авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 8 | 9 || 11 |

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ НАУЧНЫЙ СОВЕТ РАН ПО ПРОБЛЕМАМ МАШИНОВЕДЕНИЯ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ УЧРЕЖДЕНИЕ ...»

-- [ Страница 10 ] --

Производство ИК ОС является наукомким и высокотехнологичным процессом. Поэтому, в России и в других странах таких производителей гораздо меньше, чем, например, ОС видимого диапазона. Следует отметить, что наибольших успехов добиваются предприятия, сами проектирующие ИК ОС с учтом своих технологических достижений и возможностей. Так, например ФГУП «НПО«ГИПО» (г. Казань) использует технологии получения киноформов для коррекции хроматических аберраций. ФГУП «НИИКИ ОЭП» (г. Сосновый Бор) использует технологию алмазного микроточения (АМТ) для получения асферических поверхностей и изготовления сложных оптических элементов (ОЭ). При этом оптикам расчтчикам и конструкторам необходимо хорошо представлять технологические возможности и параметры станков АМТ, имеющихся на предприятии. Так, например, в работе [3] рассмотрена возможность существенного расширения возможностей станка АМТ за счт особенностей его предварительной настройки по расчтным параметрам. В работе [4] рассмотрены возможности АМТ в части получения ОЭ с заданным взаимным расположением рабочих поверхностей, использование АМТ для изготовления пресс форм, использование АМТ для исследования и контроля технологической наследственности материалов. В этой же работе рассмотрены совмещнные технологии.

В оптическом приборостроении технологический процесс изготовления прибора, например объектива, включает следующие этапы: изготовление ОЭ, изготовление механических деталей, сборка. На стадии сборки возможна расточка корпуса объектива, доработка ОЭ, например их центрировка. Но формообразование ОЭ к моменту сборки всегда завершено.

При использовании технологии АМТ в ряде случаев с целью упрощения технологии и повышения точности взаимного расположения поверхностей целесообразно совместить сборку с формообразованием ОЭ.

На рисунке показана схема сканера, состоящего из нескольких призм 1;

2 …6 с разными углами наклона граней к основанию 1;

2 … 6 и планшайбы 7, к которой призмы крепятся винтами. Сначала изготавливаются планшайба и призмы, а затем в процессе сборки выдерживаются углы и. Рабочие поверхности зеркал могут изготавливаться как АМТ так и полированием.

Технология АМТ позволяет совместить технологические процессы сборки и формообразования. Планшайба устанавливается на глобусном столе. К планшайбе крепится призма с наибольшим углом. Затем проводится обработка рабочей поверхности призмы на станке АМТ. Затем глобусный стол разворачивается на углы и, устанавливается следующая призма и проводится е формообразование. Последовательность установки и обработки призм должна обеспечивать выход резца (резец не должен касаться ранее установленных и обработанных призм).

Схема сканирующей системы.

Эксперименты показали, что такая технология позволяет обеспечить точность углов и в пределах +/-5 угловых секунд (при использовании глобусного стола с точностью +/-2 угловых секунды). При обычной технологии допуск составляет +/-15 угловых секунд.

Поверхность, обработанная АМТ представляет дифракционную рештку, параметры которой зависят от режимов резания, (подачи и глубины резания) и используемого инструмента (радиуса заточки резца). Поэтому, при оценке качества обработанной поверхности могут быть использованы методики и установки применяемые для контроля дифракционных структур.

Измерительная установка состоит из следующих элементов. Луч от гелий-неонового лазера падает на точную поверхность под углом 45° и, отражаясь от не, образует на экране дифракционную картину. Если вместо экрана установить примник излучения перемещающийся по линейке, то можно производить измерения распределения энергии по дифракционным максимумам и расстояние между ними.

Проведнные эксперименты показали, что образцы из одних и тех же материалов, обработанные на станке АМТ на одинаковых режимах одним и тем же резцом дают разные дифракционные картины, если образцы имеют разную технологическую наследственность, то есть прошли разную механическую и термическую предварительную обработку. Результат интересен тем, что используя измерения шероховатости на профилометре – профилографе таких выводов сделать нельзя.

Проведены исследования возможности использования технологии АМТ при изготовлении прессформ (ПФ). Изготовление ПФ, позволяющей изготовить тысячи ОЭ, дорого и трудомко.

Из-за усадки материала, особенно при изготовлении ОЭ из полимерных материалов, и других технологических факторов после изготовления и контроля пробной партии ОЭ необходима корректировка рабочих поверхностей ПФ. При высоких требованиях к рабочим поверхностям ОЭ такой процесс может повторяться несколько раз. В этом случае целесообразно использовать технологию АМТ (обработку детали резцом из природного монокристаллического алмаза на сверхпрецизионном станке с компьютерным управлением). Детали ПФ с поверхностями оптического качества изготавливаются из алюминиевых сплавов (или специальных сортов латуни) и их формообразование осуществляется на станке АМТ. Использование стали невозможно из-за быстрого разрушения алмазного резца. Использование сверхпрецизионного станка с компьютерным управлением позволяет получить высокоточную, в том числе асферическую поверхность ПФ, а также оперативно корректировать е по результатам измерений опытной партии ОЭ.

Нами были проведены эксперименты по прессованию ПММК и инфракрасных сткол с апертурой до 40 мм и толщиной 5-8 мм с плоскими и сферическими поверхностями. Измерения ОЭ показали, что при таком подходе возможно получение 5-10 ОЭ с точностью формы порядка N/N 5/1 для ПММК и 8/4 для инфракрасного стекла при шероховатости рабочих поверхностей порядка 60 ангстрем.

Изготовление нескольких образцов ОЭ позволяет создать макетный образец прибора без использования дорогостоящей оснастки.

Объединение проектировщиков и технологов, непосредственно участвующих в изготовлении ОС, на одном предприятии позволяет технологам участвовать в разработке конструкции уже на стадии оптического расчта, а не тогда, когда конструкция разработана и внесение в не существенных изменений практически невозможно. Следует отметить, что при такой организации работы расчт ОС ведтся с учтом имеющихся в наличии пробных сткол, что уменьшает как финансовые, так и временные затраты.

В работе [5], описан разработанный и изготовленный зеркальный аналог призмы Дове, предназначенный для работы в видимом и ИК диапазонах спектра. При проектировании использован наш опыт изготовления металлических зеркал. Конструкция разработана с использованием технологических примов позволяющих получить как рабочие (оптические), так и базовые поверхности с гладкими или резьбовыми отверстиями на единой заготовке с их точным взаимным расположением.

Важнейшими составляющими технологического процесса изготовления как всей ОС, так и отдельных оптических элементов являются контрольно измерительные операции. Наш опыт изготовления ИК ОС показал необходимость контрольных операций на самых ранних стадиях технологического процесса. Разработана методика контроля непрозрачных в видимой области заготовок на ИК коллиматорной установке. Сущность методики заключается в измерении функции передачи модуляции (ФПМ) эталонного ИК объектива и сравнении е с ФПМ системы:

эталонный объектив + контролируемая заготовка (полированная плоскопараллельная пластинка).

Для проведения измерений заготовок с небольшой апертурой или в узком спектральном диапазоне и, как следствие, низком уровне сигнала, для повышения его уровня, на рабочие поверхности контролируемой пластины могут быть нанесены просветляющие покрытия.

Для контроля параметров ИК ОС на стадии сборки и измерения выходных параметров был разработан ряд методик:

- методика контроля положения визирной оси инфракрасной оптической системы с переменным фокусным расстоянием. Методика апробирована при изготовлении и испытании ИК объективов с дискретным и панкратическим изменением фокусных расстояний при различном положении объективов в пространстве.

- методика фокусировки телескопического расширителя в инфракрасной области спектра.

Методика апробирована при юстировке расширителей лазерного излучения с апертурой 15 – мм, когда применение ИК интерферометра было невозможно.

- методика, основанная на использовании матричных фотопримников, для измерения ФПМ и ФРК объективов.

- методика измерения диаметра (площади) входного зрачка ИК объективов.

При проектировании и изготовлении опытных образцов ИК объективов для повышения конкурентоспособности за счт уменьшения временных затрат, в ряде случаев, целесообразно использовать следующую схему построения технологического процесса. На стадии выполнения оптического расчта определяется количество линз, их габариты и материалы из которых они должны быть изготовлены. После этого, не дожидаясь окончательного расчта, заказываются необходимые заготовки с припусками, допускающими некоторое изменение габаритов ОЭ.

Основными материалами, используемыми в ИК объективах являются германий, кремний, селенид цинка, инфракрасные сткла и другие материалы, поставка которых может занимать довольно длительное время, до нескольких месяцев. Особенно это характерно для заготовок диаметром более 100 – 150 мм. После получения заготовок осуществляется их контроль, определяются фактические показатели преломления для рабочих длин волн, для чего изготавливаются и измеряются специальные призмы. Затем следует «пересчт на плавки», корректировка чертежей ОЭ и лишь после этого начинается их изготовление.

После начала разработки конструкторской документации (КД), когда становятся понятны габариты механических деталей, а также материалы из которых они должны быть изготовлены заказываются заготовки, имеющие длительный срок поставки. Это заготовки из литейного инвара, титана, бескислородной меди, специальных сортов бронзы и другие. Оптимальным является вариант, когда к окончанию разработки КД закуплены и проконтролированы все необходимые заготовки как ОЭ так и механических деталей.

При проектировании ИК ОС неизбежно возникает вопрос е долговечности – сохранения оптических параметров с течением времени. Наш опыт показал, что наиболее «узким местом»

являются оптические покрытия.

ИК ОС, как правило, работают в сложных климатических условиях. Перед разработчиками всегда возникает дилемма – выбрать конструкцию покрытия ОЭ, обеспечивающего максимальное оптическое качество (пропускание, отражение, спектроделение), или бороться за повышение устойчивости к внешним воздействиям. К деградации покрытий часто приводят колебания температуры, наличие в атмосфере паров воды, природных и техногенных примесей, воздействие песка и пыли. Предпочтительно заранее проверить устойчивость покрытий в условиях, приближнных к режиму реальной эксплуатации, что позволяет отработать конструкцию и технологию нанесения покрытий до начала производства. Такую информацию получают, проводя испытания по национальным или международным стандартам. Однако решение этой проблемы затруднено тем, что испытания – процесс трудомкий и дорогостоящий, требует специального оборудования и высокой квалификации исполнителей.

С целью повышения доступности необходимой информации нами создан комплекс аппаратуры и упрощнных методик экспресс – контроля устойчивости оптических покрытий к воздействию внешней среды. К ним мы относим воздействие влажной атмосферы, соляного тумана и механических факторов. Комплекс имеет малые габариты, прост в изготовлении и размещается на письменном столе. Испытания проводят на образцах – свидетелях, диаметром около 30 мм на которые нанесены контролируемые покрытия. Комплекс позволяет решать задачу оптимизации выбора материалов и технологий и, в некоторых случаях, задачу составления прогноза поведения изделия во времени.

При проектировании оптических приборов (ОП), работающих в сложных климатических условиях, необходимо предусмотреть конструктивные и технологические решения, позволяющие минимизировать негативное воздействие этих факторов. Одним из наиболее эффективных средств защиты является герметизация прибора с последующим его заполнением инертным газом. Для контроля состояния рабочих поверхностей ОЭ мы используем следующую технологию. Внутри ОП размещаются источник излучения, например, полупроводниковый лазер или светодиод, и примник излучения. Излучение источника, отразившись от рабочей поверхности ОЭ, попадает на примник. После сборки ОП фиксируется величина сигнала. Е изменение в процессе эксплуатации ОП характеризует состояние рабочей поверхности, от которой отражается излучение. Уменьшение величины сигнала при перепаде температуры связано с запотеванием, а плавное увеличение или уменьшение величины сигнала в течение длительного времени связано с разрушением покрытий ОЭ.

Разработана технология пайки металлов и сплавов (алюминий, медь, инвар и др.) и неметаллических материалов (стекло, кремний, германий, лейкосапфир). Технология позволяет получить герметичные, прочные, неподверженные старению соединения оптических материалов с металлами и между собой, что расширяет технологические возможности оптического приборостроения.

По нашему мнению, разработанная технология может применяться:

1. При изготовлении охлаждаемых кремниевых зеркал. Спаянные кремниевые заготовки были помещены в жидкость типа «тосол», где без видимых изменений находились 8 месяцев.

2. При изготовлении глубокоохлаждаемых объективов. Известны глубокоохлаждаемые объективы, в которых зеркала и корпусные детали изготавливаются из алюминиевого сплава.

Аналогично могут изготавливаться объективы и из кремния. Пороведнные эксперименты показали, что спаянные кремниевые детали выдерживают охлаждение до азотных температур.

3. При изготовлении заготовок оптических элементов объективов. Нами изготавливались заготовки представляющие собой цилиндрическую оправу из алюминия или титана спаянную с плоскопараллельной пластиной из германия, кремния или другого оптического материала по цилиндрической поверхности. Металлическая оправа имела базовые поверхности, а так же резьбовые и гладкие отверстия. Это позволяло базировать заготовку в процессе получения оптических поверхностей на станке алмазного микроточения и при нанесении просветляющих покрытий без изготовления специальной оснастки, так же при установке готового оптического элемента в объектив. Проведнные интерференционные, виброударные и климатические испытания показали возможность применения таких конструкций в объективах. Сущность разработанной технологии заключается в специальной подготовке спаиваемых поверхностей [6].

Разработана технология изготовления зеркал из магниевых сплавов полированием и алмазным точением [7]. В ИК приборах широко используются оптические системы со сканированием в пространстве изображений. Зеркало или система зеркал устанавливаются за объективом и в процессе сканирования последовательно направляют излучение отдельных элементов изображения на примник Значительные усилия конструкторов и технологов направлены на улучшение конструктивных параметров сканирующих ОЭ и в первую очередь на уменьшение их массы.

Такой подход требует разработки зеркальных систем, с использованием металлических зеркал. Их применение позволяет получить как рабочие (оптические), так и базовые поверхности с гладкими или резьбовыми отверстиями на единой заготовке с их точным взаимным расположением.

Уменьшение массы сканирующей системы позволяет добиваться более высокой стабильности скорости вращения, применение менее мощных и габаритных двигателей.

Известны два основных пути снижения массы. Первый – применение конструкции с открытой или закрытой структурой облегчения. В данном случае этот путь малоприменим, так как сканирующие системы в пространстве изображений имеют малые размеры (от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров). Более перспективен второй путь – использование материалов с меньшей плотностью. В настоящее время используются такие материалы, как бериллий, сталь, титан, различные алюминиевые сплавы. Наименьшую плотность имеют бериллий (1,84 г/см3) и алюминий (2,7 г/см3). При меньшей плотности бериллий мало применим из-за экологических проблем, возникающих при его обработке.

Иногда разработчики проектируют сканирующие зеркала из магниевых сплавов (плотность магния 1,74 г/см3). Однако в литературе практически отсутствует информация о технологии оптического формообразования ОЭ из магниевых сплавов.

Нами был проведн ряд экспериментов по формообразованию ряда деформируемых магниевых сплавов оптическим полированием и алмазным микроточением. Эксперименты проводились на образцах диаметром 40 и толщиной 5мм с плоскими рабочими поверхностями.

Образцы прошли термическую и механическую обработку. АМТ осуществлялось на станке 600ПЛ, а полирование на полировально-доводочных станках. Образцы, изготавливаемые полированием, прошли предварительную оптическую обработку рабочей поверхности – фрезерование «летучим» резцом из природного монокристаллического алмаза. Плоскостность поверхности составила менее 1 мкм, шероховатость Ra0,16мкм. Полирование велось полирующей суспензией состоящей из синтетического алмазного порошка и дистиллированной воды. АМТ осуществлялось при следующих режимах обработки: частота вращения шпинделя – 530 об/мин, подача – 0,07 0,09 мм/сек, глубина резания – 0,005 0,007мм. Геометрические параметры резцов составляли: передний угол отрицательный 2 6, задний угол 12 14, радиус закругления 5 7мм, радиус заточки режущей кромки не превышал 350 ангстрем.

В результате экспериментов по отработке технологии были получены следующие результаты. При АМТ среднеквадратическая шероховатость Rq составила менее 40 ангстрем, общая ошибка поверхности N = 0,5, а местная N = 0,2. При полировании – Rq менее ангстрем, N = 1, N = 0,1. Для повышения отражения на рабочую поверхность зеркала может быть дополнительно нанесено отражающее покрытие.

В последние 10 – 15 лет появилось большое количество статей и книг, посвящнных повышению уровня качества продукции. Подавляющее большинство их авторов видят пути решения этой проблемы в организационно – методических мероприятиях, таких как введение новых методов в области менеджмента качества (бенчмаркинг, шесть сигм, сокращение цикла времени и др.). Хочется отметить, что в наукоемких, прогрессивных отраслях в первую очередь технологические «сдвиги и прорывы», внедрение новых технологий резко повышают уровень качества и, как следствие, конкурентоспособность продукции. Так, например, у флагманов мировой экономики «Сони», «Панасоник», «Ай-Би-Эм», «Дженерал Электрик» конкурентный статус в последние годы в значительной мере связывается не столько с новыми изделиями, сколько с наличием новейших технологий.

ЛИТЕРАТУРА Латыев С.М. Компенсация погрешностей в оптических приборах. - Л.: Машиностроение, 1.

Ленингр. отд-ние, 1985. - 248 с.

Латыев С.М. Конструирование точных (оптических) приборов: Учебное пособие. – СПб.:

2.

Политехника, 2007. – 579 с.

М.Ф. Данилов, С.В.Солк, А.А. Яковлев. Алмазное микроточение. Координатные 3.

преобразования асферических поверхностей. //Сборник трудов международной конференции «Прикладная оптика –2006», 16-20 октября 2006, Санкт-Петербург, Том 2, с.211-215.

С.В.Солк, Сабинин В.Е. Новые области применения технологии алмазного микроточения. // 4.

Оптический журнал, том 72, №11, 2005, с. 82-85.

В.С.Нужин, С.В.Солк, В.К.Князев. Разработка и изготовление зеркального аналога призмы 5.

Дове. // Оптический журнал, том 72, №6, 2005, с. 70-72.

В.Е.Сабинин, С.В.Солк. Использование индия в оптическом приборостроении // Оптический 6.

журнал. Том 77, №12, 2010, стр.34-36.

С.В.Солк, А.А. Яковлев. Технология изготовления малогабаритных зеркал из магниевых 7.

сплавов.// Оптический журнал, том 77, №3, 2010, с.84 - 85.

ВЛИЯНИЕ УПРОЧНЕНИЯ НА ОСТАТОЧНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ В ИЗДЕЛИЯХ ИЗ АЛЮМИНИЕВОГО СПЛАВА С.Д. Васильков СПбГУ ИТМО Исследовано влияние упрочняющей обработки микрошариками на напряженно-деформированное состояние поверхностного слоя деталей из сплава Д16, используя резистивный электроконтактный, травления и рентгеновский методы. Полученные результаты интерпретируются исходя из эпюр остаточных напряжений, полученных различными методами.

Остаточные напряжения, упрочнение, алюминиевый сплав, неразрушающий контроль Изделия из сплава Д16 широко применяется в силовых элементах конструкций самолетов, кузовов автомобилей, труб и т.д. Одной из важнейших задач исследования прочностных свойств металлов и сплавов является измерение распределения остаточных напряжений [1]. Классическим методом построения эпюр признан разрушающий метод на образцах, вырезаемых из исследуемого изделия, подвергнутого различным физико-механическим воздействиям, а по измеренной деформации образцов при удалении напряженных слоев судят о механических напряжениях в них [3]. При этом существуют различные неразрушающие методы контроля: акустический, магнитный, электрический, вихретоковый, радиоволновой, радиационный и др.

[5].

Одним из неразрушающих способов определения остаточных напряжений в изделиях из металлов и сплавов является резистивный электроконтактный способ. Определять напряжения также позволяет рентгеновский способ, но на одной глубине. В настоящей работе представлено исследование влияния упрочнения на изменение напряжений поверхностного слоя изделий из сплава Д16. Одна сторона изделия обработана фрезерованием, а другая упрочнена микрошариками.

Измерения проводились на образце марки Д16. Геометрические размеры образца 100х60х18мм. Образец был вырезан из плиты с последующим фрезерованием. Одна из его сторон была упрочнена микрошариками.

Исследования проводились с помощью резистивного электроконтактного неразрушающего метода прибором СИТОН-ТЕСТ [2], метода травление прибором Меркулон «Тензор-3» [4], рентгеновским методом прибором ДРОН 3.

С помощью различных методов были проведены измерения остаточных напряжений и сведены в единый график. Результаты представлены на рисунках 1 и 2.

Рисунок 1 – Результаты измерений ОН на образцах из сплава Д (не термообработанный).

Рисунок 2 – Результаты измерений ОН на образцах из сплава Д (термообработанный).

По графику на рисунке 1 видно следующее. Значения остаточных напряжений (ОН) для СИТОН-ТЕСТ начинаются с величины 40мкм, а для Меркулона с 2мкм. Для калибровки эпюры ОН Меркулона были аппроксимированы. Эпюры ОН для СИТОН-ТЕСТ имеют схожий вид, но смещены вниз примерно на 80МПа. Вид эпюр СИТОН-ТЕСТ и Меркулон схожий, но со смещением эпюр. Тоже для ДРОН-3 и Меркулон. Сходимость ДРОН-3 и СИТОН-ТЕСТ высокая, при экстраполяции эпюр ОН к поверхность.

По графику на рисунке 2 видно следующее. Результаты по Меркулону сложно применять для калибровки ввиду близких друг к другу результатов.

Эпюры ОН для СИТОН-ТЕСТ смещены вниз примерно на 150МПа начиная с глубины 75мкм. Эпюры в диапазоне 40…75мкм увеличиваются в сторону напряжений сжатия. Сходимость результатов СИТОН-ТЕСТ и Меркулон невысокая, требуется больше статистических измерений Меркулон.

Сходимость ДРОН-3 и СИТОН-ТЕСТ невысокая. Величины находятся в диапазоне -200…-150МПа (от 75мкм) для СИТОН-ТЕСТ, для ДРОН-3 -180МПа и -190МПа, что указывает на малые отличия упрочнения поверхности.

Сходимость ДРОН-3 и Меркулон низкая. ОН для ДРОН-3 ниже на 180… МПа.

В настоящей работе проведены исследования по анализу определения остаточных напряжений в изделии из алюминиевого сплава с помощью различных методов. Показаны результаты измерений, где наблюдается эффект упрочнения Необходимо проведение большего числа измерений на аппаратуре Меркулон для более точных результатов.

Литература 1. Маталин А.А. Технологическая наследственность и эксплуатационные свойства деталей. «Вестник машиностроения», 1968, №11, с.55-59.

2. Васильков С.Д. Применение неразрушающего резистивного электроконтактного метода контроля напряженного состояния металлов и сплавов после различных технологических воздействий / Техника и технологии трибологических исследований. Тезисы докладов II международного семинара. Иваново: Иван. гос. ун-т, 2009 - 45 с 3. Биргер И.А. Остаточные напряжения. М., Машгиз, 1963, 232 с.

4. Меркулова Н.С., Иванова Т.О., Гринченко М.И. Совершенствование средств контроля поверхностных остаточных напряжений и их метрологическая аттестация. Журнал «Упрочняющие технологии и покрытия», №03, 2006г.

5. Ковалев А.В. Клюев В.В. Соснин Ф.Р. Неразрушающий контроль и диагностика: Справочник (под ред. Клюева В. В.) Изд. 3-е, перераб., доп.

Изд. Машиностроение, 2005, 656с.

ЭКСПЕРТНАЯ СИСТЕМА ИНСТРУМЕНТАЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА Гнездилова С.А.

ВВЕДЕНИЕ Запуск нового изделия в производство зависит от сроков его разработки и от сроков, затраченных на средства его производства (оснастку и инструмент). Поэтому инструментальное производство (ИП) является важным этапом в разработке нового изделия.

К сожалению, многие отечественные предприятия в настоящее время не способны проектировать и/или изготавливать оснастку. Нет квалифицированных специалистов, нет необходимого оборудования, а на малых предприятиях просто проектирование и изготовление оснастки нецелесообразно. Поэтому на крупных предприятиях, где неизбежно приходиться проектировать и изготавливать оснастку, можно и экономически эффективно выполнять не только заказы на изготовление оснастки своего основного производства, но и брать заказы сторонних организаций.

Но часто на крупных предприятиях ИП организовано как «вспомогательное», не важное производство. Оно оснащается новым оборудованием в последнюю очередь. Нет единого и самостоятельного управления ИП. Как это не странно, не осознано, что в изготовлении прецизионных изделий огромную роль играет точность изготовления оснастки, а для этого требуется современное оборудование с программным управлением, способное изготавливать сложные поверхности (по геометрии, размерам элементам (например, тонкостенные), высокой точности).

НЕДОСТАТКИ ОРГАНИЗАЦИИ ИП НА СОВРЕМЕННОМ ЭТАПЕ У большинства предприятий на сегодняшний день отсутствует эффективная система управления производственными запасами, хотя именно наличие такой системы является важнейшим условием экономической безопасности предприятия и обеспечивает ему условия для гибкого функционирования.

Образование сверхнормативных запасов связано не только с желанием создания необходимых резервов, но и с многоассортиментностью производимой продукции и необходимостью гибкой адаптации хозяйственной деятельности к изменению рыночных условий, а также отсутствием четкой взаимосвязи между службами снабжения и сбыта и другими подразделениями предприятий.

Практика показала, что отсутствие запасов сырья, материалов и инструмента и оснастки на складах предприятий может привести к увеличению издержек, связанных с невыполнением договоров и сокращением сбыта, а также издержек, связанных с потерей заказчика. [5] В современном производстве отсутствует рациональная эксплуатация инструмента и оснастки, для этого в центральном инструментальном складе (ЦИС) требуется организовать приемку, хранение, учет и выдачу в эксплуатацию оснащения. Должна быть отработана система проверки инструмента, как покупного, так и изготовленного в своем инструментальном цехе;

необходимо вести учет движения инструмента;

инструментально-раздаточные кладовые цехов также должны вести контроль своей оснащенности, отправлять его при необходимости на заточку, ремонт или в утиль, незамедлительно заказывать в ЦИС недостающие инструмент и оснастку. При этом необходимо максимально снизить потери времени на получение и сдачи оснастки в ЦИС.

ПРОБЛЕМЫ ИНСТРУМЕНТАЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА Оснастка отечественного производства на сегодняшний день имеет низкий ресурс работы по сравнению с зарубежными аналогами. Ижевский инструментальный завод провел сравнительные испытания работоспособности всего быстрорежущего инструмента, который существует на российском рынке. Выводы оказались неутешительными – у большинства производителей материал режущей части инструмента (быстрорежущая сталь) не соответствует требованиям ГОСТ по химическому составу и структуре. Геометрические параметры режущей части нестабильны и имеет отклонения, что существенно влияет на работоспособность и стоимость инструмента [3]. На рынке товаропроизводителей большая конкуренция, что в свою очередь ведет к необходимости изготовления высококачественной оснастки. Эти факты дают предпосылки для решения вопросов об организации и управлении ИП и способствуют развитию ИП в России.

ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ Чтобы устранить недостатки организации ИП и его проблемы в первую очередь необходимо решить следующие задачи:

стабильное получение заказов на производстве;

сокращение сроков изготовления оснастки. На сегодняшний день они составляют примерно 3 месяца, и очень часто месяц уходит на поставку материала;

для выпуска качественного и точного инструмента и оснастки предприятие должно быть оснащено точным и надежно работающим оборудованием;

осуществление бесперебойного оснащения цехов и участков, необходимым инструментом и оснасткой;

хранение, учет, восстановление, утилизация оснастки и инструмента;

увеличение ресурса работы инструмента и оснастки;

планирование количества необходимой предприятию оснастки;

максимальная загрузка оборудования основного, вспомогательного и инструментального производств.

Следует понимать, что для эффективной работы ИП и предприятия в целом необходимо, чтобы весь производственный процесс управлялся системой способной быстро реагировать на возникающие проблемы, анализировать работу всего парка оборудования и позволила бы выпускать быстро, качественно и в срок необходимую продукцию.

Возникает необходимость в корне пересмотреть отношение к ИП и его организации, в которой совмещалось два взгляда на ИП – традиционное ИП и ВП.

НОВЫЙ ТИП ВИРТУАЛЬНОГО ПРЕДПРИЯТИЯ Специфика наших предприятий состоит в том, что внутри предприятие состоит из основного, опытного и инструментального производства (ИП). В работе [1] было предложено рассмотрение инструментального производства, как отдельного виртуального предприятия внутри основного предприятия.

Инструментальное производство завода во главе с инструментальным отделом (ИНО) является производством в производстве. Будем сокращенно называть его ВП ИП (виртуальное предприятие инструментального производства). ВП ИП содержит отличительные особенности инструментального производства и свойства классических ВП. Действия инструментального производства не связаны с привлечением новых заказов, а в ВП это является неотъемлемой функцией развития предприятия.

Основное производство ВП ограничено решением многих задач (подбор заказов, выбор предприятий партнеров, логистические функции и т.п.), ИП связано конкретно с проектирование и изготовлением оснастки. ВП ИП объединяет в себе две эти особенности.

АКТУАЛЬНОСТЬ ВНЕДРЕНИЯ ЭКСПЕРТНОЙ СИСТЕМЫ В ИНСТРУМЕНТАЛЬНОЕ ПРОИЗВОДСТВО Виртуальное предприятие инструментального производства (ВПИП) включая в себя основное, опытное производство и ИП, должно быть под контролем системы, которая будет охватывать все три производства и в любой момент времени предоставлять пользователю необходимые для руководства процессом производства данные. Как следствие, потребность в эффективной интерпретации критичных по времени и требующих немедленных действий данных, как никогда велика – но в то же время, как никогда трудно осуществима. Для решения этих задач во всем мире уже давно применяются экспертные системы (ЭС). Выбор ЭС для промышленного предприятия должен быть в пользу систем, работающих в реальном масштабе времени. Это дает возможность использования знаний и опыта специалистов предприятия с данными, поступающими в систему в реальном масштабе времени, архивами предприятия и с производственной организацией для повышения эффективности работ. ЭС, анализируя все эти данные, дает лучшие рабочие решения, представленные или в форме рекомендаций для оператора или в виде действий для автоматики. В итоге происходит экономия времени и денег на предприятии. Совместная работа ЭС и специалистов предприятия оказывает поддержку в рассуждениях, выводах и принятии решений относительно критически важных действий.

ЭС обеспечивает полный спектр рассуждений с учетом временного фактора, в том числе автоматизация, совет и имитация.

ИНСТРУМЕНТАЛЬНОЕ ПРОИЗВОДСТВО – ВАЖНОЕ ЗВЕНО В ФОРМИРОВАНИИ ПОРТФЕЛЯ ЗАКАЗОВ Многие предприятия недооценивают роль ИП в формировании портфеля заказов. Привычно думать, что ИП работает для нужд основного и вспомогательного производств. Тем самым решая, поставленные перед ним основным производством задачи. Но, если с помощью ЭС дать возможность ИП получать заказы за пределами основного предприятия, например с помощью постоянного подключения к сайту биржи субконтрактов (www.subcontract.ru), мы избежим простоев оборудования в ожидании заказов.

Нельзя упускать один немаловажный факт – технология ИП зависит от имеющегося на предприятии парка оборудования. Так как не обновление парка оборудования приводит к тому, что точность станков ИП не соответствует паспортным данным, многие предприятия не придают этому значения и продолжают использование станков, которым уже не один десяток лет, в итоге страдает качество выпускаемой продукции.

При внедрении ЭС на производство и в ИП в частности, необходимо проработать обратную связь с потребителем оснастки, что позволило бы накапливать и анализировать статистические данные о стойкости, расходе и недостатках, в процессе работы. Данная информация позволила бы усовершенствовать процессы дальнейшего развития изготовления оснастки и продукции в целом.

ЭКСПЕРТНАЯ СИСТЕМА – СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВОМ ИП – это ресурс предприятия, который требует четкой организации и управления. Парк оборудования должен быть доступен для использования всем производствам на предприятии. В ЭС в реальном масштабе времени поступают данные о загрузке оборудования и о прохождении заказов на производстве. Это позволит ЭС сформировать график гибкого распределения ресурсов оборудования, учитывая сроки выполнения заказов, поставку материалов, отгрузку готовой продукции и т.п.

Многие предприятия считают, что для стабильной работы ИП можно купить базу данных по инструменту и оснастке и на этом завершить свой процесс автоматизации ИП. На российском рынке программных продуктов действительно существует достаточное количество вполне приемлемых для использования в ИП баз данных по инструменту и оснастке, некоторые разработчики шагнули вперед и включили в свое программное обеспечение функции, позволяющие выбирать из своих баз данных отечественного и зарубежного производства экономически рентабельное оснащение. Эти базы данных позволяют вести учет имеющегося оснащения, и даже показать в любой момент времени, где находится интересующее в данный момент оснащение.

Но данные системы не учитывают того факта, что после технологических операций режущая часть инструмента, по которой происходит его выбор из базы данных, изменяет свою величину в процессе выполнения операции. Происходит некоторая «неточность» данных, из-за того, что инструмент изменил свои параметры, но данные о нем в базе данных остались прежние. Следовательно, базы данных являются не динамичными к изменению свойств инструмента. Внедрение ЭС на предприятии с модулем, отвечающим за работу ИП, позволит устранить это существенный недостаток. ЭС проследит за отработанным инструментом и направит его на восстановление, прежде чем он попадет на склад готового к использованию оснащения. Данная система производит планирование расхода и покупки инструмента с учетом портфеля заказов. ЭС также самостоятельно с помощью интернета может устанавливать связь с поставщиками инструмента и оснастки, которая не производится на данном предприятии, для ее закупки, что позволит избежать простоя оборудования из-за нехватки оснащения.

СОСТАВ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭКСПЕРТНОЙ СИСТЕМЫ Учитывая задачи, которые необходимо решить ЭС в ИП и на предприятии в целом, данная система должна работать, как главенствующая система на предприятии. В нее должны поступать данные от всех систем, используемых на предприятии, баз данных и показатели датчиков оборудования. Только полный систематизированный контроль позволит вести четкое бесперебойное управление предприятием от поиска заказов до отгрузки готовой продукции и последующим общением с потребителем оснастки, учитывая его замечания в процессе его использования готовой продукции.

Периодический З Данные для технико- Баз пересмотр портфеля заказов:

аказ экономического анализа а данных Баз Э -анализ продукции;

с а данных С -анализ потребителей;

заказами Нет оборудов Вып цен Анализ -анализ необходимы ания Установление олнение конкурентов;

интеллектуал Н х ресурсов очередности выполнения заказа собственных изкая ьных и О Определение -анализ Ест М Модул произв.возможностей ;

нового заказов при взятии тказ приб физических операционной ь одуль ь контроля Выс Высок -анализ эффективности от ыль ресурсов прибыли предприятия необходи склада.обслуживан Модуль окая ая прибыль сущ.в портфеле предприятии заказа от выполнения нового предприятия мые ия заказов Закупка Определение экспертных оценок показателей прибыль заказов и т.п.

заказа ресурсы нового экспертных оценок:

Ведет оборудования, - сложность оснастки П ся ПО, обучение время проектирования Временной коэффициент роверка мониторинг рабочих и т.п. оснастки Временной соответствует срокам заказчика наличия работы -время изготовления оснастки коэффициент не Заказ принят ЭС к З необход оборудовани -себестоимость оснастки соответ.срокам исполнению аказ имого я, расчет Главным здесь является заказчика Рис. 1. Состав экспертной системы ИП готов материа коэффициен определение временного ла на та коэффициента изготовления складе, эффективнос оснастки.

ЭС в ИП можно разделить на следующие модули: учет ти количест выполнения модуль формирования портфеля заказов –осуществляет поиск заказов и ва операций на увязывает выполнение нового заказа с графиком оснастки уже существующих, станках.

и Минимизиро принимает решения о возможности выполнения предприятием данного инструм вание заказа на основании его физических и интеллектуальных ресурсов;

ента на возможных модуль экспертных оценок заказа проводит анализ,складах. поступившего вновь потерь входе выполнения заказа, на основании экспертных оценок. К экспертным оценкам заказа заказа.

можно отнести следующие показатели: сложность оснастки, время проектирования, время изготовления оснастки, себестоимость оснастки и сравнивает полученные результаты с данными заказчика;

модуль контроля за складом. В ИП существуют несколько складов, например, центральный инструментальный склад, склад абразивов, склад калибров и инструментально-раздаточне кладовые цехов. Важной задачей управления предприятием является обеспечение производства необходимым количеством инструмента и оснастки без создания сверхнормативных запасов. Решение данной задачи возможно при контроле за ведения и использования норм расхода оснастки с расчетом лимитов в соответствии с планами выпуска продукции;

модуль контроля обслуживания заказов предназначен для поддержания стабильной и качественной работы ИП. Для этого необходимо вести мониторинг работы оборудования: простой, загрузку и равномерное распределение работ. В систему можно заложить расчет коэффициента эффективность выполнения операций на станках, с целью перевода операций с одного станка на другой или в случае отказа оборудования.

Еще одной важной функцией данного модуля является минимизирование возможных потерь, возникающих при производстве оснастки.

Важным элементом в ЭС ИП является система проектирования технологического оснащения (ТО). В результате, анализа чертежа изделия, предложенного заказчиком и плана загрузки интеллектуальных и физических ресурсов предприятия, САПР ИП самостоятельно выбирает типовые решения для проектирования. Классификатор и правила выбора конструктивных исполнений из существующего набора вариантов представляют собой модель проектируемой ТО, закладываемою в основу алгоритма проектирования.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ Инструментальное производство, являясь производством в производстве, может выступать как отдельное предприятие, тем самым, повышая экономические показатели основного производства и создавать попытки для конкуренции с европейскими производителями оснастки и инструмента. Внедрение нового прогрессивного высокоточного технологического оборудования в инструментальное производство позволит в несколько раз сократить технологический цикл изготовления деталей и значительно повысить их качественные характеристики.

ЛИТЕРАТУРА Б.С.Падун, А.Н. Андрианов, С.А. Гнездилова. Автоматизированная 1.

система управления инструментальным производством современного предприятия // Изв. вузов. Приборостроение, № 6, июнь 2010, с. 25-32.

Тарасов В.Б. Предприятия XXI века: проблемы проектирования и 2.

управления // Автоматизация проектирования 1998. № Прудникова Н.А. «Виртуальные предприятия», институт Проблем 3.

управления им. В.А. Трапезникова РАН.

журнал Квадрат, «Инструмент-основа производства», 06. 4.

Голдобина Н. И. Управление запасами средств производства.— Л.: Изд 5.

во ленинградского финансово-экономического института, 1991.

АВТОМАТИЗАЦИЯ КОМПЛЕКТАЦИИ И СБОРКИ УЗЛОВ МИКРООБЪЕКТИВОВ Жиров М.О.

Под автоматизацией технологического процесса комплектации и сборки узлов объектива микроскопа понимается совокупность методов и средств, предназначенная для реализации технологической системы, позволяющих осуществлять управление самим технологическим процессом без непосредственного участия человека, либо оставления за человеком права принятия наиболее ответственных решений. В результате автоматизации технологического процесса создатся автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУТП). Такая система представляет комплекс программных и технических средств, предназначенный для автоматизации управления технологическим оборудованием на линии сборки.

Линия гибкой сборки строится на основе технологического процесса сборки объектива микроскопа. В дальнейшем, апробированные методы позволят автоматизировать сборку различных приборов и систем, как оптических, так и механических. Роботизированные станции линии будут строиться на основе знаний и навыков, полученных при создании станции комплектации и сборки узла «линза в оправе» объектива микроскопа, многофункциональной передовой станции, способной оказаться прототипом для остальных станций линии ввиду ее назначения, универсальности и многофункциональности.

Станция комплектации является одной из девяти станций, входящих в линию сборки объектива микроскопа. Зона измерений состоит из станции комплектации и станций контактных и бесконтактных измерений. Зона сборки объектива микроскопа состоит из станций сборки и станций контроля. Сборочные станции, как станция сборки корпуса, стакана, окончательной сборки, чередуются со станциями контроля качества изображения, высоты объектива.

Исходя из требований по сборке объективов нескольких типоразмеров, станция комплектации проектируется с возможностью переналадки. Целесообразным считается использовать различную оснастку для сборки объектива одного типоразмера. Переналадка станции заключается только в смене оснастки радиального захвата манипулятора и перенастройке автоколлиматора измерительно-мотажного устройства и должна занимать не более 15 минут.

В состав роботизированной станции комплектации входят механические устройства – манипуляторы для перемещения объекта сборки и осуществления технологического процесса комплектации и сборки деталей и узлов объектива микроскопа. Система управления (СУ) манипуляторами интегрирована в общую систему управления станции комплектации.

В состав технических средства АСУ ТП комплектации и сборки узлов входят контроллеры электродвигателей, контроллер пневмораспределителя приводов устройств станции. Это устройства системы управления нижнего уровня – нулевого. Система управления первого уровня строится на при помощи синхронизации контроллеров приводов на основе программируемого логического контроллера (ПЛК) станции комплектации.

Программирование контроллеров системы управления нижнего уровня строится на формировании возможных режимов работы устройств – приводов манипуляторов. В режимы работы входит задание динамических характеристик перемещений приводов, таких как начальная точка перемещения, скорость, ускорение и замедление, сглаживание движения. Возможен выбор информации пересылаемой контроллером привода на СУ ПЛК, что позволяет эффективно отлаживать программы перемещений устройств. Ресурсы контроллеров шаговых электродвигателей позволяют обеспечивать до 256 движений привода в различными динамическими характеристиками. Шаговые двигатели обладают преимуществами перед сервоприводами в более высокой точности, однако уступают в динамике, причем точность является важнейшей характеристикой для сборки точных оптических приборов.

Программные средства СУ первого уровня станции состоят из набора инструкций контроля СУ нижнего уровня и обработки сигналов от СУ второго уровня и специальных устройств, как измерительно-монтажное устройство вклейки линзы в оправу, зону загрузки/разгрузки станции и т.д. ПЛК станции комплектации предоставляет возможность написания инструкций на двух языках: LDR и STL.

Язык LDR аналогичен языку релейно-лестничной логики LD стандарта МЭК 61131-3.

Синтаксис языка удобен для замены логических схем, выполненных на релейной технике.

Ориентирован на инженеров по автоматизации, работающих на промышленных предприятиях, обеспечивает наглядный интерфейс логики работы контроллера. Основными элементами языка являются контакты, которые можно образно уподобить паре контактов реле или кнопки. Пара контактов отождествляется с логической переменной, а состояние этой пары — со значением переменной. Различаются нормально замкнутые и нормально разомкнутые контактные элементы, которые можно сопоставить с нормально замкнутыми и нормально разомкнутыми кнопками в электрических цепях.

Язык STL является усовершенствованной версией языка IL стандарта МЭК 61131-3, аналогичен паскалеподобному языку ST стандарта МЭК 61131-3. Язык IL предназначен для программирования промышленных контроллеров. По синтаксису напоминает ассемблер.

Ориентирован на профессиональных программистов и разработчиков контроллеров и ПО для них.

Является вместе с LD одним из самых распространнных при программировании ПЛК. Язык структурированного текста (ST) входит в группу текстовых языков программирования логических контроллеров и наиболее подходит для программирования сложных алгоритмов с множеством условий и циклов.

Станция комплектации и сборки узлов является отдельной самостоятельной частью линии автоматизированной сборки, и СУ станции может быть дополнена своей системой диспетчерского управления и сбора данных, ориентированной на оператора, т.е. SCADA-системой, программный пакет для сбора, обработки, отображения и архивирования информации об объекте управления.

Системный подход к проектированию АСУ ТП всей линии сборки требует использования универсальный инструмент разработки прикладных программ для программируемых логических контроллеров. Таким образом удобно строить систему управления линией и станциями с использование комплекса программирования на на языках стандарта IEC 61131-3. Таким решением может стать CoDeSys. В CoDeSys для программирования доступны все пять определяемых стандартом IEC 61131-3 (International Electrotechnical Commission, МЭК) языков: IL (Instruction List) ассемблер-подобный язык, ST (Structured Text) Pascal-подобный язык, LD (Ladder Diagram) - язык релейных схем, FBD (Function Block Diagram)- язык функциональных блоков, SFC (Sequential Function Chart) – язык диаграмм состояний. Также в CoDeSys реализован ряд расширений спецификации стандарта IEC 61131-3, самым существенным из них является поддержка объектно-ориентированного программирования (ООП).

Принцип SCADA–систем реализует использовать человеко-машинный интерфейс (HMI) — инструмент, который представляет данные о ходе процесса человеку оператору, что позволяет оператору контролировать процесс и управлять им. Диспетчерская система такой системы отвечает за сбор данных о процессе и отправление команд процессору. Абонентский оконечный блок (RTU) подсоединяемый к датчикам процесса, преобразует сигнал с датчика в цифровой код и отправляет данные в диспетчерскую систему. В зону ответственности системы SCADA входит обмен данными с промышленными контроллерами и платами ввода/вывода в реальном времени, обработка информации, отображение информации на экране монитора в удобной и понятной для человека форме, ведение базы данных реального времени с технологической информацией, аварийная сигнализация и обеспечение связи с внешними приложениями.

Человеко-машинного интерфейса (HMI) SCADA-систем может быть реализован на основе web-технологий. Это предоставляет много преимуществ как разработчику систем, так и конечному пользователю – оператору станции или линии, позволяя ему осуществлять контроль и управление SCADA-системой через стандартный браузер.

Разработка SCADA-системы может также вестись в проекте проектирования системы управления станцией в комплексе CoDeSys. Таким образом, на многоцелевой станции комплектации и сборки узлов объектива микроскопа могут быть испытаны новые технологии проектирования автоматизированных систем управления технологическими процессами сборки деталей и узлов в приборостроении.


УДК 658.512.4:658.012.011.56.012. СИНТЕЗ СТРУКТУРЫ ОПЕРАЦИЙ ДЛЯ МЕХАНООБРАБОТКИ Д. Д Куликов, Н. В.Голодный СПбГУ ИТМО В работе предложен структурный синтез операций механообработки, основанный на использовании отношения предшествования и метода вычеркивания истоков в графе предшествования. Полученная исходная структура операции дорабатывается применительно к выбранной группе оборудования Современные САПР технологических процессов, внедряемые на промышленных предприятиях, представляют собой системы со средним уровнем автоматизации, содержащие, кроме средств формирования технологических карт, модули для поиска средств технологического оснащения, а также расчетные модули для определения припусков, режимов резания и норм расхода материалов. Некоторые системы расширены и содержат подсистемы, которые уже относятся к системам управления предприятием, например, в системе «TechnologiCS» - это подсистемы «Склад» и «Производство». Часть систем интегрирована с CAD и PDM системами. Однако, степень интеграции с CAD системами весьма невелика из-за разных подходов к геометрическому описанию деталей в этих системах, хотя такие исследования проводятся в ряде технических университетов нашей страны, а также за рубежом, например, в рамках развития стандарта STEP.

Разработанные в стиле WINDOWS современные САПР ТП внешне выглядят весьма привлекательно, однако в них еще не достигнут требуемый уровень автоматизации. В частности, в них не автоматизированы задачи структурного синтеза: формирование маршрута процесса (выбор состава и последовательности выполняемых операций), определение структуры операции (выбор состава и последовательности выполняемых переходов) и ряд других интеллектуальных задач.

Одной из причин, из-за которых современные системы не имеют высокого уровня автоматизации, заключаются в том, что ранее созданные системы (70 -90 годы) являлись системами, специализированными на определенные классы деталей и под конкретные предприятия [1, 2, 3]. Высокая степень автоматизации в них достигалась за счет использования алгоритмов проектирования, отражающих знания технологических наук и опыт экспертов-технологов, участвующих в разработке систем и хорошо знающих конкретные предприятия. Адаптация таких систем к условиям других предприятий оказалась весьма сложной и требовала значительных трудозатрат. После смены нескольких поколений ЭВМ системы автоматизированного проектирования технологических процессов пришлось создавать заново. Современные системы имеют более низкий уровень автоматизации, зато являются более универсальными и их легче внедрять на промышленных предприятиях. Кроме того, ранние САПР ТП систем разрабатывались как автономные и, вследствие этого, при интеграции их с другими системами были необходимы серьезные доработки с привлечением высококвалифицированных программистов.

Структурный синтез ТП рассматривался в работах В. Д. Цветкова[4], Б. Е.

Челищева[5], А. И. Кондакова, С. П. Митрофанова [2],. В этих работах предполагается использование параметрических моделей деталей, в которых в текстовой форме содержится информация о конструктивных элементах детали. Однако в настоящее время проблема интеграции между CAD – системами и системами параметрического моделирования деталей решена лишь частично, поэтому, даже имея 3D - модель детали, необходимо повторно выполнять описание детали в системе параметрического моделирования. Вследствие этого обстоятельства методики синтеза, предложенные в работах указанных выше исследователей, не нашли широкого применения.

Структурный синтез технологических процессов может выполняться в трех направлениях:

Структурный синтез процесса (определение последовательности выполнения заданных операций);

Структурный синтез операции (определение последовательности выполнения заданных переходов);

Структурный синтез перехода (определение последовательности выполнения заданных рабочих и холостых ходов).

В данной работе предложен метод синтеза структуры операции, основанный на использовании графа предшествования. Метод не предполагает использование структурных аналогов операции Исходные данные:

код модели оборудования множество переходов, закрепленных за данной операцией;

параметрическая модель детали, основанная на использовании библиотеки конструктивных элементах деталей.

Последовательность выполнения переходов подчиняется комплексу технологических правил, которые должны быть зафиксированы в системе и использованы при упорядочении переходов.

Правила упорядочения переходов основаны на использовании отношения предшествования использовании отношения предшествования (свойства отношения:

транзитивность, антисимметричность, антирефлексивность). Обозначим отношение предшествования: Рi Pj или Pj Pi, что означает: переход Pi предшествует переходу Pj.

Например, правило формирование резьбы на наружной цилиндрической поверхности:

обточка цилиндрической поверхности (переход Р1), обточка фаски (переход Р2), нарезание резьбы (переход Р3). Это правила можно записать с помощью отношения предшествования:

Р1 Р2;

Р1 Р3;

Р2 Р3.

Эти правила не означают, что, например, за переходом Р1 сразу должен выполнятся переход Р2, а только выражает ситуацию: переход Р1 должен выполнятся раньше переходов Р2 и Р3,так как отношение предшествования транзитивно Таким образом, если в начале имеем множество переходов MP = { P3, P2, P1 }, то после применения указанных выше привил, получим структуру SP = P1, P2, P3.

Правила упорядочения переходов могут быть выражены в процедурном или декларативном виде. На каждом предприятии могут быть свои технологические особенности, поэтому для повышения адаптивных свойств САПР ТП целесообразно задавать правила упорядочения переходов в декларативном виде. В первом приближении пары вида Рi Pj можно выразить «таблицей предшествований» (табл. 1) и хранить в реляционной СУБД. Указанные выше три правила предшествования будут занесены в таблицу предшествований, как показано в табл. 2.

Таблица Таблица предшествований Группа Код перехода Код Код перехода Код Дополнение оборудования (i) поверхности (j) поверхности 107 30 35 30 107 30 35 30 107 30 32 30 В таблице используются коды, взятые из классификаторов ЕСТД. Рассмотрим пример. Пусть имеется заготовка (рис. 1), которую надо получить на заданной токарной операции. Заготовка составлена из конструктивных элементов (КЭ): 1 - цилиндр с резьбой, открытый справа;

2 – прямоугольная канавка, 3 – открытый цилиндр. Разобьм КЭ на элементарные поверхности, как это показано в табл.2. В этой таблице: столбец НКЭ – номер конструктивного элемента, столбец ОП – обозначение элементарной поверхности, столбец Р – ранг поверхности.

Канавка не разделена на поверхности, так как получается в одном переходе. Понятие «ранг поверхности» введен В. Д. Цветковым [4]. Предполагается, что обработку поверхностей целесообразно вести в порядке увеличения номера их рангов.

Переходы, закрепленные за данной операцией и связанные с обработкой элементарных поверхностей, определяются путем обработки по специальному алгоритму анализа типовых планов обработки поверхностей. Эти планы хранятся в базе знаний. В результате выбирается множество допустимых переходов, которые отфильтровываются применительно к оборудованию, закрепленному за операцией.

Таблица Список элементарных обрабатываемых поверхностей Р НКЭ ОП Наименование поверхности 1 Цил. Цилиндрическая поверхность 1 ФП Фаска правая 1 ТП Торец правый 1Р Резьбовая поверхность Канавка 2 2 3Ц Цилиндрическая поверхность 3 ТЛ Торец левый 3 3 ФП Фаска правая Список заданных переходов в произвольной последовательности приведен в табл. 3, в которой НП - номер перехода, присвоенный при решении задачи получения рабочего плана обработки, а ОП – обозначение элементарной поверхности, обрабатываемой на переходе. Кроме указанных параметров за переходом закреплен код перехода по классификатору ЕСТД.

Таблица Список заданных переходов НП ОП Наименование перехода 3 ТЛ Отрезать заготовку 3Ц Точить цилиндр. поверхность предварительно 3Ц Точить цилиндр. поверхность окончательно 3 ТП Подрезать торец 3 ФП Обточить фаску Проточить канавку 6 1Р Нарезать резьбу 1 ФП Обточить фаску 1 ТП Подрезать торец 1Ц Точить цилиндр. поверхность предварительно 1Ц Точить цилиндр. поверхность окончательно Первый этап рассматриваемой методики – это установление отношения предшествования между заданными переходами. С помощью таблицы предшествования для каждого перехода определяется, каким другим переходом он может предшествовать.

Результаты анализа фиксируются в таблице следующего вида (табл. 4):

Таблица Результаты поиска отношений предшествования НПП КП ОП НП КП ОП 3Ц 3 ТЛ 2 30 1 Строка в этой таблице означает, что переход №2 предшествует переходу №1.

Опуская подробности будем кратко записывать Р2 Р1. Ниже приведен результат анализа отношений предшествования.

Группа правил 1. «Отрезка выполняется последней»:

Р2 Р1;

Р3 Р1;

Р4 Р1;

Р5 Р1;

Р6 Р1;

Р7 Р1;

Р8 Р1;

Р9 Р1;

Р Р1;

Р11 Р1.

Группа 2. «Подрезка крайнего торца выполняется первой»:

Р9 Р1;

Р9 Р2;

Р9 Р3;

Р9 Р4;

Р9 Р5;

Р9 Р6;

Р9 Р7;

Р9 Р8;

Р Р10;

Р9 Р11.

Группа 3. «Сначала предварительная обработка, затем - окончательная обработка под резьбу»:

Р10 Р11;

Р10 Р3;

Р2 Р3;

Р2 Р11.

Группа 4. «Резьбовая поверхность обрабатывается после фасок и канавок»:

Р5 Р7;

Р6 Р7;

Р8 Р7»:

Группа 5. «Обработка производится в порядке возрастания рангов поверхностей»:

Р2 Р5;

Р2 Р6;


Р2 Р7;

Р2 Р8;

Р3 Р5;

Р3 Р6;

Р3 Р7;

Р3 Р8;

Р4 Р5;

Р4 Р6;

Р4 Р7;

Р4 Р8;

Р9 Р5;

Р9 Р6;

Р9 Р7;

Р9 Р8;

Р10 Р5;

Р10 Р6;

Р10 Р7;

Р10 Р8;

Р11 Р5;

Р11 Р6;

Р11 Р7;

Р11 Р8;

Второй этап заключается в синтезе «исходной структуры операции (ИСО)».

Исходная структура - это предварительная структура операции, которая в дальнейшем дорабатывается по дополнительным условиям. Результатом выполнения 1 этапа является граф предшествования, у которого вершинами является переходы, а дуги фиксируют отношения предшествования между переходами. Удобной формой записи этого графа является список дуг, как это хорошо видно по табл. 3. Однако для наглядной иллюстрации рассматриваемого метода будем использовать матрицу смежности указанного графа, названную нами «матрицей предшествования».

Количество вершин (переходов) 11, поэтому матрица предшествования выглядит так, как показано на рис. 2. Пустым элементом будем называть элемент, для которого отношение между i – м и j – м элементами отношение предшествования не установлено.

Нулевые диагональные элементы в манипулировании над матрицей не участвуют, так как отношение предшествования является антирефлексивным.

Синтез исходной структуры операции основан на способе "вычеркивания истоков".

Истоком является вершина, в которую не входит ни одна дуга. Как видно из рис. начальным истоком является вершина 9, отображающая подрезку крайнего левого торца.

Следовательно, первой вершиной у исходной структуры операции будет эта вершина.

Удаление вершины 9 заключается в удалении 9 строки и 9 столбца в матрице предшествования. После удаление этой вершины она заносится в исходную структуру операции. Удаление вершины привело к появлению новых истоков 2, 4, 10. Эти переходы, образуют блочный переход Р12. Внутри Р12 переходы 2, 4 и 10 могут выполняться одновременно (параллельно).

Рис. 3. Вычеркивание 9 вершины (шаг 1).

а – матрица до вычеркивания 9 вершины;

б - после вычеркивания 9 вершины.

Рассмотрим последовательность вычеркивание истоков и формирование исходной структуры операции:

Шаг 1 (Рис. 3). Вычеркивание истока 9.

Шаг 2 (Рис. 4). Вычеркивание истоков 2,4,10. Получение блочного перехода P12.

Шаг 3 (рис. 5). Вычеркивание истоков 3 и 11. Получение блочного перехода P13.

Шаг 4 (рис. 6). Вычеркивание истоков 5,6,8. Получение блочного перехода P14.

Шаг 5 (рис. 7). Вычеркивание истока 7. После этого истоков нет. Осталась вершина 1.

Шаг 6 (Рис. 8). Присоединение последней вершины 1 и получение исходной структуры операции.

Необходимо отметить, что граф ИСО (рис. 8) содержит дуги, фиксирующие уже «отношение следования», которое от отношения предшествования отличается тем, что является антитранзитивным. Операция с исходной структурой обладает наибольшей производительностью, так как предполагает параллельное выполнение инструментальных переходов внутри блочных, однако это не всегда возможно и зависит от выбранного оборудования. Например, на токарных универсальных станках обычно применяется последовательное выполнение переходов. Поэтому исходная структура операции подвергается дальнейшим преобразованием применительно к оборудованию, на котором она выполняется. Эти преобразования выполняются по специальному алгоритму с использованием базы знаний, но в данной работе они не рассматривается.

Рис. 4. Вычеркивание истоков 2, 4 и Рис. 5. Вычеркивание истоков 3 и Рис. 6. Вычеркивание истоков 5,6, Рис. 7. Вычеркивание истока Рис. 8. Исходная структура после присоединения последней вершины Рассмотренная методика структурного синтеза операций реализована в виде веб сервиса и входит составной частью в систему «ТИС – Процесс», которая создана на кафедре технологии приборостроения СПб НИУ ИТМО. В этой системе исходная структура операции может быть выведена на экран монитора, как показано на рис. 9.

Рис. 9. Исходная структура операции в системе ТИС – Процесс После преобразования ИСО в рабочую структуру операции последняя может быть снова выведена для просмотра на экран монитора. При необходимости структура корректируется опытным технологом. Далее выполняется последовательное проектирование операций.

ВЫВОДЫ Для повышения интеллектуального уровня САПР технологических процессов 1.

необходим автоматизированный структурный синтез технологического процесса, как на уровне маршрута, так и на уровне операции.

Структурный синтез технологического процесса требует использования информации 2.

о заданной детали, что в свою очередь позволяет на базе типовых планов обработки поверхностей автоматически сформировать множество переходов необходимых для получения детали.

Информацию о детали наиболее просто извлекать из параметрической модели 3.

детали, содержащей в текстовом виде параметры конструктивных элементов, на которые разделена деталь.

Для структурного синтеза операции может быть применен метод, основанный на 4.

графе предшествования и позволяющий генерировать структуру, которая обеспечивает операции наибольшую производительность за счет максимального распараллеливания переходов. Однако не для всех моделей станка допустим такой параллелизм и, поэтому, исходная структура дорабатывается с учетом особенностей выбранной модели оборудования. Таким образом, получается рабочая структура операции, которая используется для дальнейшего проектирования технологического процесса.

ЛИТЕРАТУРА Капустин Н. М., Павлов В. В. и др. Диалоговое проектирование технологических 1.

процессов. М.: Машиностроение, 1983.

Митрофанов С.П., Гульнов Ю. А., Куликов Д. Д., Падун Б. С. Применение ЭВМ в 2.

технологической подготовке производства. – М.: Машиностроение, Шалаев П. А. Автоматизация подготовки производства на основе типовых решений.

3.

М.: Экономика, 1978.

Цветков В.Д. Системно-структурное моделирование и автоматизация 4.

проектирования технологических процессов. - Минск: Наука и техника, 1980.

Челищев Б.Е. и др. Автоматизация проектирования технологии в машиностроении / 5.

Под ред. акад. Н.Г. Бруевича. - М.: Машиностроение, 1987.

УДК 621. CОЗДАНИЕ МОДЕЛЕЙ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ Маковский А.Г. *, Одинцова Л.В.**,Помпеев К.П.

* Государственная морская академия им. С.О. Макарова ** Северо-Западный государственный заочный технический университет Математические модели позволяют исследовать объекты и процессы в условиях, которые сложно или невозможно реализовать на практике. Построение математических моделей творческий, трудно формализуемый процесс, поэтому очень большое значение имеет создание алгоритмов, делающих этот процесс целенаправленным. Процедура поиска адекватной математической модели сводится к определению структуры аппроксимирующей функции от нескольких переменных.

Интеллектуальная деятельность человека на современном этапе развития науки и техники связана с поиском закономерностей в исследуемой предметной области.

Наиболее традиционным способом представления процессов функционирования систем в прикладных задачах техники являются математические модели. Величайшим открытием всех времен было осознание того, что законы, по которым существуют все объекты окружающей среды можно описать с помощью математических моделей.

Построение математических моделей творческий, трудно формализуемый процесс, поэтому очень большое значение имеет задача создания алгоритмов, делающих этот процесс целенаправленным.

Все зависимости, используемые при описании функционирования технических объектов можно представить в виде степенного ряда вида F(x) = a0 + a1·x + a2·x2 + a3·x3 + ak·xk + …, где, a0, a1,… – коэффициенты ряда;

x – вещественная переменная.

Поскольку описываемые процессы имеют непрерывный во времени характер, то представляющие их функции дифференцируемы на исследуемом промежутке [1].

Процедура поиска адекватной математической модели сводится к пошаговому понижению степени аппроксимирующей функции и определения значения оценочного коэффициента. Коэффициент определяется для всех значений изменяемых параметров.

Признаком окончания описанного итерационного процесса может служить близость к нулю оценочного коэффициента.

Большинство из приведенных в технологических справочниках эмпирически полученных функций от нескольких параметров не учитывают взаимного влияния этих параметров друг на друга [2]. При этом сама зависимость представлена в виде степенной функции. Например, определение силы резания при заданных режимах обработки определяется следующим образом: Pz,x,y = 10·Cp·tx·sy·vn·Kp, где, Cp, x, y, n – постоянная и показатели степени для конкретных условий обработки;

t – глубина резания, мм;

s – подача, мм/об;

v – скорость резания, м/мин.

Такое представление силы резания от глубины, подачи инструмента и скорости резания обусловлено тем, что экспериментальные данные традиционно обрабатывались путем определения коэффициентов многомерной линейной регрессии по стандартным процедурам. Линеаризация функции производилась ее логарифмированием. При этом область адекватности подобной математической модели никак не оговаривается.

Использование на практике представленных в справочниках зависимостей показывает, что в некоторых случаях (точение и фрезерование жаропрочных и закаленных сталей) t = 5 mm P 1( v) P 2( v) t = 2 mm P 3( v) t = 1 mm 0 20 40 60 80 v а t = 5 mm P 1( s) P 2( s) P 3( s) t = 2 mm t = 1 mm 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0. s б P 4( t3) P 3( t4) P(t1), P (t2) - S = 0,21 mm/ob P 2( t ) P 1( t1) P(t3), P (t4) - S = 0,084 mm/ob 0 1 2 3 4 5 t3 t4 t t в Рисунок 1 – Зависимость силы резания от параметров механической обработки:

а – скорости (при различных глубинах резания);

б – подачи (при различных глубинах резания);

в – глубины резания (при различных значениях подачи) имеется существенная разница между реальными значениями параметров и значениями, получаемыми при использовании рекомендуемых математических моделей.

Более точное описание процессов функционирования технологических систем получается, если при обработке экспериментальных данных будет учтено, каким образом на выходной параметр влияет различное сочетание входных параметров.

Если аппроксимирующая функция содержит два и более аргументов, то процедура подбора вида математической модели учитывает их нелинейное взаимное влияние. В этом случае структура аппроксимирующей функции, а, следовательно, и процедура создания математической модели существенно усложняется.

Для определения степени взаимного влияния изменяемых параметров используются зависимости силы резания при фиксации одного из режимов и варьируемых остальных (см. рисунок 1, а и б). В рассматриваемом случае в качестве основного параметра при формировании математической модели была принята глубина резания, поскольку ее влияние на силу резания наиболее существенно.

Окончательно зависимость силы резания от параметров обработки будет иметь вид Pz = (27,5·s – 153·s2 + 315·s3)·t – 0,625·s·t2. Полученная математическая модель проверяется на соответствие экспериментальным данным путем определения относительной погрешности и построения графиков теоретических и эмпирических зависимостей. Так на рисунке 1 в кривые Р2(t) и Р4(t) соответствуют теоретически полученным моделям, а Р1(t) и Р3(t) – опытным данным. Зависимости, приведенные на рисунке, подтверждают адекватность полученной математической модели процессу черновой обработки жаростойкой стали 08Х18Н10Т.

ЛИТЕРАТУРА Тихонов, А.Н. Методы решения некорректных задач: учеб. пособие для вузов / 1.

А.Н. Тихонов, В.Я. Арсенин. – М.: Наука, 1986.

Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. / под ред. А. Г. Косиловой и 2.

Р. К. Мещерекова. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1985.

УДК 65.011.56:621. МЕТОД СИНТЕЗА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ Б.С. Падун, К.В. Киприянов Санкт-Петербургский государственный университет информационных технологий, механики и оптики ВВЕДЕНИЕ Под технологическим процессом функционирования (ТПФ) линии сборки (ЛС) будем понимать систему действий, которую должна выполнить технологическая система (ТС) ЛС во время изготовления множества микрообъективов (МО). В систему действий включаются действия по сборке узлов и МО в целом, перемещению объектов, измерению деталей и узлов, контролю качества собранных узлов, складированию объектов, комплектации деталей и узлов, передаче данных, ожиданию, диагностики функционирования элементов, безопасности функционирования оборудования. ТПФ начинается с момента загрузки деталей для сборки на стационарный склад и заканчивается выгрузкой из стационарного склада последней тары.

ТПФ ЛС МО – это изменяемый и сложный процесс, к которому предъявляются высокие требования по функциональности, продолжительности, гибкости и безопасности. ТПФ должен обеспечивать согласованное взаимодействие большого числа элементов, поэтому для его формирования создается автоматизированная система проектирования технологии сборки изделий (САПР ТПФ) на линии. Эта система проектирует оптимальный вариант технологического процесса сборки, реализуемый на ЛС. Состав программного обеспечения представлен в [1], а именно:

монитор, обеспечивающий управление вычислительным процессом САПР ТПФ в диалоговом и автоматическом режимах;

компоненты проектирования процесса функционирования ЛС на основе применения методов виртуальной сборки и имитационного моделирования процессов;

определения и предсказания тупиковых ситуаций на ЛС;

формирование правил выхода на рабочий режим после возникновения аварийных ситуаций;

компоненты визуализации процессов функционирования для тестирования процессов;

базы данных и вспомогательные компоненты.

Основным комплексом являются компоненты проектирования ТПФ ЛС. Методы их работы являются объектом рассмотрения в данной статье.

КОНЦЕПТУАЛЬНЫЕ МОДЕЛИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА Технологическая система (ТС) сборки – это четырехуровневая система [1]:

первый уровень – это ЛС, которая рассматривается как единый компонент, состоящий из трех взаимосвязанных элементов. Эти элементы получили название зон: складская зона, зона измерений и сборки узлов, зона сборки МО;

второй уровень – это зоны. Каждая зона состоит из оригинального состава взаимосвязанных элементов. В складскую зону входят стационарный склад и мобильные склады. Зона измерений и сборки узлов состоит из транспортной линии и трех станций. Зона сборки МО - из транспортной линии и пяти станций;

третий уровень – это стационарный склад, мобильный склад, станции различного назначения, транспортные линии. Каждый из названных объектов состоит из взаимосвязанного оригинального технологического оборудования. Например, роботы, стеллаж, сборочное устройство, лифтовый склад, столики под тару и т.д.;

четвертый уровень – это технологическое оборудование, состоящее из взаимосвязанных исполнительных элементов. Например, схват, линейная направляющая, поворотный столик и т.д.

В каждом компоненте каждого уровня выполняются свои ТПФ, поэтому для управления компонентом используются свои алгоритмы, программы и данные. Следовательно, каждый компонент имеет свою систему управления, которая, в общем случае, решает задачи синхронизации работы элементов при выполнении технологических процессов, диагностики и безопасности функционирования оборудования. Каждый элемент управления является функциональным объектом для элементов управления более высокого уровня, которые рассматривают его как черный ящик, способный выполнять определенный действия (алгоритмы) и находиться в определенных состояниях.

Для ТПФ ТЛС МО характерны три особенности. Первая – это возможность декомпозиции ТПФ на отдельные унифицированные компоненты, из которых можно «собирать» различные варианты технологических процессов.

Вторая особенность – это неопределенность ТПФ. Сборка МО выполняется по результатам виртуальной сборки. Но из-за неточности математических моделей обеспечения качества сборка стакана и корпуса МО может быть не удовлетворительной, так как не обеспечивается заданная точность. Следовательно, во время выполнения ТП возникает необходимость его видоизменить:

положить собранный узел после контроля в тару с браком, отправить тару с браком на склад и т.п.

Третья особенность – это открытость ТПФ, т.е. ТПФ можно пополнять действиями по сборке новых МО после выполнения виртуальной сборки по новым результатам измерений деталей и узлов.

ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ С описанием ТПФ ЛС работает САПР при его проектировании и оптимизации и автоматизированные системы управления ТС, в общем случае, при анализе, декомпозиции и реализации ТПФ. Поэтому необходимо применить такой способ представления ТПФ, который обеспечил бы эффективное функционирование указанных систем. Введем некоторые понятия.

Определение: Множество операций, объединенных в один компонент по каким-либо свойствам, будем называть блоком B. Мощность блока |B| 0.

Определение: Если блоки унифицированы и хранятся в базе «Блоки», то назовем их стандартными блоками Bс. Если блоки формируются из отдельных операций во время проектирования ТПФ и не вносятся в базу «Блоки», то такие блоки назовем нестандартными блоками Bн.

Следовательно, B = Bс Bн.

Проведем анализ блоков ТПФ, которые используются при проектировании ТПФ и управлении ЛС.

1. ТПФ – это блок. Такой блок назовем заданием и обозначим Bз 2. Любой блок ТПФ состоит, в общем случае, из множества блоков. Такие деления соответствуют уровням управления и формируются по правилу «блок является составной частью блока более высокого уровня». Блок самого нижнего уровня – это операция.

Следовательно, Bi+1 = Bi1 … Bim.

3. Стандартные блоки Bо, которые должны выполняться в любом ТПФ, назовем обязательными блоками. Например, диагностика оборудования, приведение оборудования в начальное состояние и т.п.

4. Стандартные блоки, которые не всегда используются в ТПФ, назовем необязательными блоками Bе. Например, выход из аварийной ситуации Следовательно, B = Bо Bе.

5. При проектировании ТПФ может использоваться блок из множества альтернативных блоков Bа. Выбор альтернативного блока осуществляется при оптимизации технологического процесса сборки 6. Блоки и операции ТПФ могут выполняться параллельно B= или последовательно B Следовательно, B= = {B1, B2, …, Bn} или B = (B1, B2, …, Bn), а также B = B= B.

Допускается случаи, когда B= = {…} и B = ( … ), т.е. n = 0.

7. Блок B считается завершенным, когда завершен последний ее элемент. Блок B= считается завершенным, когда завершены все входящие в него блоки На основании сказанного, можно формально представить ТПФ так:

(1Вок{2B31 B32 B33}2 [3Bе] 3 Воз) Раскроим некоторые составляющие ТПФ:

Вок = (4Вод Bон)4;

Воз = (5Вон Bоп)5;

Bе = (6Bеа Bен Bон) B31 = (7В371 … В37i {8В81 … (9В91,…, В9r)9 …В8m [10В10 1 … В10 k]10}8 В37(i+1)…В7n)7 и т.д.

где Вок – обязательный блок контроля;

B31 – блок третьего уровня первый и т.п.;

Bоз – обязательный блок завершения;

Bод – обязательный блок контроля подключения к оборудованию энергии;

Bон – обязательный блок приведения оборудования в начальное состояние;

Bоп – обязательный блок вывода протокола выполненных работ по сборке;

и т.п.;

в (…) заданы последовательно выполняемые работы;

в {…} – параллельно выполняемые работы;

в […] –работы могут выполняться или не выполняться.

Для записи ТПФ ЛС используются соответствующие XML-тэги.



Pages:     | 1 |   ...   | 8 | 9 || 11 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.