Введение к работе
Актуальность работы. Современные условия производства предъявляют высокие требования к качеству изделия и сокращению длительности цикла его производства, значительную часть которого занимают процессы сборки и технологической подготовки сборки.
На сегодняшний день из всех отраслей сложного машиностроения наименьший уровень автоматизации процессов сборки и технологаческой подготовки сборки характерен для самолетостроения. Это обусловлено в первую очередь особенностями самолета как объекта производства, наиболее значимыми из которых являются малая жесткость элементов конструкции, многодетальность, значительная разница габаритных размеров деталей планера, сложность пространственных форм и т.д. При этом если автоматизация производственных процессов сборки развивается достаточно активно, то методики проектирования технологии по-прежнему ориентированы на; выполнение эвристических процедур, что обуславливает высокий уровень субъективности принимаемых решений. Внедрение автоматизированных систем технологической подготовки производства (АСТПП) наиболее рациональное решение в данной ситуации. Анализ современных АСТПП показал, что большинство систем направлены на решение задач завершающих этапов проектирования технологического процесса, при этом практически не затрагиваются наиболее субъективные задачи: выбор метода сборки и проектирование последовательности сборки. Однако корректное решение данных задач в значительной степени влияет на качество изделия.
Отсутствие АСТПП, позволяющих автоматизировать начальные этапы проектирования технологического процесса сборки планера самолета связанно с отсутствием формализованных методов решающих эти задачи. Проанализировав работы И. А. Бабушкина, В.В. Павлова, Ш.Ф. Ганиханова, Ю.А. Боборыкина, 3.3. Шамсиева, А.Д. Громашева, В.В., Т. А. Сагдиева, О.С Самсонова, проводимые в области автоматизации технологической подготовки сборки самолета, приходим к выводу, что в первую очередь они направлены на решение задач оптимизации, либо нормирования ранее полученного технологического процесса сборки.
Учитывая важность технологической подготовки сборки, при производстве изделий сложного машиностроения, разработка формализованных методов проектирования технологического процесса сборки (особенно начальных этапов) является актуальной задачей.
Целью работы является создание методики автоматизированного проектирования технологического процесса сборки изделия на начальных этапах.
Задачи исследования заключаются в следующем:
1) разработать математическую модель в виде образа изделия, на основе данных электронной модели и формализованных данных
производственной среды, необходимых и достаточных для решения задач проектирования технологического процесса сборки;
-
определить основные принципы формирования последовательности сборки клепаных узлов планера самолета на основе использования математической модели в виде образа изделия;
-
разработать формализованные процедуры выбора метода сборки и оценки относительной жесткости на основе образа изделия;
-
произвести анализ эмпирических данных, используемых в традиционном проектировании, с целью выделения эквивалентных данных из множества формализованных данных электронной модели;
-
разработать методику формирования последовательности сборки, основанную на использовании предлагаемых алгоритмов и математических моделей.
Объектом исследования является технологический процесс сборки клепанных узлов планера самолета на начальных этапах проектирования.
Методы исследования. В качестве общей методологической основы использован системный подход, заключающейся в комплексном анализе данных электронной модели изделия и дополнительных данных производственной среды с целью решения задач выбора метода сборки и построения последовательности сборки изделия. В частности для решения задач выбора метода сборки, оценки относительной жесткости, построения последовательности сборки используются математические аппараты теории распознавания образов, теории графов и теории множеств. Соответственно используются базовые методы, принятые в каждой из теорий (методы распознавания, построения образа, базовые операции над множествами и графами).
Научная новизна диссертационной работы состоит в следующем.
-
Предложен метод формализации технологического процесса сборки на начальных этапах проектирования с использованием математической модели в виде образа изделия, формируемого на основе данных геометрической модели изделия и производственной среды.
-
Предложен способ представления характеристик изделия, необходимых для решения задач оценки относительной жёсткости и выбора метода сборки, в виде двоичного древовидного графа, пригодного для машинного представления и классификации образа изделия.
-
Разработан математический аппарат оценки относительной жесткости компонента сборки и выбора метода сборки, на основе анализа образа изделия.
-
Предложен метод формирования последовательности сборки, на основе использования образа изделия, с учетом обеспечения требуемой относительной жесткости на всех этапах сборки.
Практическая ценность работы и внедрение: предложенная методика, позволяет определить метод сборки и построить адекватную, с точки зрения собираемости, последовательность сборки. Результаты работы использованы
при выполнении НИОКР №208 «Разработка комплекса механизации стапеля сборки НЧФ» (01.09.2008 - 31.12.2009), выполненного для «Иркутского авиазавода ОАО «Корпорация Иркут». Основные положения методики используются в учебном процессе кафедры «Самолетостроение и эксплуатация авиационной техники» Иркутского государственного технического университета в курсах «Технология сборки», «Автоматизация проектно-конструкторских работ и технологических процессов», «Автоматизация технологической подготовки производства и технологических процессов». Имеются два акта внедрения: на ИАЗ - филиале ОАО «Корпорация «Иркут» и в ИрГТУ.
Апробации работы
Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на: XII Международной научной конференции «Решетнёвские чтения», СибГАУ, г. Красноярск, 2008 г.; 7-ой всероссийской научно-практической конференции «Применение ИПИ-технологай в производстве», МАГИ, г. Москва, 2009 г.; XI Всероссийской научно-технической конференции «Наука. Промышленность. Оборона.», НГТУ, г. Новосибирск, 2009г; ежегодных научно-технических конференциях факультета Транспортных систем ИрГТУ, г. Иркутск, 2007-2010 гг.
Публикации
По материалам исследований опубликовано 6 работ, из них 1 - в издании из перечня ВАК.
Структура и объем
Настоящая работа состоит из введения, четырёх глав, заключения, библиографического списка и приложений. Насчитывает 153 страницы, содержит 17 таблиц, 69 рисунков, библиографии 103 наименований, копий 2 актов внедрения. Общий объем работы 180 страниц
