Проектирование штампов листовой штамповки при работе в САПИР

Отличительной особенностью САПИР является ее изначальная ориентированность как в эксплуатации, так и на этапах разработки на специалиста предметной области. Поэтому создателем и основным пользователем системы выступает конструктор и технолог по проектированию штампов ЛШ, а не программист. Этап модернизации правил проектирования конкретного объекта предусмотрен заранее. В состав САПИР входят: инвариантная информационная оболочка для решения машиностроительных задач в интерактивном режиме, символьная и графическая базы знаний объектов проектирования, которые являются ее функциональным наполнением, и связывающая их в единое целое библиотека бизнес-процессов.

В качестве такой инвариантной оболочки используется интегрированная интеллектуальная система (ИнИС) [3]. Для разработки и модернизации символьных баз знаний используются инструментальные средства, называемые интеллектуальной компьютерной средой (ИКС) [4]. Для разработки и модернизации графических баз знаний и оформления комплекта конструкторской документации (КД) на объект проектирования используется система параметрического автоматизированного проектирования и черчения T-FLEX CAD [5].

Сама САПИР работает в среде Windows 95/NT и имеет традиционный для данных систем интерфейс : диалоговые окна, пиктограммы, встроенную систему подсказок, справочную систему и т.д. Причем пользователь может ознакомиться с системой не только на уровне функций-подсказок, но и на уровне понятийной модели, баз данных с нормативно-справочной информацией, параметрических прототипов чертежей, библиотеки бизнес-процессов и т.д. Это обеспечивается девизом разработчиков системы - полная открытость для пользователя и масштабируемость.

Для пользователя САПИР - есть функциональный набор процедур, которые в рамках создаваемого проекта представляют собой бизнес-процесс, направленный на проектирование того или иного типа штампа (см. таблицу), используя прототип или "базовую модель". В общем случае прототип с точки зрения процесса проектирования штампов ЛШ - это конструкторская документация штампа, успешно прошедшая стадии проектирования, изготовления и эксплуатации и ставшая образцом ("базовой моделью") для последующих конструкторских разработок. Таким образом проектируется основная номенклатура штампов ЛШ машиностроительных и приборостроительных заводов, что позволяет :

• сократить в 2-3 раза трудоемкость проектных расчетов, конструирования и выпуска рабочих чертежей штампов ЛШ;
• повысить качество проектных работ;
• сократить на порядок сроки подготовки технической документации;
• значительно сократить сроки освоения выпуска новых изделий.

Проектирование штампов ЛШ в САПИР состоит из выполнения следующих этапов:

• создания/открытия проекта;
• выбора прототипа объекта проектирования;
• ввода исходных данных;
• выполнения расчетов;
• оформления комплекта КД.

Работа с проектами. Процесс проектирования штампа начинается с создания нового проекта или использования типового из библиотеки бизнес - процессов. Проект представляет собой информационную структурную единицу, содержащую одну разработку (штамп ЛШ) в виде инженерных расчетов и конструкторской документации в электронном виде и однозначно определяется своим именем и наименованием. Это позволяет конструктору проектировать штамп за несколько сеансов работы, многократно обращаясь к разработанному проекту для корректировки результатов расчетов или пересчета деталей штампа.

Выбор прототипа. Выбираемый прототип должен максимально подходить к требованиям изготовления объекта проектирования. Это означает выбор штампа с конкретной структурой, т.е. на уровне знаний - выбираются конкретные базы знаний, на уровне расчетов - конкретные вычислительные модели.

Исходные данные для проектирования штампа ЛШ в САПИР:

• чертеж штампуемой детали, который может импортироваться в электронном виде из других систем или создаваться средствами T-FLEX CAD;
• вид заготовки (включая характеристики материала, сортамента и т.д.) - выбирается из предлагаемой системой базы данных заготовок;
• прессовое оборудование, на котором будет осуществляться штамповка;
• сведения для заполнения основной надписи чертежа (фамилии конструктора, разработавшего чертеж, нормо- и технического контролера, проверившего, утвердившего и т.д.).

Выполнение расчетов. Бизнес-процесс конструкторского проектирования штампа описывается сценарием, в узловых точках которого пользователь может просматривать и редактировать по своему усмотрению предлагаемые варианты решений, как в символьной, так и в графической форме. В общем случае сценарий проектирования включает:

• формирование операционного эскиза штампуемой детали;
• генерацию схемы раскроя и рабочей зоны штампа;
• расчет исполнительных размеров рабочих деталей штампа;
• генерацию рабочих и посадочных контуров деталей штампа, провальных окон и т.д.;
• расчет центра давления, усилий штамповки и зазоров;
• выбор и расчет блока штампа, плит, колонок, втулок;
• конструирование рабочих деталей пакета штампа;
• конструирование деталей и узлов общего назначения;
• подбор стандартных изделий и крепежа;
• выбор прессового оборудования по закрытой высоте штампа и требуемому усилию.

При этом от конструктора требуется : понимание сути процессов проектирования, умение управлять системой в диалоге и навык работы с T-FLEX CAD.

Для конструктора при использовании САПИР процесс проектирования штампов ЛШ сводится к заполнению или редактированию содержимого полей экранных форм, выбору элементов из таблицы и работе с параметрическими чертежами. Вся остальная работа выполняется ЭВМ в автоматическом режиме.

Экранная форма представляет собой окно, состоящее из полей различного назначения. При этом возможны следующие типы полей: обязательные для ввода информации поля, поля для выбора из ассоциативного списка, необязательные поля, поля не подлежащие редактированию. Обязательные для ввода информации поля служат для заполнения данными. Наиболее простым примером может служить заполнение данными полей для оформления основной надписи чертежа. Заполнение полей экранной формы данными возможно: без контроля, с синтаксическим (целые, действительные числа, алфавитно-цифровая информация) или семантическим контролем данных.

Поля для выбора из ассоциативного списка подразумевают наличие перечня допустимых значений, из которого пользователю следует выбрать одно.

Выбор из предложенной системой таблицы по указанию пользователя сводится к выделению и инициации нужной строки по желаемому параметру и его значению.

Оформление комплекта КД. Результатом работы конструктора с САПИР является полный комплект конструкторской документации, включающий: эскиз детали, карту раскроя, сборочные чертежи и спецификации к ним, деталировочные чертежи. Следует отметить, что контуры рабочих деталей штампа с исполнительными размерами (матрица, пуансоны, съемник и т.д.) генерируются автоматически и в виде фрагментов проявляются на требуемых чертежах в рассчитанных точках привязки. Кроме того после проведения параметризации чертежа от пользователя может потребоваться изменение расположения размерных линий, знаков шероховатости, надписей, видов в поле чертежа, а также изменение размеров форматки чертежа и т.д.

Заключение. Конечно, сегодняшний рынок программных продуктов представлен и другими системами, решающими подобный класс задач. Поэтому перед покупателем встает вопрос выбора системы, которая в максимальной степени и с наилучшим качеством решает его проблемы и приемлема для него по цене. Используя САПИР, штамп для детали, показанной на рис.1, был спроектирован в течении 20 минут, причем основное время ушло на ввод чертежа детали. Качество спроектированного штампа обеспечено наличием хорошо отлаженной и постоянно пополняемой базы знаний, учитывающей основные ГОСТы, РТМ, опыт и навыки передовых экспертов по штамповке за последние 10-15 лет. В этом может убедиться каждый опробовав САПИР по проектированию штампов ЛШ на своем рабочем месте. Для чего достаточно заключить договор на пробное тестирование (до 45 дней) с оплатой только стоимости электронного ключа и комплекта дискет (около 50$ США).

Литература