Введение к работе
Актуальность работы. Проектирование новых станков, особенно на ранней стадии, представляет собой многоэтапный процесс с итеративной 'структурой каждого этапа по типу: «синтез альтернативы-оценка альтернативы-принятие решения». Повторяя эти процедуры многократно, конструктор находит эффективное решение.
С усложнением конструкций станков возрастает время между моментами создания альтернативы и получения ее оценки. Выход состоит в широкой автоматизации этого процесса с применением графического синтеза и математического моделирования.
Основные предпосылки качества станков закладываются на ранней стадии проектирования при определении их компоновочных решений. Компоновка станка является отражением его структуры. Задачи же структурного синтеза относятся к задачам проектирования, наиболее сложным с точки зрения возможностей формализации. Трудности формализации и в то же время успешное решение этих задач человеком на основе своих эвристических способностей заставляют искать решение проблемы в рациональном использовании режима активного диалога конструктора с ЭВМ, где все принципиальные решения принимает конструктор, а формирование модели, определение ее параметров и все .трудоемкие вычислительные процедуры выполняются машиной в заданной последовательности автоматически. Предлагаемый подход представляется весьма актуальным для автоматизации решения таких задач как проектирование компоновок станков.
Цель работы. Разработка автоматизированной системы синтеза и оценки компоновок станков, обеспечивающей при проектировании эффективную возможность создания и просмотра большого количества
2 альтернативных проектных решений компоновок, проведение их экспресс-анализа и оперативной коррекции.
В качестве примеров применения автоматизированной системы в работе рассмотрены различные аспекты разработки компоновок нескольких многоцелевых станков - сверлильно-фрезерно-расточных и токарных.
Методы исследования. В работе использованы основные положения теории компоновок металлорежущих станков, разработанной Ю.Д.Враговым. Результаты работы получены на основе положений методологии проектирования станков, общей теории систем, теории упругости, численных методов(в частности, метода конечных элементов), аналитической геометрии и вычислительных методов, применяемых при обработке геометрических данных. Работа также опирается на понятия, принципы и модели построения САПР технических систем.
Научная новизна работы заключается в:
и установлении и формализации связей между принятым кодовым описанием компоновки, компоновочными параметрами проектируемого станка и его геометрическим 3-мерным представлением на экране дисплея;
п выявлении и использовании закономерностей, лежащих в основе автоматического построения математической модели компоновки как упругой системы и определения ее параметров.
Практическая ценность работы состоит в:
о разработке программно-методического обеспечения автоматизированной системы графического синтеза и оценки компоновок станков, реализованного в ОС Microsoft Windows 95;
в создании действующего макета автоматизированной системы синтеза и оценки компоновок станков на базе персонального компьютера;
в использовании системы для синтеза и оценки нескольких многоцелевых станков - сверлильно-фрезерно-расточных и токарных.
Реализации работы. Разработанная автоматизированная система используется и учебном процессе на кафедре станков МГТУ «СТАНКИН» при подготовке инженеров, специализирующихся в области станкостроения.
Апробации работы. Основные положения, выводы и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на 3-м Международном конгрессе «Конструкторско-технологическая информатика» в Москве (22-24 мая 1996 г.), на научно-технической конференции в Перми (1996 г.); результаты работы полностью доложены и одобрены на заседании кафедры станков МГТУ «СТАНКИН».
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 3 работы.
Структура и объем работы. Работа изложена на 127 страницах, состоит из введения, четырех глав и основных результатов и приложения; она содержит 3 5 рисунков и 6 таблиц. Список литературы включает 81 наименование.