Разработка программного обеспечения для организации интерфейса программно-методического комплекса
Базы данных САПР АВТОПРОЕКТ полностью открыты для структурной и содержательной корректировки. Поддерживаются форматы файлов СУБД Paradox, FoxPro, dBase (для локальных рабочих мест). Имеющиеся у пользователя файлы этих форматов легко включаются в базу данных АВТОПРОЕКТ без изменения их месторасположения на диске и в сети. Данные могут располагаться как на локальных станциях, так и на сервере.
Одним из основных преимуществ АВТОПРОЕКТ является 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.
1.1.6.2 САПР ТП ТехноПро
Система автоматизированного проектирования технологических процессов ТехноПро является частью комплексной системы автоматизированного проектирования T-FLEX производства российских фирм “ТопСистемы" и “Вектор" [5].
T-FLEX/ТехноПро формирует операционные, маршрутно-операционные и маршрутные технологические карты, карты контроля, ведомости оснастки, титульные листы и другие технологические документы. На многих предприятиях используемые технологические карты отличаются от карт принятых по ГОСТ, поэтому T-FLEX/ТехноПро обеспечивает создание технологических документов произвольных форм, используя шаблоны Microsoft Word.
В T-FLEX/ТехноПро учтен опыт её эксплуатации сотнями пользователей во всех уголках России, поэтому система может использоваться и автономно с вводом информации с чертежей на бумаге.
В T-FLEX/ТехноПро наряду с оригинальным методом проектирования по "общим технологическим процессам" реализованы и традиционные методы: по типовому, групповому, технологическому процессу-аналогу. Технолог сам выбирает метод проектирования, наиболее подходящий в конкретном случае, а также способ его использования: автоматический, полуавтоматический, диалоговый или их сочетание. Например, сборочные технологические процессы можно проектировать в диалоге, изготовление корпусных деталей - в полуавтоматическом режиме, а процессы изготовления тел вращения - в автоматическом.
В T-FLEX/ТехноПро заложена возможность ее обучения пользователями и самообучения системы на примерах технологии конкретного производства. Обучение системы ведется технологическими понятиями, без какого-либо формализованного языка программирования. Основой для обучения системы являются технологические процессы изготовления конкретных изделий, технология изготовления которых уже отлажена на производстве. По мере наполнения баз данных система обретает возможность проектирования технологии изготовления совершенно новых изделий, которых еще не было в производстве.
Программной средой для реализации T-FLEX/ТехноПро выбрана наиболее популярная система управления базами данных (СУБД) Microsoft Access. Можно с уверенностью сказать, что СУБД Microsoft Access имеется на каждом предприятии России, так как она входит в комплект Microsoft Office. Это позволяет осуществлять сопряжение системы с такими базами данных, как SQL Microsoft Server, ORACLE, Sybase, Paradox, FoxPro и многими другими. Имеется возможность использования ранее созданных на предприятии баз данных по оборудованию, приспособлениям, инструментам.
1.1.6.3 САПР ТП TECHCARD
Система автоматизированного проектирования технологических процессов TECHCARD разработана в российском НПП “ИНТЕРМЕХ" [6].
TECHCARD представляет собой программно-методический комплекс систем автоматизации проектирования, используемый при технологической подготовке производства.
В состав комплекса для организации рабочего места технолога входят:
система автоматизации проектирования технологических процессов обработки деталей для различных видов производств;
система автоматизированного проектирования машиностроительных чертежей для построения и оформления операционных эскизов или любых графических изображений, выводимых в технологический документ, работающая в среде AutoCAD;
система организации и ведения архива конструкторской и технологической документации;
база данных технологического назначения, содержащая следующую информацию:
а) иллюстрированный классификатор, паспортные данные и размещение оборудования по цехам и участкам;
б) иллюстрированный классификатор и анкетные данные средств технологического оснащения (приспособления, режущий, вспомогательный и измерительный инструмент);
в) применяемые основные и вспомогательные материалы;
г) виды заготовок и их применяемость по сортаменту;
д) классификатор технологических операций с выбором любых параметров;
е) классификатор типовых переходов;
ж) справочные данные для заполнения параметров операционной технологии;
з) библиотека типовых технологических процессов на различные виды производств;
и) рекомендуемые режимы обработки;
к) нормативы времени на основные виды работ.
TECHCARD позволяет:
создавать любые новые и редактировать имеющиеся формы бланков технологической документации;
включать в состав одного бланка текст и графические изображения;
быстро редактировать документы, управлять оформлением и выводом на печать документов;
создавать и сопровождать базу данных с возможностью достаточно удобной работы по адаптации к условиям предприятия;
создавать графические библиотеки типовых элементов, типовых операций с привязкой к ним типовых технологических решений;
создавать расцеховочный маршрут обработки детали;
проектировать технологический процесс обработки детали в диалоговом режиме на основе аналога, типового техпроцесса или с использованием базы данных;
обеспечить автоматизированное проектирование техпроцессов с расчетом заготовок, режимов обработки и нормированием для различных видов производств;
производить автоматизированный подбор оснастки и оборудования;
оперативно настраивать вид и состав комплекта технологических документов на различные типы производств;
обеспечить взаимосвязь с системой ведения архива технической документации SEARCH для организации и ведения архива технологических документов;
обеспечить взаимосвязь с системой разработки конструкторской документации CADMECH для проектирования и оформления операционных эскизов и карт наладок.
Комплекс можно использовать в технологических подразделениях и технических отделах, как крупных предприятий, так и небольших производственных организаций, применяющих автоматизированные рабочие места технологов на базе автономных персональных компьютеров и локальных сетей. Комплекс работает с промышленными СУБД Oracle или InterBase под управлением Microsoft Windows 95/98/NT4/2000.
1.1.6.4 Интегрированная компьютеризированная система конструкторско-технологической подготовки производства (КТПП) изделий машиностроения
Данная система разработана на кафедре "Автоматизированные станочные системы" Тульского Государственного Университета [7].
Наличие единого банка конструкторских и технологических проектных решений позволяет избежать столь характерного "рассыпания" на локальные проектные решения и добиться подлинной интеграции.
Модули системы функционируют на рабочем месте технолога, конструктора, нормировщика, маршрутчика, - поэтому весь интерфейс полностью выражен в терминах предметной области пользователя и не пугает его словами типа "файл" или "блокировка записи" (разумеется, система работает в сети). Таким образом, при внедрении сохраняется преемственность с традиционной бумажной технологией и не возникает психологический барьер.
Максимальная автоматизация рутинных, нетворческих операций: данная система автоматически проводит изменения в проектных решениях с выпуском извещений (80% рабочего времени при бумажной технологии уходит на проведение изменений), рассчитывает нормы расхода производственных материалов с учетом всех технологических отходов и потерь (а это еще и существенная экономия материала), а также делает многое другое.
Система полностью соответствует требованиям ЕСТП и ЕСКД. Все формируемые документы выполнены строго по стандарту.
Вся система до последнего файла документирована, имеются подробные руководства пользователя и системного программиста по каждому модулю. Система передается заказчику вместе с исходными текстами программ, что позволяет их модифицировать силами специалистов самого предприятия.
Предусмотрена не только автоматизация, но и оптимизация: например, методами Т. Саати решается задача формирования оптимальной ограничительной нормали предприятия.
Система реализована в двух вариантах: под DOS и под Windows, причем DOS-версия предъявляет минимальные требования к компьютеру (286/VGA уже подойдет), что позволит наконец-то найти стоящее применение заводскому парку старых машин.
Краткая информация о некоторых модулях системы:
модуль "Оболочка" в стиле Windows - обеспечивает вызов всех остальных модулей, обработку документооборота, отслеживание изменений, разграничение доступа;
модуль "Ведение конструкторской документации" позволяет конструктору вводить в банк проектных решений перечни деталей и сборочных единиц (ДСЕ) изделий;
модуль "Обслуживание выборок" выполняет структурно-иерархический анализ изделия и формирует выборку ДСЕ с указанием количественной применяемости каждой из них без ограничения числа уровней вхождения. Модуль также формирует ведомости расхода материалов на изделие;
модуль "Punch" выполняет параметрическое проектирование конструктивно однородных изделий (например, средств технологического оснащения). Конструктор получает на экране модель сборки и меняет на ней размеры, добиваясь нужной геометрии. Модуль повышает производительность труда в 16. .20 раз;
модуль "Нормат" автоматизирует расчет материальных норм при механообработке. Нормативные базы позволяют назначить припуски, ширину реза, отход на зажим, выбрать материал из имеющихся в стандарте или в нормали;
модуль "ТехПро" позволяет создать собственный классификатор изделий (по любому признаку) и затем создать маршрутно-операционный техпроцесс, причем на экране отображается привычная технологу карта. Сразу же выполняется временное нормирование операций;
модуль "Генфор" формирует любые выходные документы: технологические карты, маршруты, ведомости материалов и т.д. при помощи встроенного языка описания документов, позволяющего гибко настраивать систему под любые стандарты и нормали;
модуль "Графическая база данных СТО" представляет собой гибкий классификатор СТО, содержащий как таблицы с размерными параметрами, так и выводимые на экран чертежи.
1.1.6.5 Система автоматизированного технологического проектирования "ТЕМП"
Созданная в МГТУ "СТАНКИН" система автоматизированного технологического проектирования "ТЕМП" представляет собой набор инструментальных средств для проектирования технологической документации с различной степенью автоматизации [8].
За 15 лет применения программно-методического комплекса "ТЕМП" разработчиками системы совместно с пользователями накоплен опыт автоматизации работ для следующих переделов: механообработка, лакокрасочные покрытия, окраска порошковыми красками, окраска в электрическом поле, штамповка, сборочные и сборочно-сварочные технологические процессы. Для каждого из переделов допустимо проектирование различными методиками: от работы в диалоге и синтеза на основе типовых решений до автоматического проектирования комплекта технологической документации. При этом проектирование документов может быть осуществлено как по отечественным, так и по международным стандартам.
В ходе проектирования обеспечивается комплексный контроль технологической документации, ведение архива и редактирование программ ЧПУ, расчет режимов резания и нормирование времени по различным специализациям и различным методикам, нормирование расхода материалов, интеграция документов различных специализаций. Например, генерация полуфабрикатов маршрутно-операционных карт технологических процессов различных специализаций на основе материальной спецификации, расчет расценок на изготовление изделия и формирование многих других сводных документов (таких как, ведомости оснастки и оборудования, документы по расчету загрузки оборудования, работа с конструкторскими спецификациями и документами по составу изделий). На базе этих сквозных документов реализовано решение таких задач как расчет применяемости деталей в изделии, интеграция с базами данных по составу изделий, материалов, специальных средств измерения, с конструкторскими системами, системами управления производством, автоматизированное управление процессом технологического проектирования и т.д.
На данный момент существуют два варианта реализации системы. Полная версия системы с максимальным объемом функциональных возможностей реализована в операционной среде MS-DOS, для хранения данных была использована СУБД Btrieve. Использование данной версии не предъявляет высоких требований к вычислительной технике. В эксплуатации могут участвовать персональные компьютеры практически всех поколений (начиная с ПК-286), что является большим преимуществом в условиях спада производственной деятельности машиностроительных предприятий. Вместе с тем сокращение сроков проектирования и повышение качества получаемых результатов путем использования ПМК "ТЕМП" положительно влияют на экономическую ситуацию предприятия, создавая потенциал для повышения экономической эффективности деятельности предприятия, не требуя значительных капиталовложений для компьютеризации деятельности технологических служб производства.
Параллельно с использованием базовой версии системы создается новая версия на базе современных средств вычислительной техники и технологии программирования.
Новая версия системы ориентирована на графический интерфейс Windows 3.1, Windows 95 и Windows NT и является не просто Windows-переложением предыдущего DOS-варианта, а его дальнейшим развитием в направлении объединения функций системы в типовые технологические задачи.
1.1.7 Разработка предложений по совершенствованию существующей системы САПР ТП механообработки на токарном оборудовании в условиях ЗАО НКМЗ
Проанализировав системы автоматического проектирования, существующие на сегодняшний день, представим результаты анализа в виде таблицы А.1 представленой в приложении А. В таблице представлен анализ анализ основных систем с точки зрения интерфейса пользователя. Оценка велась по десятибальной шкале. АРМ-Технолога сильно отстает от других систем автоматизированного проектирования, так как разработан для ОС DOS, в которой отсутствовали элементы интерфейса, появившиеся в ОС Windows. Это является одной из основных причин для разработки программно - методического комплекса с более удобным и совершенным интерфейсом.
На основании анализа разработаем предложения по совершенствованию существующей системы. Из-за того, что программное обеспечение САПР ТП разрабатывалось в рамках существовавших на момент создания технических и инструментальных возможностей, система накладывает ряд ограничений. Система работает на платформе DOS и в ней отсутствуют механизмы работы через технологию Active X и COM, что делает невозможным интеграцию системы с другими программами, установленными на компьютере. При составлении технологического процесса плохо организована работа текстового редактора. Сложно организованы операции копирования и переноса строк. Особенность реализации механизма выполнения программ в среде АРМ-Технолога, заключается в интенсивном используют жесткого диска, связанным с чтением управляющих строк из файлов. Отсутствует интерактивная контекстная помощь. Составление техпроцесса в системе, неквалифицированным пользователем, занимает длительное время из-за специфического интерфейса и особенностей работы в системе. Слабо работает механизм восстановления после сбоев.
Описанные ограничения и недостатки могут быть устранены перепроектированием базы данных техпроцессов, разработкой соответствующих приложений записи, чтения, сортировки и обработки необходимых данных. При составлении техпроцесса можно использовать таблицы соответствий, которые хранят информацию для однозначного автоматического выбора технологических решений. Для этого база данных дополняется рядом таблиц, в которые записывается исходная информация, необходимая для синтеза техпроцесса и расчета пооперационных норм времени. Ввод информации о детали ведется на основе графического представления с использованием комплексной групповой детали.
Дальнейшее развитие САПР ТП связано с моделированием процесса обработки и визуализацией текущего состояния объемной модели объекта (детали) при последовательной его обработке.
Графическая технология проектирования техпроцесса на основе токарных операций позволит исключить субъективные ошибки и даст возможность иллюстрировать выходную форму техпроцесса изометрическими изображениями ключевых состояний объекта.
Информация, представляющая текущее состояние разрабатываемого техпроцесса, должно быть можно сохранить в любой момент проектирования и загрузить для продолжения разработки с любого этапа. Подобная возможность - неотъемлемая часть любой системы САПР, и должна присутствовать и в САПР ТП токарных операций.
Естественным также является и изменение интерфейса системы. Имеющийся в настоящее время интерфейс DOS-приложения не выдерживает никакой критики с точки зрения современных представлений об интерфейсе пользователя. Поэтому, изменяя общую схему взаимодействия с пользователем при разработке техпроцесса, необходимо переработать интерфейс для приведения его в соответствие с требованиями стандарта CUA (Common User Access).
При проектировании токарных операций возможна существенная автоматизация процесса составления техпроцесса. В логику программы необходимо заложить таблицу соответствий, по которой будет выбираться последовательность обработки детали, станки, режущий инструмент, вспомогательный инструмент, измерительный инструмент, приспособления. Для более наглядного представления процесса обработки детали в базу данных следует заложить графические материалы, дающие представление об оборудовании, станках, режущем и прочем инструменте, динамике обработки деталей.
1.2 Выбор базовых программных средств для разработки оригинального программного обеспечения
Для выбора средств проектирования нужно сначала определиться с требованиями, предъявляемыми к таким средствам. Во-первых, проектируемый ПМК создается как standalone Win32-приложение, то есть программа, являющаяся выполняемым EXE-модулем Windows. Следовательно, выбранное средство разработки должно создавать именно такие модули. Во-вторых, необходимы средства для создания программ, работающих с базами данных. В-третьих, из-за ограниченности времени разработки, проектирование должно быть максимально быстрым. Это обеспечивается RAD-средствами.
Учитывая требования, я выбираю для разработки программно - методического комплекса среду быстрой разработки Delphi v.5.0 Enterprise. Эта среда обладает необходимыми функциональными качествами [9]:
позволяет создавать выполняемые модули Windows, не требующие никаких дополнительных библиотек для работы;
есть возможность работы с базами данных различных типов;
обеспечивают быструю визуальную разработку интерфейса пользователя.
1.2.1 Критерии оценки
Для оценки выбранного средства разработки я разработал критерии, по которым следует оценивать, учитывая их важность, и выставил им весовые коэффициенты. В таблице 1.6 приведены критерии и соответствующие им весовые коэффициенты. Числовые значения коэффициентов приняты субъективно, исходя из важности критериев для разработки ПМК.
Таблица 1.6 - Критерии оценки средств разработки
| Критерий | Весовой коэффициент |
| Визуальная разработка приложений | 0.9 |
| Функциональность интерфейса | 0.7 |
| Подсистема помощи | 0.7 |
| Интегрированная среда разработчика | 0.8 |
| Требования к компьютеру | 0.7 |
| Мощность языка | 0.5 |
| Простота языка | 0.6 |
| Степень ознакомленности со средством проектирования | 1 |
| Работа с базами данных | 0.9 |
| Возможность расширения | 0.4 |
“Визуальная разработка приложений” - критерий, характеризующий возможности по проектированию интерфейса пользователя в режиме WYSIWYG. “Функциональность интерфейса” - критерий, характеризующий простоту и дружественность интерфейса. “Подсистема помощи” - критерий, характеризующий полноту и удобство использования справочной системы. “Интегрированная система разработчика” - критерий, характеризующий удобство разработки программ, то есть наличие средств отладки и прочих интегрированных вспомогательных инструментов. “Требования к компьютеру” - критерий, характеризующий минимальные требования к аппаратному и программному обеспечению, обеспечивающему нормальную работу. “Мощность языка" - критерий, характеризующий возможности базового языка программирования. “Простота языка" - критерий, характеризующий ясность и понятность базового языка программирования. “Степень ознакомленности со средством проектирования” - критерий, характеризующий степень ознакомленности с рассматриваемым средством разработки. “Работа с базами данных” - критерий для оценки возможностей средства разработки по созданию приложений, работающих с базами данных различных типов. “Возможность расширения” - критерий, характеризующий возможность расширения стандартных инструментов и средств.
1.2.2 Оценка средства разработки
В таблице 1.7 приведена оценка выбранного средства разработки по десяти критериям. Так же, как и весовые коэффициенты критериев, оценка произведена субъективно, исходя из личных взглядов на оцениваемый продукт.
Таблица 1.7 - Оценка средства разработки
| Критерий | Delphi |
| Визуальная разработка приложений | 0.9 |
| Функциональность интерфейса | 0.7 |
| Подсистема помощи | 0.9 |
| Интегрированная среда разработчика | 0.6 |
| Требования к компьютеру | 0.8 |
| Мощность языка | 0.8 |
| Простота языка | 0.7 |
| Степень ознакомленности со средством проектирования | 1 |
| Работа с базами данных | 1 |
| Возможность расширения | 1 |
Оценка с учетом весовых коэффициентов производится по формуле (1.1):
,
где Оц - суммарная взвешенная оценка средства разработки;
Крi - оценка средства разработки по i-му критерию;
Всi - весовой коэффициент для i-го критерия; n - количество критериев.
Суммарная взвешенная оценка для Delphi:
Оц= (0.9*0.9) + (0.7*0.7) + (0.7*0.9) + (0.8*0.6) + (0.7*0.8) + (0.5*0.8) + (0.6*0.7) + (1*1) + (0.9*1) + (0.4*1) =6.09.
Полученная оценка является достаточной для того, что бы для разработки интерфейса программно-методического комплекса, использовать среду RAD Borland Delphi 5 Enterprise.
1.3 Компоненты программно-методического комплекса (ПМК) проектирования токарных операций
1.3.1 Информационное обеспечение
При проектировании технологического процесса значительная роль отводиться работе с базами данных. Именно в них сведены основные данные необходимые для проектирования, от актуальности и наполнения этих баз зависит качество спроектированного технологического процесса.
Для проектирования технологического процесса, состоящего из токарных операций, необходимы следующие основные базы данных:
оборудования (станков);
режущего инструмента;
измерительного инструмента;
вспомогательного инструмента;
приспособлений;
обрабатываемого материала;
способов установки и крепления детали;
точностных и чистовых характеристик обрабатываемых поверхностей.
База данных станков включает в себя сведения, приведенные в таблице 1.8 База содержит не только данные необходимые при составлении технологического процесса, но и справочные и обучающие.
Таблица 1.8 - Структура базы данных по оборудованию для проектирования техпроцесса обработки
| Имя поля | Тип данных | Размер | Ключ |
Ограничение на данные |
Назначение |
| TypeStanok | Alfa | 30 | - | Тип станка | |
| Model | Alfa | 30 | - | Модель станка | |
| MaxDiamNadStan | Integer | >0 | Максимальный диаметр обрабатываемой детали над станиной, мм | ||
| MaxDiamNadSup | Integer | >0 | Максимальный диаметр обрабатываемой детали над суппортом, мм | ||
| MegCentr | Integer | >0 | Межцентровое расстояние, мм | ||
| PredPod | Alfa | 50 | Пределы подач | ||
| NumStup | Integer | >=0 | Число ступеней | ||
| PowerP | Float | >0 | Мощность главного привода, кВт | ||
| MinChastVrach | Float | >0 | Минимальная частота вращения, об/мин | ||
| MaxChastVrach | Float | >0 | Максимальная частота вращения, об/мин | ||
| TMax | Float | >0 | Максимальный припуск обрабатываемый на станке, мм | ||
| Nu | Float | >0 | КПД станка, доли | ||
| Pxct | Float | >0 | Максимальная сила подачи суппорта, Н | ||
| Vid | TGraphic | Внешний вид станка | |||
| Kinem | TGraphic | Кинематика обработки детали | |||
| Tochn | Alfa | 20 | Чистовой или черновой обработки | ||
| Kod | Autoincrement | * | Код станка в базе данных | ||
| Rezcederg | Alfa | 60 | Параметры резцедержателя | ||
| MaxMass | float | >0 | Максимальная масса детали |
База данных по режущему инструменту содержит информацию, необходимую для расчета режимной части техпроцесса. Информация о режущем инструменте, используемая в ходе проектирования техпроцесса, приведена в таблице 1.9.
Таблица 1.9 - Структура базы данных режущего инструмента (резцы)
| Имя поля | Тип данных | Размер | Ключ |
Ограничение на данные |
Назначение |
| Name | Alfa | 30 | Наименование | ||
| RazmDerg | Alfa | 30 | Размер державки | ||
| MatReg | Alfa | 30 | Материал режущей части | ||
| PeredDeg | float | >0 | Передний угол g, рад | ||
| MainDeg | float | >0 | Главный угол в плане, рад | ||
| VspomDeg | float | >0 | Вспомогательный угол в плане, рад. | ||
| RadVer | float | >0 | Радиус вершины резца, мм | ||
| Tst | integer | >0 | Период стойкости инструмента, мин. | ||
| MatDerg | alfa | 30 | Материал державки | ||
| Vid | TGraphics | Внешний вид инструмента | |||
| Kod | Autoincrement | Код инструмента в базе данных |
Эта структура базы данных только по резцам. На токарном оборудовании обработка производится не только резцами, но и:
сверлами;
метчиками;
развертками;
зенкерами;
плашками.
Кроме резания на токарном оборудовании производится так же шлифовка, полировка, накатка, раскатка. Для этих инструментов необходимо использовать базы данных, составленные для каждого инструмента индивидуально.
База данных по измерительному инструменту используется для осуществления контрольно-измерительных операций во время обработки. База содержит сведения, приведенные в таблице 1.10
Таблица 1.10 - Структура базы данных измерительного инструмента
| Имя поля | Тип данных | Размер | Ключ |
Ограничение на данные |
Назначение |
| Name | alfa | 30 | * | Наименование инструмента | |
| PredIzm | Integer | >0 | Пределы измерения | ||
| TochIzm | Integer | >0 | Точность измерения | ||
| Kod | Autoincrement | * | Код инструмента в базе данных | ||
База данных по обрабатываемому материалу используется для расчетов режимов резания и определения группы стружки. Структура базы данных приведена в таблице 1.11
Таблица 1.11 - Структура базы данных обрабатываемого материала
| Имя поля | Тип данных | Размер | Ключ |
Ограничение на данные |
Назначение |
| Marka | alfa | 30 | * | Марка материала | |
| GrStr | alfa | 2 | Группа стружки | ||
| Proch | float | >0 | Предел прочности, МПа | ||
| Tek | float | Предел текучести, МПа | |||
| KoefObrab | float | >0 | Коэффициент обрабатываемости | ||
| Kod | Autoincrement | * | Код материала в базе данных |
Вспомогательный инструмент используется для установки режущего инструмента на станок, как переходник. Структура базы данных по вспомогательному инструменту представлена в таблице 1.12.
Таблица 1.12 - Структура базы данных по вспомогательному режущему осевому инструменту
| Имя поля | Тип данных | Размер | Ключ | Ограничение на данные | Назначение |
| Name | alfa | 30 | * | Обозначение вспомогательного инструмента | |
| Diam | integer | >0 | Диаметр отверстия для хвостовика, мм | ||
| Dlina | float | >0 | Длина вспомогательного интсрумента, мм | ||
| KonusM | float | >0 | Конус Морзе, рад | ||
| Kod | Autoincrement | Код инструмента в базе данных |
При проектировании технологического процесса обработки детали, когда составляется план и выбирается метод обработки, одновременно с выбором станка надо установить, какое приспособление необходимо для выполнения на данном станке намеченной операции. Приспособление используется для установки и обработки детали на станке [10]. Пример структуры базы данных для 3-х кулачкового патрона приведена в таблице 1.13.
Таблица 1.13 - Структура базы данных для 3-х кулачкового патрона
| Имя поля | Тип данных | Размер | Ключ |
Ограничение на данные |
Назначение |
| Name | alfa | 30 | * | Наименование приспособления | |
| MaxDiamZakr | Integer | >0 | Максимальный диаметр закрепления, мм | ||
| GabRazm | alfa | 30 | Габаритные размеры приспособления | ||
| MaxUsZakr | integer | >0 | Максимальное усилие закрепления, Н | ||
| TypePriv | alfa | 30 | Тип привода | ||
| Kod | autoincrement | Код приспособления в базе данных |
Вспомогательными базами данных, необходимыми для работы программно - методического комплекса, являются:
база данных классификатора;
база данных комплексных деталей;
тексты обработки поверхностей, переходов;
база данных типовых технологических процессов для комплексных деталей;
база данных комментариев;
база данных наименований видов работ.
нормативов вспомогательных работ на токарные операции;
нормативов резания;
нормативов на вспомогательные работы;
база данных условий обработки;
база исходных данных индивидуальных деталей;
Так же новым оригинальным технологическим решением является использование таблиц соответствий, содержащих условия принятия технологических решений и сами решения, оформленные в виде файлов базы данных. При помощи них задается выбор:
припусков на операцию;
плана обработки поверхностей;
припусков на операцию.
Для хранения неиспользуемых техпроцессов и индивидуальных деталей предполагается использовать архивы:
готовых техпроцессов;
незавершенных техпроцессов;
готовых индивидуальных деталей;
незавершенных готовых деталей.
1.3.2 Программное обеспечение
Программное обеспечение - совокупность программ, представленных в заданной форме, вместе с необходимой программной документацией.
Определим задачи, встающие перед проектировщиком программно - методического комплекса для проектирования техпроцессов.
Во-первых, необходимо предусмотреть средства для хранения и манипулирования информацией, требуемой в процессе проектирования техпроцессов. Для этого необходимо создать полноценную базу данных. В нее входят как набор таблиц с данными, так и программные средства для администрирования базы.
Во-вторых, требуется разработка собственно самих средств проектирования техпроцессов. Эти средства можно разделить на три категории: средства автоматического проектирования типовых техпроцессов, средства полуавтоматического проектирования оригинальных техпроцессов и средства ручного редактирования спроектированных техпроцессов.
Третье - то без чего трудно обойтись практически любой программе - средства ввода-вывода. Сюда можно отнести как средства ввода-вывода текущего состояния комплекса, так и средства фиксации результатов проектирования в виде файлов, содержащих маршруты техпроцессов. Кроме того, средства для обмена данными с внешними базами данных.
Детальная декомпозиция целей проектирования программно - методического комплекса в виде иерархического дерева - графа целей - представлена на рисунке 1.2.
Учитывая мировой опыт проектирования сложных программных продуктов, используем модульный подход для реализации программного комплекса. Модульная структура облегчает расширение системы и адаптирование в соответствии с требованиями пользователя [11]. Разобьем программно-методический комплекс на структурные модули, каждый из которых выполняет свой комплекс функций.
Результат работы программного комплекса и качество спроектированного техпроцесса зависит, в большей степени, от качества и наполнения баз данных. Модуль работы с базами данных должен обеспечивать выполнение следующих функций:
ввод информации в БД;
редактирование баз данных;
просмотр баз данных;
контроль корректности вводимых данных;
возможность сортировки данных по уникальному и составному ключу;
быстрый поиск в базах данных;
резервная архивация баз данных.
Первым этапом работы с программно-методическим комплексом при разработке техпроцесса является выбор комплексной детали, для описания индивидуальной детали.
Эту функцию должен выполнять модуль ввода исходных данных.
Рисунок 1.2 - Декомпозиция целей проектирования ПМК
Модуль ввода исходных данных должен выполнять следующие функции:
выбор класса комплексной детали на основании технологического классификатора;
ввод информации об индивидуальной детали;
контроль ввода данных;
сохранение вводимых данных по индивидуальной детали в архив;
автосохранение вводимых данных, для аварийного восстановления;
чтение информации об индивидуальной детали из архива, из файла.
Второй этап - обработка введенной информации. Основные функции расчетного модуля:
выбор плана обработки;
выбор способа установки детали;
выбор оборудования;
выбор режущего инструмента;
выбор приспособления;
выбор вспомогательного инструмента;
выбор измерительного инструмента;
логический выбор технологических переходов по таблицам соответствий и генерирование текста технологического процесса;
оптимизация (по подаче, скорости, глубине резания) по производительности и выбор режимов резания;
расчет норм времени (ТО, ТВ);
расчет себестоимости технологической операции;
выбор оптимального оборудования по себестоимости.
На каждом этапе проектирования должны быть реализованы следующие функции:
предоставление возможности технологу в диалоге самому принимать решения или контролировать их автоматический выбор;
контроль возможных некорректностей выбора взаимоисключающих решений;
предоставление возможности технологу редактировать и исправлять текст техпроцесса.
Заключительный этап работы программно-методического комплекса - выдача технологического процесса на печать в форме принятой на предприятии. Основные функции модуля выдачи техпроцесса:
передача текста техпроцесса в текстовый редактор Microsoft Word;
передача текста техпроцесса в табличный редактор Microsoft Excel;
прямой вывод текста техпроцесса на печать;
сохранение полученного техпроцесса в файл;
передача техпроцесса в архив.
Так же ПМК должен быть оснащен сервисным модулем, поскольку он используется для обучения студентов основам проектирования техпроцессов. Основные функции сервисного модуля:
предоставление контекстно-зависимой помощи, по ходу проектирования техпроцесса;
выдача мультимедийной информации, такой как динамика обработки деталей, внешний вид станков и т.д.;
регистрация входа пользователей по паролю;
разделение прав доступа;
изменение системных настроек программно-методического комплекса;
управление экранными окнами ПМК.
Для обеспечения оптимального и устойчивого режима работы разработанного программно - методического комплекса необходимо наличие перечисленных ниже программных продуктов:
операционная система - Windows 98/NT/2000;
наличие Borland Database Engine;
для пользователей - просмотрщик чертежей в формате AutoCAD2000;
для администраторов, наполняющих базы данных - CAD система AutoCAD 2000.
1.3.3 Алгоритм и порядок работы с программно-методическим комплексом при составлении модели комплексной детали
При составлении типового технологического процесса на комплексную деталь, тип детали выбирается на основании класса детали. Класс комплексной детали выбирается при помощи классификатора. Например для выбора, в качестве типовой детали, вала редуктора, нужно выбрать класс "тела вращения". Для уточнения типа детали используются такие данные: наличие основных и дополнительных конструктивных элементов, размерные характеристики, шероховатость, точность размеров и расположение поверхностей.
Чертеж комплексной детали составляется технологом для группы деталей, имеющих большое количество схожих основных и вспомогательных конструктивных элементов. Чертеж должен иметь множество избыточных размерных цепей, так как при проектировании индивидуальной детали многие размеры исчезнут, а оставшиеся должны однозначно определять все необходимые размеры. Комплексная деталь описывается при помощи множества основных, соединительных и дополнительных элементов.
К основным конструктивным элементам относятся цилиндрические, конические поверхности и отверстия. Конструктивные элементы вводятся с чертежа слева направо. Из списка поверхностей выбираются необходимые и заносятся в таблицу. Назначение происходит путем сопоставления основному диаметру поверхности кода поверхности. Дополнительно указывается, есть ли на поверхности резьба. И указывается, является ли данная поверхность постоянной или может отсутствовать.
К соединительным конструктивным элементам относятся торцы. Обычно торцы присутствуют на диаметральных переходах детали. Им так же назначается код из списка, если торец крайний на нем может быть сфера, которой тоже назначается код.
К дополнительным конструктивным элементам относятся канавки, галтели и фаски. Галтели и фаски присутствуют на диаметральных переходах и на торцах детали. Канавки, как дополнительные элементы, присутствуют на внешних и внутренних цилиндрических поверхностях.
Так же для описания модели комплексной детали используется матрица инцидентности переменных, обозначающих линейные размеры между торцами.
Алгоритм описания модели комплексной детали приведен на рисунке 1.3.
Рисунок 1.3 - Алгоритм описания комплексной детали
1.3.3.1 Описание формата файла для хранения информации о комплексной детали
Файл для хранения информации представляет собой типизированный файл, в который записывается информация в виде записи.
Описание типа данных для хранения информации приведено на рисунке 1.4.
type Сomplex = record
KodClass: String [11] ;
MaxDiam: integer;
MinDlin: LongInt;
MaxDlin: LongInt;
KolvoOsnPov: integer;
KodOsnPov: Array [1. .50] of integer;
PostDiam: Array [1. .50] of Boolean;
RezPov: Array [1. .50] of Boolean;
KolvoOtv: integer;
KodOtv: Array [1. .50] of integer;
RezOtv: Array [1. .50] of Boolean;
Torc: Array [1. .100,1. .100] of Boolean;
KodTorc: Array [1. .1000] of Integer;
VidTorc: Array [1. .1000] of Boolean;
FaskaKod: Array [1. .150,1. .150] of LongInt;
GaltKod: Array [1. .150,1. .150] of LongInt;
KanavkiKod: Array [1. .150,1. .150] of LongInt;
LinDimTorc: Array [1. .100,1. .100] of String [2] ;
TextTP: Array [1. .1000] of LongInt;
Comment: String;
Ris: TBitMap; end;
Подробно рассмотрим хранимые данные.
KodClass - классификационный код детали, выбраный по классификатору. Длинна его 11 символов.
MaxDiam - максимальный диаметр используемой заготовки, мм.
MinDlin - минимальная длина заготовки, мм.
KolvoOsnPov - количество основных поверхностей.
KodOsnPov - массив кодов поверхностей.
PostDiam - массив логических значений. Если поверхность постоянная, то 1, если нет 0.
RezPov - массив логических значений. Если 1, то на поверхности есть резьба, если 0, то нет.
KolvoOtv - количество отверстий.
KodOtv - массив кодов отверстий.
RezOtv - массив логических значений. Если 1, то на отверстии есть резьба, если 0, то нет.
Torc - матрица торцев на внешних и внутренних диаметрах.
KodTorc - массив кодов торцевых поверхностей.
VidTorc - массив торцевой поверхности. Если 1, то торец обычный, если 0, то торцевая поверхность - сфера. И в массиве кодов торцев, код сферического торца.
FaskaKod - матрица кодов фасок из БД поверхностей.
GaltKod - матрица кодов галтелей из БД поверхностей.
KanvkiKod - матрица кодов канавок из БД поверхностей.
LinDimTorc - массив обозначений размеров между торцами. Например: L1, L2.
TextTP - массив кодов из базы данных текстов типовых техпроцессов.
Comment - коментарий к комплексной детали.
Ris - рисунок комплексной детали.
В случае описания торцев, на пересечении диаметров указывается наличие торцев. В списке диаметров указываются внешние и внутренние диаметры. Если указывается наличие торца на одном и том же диаметре, то это значит, что торец крайний.
Когда описывается матрица кодов галтелей и фасок, в матрице участвуют торцы и диаметры внешние и внутренние. Так как галтели и фаски могут быть на переходах торец - диаметр, диаметр - торец.
Когда описывается матрица канавок, то используются торцы, диаметры внешние и внутренние. Канавки могут быть не только на переходах торец-диаметр и диаметр-торец, но и на самих диаметрах.
1.3.4 Алгоритм и порядок работы при описании индивидуальной детали
При проектировании технологического процесса токарных операций, работа с комплексом делится на три этапа.
Ввод информации об индивидуальной детали на основе комплексной.
Расчет всех параметров технологического процесса и генерирование текста технологического процесса.
Вывод техпроцесса в форме принятой на предприятии и передача, по желанию пользователя, в текстовые или табличные редакторы.
Индивидуальная деталь описывается на основе модели комплексной детали. Необходимая информация берется с чертежа конкретной детали. Необходимой дополнительной информацией является: способ изготовления заготовки, общая длина и диаметр заготовки. Вводятся основные необходимые данные:
точность поверхностей;
линейные размеры;
диаметральные размеры;
радиусы галтелей и сфер;
угол и длина фасок;
уклон конусных поверхностей;
припуски по торцам и их качество.
После ввода необходимых данных информация передается в расчетный модуль для генерирования текста технологического процесса. Алгоритм описания индивидуальной детали представлен на рисунке 1.5
На каждом этапе проектирования или ввода информации в программном комплексе, должно быть предусмотрено сохранение вводимой информации и ее автосохранение в фоновом режиме, как это реализовано в Microsoft Word. После