В САПР различают следующие виды программного обеспечения

Автоматизация ТПП

Создание автоматизированных систем технологической подготовки производства (АСТПП) позволяет повысить производительность и качество проектных работ, сократить сроки технологической подготовки производства и уменьшить количество инженерно-технологических работников, необходимых для ее осуществления, повысить качество проектируемых технологических процессов. В АСТПП более 60% объема инженерных работ выполняется на ЭВМ.

Технической основой создания и внедрения АСТПП является унификация технологических процессов и применяемой оснастки на основе типовых и групповых процессов.

Основными структурными элементами АСТПП являются подсистемы. По функциональному назначению установлено два типа подсистем: общего и специального назначения.

Подсистемами общего назначения являются:

- информационный поток;

- кодирование;

- контроль и преобразование информации;

- формирование исходных данных для автоматизированных систем подготовки управления различных уровней;

- оформление технической документации.

Подсистемы специального назначения включают в себя:

- обеспечение технологичности конструкции;

- проектирование технологических процессов;

- конструирование средств технологического оснащения;

- управление ТПП;

- изготовление средств технологического оснащения.

Состав подсистем специального назначения следует устанавливать для каждого предприятия с учетом специфики ТПП и экономической целесообразности.

АСТПП – это человек-машинная система ТПП, созданная на базе специально спроектированного и освоенного комплекса экономико-математических методов и моделей, организованных форм электронно-вычислительной и организационной техники с соответствующим оборудованием и программно-математическим обеспечением.

Структура и виды обеспечения АСТПП

Система автоматизированного проектирования (САПР) – организационно-техническая система, представляющая собой комплекс средств автоматизированного проектирования, взаимосвязанный с подразделениями программной организации и выполняющей автоматизированное проектированное.

Производительность САПР в большой степени зависит от программного обеспечения (ПО), возможности которого ограничены трудностями алгоритмизации констукторско-технологических задач.

В связи с этим важное значение имеет создание диалоговых систем (Рис.7.1)

(ГОСТ 23501.0-79):

-методическое,

-лингвистическое,

-математическое,

-программное,

-информационное,

-техническое,

-организационное.

Методическое обеспечение – комплекс документов, устанавливающих состав и правила выбора и эксплуатации средств обеспечения автоматизированного проектирования. Разработка таких документов является творческим процессом и выполняется человеком.

Лингвистическое обеспечение – совокупность языков проектирования, терминов, определений, необходимых для выполнения автоматизированного проектирования. Оно состоит из языков программирования, проектирования и управления. Четкой границы между ними провести нельзя.

Математическое обеспечение – совокупность математических методов, моделей и алгоритмов проектирования, необходимых для выполнения проектных процедур. Основу математического обеспечения составляют алгоритмы, по которым разработано программное обеспечение САПР.

По назначению и способам реализации математическое обеспечение делится на две части: первую часть составляют математические модели, вторую часть – формализованное описание технологии автоматизированного проектирования.

Программное обеспечение – комплекс программ и необходимой эксплуатационной документации к ним в виде обычных текстовых или записанных на магнитных носителях. Программное обеспечение САПР делят на общесистемное и специальное.

Общесистемное программное обеспечение включает в себя управление процессом вычислений; диалоговую взаимосвязь с пользователем в процессе проектирования; хранение, поиск, анализ данных и др.

Специальное программное обеспечение – прикладные программы и пакеты прикладных программ.

Важным компонентом программного обеспечения являются программы и пакеты программ, которые строят по модульному принципу разделения программ на самостоятельные функциональные модули.

Управл. прогр.

Операц. карты

Специ-фикац.

Черте-жи

Предло-жнния

вывод результатов

контрольный вывод данных

	Вычис-ления

Выч

Рис.7.1 Структура САПР технологического процесса.

Информационное обеспечение – информация, используемая непосредственно для выработки проектных решений. Оно состоит из: оперативной, условно-постоянной и постоянной информации.

Оперативная информация включает в себя сведения о предмете производства, средствах производства и о продукте производства (чертежи изделия, технические условия и др.). Ее подготавливают заранее, и длительное время хранят в системе проектирования.

Условно-постоянная информация корректируется или полностью заменяется при переходе к другим производственным условиям или к новому классу задач.

Постоянная информация содержит сведения о машинных программах автоматизированного проектирования.

Составной частью информационного обеспечения являются автоматизированные банки данных, которые состоят из баз данных и систем управления базами данных (СУБД).

База данных строится по принципу информационного единства и допускает объединение любого числа баз с использованием общих данных различными подсистемами САПР.

СУБД представляет собой комплекс программ, обеспечивающих централизованное хранение, накопление, модификацию и выдачу данных, а также языковых средств, предназначенных для управления данными в БД и обеспечения взаимодействия БД с прикладными программами.

Техническое обеспечение – совокупность взаимосвязанных технических средств, для ввода, хранения, переработки, передачи программ и данных, организации человека с ЭВМ, изготовления программной документации.

Организационное обеспечение – комплект документов, устанавливающих правила автоматизированного проектирования, выпуска, использования и корректирования входных документов САПР, доступа к базам данных и др.

Интегрированная система – “проектирование – изготовление”. В интегрированной системе объединяются подсистемы конструирования, геометрического моделирования и разработки технологии изготовления проектируемых изделий. Основой объединения является использование общей базы данных.

Единая система автоматизированного проектирования и изготовления радиоэлектронной аппаратуры (ЕСАП-26) обеспечивает сквозной автоматизированный цикл проектирования, изготовления и наладки блоков на основе единого лингвистического обеспечения общей базы данных и формирования полных комплектов конструкторско-технологической документации. Туда входят: функциональные и принципиальные электрические схемы, чертежи монтажных плат, таблицы соединений, спецификации и др.; технологические документы; программы для управления сверлильными станками с программным управлением; фотошаблоны для печатных плат и др. Система позволяет выполнять контроль монтажных соединений на соответствующей электрической схеме, тестовый контроль и т.д.

В системе широко используются устройства и технологическое оборудование с ЧПУ для автоматизации процесса изготовления, наладки и контроля блоков. Структура интегрированной системы “Проектирование – изготовление” приведена на рис.7.2.

Примером такой системы может служить САПР КАПРИ, представляющая собой замкнутый цикл: научные исследования (АСНИ), опытное производство (АСУТП).

Система САПР КАПРИ выполняет следующие автоматизированные функции:

1) проектирование сборочных узлов, типовых и оригинальных деталей;

2) проектирование технологических процессов (выбор заготовок, режимов обработки, формирование маршрутных и операционных технологических карт, конструирования оснастки, подготовка управляющих программ для станков с ЧПУ и др.);

3) управление технологическими процессами;

4) организационно-экономическое управление.

Рис.7.2.Структура интегрированной системы

“Проектирование–изготовление”.

ЛЕКЦИЯ 8

ОЦЕНКА ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ ИЗДЕЛИЙ

Качественная и количественная оценка технологичности

Качественная оценка технологичности характеризует технологичность конструкции обобщенно на основании опыта исполнителя.

Такая оценка допустима на всех стадиях проектирования, когда осуществляется выбор лучшего конструктивного решения и не требует определения степени технологичности сравниваемых вариантов. Качественная оценка в процессе проектирования предшествует количественной и определяет целесообразность её проведения.

Количественная оценка технологичности осуществляется с помощью системы базовых показателей. По способу выражения характеризуемых признаков показатели технологичности могут быть абсолютные и относительные, а по количеству признаков – частные и комплексные.

Частный показатель технологичности конструкции изделия характеризует одно из входящих в неё свойств.

Комплексный показатель – характеризует несколько входящих в него частных и комплексных свойств.

Рекомендуемый перечень показателей технологичности конструкции изделий приведён в ГОСТ 14.201-83.

Показатели технологичности и их выбор

Оценку комплексных показателей технологичности конструкции осуществляют для:

1) опытного образца (опытной партии);

2) установочной серии;

3)серийного производства.

Рассматривают узлы и блоки, являющиеся сборочными единицами, а в отдельных случаях производят оценку технологичности изделия в целом.

В зависимости от конструктивно-технологических особенностей сборочные единицы разбивают на группы:

1) электронные блоки (логические, аналоговые и индикаторные, блоки оперативной памяти, генераторы сигналов, приёмно-усилительные блоки и т.д.);

2) радиотехнические блоки (вторичные и стабилизированные источники питания, выпрямители и т.д.);

3) электромеханические и механические блоки (механизмы привода, отсчётные устройства, кодовые преобразователи, редукторы, волноводные блоки и т.д.);

4) коммутационно-распределительные блоки (коммутаторы, коробки распределительные, переключатели и т.д.).

Наиболее важными показателями технологичности конструкции изделий являются трудоёмкость изготовления и технологическая себестоимость. В отраслевых стандартах, разрабатываемых на основе государственных стандартов, приводится номенклатура базовых (частных) показателей и методика их определения.

Для каждой группы изделий определён состав из семи базовых показателей. Их выбирают с учётом наибольшего влияния на технологичность конструкции блоков. Состав базовых показателей, их ранжированная последовательность зависит от вида группы.

Коэффициент весовой значимости показателя определяется по формулам

,

где i – порядковый номер показателя в ранжированной последовательности.

Базовые показатели

I.Электронные блоки.

1.Коэффициент использования микросхем и микросборок в блоке

К_и.мс.= Н_мс / Н_эрэ , j₁ = 1.000,

где Н_мс – общее количество микросхем и микросборок в блоке (изделии), шт; Н_эрэ – общее количество электрорадиоэлементов (ЭРЭ), шт.

К ЭРЭ относят микросхемы, микросборки, транзисторы, диоды, резисторы, конденсаторы и т.п.

2.Коэффициент автоматизации и механизации монтажа изделий

К_а.м.= Н_{а. м.} / Н_м. , j₂ = 1.000,

где Н_а.м – количество монтажных соединений, которые осуществляться механизированным и автоматизированным способом, шт;

3.Коэффициент автоматизации и механизации подготовки ЭРЭ к монтажу

К_м.п.ЭРЭ = Н_м.п.ЭРЭ/Н_ЭРЭ, j₃ = 0,750,

где Н_м.п.ЭРЭ - количество ЭРЭ, подготовка которых к монтажу может осуществляться механизированным и автоматизированным способом, шт.

4. Коэффициент автоматизации и механизации операций контроля и настройки электрических параметров

К_м.к.н. = Н_м.к.н./Н_к.н., j₄ = 0,500,

где Н_м.к.н. - количество операций контроля и настройки, которые можно осуществлять механизированным и автоматизированным способом, шт (в число таких операций включаются операции не требующие средств механизации); Н_к.н. - общее количество операций контроля и настройки, шт.

5. Коэффициент повторяемости ЭРЭ

К_п.ЭРЭ = 1 - Н_т.ЭРЭ/Н_ЭРЭ, j₅ = 0,310,

где Н_т.ЭРЭ - общее количество типоразмеров ЭРЭ в блоке (изделий), шт.

Под типоразмером ЭРЭ понимается габоритный размер без учета номинальных значений.

6. Коэффициент применяемости ЭРЭ

К_пр.ЭРЭ = 1 - Н_{т.ор.ЭРЭ}/Н_ЭРЭ, j₆ = 0,187,

где Н_{т.ор.ЭРЭ} - количество типоразмеров оригинальных ЭРЭ в изделии (блоке), шт.

7. Коэффициент прогрессивности формообразования деталей

К_ф = Д_пр/Д, j₇ = 0,110,

где Д_пр - количество деталей, полученных прогрессивными методами формообразования (штамповкой, прессованием, литьем под давлением и т.п.), шт; Д - общее количество деталей (без нормализованного крепежа) в блоке (изделии), шт.

II. Радиотехнические блоки.

1. Коэффициент автоматизации и механизации подготовки ЭРЭ к монтажу

К_м.п.ЭРЭ = Н_м.п.ЭРЭ/Н_ЭРЭ, j₁ = 1,000,

где Н_м.п.ЭРЭ - число ЭРЭ, подготовка и монтаж которых осуществляется механизированным и автоматизированным способом, шт; Н_м.п.ЭРЭ - общее количество ЭРЭ, шт.

2. Коэффициент автоматизации и механизации монтажа

К_а.м. = Н_а.м./Н_м, j₂ = 1,000,

где Н_а.м - число монтажных соединений, осуществляемых автоматизированным и механизированным способом, шт; Н_м - число монтажных соединений, шт.

3. Коэффициент сложности сборки

К_с.сб = 1 - Е_т.сл/Е_т, j₃ = 0,750,

где Е_т.сл - число типоразмеров узлов, требующих регулировки в составе изделия, пригонки или совместной обработки с последующей разборкой и сборкой, шт; Е_т - число типоразмеров узлов изделии, шт.

4. Коэффициент автоматизации и механизации операций контроля и настройки электрических параметров

К_м.к.н = Н_м.к.н./Н_к.н, j₄ = 0,500,

где Н_м.к.н - число операций контроля и настройки, выполняемых механизированным и автоматизированным способом, шт; Н_к.н - общее число операций контроля и настройки.

5. Коэффициент прогрессивности формообразования деталей

К_ф = Д_пр/Д, j₅ = 0,310,

где Д_пр - число деталей, получаемых прогрессивными методами формообразования, шт; Д - общее число деталей (без нормализованного крепежа), шт.

6. Коэффициент повторяемости ЭРЭ

К_п.ЭРЭ = 1 - Н_т.ЭРЭ/Н_ЭРЭ, j₆ = 0,187,

где Н_т.ЭРЭ - число типоразмеров ЭРЭ, шт; Н_ЭРЭ - общее число ЭРЭ, шт.

7. Коэффициент точности обработки

К_т.о. = 1 - Д_т.о/Д, j₇ = 0,110,

где Д_т.о - число деталей, имеющих размеры с допусками по 7-му квалитету точности и ниже.

III. Электромеханические и механические блоки.

1. Коэффициент точности обработки

К_т.о = 1 - Д_т.о/Д, j₁ = 1,000.

2. Коэффициент прогрессивности формообразования

К_ф = Д_пр/Д, j₂ = 1,000,

где Д_пр - число деталей, получаемых прогрессивными методами формообразования, шт; Д - общее число деталей, шт.

3. Коэффициент сложности обработки

К_с.о = 1 - Д_н/Д, j₃ = 0,750,

где Д_н - число деталей (заимствованных и стандартных), требующих обработки со снятием стружки, шт; Д - общее число деталей, шт.

4. Коэффициент повторяемости деталей

К_пов = 1 - (Д_т + Е_т)/(Д + Е), j₄ = 0,500,

где Д_т - число типоразмеров деталей в узле, шт; Е_т - число типоразмеров узлов в изделии, шт; Д - общее число деталей, шт; Е - общее число узлов в изделии, шт.

5. Коэффициент сборности изделия

К_сб = Е/(Е + Д), j₅ = 0,310,

где Е - число узлов в изделии, шт; Д - общее число деталей (без нормализованного крепежа), шт.

6. Коэффициент сложности сборки

К_с.сб = 1 - Е_т.сл/Е_т, j₆ = 0,187,

где Е_т.сл - число типоразмеров узлов, входящих в изделие, требующих регулировки в составе изделия, пригонки или путем совместной обработки с последующей разборкой и сборкой, шт; Е_т - число типоразмеров узлов в изделии, шт.

7. Коэффициент использования материалов

К_и.м = М/М_м, j₇ = 0,110,

где М - масса изделия без учета комплектующих; М_м - масса материала, израсходованного на изготовление изделия.

Комплексный показатель технологичности изделия определяется на основе базовых показателей:

,

где К_i - расчетный базовый показатель соответствующего класса блоков

(согласно ГОСТ 14.202-73); j_i - коэффициент весовой значимости показателя;

i - порядковый номер показателя в ранжированной последовательности.

Уровень технологичности разрабатываемого изделия оценивается относительно нормативного комплексного показателя К_н, согласно ГОСТ14.201-73 это отношение должно удовлетворять условию К/К_н ³ 1, где К_н выбирают из таблицы 1.

Таблица1.

Тип блоков	опытный образец (партия)	Кн установочная серия	серийное производство
Электронные	0,4 - 0,7	0,45 - 0,75	0,5 - 0,8
Радиотехнические	0,4 - 0,6	0,75 - 0,8	0,8 - 0,85
Электрормеханические и механические	0,3 - 0,5	0,4 - 0,55	0,45 - 0,6

При анализе полученных результатов необходимо учитывать сложность изделия и уровень основного производства завода изготовителя.

Пути повышения технологичности изделий ЭС

Конструкция детали (узла) должна отвечать требованиям:

-состоять из стандартных и унифицированных элементов;

-изготовляться из стандартных заготовок

-иметь оптимальные точность и шероховатость поверхностей

-обеспечивать возможность применения стандартных и типовых процессов ее изготовления

-обеспечивать возможность одновременного изготовления нескольких деталей и применения наиболее прогрессивных методов формообразования.

ЛЕКЦИЯ 9

Дата добавления: 2014-12-16