Алгоритм выбора оборудования
Главными условиями выбора оборудования являются:
1) соответствие технологических возможностей станка СТт.в. множеству переходов {а1, а2, ..., аn} проектируемой операции;
2) соответствие рабочей зоны станка Lcт пространству, занимаемому приспособлением с обрабатываемой заготовкой и инструментальной наладкой (Lпр + Lзаг + Lин);
3) экономическая целесообразность применения тех или иных станков (экономически допустимая партия деталей Nэк) в зависимости от типа производства или размеров партии деталей Nдет.
Совокупность указанных условий образует математическую модель выбора допустимых типоразмеров оборудования:
{а1, а2, ..., аn} Î СТт.в.;
Lcт > (Lпр + Lзаг + Lин);
Nдет ³ Nэк
Количество соотношений модели и их вид определяются конкретным типом операции, схемой установки заготовки, ее формой и размерами, а также назначением создаваемой САПР ТП.
Алгоритм выбора станка обычно строится на основе анализа информационно–логических таблиц. В таблицах станки группируются по типам от более производительных к менее производительным, а в каждом типе – от меньших моделей к большим. Предварительное упорядочивание станков по их производительности и размерам позволяет получать рациональные решения за наименьшее число шагов. По алгоритму производится проверка соответствия условий выбора оборудования параметрам обрабатываемой заготовки. Если для выделенной модели станка хотя бы одно из условий не выполняется, то для анализа необходимо выбрать станок следующей модели, техническая характеристика которого обеспечивает достижение заданных качеств детали.
Рассмотрим построение алгоритма выбора оборудования для ранее описанного примера проектирования типовых технологических процессов. Основными параметрами этой задачи являются серийность производства и размеры заготовки (готовой детали):
D – наибольший наружный диаметр;
L – длина;
d – наибольший диаметр осевого отверстия;
d1 – наибольший диаметр неосевого отверстия;
Dрез – диаметр резьбы;
Lш – длина шлицев;
M – модуль зубчатой поверхности.
Для каждой группы оборудования характерны определенные условия выбора, связанные с отдельными признаками детали (табл. 5.3). Так, выбор станка при обработке деталей класса «валы» для токарной группы операций определяется наибольшим диаметром заготовки D и ее длиной L, т.е. эти параметры обусловливают выбор типоразмера станка по высоте центров и наибольшему межцентровому расстоянию.
Табл. 5.3. Условия выбора оборудования для типовых операций (фрагмент)
| Группы однотипных операций | Коды | Параметры детали, определяющие выбор оборудования |
| 1. Токарная | 104, 106, 105, 107, 108, 109 | D, L |
| 2. Токарно-револьверная | 110, 111 | D, L, d |
| 3. Центровальная | 202, 203 | D, L |
| 4. Сверлильная специальная | 213, 212 | d, L |
| 5. Сверлильная (вертикальная) | d, L | |
| 6. Алмазно–расточная | d, L | |
| 7. Круглошлифовальная | 345, 346 | D, L |
| 8. Шлицешлифовальная | D, Lш | |
| 9. Бесцентрошлифовальная | 348, 349 | D |
| 10. Внутришлифовальная | d, L | |
| 11. Суперфинишная | D, L | |
| 12. Полировальная | D, L | |
| 13. Зубофрезерная | 528, 529 | D, M |
Важным фактором для выбора оборудования является также тип производства. При разработке алгоритма учитываются основные тенденции развития современного машиностроительного производства. Для единичного производства преимущественно подбираются универсальные станки и станки с ЧПУ, а для крупносерийного и массового – полуавтоматы и автоматы. Однако такой однозначный подход не может быть реализован во всех случаях. Например, для серийного производства необходимо проводить проверку целесообразности применения станков с ЧПУ. Такая проверка выполняется с учетом сложности формы детали и точности ее обработки с помощью специального оператора.
При составлении таблицы выбора моделей станков необходимо учитывать диапазоны размеров обрабатываемых на них деталей (табл. 5.4). В приведенной таблице для токарной операции эти диапазоны определяют выбор соответствующих типоразмеров станков. Для удобства обработки информации таблицы этого типа целесообразно преобразовывать путем кодирования моделей станков двухзначным кодом (табл. 5.5). Одна и та же модель станка, рекомендуемая при разных значениях D и L, представляется одним кодом.
Табл. 5.4. Фрагмент таблицы выбора модели станка (операция токарная)
| Диаметр D, мм | Длина L, мм | ||||||
| до 150 | 150–250 | 250–400 | … | ||||
| модель станка | серийность | модель станка | серийность | модель станка | серийность | ||
| 10–40 | 16Р04Р 1В340ФЗО 1Б265–6К 1Б265–6К | 16Р04Р 1В340ФЗО 1Б240–6К 1Б240–6К | 16Т04А 1В340ФЗО | … | |||
| 40–60 | 1Е365Б 16Р04Р 1Б265–6К 1Б290–8К | 16Т02П КТ–141П 1Б290–8К 1Б290–8К | 16Е04В 16К20ФЗ | … | |||
| … | … | … | … | … | … | … | … |
Табл. 5.5. Фрагмент закодированной таблицы для выбора оборудования (операция токарная)
| Диаметр D, мм | Длина L, мм | ||||||
| до 150 | 150–250 | 250–400 | … | ||||
| код станка | серийность | код станка | серийность | код станка | серийность | ||
| 10–40 | … | ||||||
| 40–60 | … | ||||||
| … | … | … | … | … | … | … | … |
После составления таблиц выбора оборудования и их кодирования для всех типов операций, используемых в обобщенном маршруте, составляется единый массив оборудования MS, в котором модели станков кодируются 3–значным кодом (XXX). Структура кода:
Х – тип оборудования в соответствии с классификацией Экспериментального научно–исследовательского института металлорежущих станков (ЭНИМС) (токарные станки – 1, сверлильные – 2, шлифовальные – 3 и т.п.);
XX – код станка, обозначенный в таблице кодирования данных для выбора оборудования.
Создание единого массива оборудования MS диктуется необходимостью упрощения алгоритмов поиска в нем информации и его корректировки. В этом массиве по коду станка определяется следующая информация:
· модель станка,
· наименование оборудования,
· краткая техническая характеристика,
· установочная мощность (кВт),
· габариты (мм),
· масса (т),
· стоимость (тыс. руб.).
Для удобства построения алгоритмов выбора модели станка из закодированных таблиц типа табл. 5.5 формируется общий массив MST, в состав которого входят четыре подмассива (MST1, MST2, MST3, MST4), объединяющих коды станков для различного типа производства. Анализ условий выбора оборудования по переменным параметрам деталей показывает, что для всех типовых операций поиск кода станка можно производить по двум параметрам.
Рассмотрим общий алгоритм выбора оборудования, представленный ниже.
1. Begin
2. Ввод набора кодов операций КОР и параметров детали
3. I: = 1
While I £ K do begin
4. Определение по коду I-й операции номера группы NGR и номера операции NOP
5. Определение номеров параметров поиска станка NPAR1, NPAR2
6. Определение параметров поиска станка в массивах KGR1, KGR2
7. Определение границ параметров PAR1, PAR2
8. Подпрограмма вычисления локальных номеров IN0 и JN0 в массиве станков
9. Добавление начального номера строки JN1=JN0 + JN2 (NOP)
10. Определение глобальных номеров в массиве MST:IN(I)=IN0, JN(I)=JN1
11. I:= I + 1
12. End
13. Вызов по коду серийности производства одного из массивов MSTJ (MST1, MST2, MST3, MST4)
14. I: = 1
While I £ K do begin
15. Выбор в массиве MSTJ элемента с номерами IN(I), JN(I)
16. Определение кода станка путем присоединения номера группы KST = NGR(I)*100 + NST
17. I:= I + 1
End
19.Вызов массива оборудования MS
20.I: = 1
While I £ K do begin
21. Выбор по коду станка KST его характеристики