оказывают иногда решающее влияние на структуру
проектируемого технологического процесса. Таким образом, при комплексном подходе
ряд параметров является общим для структурной и параметрической оптимизации.

В развитие этих идей можно добавить,
что подавляющее число технологических ограничений (точность обработки,
шероховатость обработанных поверхностей, качественные показатели поверхностных
слоев) являются функциями режимов резания. В то же время эти технологические
ограничения в основном предопределяют величины межоперационных припусков и
допусков. Из этого следует доминирующая роль задачи оптимизации режимов резания
на каждой технологической операции. В конечном итоге комплексная оптимизация
должна предусматривать определение оптимальных значений всех технологических
параметров, в том числе и структурных, при учете их взаимосвязей с режимами.

Структурная оптимизация рассматривает
последовательно каждую задачу технологического проектирования. Таким образом,
весь процесс проектирования расчленяется на несколько взаимосвязанных уровней.
Процесс проектирования на каждом уровне представляет собой многовариантную
процедуру. В результате проектирования на всех уровнях образуется граф
допустимых вариантов ТП, отвечающих заданным ограничениям – рис.16.

Рисунок 16 – Граф допустимых
вариантов технологических процессов

Задача структурной оптимизации
состоит в поиске ветви графа, обеспечивающей экстремум целевой функции. В силу
неупорядоченности параметров основной метод структурной оптимизации состоит в
последовательном переборе возможных вариантов. Чтобы выбрать один оптимальный
вариант, необходимо до конца спроектировать очень большое количество допустимых
техническими и технологическими ограничениями вариантов ТП.

Для реального ТП изготовления деталей
даже средней сложности таких вариантов может быть огромное множество. Перебор
всех вариантов даже при помощи современных быстродействующих компьютеров занимает
очень большое время. Для уменьшения времени проектирования используются
следующие приемы.

Прием 1. Эффективность процесса
проектирования можно резко повысить, если организовать отбор рациональных
вариантов проектных решений на каждом уровне проектирования. Однако при этом
возникает проблема формирования критериев промежуточного отбора наиболее рациональных
вариантов на различных уровнях. Например, на уровне (этапе) выбора заготовки
анализ вариантов можно производить по критерию «себестоимость заготовки».
Данный критерий можно достоверно рассчитать на этом этапе. Но указанный
критерий не является до конца объективным. «Дешевая» заготовка (например,
круглый прокат для изготовления ступенчатого вала) даст «дорог?

Наверх