Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Автоматизация выбора режущего инструмента в современном машиностроительном производстве 13
1.1. Направления автоматизации технологической подготовки машиностроительных производств 13
1.2. Роль автоматизации подбора режущего инструмента в общем процессе технологической подготовке производства 15
1.3. Анализ конструкций прогрессивного режущего инструмента для современного машиностроительного производства 16
1.4. Применяемые методики подбора режущегоинструмента на промышленных предприятиях 31
1.5. Анализ возможностей существующих программных комплексов по подбору режущего инструмента и расчета режимов резания 33
1.6. Разработка стратегии выбора режущего инструмента в общем, направлении автоматизации и управления технологическими процессами. 41
Выводы к первой главе 43
Глава 2. Математическое моделирование процесса подбора режущего инструмента 44
2.1. Представление информации о режущем инструменте для токарной обработки 44
2.2. Многокритериальная нечеткая оценка альтернатив при выборе параметров режущего инструмента 49
2.3. Выводы ко второй главе 70
Глава 3. Формирование процедур автоматизированного подбора режущего инструмента на основе ЗР-модели детали и ZD-чертежа 71
3.1. Разработка структурно - функциональной схемы автоматизированной системы выбора инструмента 71
3.2. Структура программного обеспечения 74
3.3. Выводы к третьей главе 87
Глава 4. Построение системы автоматизированного выбора режущего инструмента на основе ЗВ-модели детали и 20-чертежа при разработке новых технологических процессов 88
4.1. Общая характеристика используемого программного и технического обеспечения автоматизированной системы 88
4.2. Лингвистическое обеспечение, использованное при разработке программных модулей системы 89
4.3. Разработка базы данных инструмента и оборудования для токарной обработки 95
4.4. Разработка базы данных для определения.подходящего и рационального инструмента для обработки, а также режимов резания... 101
4.5. Описание запуска и настройки разработанного программного комплекса 106
4.6. Работа с автоматизированной системой по выбору инструмента для-токарной обработки 123
4.7. Применение программногокомплексапри решении задач технологической подготовки производства- с интегрированной САПР PRO/ENGINEER 129
4.8. Оценка технико-экономической эффективности использования результатов исследования 130
Выводы к четвертой главе 134
Заключение 135
Список литературы 137
Приложение 1 Описание классов и методов программного комплекса 149
Приложение 2 Описание таблиц базы данных инструмента 167
Приложение 3 Структура XML файла для передачи информации об инструменте и режимах резания BProEngineer 178
Приложение 4 Пример XML файла для передачи информации об инструменте и режимах резания в ProEngineer 179
- Анализ конструкций прогрессивного режущего инструмента для современного машиностроительного производства
- Многокритериальная нечеткая оценка альтернатив при выборе параметров режущего инструмента
- Лингвистическое обеспечение, использованное при разработке программных модулей системы
- Описание запуска и настройки разработанного программного комплекса
Введение к работе
Актуальность работы. Для промышленных предприятий актуальны задачи снижения трудоемкости операций и себестоимости изготовления деталей с обеспечением заданных показателей качества. Поэтому технологические бюро ведут постоянный поиск путей совершенствования технологических процессов изготовления деталей с учетом возможностей, предоставляемых современным оборудованием и высокопроизводительным инструментом, информационным и программным обеспечением.
В настоящее время широко используются конструкции сборных режущих инструментов одного служебного назначения, но различающихся способами установки и крепления режущих элементов – пластин, т.е. структурной компоновкой и параметрами – размерами пластин, корпусных элементов или элементов крепежа. Ведущими мировыми производителями инструмента разработано большое количество сборных инструментов одинакового целевого назначения, а подходящую конструкцию пользователь выбирает в основном на основании необъективных рекламных материалов или производственного опыта (количество возможных вариантов выбора может достигать тысячи и более). С другой стороны, производителями режущего инструмента разработаны базы данных и экспертные системы выбора инструмента. Однако они не имеют интеграции с современными CAD-CAM системами, достаточно сложны в использовании и не позволяют сравнить между собой однотипные конструкции или конструкции, укомплектованные из сборочных элементов различных производителей, а также изменить критерии выбора рациональных вариантов конструкций инструментов.
В связи с этим, работа, направленная на исследование процесса автоматизированного подбора режущего инструмента для обработки изделий на многофункциональном технологическом оборудовании с ЧПУ, является актуальной.
Объектом исследования в данной работе является автоматизированная система выбора режущего инструмента для точения на многофункциональном оборудовании с ЧПУ.
В качестве предмета исследования рассматриваются методики, модели и алгоритмы автоматизированного определения рациональных параметров режущего инструмента.
Целью исследования является сокращение сроков технологической подготовки производства за счет автоматизации процедуры выбора токарного режущего инструмента для точения на многофункциональном оборудовании с ЧПУ.
Для достижения данной цели были поставлены и решены следующие задачи:
-
Анализ существующих методик и средств автоматизации выбора режущего инструмента.
-
Разработка математической модели процедуры выбора рационального режущего инструмента для точения на основе анализа 3D модели и чертежа детали.
-
Построение алгоритмов процедуры выбора рационального режущего инструмента на основе анализа 3D модели и чертежа детали.
-
Создание автоматизированной системы для выбора режущего инструмента для точения при обработке на многофункциональном технологическом оборудовании с ЧПУ.
-
Разработка методик обеспечения совместимости и интеграции автоматизированной системы выбора режущего инструмента с CAD-CAM системами.
Методы и средства исследований. При выполнении теоретических исследований и реализации поставленной задачи использовались методы системно-структурного анализа и декомпозиции, объектно-ориентированного программирования и анализа, системология инженерных знаний, теория проектирования, аппарат нечётких множеств, теория принятия решений и экспертных оценок.
Обоснованность и достоверность научных положений, основных выводов и результатов диссертации обеспечивается за счет тщательного анализа состояния исследований в данной области, и подтверждается корректностью предложенных модели, методики и алгоритмов, согласованностью результатов, полученных при компьютерной реализации, апробацией основных теоретических положений диссертации в печатных трудах и докладах на международных научных конференциях, а также в государственной регистрации электронного ресурса.
Научная новизна диссертационного исследования заключается в том, что получены новые научные результаты:
-
Математическая модель определения рационального режущего инструмента, отличающаяся возможностью решения задачи многокритериальной нечеткой оценки альтернатив в условиях различной важности критериев.
-
Методика интеграции автоматизированных систем выбора инструмента с CAD-CAM системами, основанная на использовании правил передачи данных между системами автоматизированного проектирования и подсистемами выбора инструмента.
-
Автоматизированная система выбора рационального режущего инструмента для точения на многофункциональном оборудовании с ЧПУ на основании 3D модели и чертежа детали, реализующая разработанные модели и алгоритмы.
Практическую значимость работы составляют:
-
Созданная автоматизированная система выбора режущего инструмента для многофункционального технологического оборудования с ЧПУ, позволяющая сократить сроки технологической подготовки производства.
-
Интегрированная база данных режущего инструмента, включающая данные об инструментальных державках и сменных пластинах различных производителей.
-
Методика применения автоматизированной системы выбора рационального режущего инструмента в условиях промышленных предприятий.
-
Методика использования автоматизированной системы выбора рационального режущего инструмента совместно с современными CAD-CAM системами.
Реализация и внедрение результатов работы. Проект, основанный на результатах диссертационного исследования, является победителем конкурса УМНИК (государственный контракт №7474р/10214 от 29.01.2010). Результаты диссертационной работы используются в учебном процессе кафедры «Компьютерные технологии и системы» Брянского государственного технического университета. Разработанный программный комплекс используется при технологической подготовке производства в ряде малых инновационных предприятий г. Брянск: ООО «ИЦ ВТМ», ООО «ТехАльянс», ООО «МТК», ООО «Ультра плюс».
Положения выносимые на защиту:
-
Математическая модель процедуры выбора рационального режущего инструмента для точения на основе анализа 3D модели и чертежа детали.
-
Методика обеспечения совместимости и интеграции автоматизированной системы выбора режущего инструмента с CAD-CAM системами.
-
Структура автоматизированной системы для выбора режущего инструмента для точения при обработке на многофункциональном технологическом оборудовании с ЧПУ.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на научных семинарах кафедры «Компьютерные технологии и системы» Брянского государственного технического университета, а также на международных и всероссийских научных конференциях: международная научно-практическая конференция «Состояние, проблемы и перспективы автоматизации технической подготовки производства на промышленных предприятиях» (Брянск 2009), «Наука и производство» (Брянск 2009), международная молодежная научная конференция «XXXVI Гагаринские чтения» (Москва 2010), международная научно-техническая конференция «Новые материалы, оборудование и технологии в промышленности» (Могилев 2010).
Результаты работы использовались при реализации следующих НИР: «Исследование и развитие новых механизмов интеграции научной и образовательной деятельности в рамках инновационных центров наукоемких технологий» (гос. рег. № 01 2009 54252, Федеральное агентство по образованию); «Разработка математических моделей, информационного и программного обеспечения для поддержки инновационных решений в области высоких технологий наукоёмких производств» (гос. рег. №01 2009 64010, ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России», Федеральное агентство по образованию); «Исследование технологических свойств и обрабатываемости заготовок деталей из фторопласта марки Ф4» (х/д, ООО «Элемент»); грант Президента Российской Федерации для государственной поддержки молодых российских ученых МК-417.2010.8.
Публикации. По теме диссертации опубликовано более 20 печатных работ в виде научных статей и тезисов докладов, в том числе 5 публикации в журналах, входящих в перечень рекомендованных ВАК изданий, выпущено 2 монографии в соавторстве, получено свидетельство о регистрации электронного ресурса.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, приложений. Работа изложена на 181 страницах машинописного текста, включающего 74 рисунка, 21 таблицу, список литературы из 111 наименований, 4 приложения.
Анализ конструкций прогрессивного режущего инструмента для современного машиностроительного производства
Режущий инструмент является составной частью комплексной автоматизированной системы станка с ЧПУ. Тщательному выбору и подготовке инструмента для станков с ЧПУ должно уделяться особое внимание. Это связано с высокой стоимостью этого оборудования и необходимостью достижения максимальной производительности и более высокой точности обработки. Для обеспечения автоматического цикла работы станков требуется более высокая степень надежности работы инструмента.
Современное металлорежущие оборудование обеспечивает требуемую экономическую эффективность при условии использования прогрессивного инструмента.
Режущий- инструмент для станков с ЧПУ должен удовлетворять следующим требованиям [40]:
оснащенность сменными пластинами из режущих материалов современных марок;
применение унифицированных вставок и насадок для создания переналаживаемого комбинированного инструмента;
универсальность применения для.различных моделей станков;
надежность и длительный срок службы;
обеспечение высоких и стабильных режущих характеристик;
удовлетворительное формирование и отвод стружки;
обеспечение заданных условий по точности обработки;
универсальность применения для типовых обрабатываемых поверхностей различных деталей на разных моделях станков;
быстросменность при переналадке на другую обрабатываемую деталь или замене затупившегося инструмента;
удобство обслуживания и эксплуатации.
Этими характеристиками вполне обладает инструмент, предлагаемый российскими фирмами «ИНТЕХНО-ИЗТО, «СКИФ-М», «Томский инструмент», "Георгиевский инструментальный завод», а также представительствами таких известных фирм, как Sandvik Coromani. Mitsubishi Carbide, KENNAMETAL, ISCAR, Walter, Seco Tools и ряд других.
Следует учесть, что эффективное применение станков с ЧПУ может быть достигнуто лишь при использовании режущего инструмента, отвечающего повышенным требованиям по стойкости и надежности, жесткости и другим показателям. В противном случае нельзя обеспечить стабильности размеров- и высокого качества работы по установленной программе. Если, например, резец будет быстро изнашиваться и его понадобится часто подналаживать, эффект автоматизации, связанный с применением программного управления, значительно снизится, а то и вовсе будет сведен к нулю.
На станках с ЧПУ наибольшее распространение получил сборный-инструмент со сменными неперетачиваемыми пластинами (СНП). Широкое применение СНП обусловлено следующими факторами:
обеспечивает значительную экономию дефицитных режущих материалов;
существенно сокращается время подналадки инструмента (СНП могут быть замены без снятия корпуса инструмента из револьверной головки, в ряде случаев не требуется после замены СНП привязка инструмента);
возможность быстрого подбора режимов резания путем замены пластин;
стабильное получение одинаковой величины шероховатости при прочих равных условиях;
надежное дробление стружки;
исключается необходимость в заточке инструмента. В сборном режущем инструменте от правильного выбора способа крепления пластин в значительной степени зависят его надежность, долговечность и стойкость.
Крепление должно обеспечивать:
надежность (не допускать микросмещений пластины в процессе резания);
плотный контакт опорной поверхности пластины с опорной поверхностью паза в державке;
точность позиционирования и взаимозаменяемость режущих кромок при повороте и смене пластин;
стабильность геометрии;
дробление, завивание и надежный отвод стружки;
минимальное время для смены лезвий.
Крепление должно быть компактным и технологичным.
Конструкции креплений зависят от конструкций самих СНП и от вида инструмента, величины и направления нагрузки на пластину в процессе резания, от условий размещения элементов крепления и других факторов.
В качестве режущего материала для инструмента станков с ЧПУ используют твердые сплавы, керамику, сверхтвердые синтетические материалы.
Твердые сплавы подразделяют на четыре группы: вольфрамовые, танталовольфрамовые, титанотанталовольфрамовые и безвольфрамовые. Они различаются по химическому составу, физико-механическим и эксплуатационным свойствам [40].
По классификации ISO твердые сплавы независимо от химического состава подразделяются, в зависимости от их пригодности для обработки определенных материалов, на пять групп. Каждая группа обозначается буквой и цветом (синим, желтым, красным, зеленым и серым) и разделена на подгруппы, характеризующие конкретное назначение твердых сплавов: Р (синий) - сплавы для обработки углеродистой, легированной, высоколегированной и инструментальной сталей; М (желтый) - сплавы для обработки нержавеющих сталей; К (красный) — сплавы для обработки чугунов; N (зеленый) цветных металлов; S (серый) закаленной и жаропрочной сталей, титановых сплавов.
Основным направлением повышения работоспособности твердых сплавов является нанесение на поверхность инструмента износостойких покрытий, повышающих его стойкость в 3-4 раза. В качестве покрытий применяют в основном карбид титана и нитрид титана.
Поскольку различие в стойкости покрытого, и непокрытого инструментов возрастает с повышением скорости резания, следует работать на более высоких скоростях резания для повышения, производительности труда и увеличения суммарного числа деталей, обработанных одним инструментом.
Для станков- с ЧПУ рекомендуется применять стандартные или специальные режущие инструменты, крепежные элементы, которые унифицированы сэтойоснасткой.
К унифицированным узлам прогрессивного инструмента относятся сменные неперетачиваемые пластины, узлы крепления СНП и резцовые вставки.
Форма СНП описывается рядом параметров стандартизированных по ISO 1832:2004 - «Пластины многогранные сменные для режущих инструментов. Обозначение» [89]:
1) форма пластины;
2) задний угол;
3) класс допуска пластины;
4) тип пластины (обозначение фиксации);
5) размер пластины (длины режущей кромки);
6) толщина пластины;
7) величина радиуса при вершине;
8) тип (обозначение) режущей кромки;
9) исполнение пластины (обозначение направления резания);
10) ширина фаски или обозначение стружколома;
11) угол фаски.
Код ISO состоит из девяти полей, поля 8 и 9 используются при необходимости. Дополнительно производитель может добавить еще два
Выбор формы СНП зависит от типа операции. Форма СНП выбирается в соответствии с необходимым главным углом в плане и с учетом возможности обработки труднодоступных поверхностей детали. Для обеспечения прочности режущей вершины и соответственно экономической эффективности обработки следует выбирать режущую пластину с наибольшим углом при вершине из возможных. Универсальность инструмента определяется, в первую очередь, формой пластины.
Большой угол при вершине пластины обеспечивает ее прочность, но в тс же времяі требует большей мощности оборудования и повышает склонность к вибрациям, так как увеличивается длина контакта инструмента с заготовкой. Маленький угол при вершине ослабляет режущий клин, уменьшает длину контакта и ухудшается отвод тепла, что может привести к перегреву режущей кромки. Каждая пластина имеет определенную эффективную длину режущей кромки, которая определяет возможную величину глубины резания. На рисунке 1.1 представлена зависимость прочности пластин от их формы.
Многокритериальная нечеткая оценка альтернатив при выборе параметров режущего инструмента
При выборе рационального, для обработки режущего инструмента необходимо учитывать его параметры по следующим критериям: прочность режущей кромки, отсутствие вибраций, качество отвода тепла из зоны резания, качество стружкообразования и требуемая для обработки мощность оборудования, а также универсальность режущего инструмента, определяемая наибольшим количеством операций, в которые может использоваться этот инструмент.
Задачу выбора рационального режущего инструмента для токарной обработки на станках с ЧПУ, в которой требуется максимизировать некоторую целевую функцию по целому ряду критериев, следует относить к классу многокритериальных оптимизационных задач, и ее решение представляет собой достаточно сложную проблему. Отдельные критерии могут быть противоречивыми и иметь противоположный смысл.
Существующие подходы к решению подобных задач объединяют идеи согласования требований, предусматриваемых различными. критериями: Обычно это достигается выбором некоторого компромиссного варианта, при котором значения целевой функции не по одному из критериев не достигает максимума;, однако1 по каждому из них оно оказывается; в определенном смысле вполне, приемлемым; с точки зрения степени: удовлетворения нескольким различным.критериям:.
При решении задачи; выбора рационального- инструмента; ситуация заметно усложняется;, если критерии оптимизациишмеют различную степень важности. В этих случаях возникает необходимость согласования-критериев с учетом степени значимости каждого: их них. г Здесь, на-, основе нахождения экстремума функции: нескольких переменных используются различные. способьксвертки:критериев- аддитивный, мультипликативный, расстояние доидеала, минимаксный, максиминный и др:
Еще: боле: сложный; случай: представляют собой многокритериальные задачи, решаемые в, условиях неопределенности и. относящиеся к классу нечетких. Нечеткость задачи может быть обусловлена нечеткостью цели и соответствующим нечетким описанием целевой функции. Нечеткими могут быть множества альтернатив; рациональный выбор из которых и представляет собой решение задачи, а также множество ограничений. Нечеткость задачи принятия; решения может быть следствием нечеткости самих используемых критериев рациональности. К таким задачам- относится выбор рационального инструмента дляг токарной-обработки, ввиду нечеткости оценок альтернатив; по критериям рациональности. Можно сказать о превосходстве параметров одного инструмента над другим по какому-либо критерию, однако точных значений оценок не существует [55].
Множество оценок по критериям формируются на основе экспертных оценок. Для апробации предложенной методики за основу приняты технические рекомендации фирмы Sandvik coromant, описанные в издании «Руководстве по металлообработке». В частности для определения нечеткого множества оценок формы пластины по критерию «Прочность кромки режущей пластины» за основу берется утверждение «Чем больше угол при вершине пластины, тем выше ее прочность».Таким образом, пластине формы «V» (угол при вершине 35) присваивается минимальная оценка по критерию «Прочность кромки режущей пластины», т.е. характеристика степени соответствия этой альтернативы данному критерию uCl(Pfl)=0,l; а пластине формы «О» (угол при вершине 135) присваивается максимальная оценка по этому критерию, т.е. /лС1(Р/16)=0,9.
Естественно, чем большей является важность критерия, тем большее значение приписывается его весовому коэффициенту.
Значения самих весовых, коэффициентов, определяются на основе стандартной; процедуры попарного сравнения критериев. Для этого вначале формируется матрица В попарных сравнений- для нахождения элементов bij которой можно ввести следующую шкалу оценок, приведенную в таблице 2.9.
Требуется решать многокритериальную оптимизационную задачу в условиях различной, важности критериев достижения максимума; целевой функцией. В этом; случае каждому критерию Сі ставится в соответствие некоторый весовой коэффициент XI 0. Значения самих, весовых коэффициентовопределяются на основе стандартной процедуры попарного сравнения критериев. В таблице. 2.13 приведена матрица относительной важности критериев для определения формы режущей пластины.
Требуется решать многокритериальную оптимизационную задачу в условиях различной важности критериев достижения максимума целевой функцией. В этом случае каждому критерию Сі ставится в соответствие некоторый весовой коэффициент Лі 0. Значения, самих весовых коэффициентов определяются на основе стандартной процедуры попарного. сравнения критериев. В таблице 2.19 приведена матрица относительной важности критериев для определения радиуса при вершине режущей пластины.
Вычисляя собственный вектор матрицы, получим следующие значения его компонентов: wl=0,165, w2=0,083, w3=0,843, w4=0,505. Умножая их на число критериев, равное трем, получим величины весовых коэффициентов, характеризующих важность каждого критерия: 11=0,662,12=0,331,13=3,371, 14=2,022.
С учетом весовых коэффициентов строятся множества Ах с, ЛХіа = (мХ!а (Red, Л (Red, - , М"а (Red), (2.35) которые будут иметь вид, приведенный в таблице 2.20 и на рисунке 2.12.
Лингвистическое обеспечение, использованное при разработке программных модулей системы
Программное, техническое и лингвистическое обеспечение современных САПР тесно- связано друг с другом и имеет большое взаимовлияние. Тем не менее, выбор компонентов, для реализации системы. можно разделить на выбора операционных систем, компьютеров, языков программирования и средств разработки.
Анализ операционных систем (ОС), используемых при работе современных САПР, являющихся частью общесистемного программного обеспечения, показывает наличие большого разнообразия-типов ОС. Следует отметить, большую перспективность ОС Linux и РгееВ80 дляфынка САПР работающих на ПК. Эти системы обладают высокой надежностью- и защищенностью, присущей всем UNIX-системам, и, в тоже время позволяют сэкономить значительные средства, так как распространяются под лицензией GPL или другой подобной, которые не предусматривают лицензионных сборовза право использования ОС.
Таким образом, при разработке интегрирующего модуля САПР желательно обеспечить поддержку широкого круга компьютеров и ОС. Такие свойства компьютерных программ называются-переносимостью.
Наиболее распространенным таким средством в настоящее время является- технологии Java созданной компанией- Sun Microsystems. Кросс-платформенность достигается за счет интерпретации байт-кода, на виртуальной машине Java, реализованной для широкого спектра программно-аппаратных платформ, однако приложения, написанные с его помощью, обладают серьезными недостатками - медленной интерпретацией байт-кода, а также высоким потреблением памяти, по сравнению с исполнением компилированных программ.
AWT и Swing — инструментарии Java, используемые для визуального программирования. Инструментарий AWT (Abstract Windowing Toolkit) начал поставляться с самой первой версией Java. Он.использует родные для платформ компоненты графического интерфейса пользователя, обеспечивая таким образом переносную обертку, но внешний вид и поведение AWT-программ будет отличатьсяі на различных платформах. По этой и другим причинам AWT был дополнен инструментарием Swing. Swing использует AWT только лишь для базовых операций: создания, прямоугольных окон, управления событиями и. отрисовки графических примитивов: Всем остальным, включая отрисовку компонентов графического интерфейса пользователя; занимается? Swing. Это решает проблему отличающегося-внешнего вида и поведения приложений на различных платформах. Но из-за реализации Swing-инструментария средствами Java,- его. производительность. не высока:
Технологию Java- можної разделить, на две части - новый- способ исполнения программ, и непосредственно новый язык программирования Java. Новый способ исполнения, программ заключается в-использовании так называемых виртуальных Java-машин (JVM). JVM — это программа, которая играет роль прослойки между кодом на Java и ОС. То есть программа на Java выполняется не операционной системой компьютера; a JVMj благодаря чему, однажды написанную программу можно запускать на любом компьютере с любой-OG, где имеется реализация JVM. В настоящее время JVM имеются на большинстве ОС и компьютеров. Что бы повысить быстродействие, используется ЛТ технология, благодаря которой, быстродействие Java программ сравнялась с программами на C++.
Еще одним инструментарием создания кросс-платформенных приложений является Nokia Qt, позволяющий запускать написанное с его помощью ПО в большинстве современных операционных систем путём простой компиляции программы для каждой ОС без изменения исходного кода. Qt — это библиотека для особого наречия C++, расширенного такими понятиями, как сигналы и слоты, позволяющими намного увеличить возможности языка и сделать код. более лаконичным: [23]. Компиляция производиться непосредственно для- конкретной платформы позволяет достигать высокой, производительности программ, кроме того в распоряжении разработчика оказывается- язык не уступающий по возможностям C++. В? настоящее: время Qt4 поддерживает следующие ОС: MS Wihsows, Mac OS?X, Linux/XTl,:.EbdeddedLinux, Windows CE, Symbian OS series 60: Go времени своего появления;в 1996 году библиотека Qt легла в: основу тысяч успешных проектов; во всём мире. Кроме: того, Qt; является фундаментом; популярной"! рабочей среды KDE, входящей в состав многих дистрибутивов:GNU/Eihux.,
При разработке инструментария- Qt? был; использован следующий подход:: низкоуровневые библиотеки используются тольколишьдаябазовых: операций , а отрисовкойї элементов? графического интерфейса пользователя занимается-непосредственно? Qt; Инструментарий: Qt разработан на: C++ и откомпилирован в машинный код. Интерфейс, созданный с: помощью Qt , отличается быстрой работой, и, благодаря использованию кэширования, может:быть быстрее интерфейса,.разработанного стандартными средствами. Теоретически, оптимизированная C++ программа должна бытьг быстрее аналогичной Qt-программы; но на практике для оптимизации; C++ программы потребуется больше усилий, и мастерства чем для создания оптимизированной Qt-программы.
Расширение языка C++ такими: понятиями как сигналы и слоты значительно облегчает работу программиста и увеличивает его возможности, особенно при написании программ в которых происходит взаимодействие множества элементов (объектов) друг с другом. Сигналы — методы, которые в состоянии производить высылку сообщений (например: изменилось положение объекта, был произведен щелчок по кнопке). Слоты - методы, присоединяемые к сигналам (например: метод, который необходимо вызвать при изменении положения объекта, или щелчке по кнопке). Соединение и разъединение сигналов и слотов может производиться в любой точке приложения, соединяемые объекты могут быть абсолютно независимыми друг от друга, что делает код очень гибким и легко расширяемым.
Также реализована технология WoC — widgets on canvas, с помощью которой-реализована Plasma в KDE 4.1. Она обеспечивает расположение виджетов на QGraphicsView с возможностью масштабирования и различных графических эффектов.
Библиотека использует, собственный формат проекта, именуемый .pro файлом,, в котором собрана информация о том, какие файлы будут скомпилированы, по каким путям искать заголовочные файлы и много другой информации. Впоследствии- при помощи- утилиты, qmake из них получаются makefile для make-утилиты компилятора.. Также есть возможность работы при помощи интеграторов» с Microsoft Visual Studio 2003/2005/2008: Совсем, недавно стала доступна- интеграция в Eclipse для версии- библиотеки- 4
- Интерфейс; созданный с помощью Qt, отличается быстрой работой; и, благодаря использованию кэширования, может быть быстрее интерфейса, разработанного стандартными средствами. Теоретически, оптимизированная C++ программа должна быть быстрее аналогичной- Qt-программы; но на практике для оптимизации C++ программы потребуется, больше усилий и мастерства, чем для создания оптимизированной Qt-программы.
В. то время, как Java-платформа обеспечивает разработчикам сравнимую продуктивность программирования, платформа C++/Qt обеспечивает приложениям лучшую производительность и эффективность использования памяти. Также C++ выигрывает за счет более лучших средств разработки. Низкая производительность Java-программ делает платформу Java/Swing менее подходящей для разработки GUI-приложений, даже при сравнимом опыте программирования. В; отличие от Swing, Qt не навязывает программисту парадигму программирования Model-View-Controller, поэтому в результате Qt-программы- получаются более краткими. Основные моменты сравнения Java и Qt представлены в таблице 4; 1..
Описание запуска и настройки разработанного программного комплекса
Для работы созданной системы подбора инструмента необходимо наличие установленных в операционной системе, либо-находящихся в папке с программой следующих библиотек Qt:
QtCore (основная библиотека Qt);
QtGui (графический,интерфейс пользователя);
QtOpenGL (для использования-GpenGL);
QtXml (для работы с XML);
QtSql Ovia работы с БД).
Также необходим- драйвер СУБД SQLite (должен находиться в субдиректории sqldrivers). В случае, если- в операционной системе1 не установлена библиотека компилятора, с помощью которого-скомпилирована программа (например, MinGW дляЮС Windows), необходимо И ее наличие: Все перечисленные Qt библиотеки- для своей платформы» можно свободно скачать, с сайта Nokia Qt4 (в том числе и необходимый драйвер СУБД SQLite).
Установить все необходимые библиотеки в ОС GNU/Linux Debian (и подобных и основанных на ней - в том- числе Ubuntu Linux) можно следующей командой от пользователя root: apt-get- install Iibqt4-core libqt4-gui Hbqt4-opengl libqt4-xml Hbqt4-sql-sqlit.
При запуске приложения, файл базы данных должен находится в папке с программой. Папка handbook, содержащая файлы справочника, поясняющего и расшифровывающего каждую позицию обозначения пластин, должна находиться в одной папке с исполняемым файлом.
Запуск программы можно осуществлять как и запуск любых других приложений (для ОС Windows — двойным- щелчком по: или выбором в контекстном меню пункта «Открыть», для Unix-подобных ОС ./имя__программы, для Mac.OS X - open имя программы).
После запуска программы, отображается главное окно, которое: представлено на рисунке 4Л0; Основные действия по работе с системой доступны пользователю, как: из- окна приветствия, программы,, так и из. главного меню и панели инструментов. Для наполнения;ишоддержания базы данных в актуальном состоянии, а также добавления; инструмента различных производителей был. разработан редактор базы данных, предоставляющий, пользователю удобный интерфейс для просмотра и изменения информации, хранящейся в базе данных. Окне редакторапредставлено на рисунке 4.11. Из него можно запускать различные редакторы базы данных, например редактор режущих пластин, окно которого представлено на рисунке 4.12.
Принцип работы всех редакторов аналогичен — вставлять новые записи в БД можно производить с помощью кнопки «Добавить». При этом добавленная запись в редакторе помечается значком « ». Однако как такового, добавления записи в базу данных не произошло - редактор лишь запомнил, что необходимо вставить в БД помеченную в редакторе знаком « » запись при подтверждении пользователем своих действий при нажатии кнопки «Ok». В случае если пользователь нажмет кнопку отмена — никаких изменений с базой данных не будет записано. Аналогична и команда удаления - при нажатии пользователем соответствующей кнопки -удаляемая запись будет помечена в редакторе знаком «!» но непосредственного удаления не произойдет. Пользователь может, как подтвердить проделанные действия, так и отменить их.
Для быстрого добавления пластин в базу данных, а также для ее поддержания в актуальном состоянии был реализован диалог импорта пластин (см. рисунок 4.13). Его можно вызвать нажав кнопку «Импорт из файла» в диалоге редактора пластин
Для импорта пластин необходимо указать файл, содержащий записи о пластинах, указать производителя и нажать на кнопку начать импорт. Импортируемый файл должен содержать записи о пластине в соответствии с обозначением ncISO- 5608:1995, ее материале и»цене, разделенных символом табуляции. Цена- может быть не указана. Для добавления пластины, из указанного материала, в базе данных должна присутствовать запись о нем. Диалог оповестит пользователя при завершении импорта. Если в базе данных присутствует запись об импортируемой пластине, будет производиться лишь обновление ее цены (в случае, если она изменилась).
Из редактора пластин можно открывать редакторы справочных для нее таблиц - формы пластины, заднего угла, и т.д. нажав соответствующую кнопку (рисунки 4.14 - 4.16). Выбор изображения для всех редакторов производится из выпадающего списка, в котором содержатся все изображения в базе данных.
Из редактора инструментальных державок также возможно запускать редакторы справочных таблиц. Как пример, на рисунке 4.20 представлен редактор исполнений в державке (определяющих главный угол в плане при обработке), на рисунке 4.21 - направления резания, а на рисунке 4.22 - типов фиксации пластины в державке.
