авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< 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:   || 2 | 3 |

Совершенствование технологической подготовки операций для оборудования сверлильной группы в многономенклатурном производстве с учётом производственной ситуаци

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

Разманова Татьяна Ивановна

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ

ОПЕРАЦИЙ ДЛЯ ОБОРУДОВАНИЯ СВЕРЛИЛЬНОЙ ГРУППЫ

В МНОГОНОМЕНКЛАТУРНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ

С УЧЁТОМ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ СИТУАЦИИ

Специальность 05.02.08 – Технология машиностроения

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Саратов 2012

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном
образовательном учреждении высшего профессионального образования

«Саратовский государственный технический университет

имени Гагарина Ю.А.»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Бочкарёв Пётр Юрьевич
Официальные оппоненты: Васин Алексей Николаевич, доктор технических наук, профессор, Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А., профессор кафедры «Технология машиностроения» Сигитов Евгений Александрович, кандидат технических наук, директор ЗАО «Научно-производственный комплекс
прецизионного оборудования», г. Саратов

Ведущая организация: Институт проблем точной механики и управления РАН, г. Саратов

Защита состоится 24 декабря 2012 г. в 13-00 часов на заседании
диссертационного совета Д 212.242.02 при ФГБОУ ВПО «Саратовский
государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.»
по адресу: 410054, г. Саратов, ул. Политехническая, 77, Саратовский
государственный технический университет имени Гагарина Ю.А., корп. 1, ауд. 319.

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической
библиотеке ФГБОУ ВПО «Саратовский государственный технический
университет имени Гагарина Ю.А.».

Автореферат разослан «19» ноября 2012 г.

Учёный секретарь

диссертационного совета А. А. Игнатьев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Современное производство должно обладать количественной и качественной гибкостью, что является необходимым требованием в условиях рыночной экономики. В условиях жесткой конкуренции предприятие должно оперативно и адекватно реагировать на поступающие заказы, быстро и в широких пределах изменять объемы и ассортимент выпускаемой продукции. Для этого существует необходимость в кратчайшие сроки разработать конструкторскую документацию на изделие и эффективную технологию его изготовления. Одним из направлений решения данной задачи является автоматизация проектирования технологических операций.

Автоматизация проектирования даёт возможность значительно сократить время технологической подготовки производства и улучшить качество проектных решений, что, в свою очередь, позволит производственным системам обладать свойством гибкости в плане конструктивного и технологического разнообразия обрабатываемых деталей. Исследованиями в области организации и проектирования технологических процессов занимались такие учёные как В.И. Аверченков, Р.А. Алик, В.М. Базров, П.Ю. Бочкарев, Б.М. Бржозовский, Г.К. Горанский, А.А. Игнатьев, Н.М. Капустин, А.В. Королев, С.Н. Корчак, С.П. Митрофанов, И.П. Норенков, А.П. Соколовский и другие.



Современный уровень развития информационных технологий позволяет создавать и реализовывать качественно новые подходы к проектированию, направленные на разработку систем автоматизированного проектирования (САПР) технологических процессов (ТП), учитывающих особенности многономенклатурного производства. Основная цель создания САПР ТП заключается в экономии труда технологов, ускорении перехода от технологической подготовки производства непосредственно к реализации технологического процесса изготовления деталей.

В машиностроительном производстве на оборудовании сверлильной группы осуществляется механическая обработка различными методами, проектирование технологических операций для оборудования данной группы имеет ряд особенностей: режущий инструмент (РИ) является мерным, что накладывает определенные требования к содержанию операции и последовательности выполнения переходов; соответственно и выбор инструмента зависит от необходимой последовательности обработки. От рационально выбранной структуры операций зависят время изготовления и стоимость обработки.

Анализ наиболее известных САПР ТП с точки зрения возможностей автоматизации проектирования технологических операций, выполняемых на оборудовании сверлильной группы, показал, что использование в данных системах диалогового проектирования дает невысокую степень автоматизации и ограничивает возможности проектирования, при этом затраты времени на проектирование ТП сокращаются незначительно. Кроме того, существующие САПР ТП не позволяют учитывать особенности производственной системы на момент проектирования и реализации технологических процессов.

Приведённые недостатки отсутствуют в системе планирования многономенклатурных технологических процессов, разработка которой осуществляется в Саратовском государственном техническом университете имени Гагарина Ю.А. Данная система позволяет выполнять проектирование ТП изготовления детали в кратчайшие сроки за счёт автоматизации всех этапов проектирования, а наличие связи между подсистемой проектирования и подсистемой реализации ТП, а также многовариантные решения задач проектирования дают возможность быстро адаптировать ТП к условиям производственной системы.

С учётом вышеизложенного можно сделать вывод о том, что в настоящее время актуальной задачей является совершенствование технологической подготовки операций, выполняемых на оборудовании сверлильной группы, путём разработки системы автоматизированного проектирования, учитывающей особенности конкретной производственной системы.

Целью данной работы является повышение качества проектных решений при разработке технологических операций, выполняемых на оборудовании сверлильной группы, и эффективности их реализации на основе гибкого реагирования на изменение производственной ситуации.

Методы и средства исследования. Теоретические исследования выполнены с помощью научных основ технологии машиностроения, принципов системного подхода. Решение поставленных задач осуществлялось с использованием теории сетей Петри, теории множеств, теории цветных графов, теории динамического программирования. Экспериментальные исследования проводились на действующем участке с многономенклатурным характером производства. При разработке программного обеспечения были применены методы структурного проектирования программных систем и объектно-ориентированного программирования.

Научная новизна характеризуется следующими положениями:

1. Разработана и обоснована модель подсистемы проектирования технологических операций для оборудования сверлильной группы. Предложенная модель отличается структурной последовательностью проектных процедур и возможностью учёта складывающейся производственной ситуации.

2. Разработана структура базы данных технологической оснастки для оборудования сверлильной группы, отражающая технологические взаимосвязи между элементами, участвующими в процессе проектирования операций, выполняемых на оборудовании сверлильной группы, и позволяющая генерировать множества возможных вариантов технологической оснастки в автоматическом режиме.

3. Формализованы этапы проектирования технологических операций для оборудования сверлильной группы, в том числе:

  • процедура генерации возможных вариантов технологической оснастки для оборудования сверлильной группы с использованием теории сетей Петри;
  • процедура генерации возможных вариантов структур технологических операций, выполняемых на оборудовании сверлильной группы, на основе применения теории цветных графов;
  • процедура выбора рациональных вариантов технологической оснастки и структур технологических операций, выполняемых на оборудовании сверлильной группы, с применением аппарата динамического программирования.

Практическая ценность и реализация работы. Разработано информационное, алгоритмическое и программное обеспечение автоматизированной подсистемы проектирования технологических операций, выполняемых на оборудовании сверлильной группы. Результаты работы были реализованы в условиях производства в ОАО «Саратовский агрегатный завод». С использованием разработанной подсистемы проектирования технологических операций получены технологии обработки отверстий выбранных деталей в автоматизированном режиме. Это позволило сократить сроки технологической подготовки за счёт снижения времени разработки технологических операций, выполняемых на оборудовании сверлильной группы на 48%.

Апробация результатов диссертации проводилась на 8 научно-технических конференциях: XV Туполевские чтения: Международная молодежная научная конференция (Казань, 2007); «Прогрессивные технологии в современном машиностроении» (Пенза, 2007), «Методы и средства управления технологическими процессами» (Саранск, 2007), «Математические методы в технике и технологиях ММТТ-21» (Саратов, 2008), «Современные технологии в машиностроении МК-117-111» (Пенза, 2011), «Современные материалы, техника и технология» (Курск, 2011), «Современные инструментальные системы, информационные технологии и инновации» (Курск, 2012).

Соответствие диссертации паспорту специальности.

Диссертация посвящена решению научной задачи, связанной с совершенствованием технологической подготовки проектирования технологических операций, выполняемых на оборудовании сверлильной группы, поэтому содержание диссертации соответствует специальности 05.02.08 – Технология машиностроения.

Область исследований соответствует следующим пунктам паспорта специальности: методы проектирования и оптимизации технологических процессов; математическое моделирование технологических процессов и методов изготовления деталей и сборки изделий машиностроения.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 16 печатных работ, в том числе три статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ, получены два свидетельства о государственной регистрации программ для ЭВМ и одно свидетельство о государственной регистрации базы данных.

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения, списка использованных источников 110 наименований и 5 приложений. Основной текст диссертации изложен на 155 страницах, иллюстрирован 26 рисунками и содержит 15 таблиц.

Положения, выносимые на защиту:

1. Модель подсистемы автоматизированного проектирования технологических операций, выполняемых на оборудовании сверлильной группы, в рамках системы планирования технологических процессов.

2. Формализованная методика генерации вариантов технологической оснастки для оборудования сверлильной группы с использованием аппарата сетей Петри.

3. Модель автоматизации процедуры генерации структур технологических операций, выполняемых на оборудовании сверлильной группы, с использованием теории цветных графов.

4. Способ формализации процедуры выбора рациональных комплектов технологической оснастки и структур технологических операций, выполняемых на оборудовании сверлильной группы, с использованием аппарата динамического программирования.

5. Результаты экспериментальных исследований разработанных программных средств в условиях действующего многономенклатурного производства.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель и задачи работы, научная новизна, кратко приведено содержание работы по каждой главе диссертации, указана практическая ценность, приведены выводы и результаты, полученные после практической реализации работы и апробации результатов диссертации, сформулированы положения, выносимые на защиту.





В первой главе определены особенности технологических операций, выполняемых на оборудовании сверлильной группы, приведена информация по оборудованию, инструменту и типам поверхностей, которые можно получить на оборудовании данной группы. Проведено исследование основных методов проектирования технологических процессов для механообрабатывающих систем с точки зрения возможности применения этих методов при проектировании технологических операций, выполняемых на оборудовании сверлильной группы, и сделан вывод о том, что наиболее прогрессивным методом является планирование многономенклатурных ТП, поскольку этот метод даёт возможность быстрой адаптации ТП к изменяющимся производственным условиям.

Вместе с тем в первой главе проведён анализ существующих САПР ТП, выявлены основные достоинства и недостатки, главными из которых являются низкая степень автоматизации проектирования ТП и отсутствие связи с реальной производственной ситуацией. По аналогичным параметрам проанализирована система планирования многономенклатурных технологических процессов, разрабатываемая в Саратовском государственном техническом университете имени Гагарина Ю.А., обозначены основные достоинства системы, главными из которых являются высокая степень автоматизации, наличие обратной связи с производством, параллельная разработка технологических процессов для всей номенклатуры деталей. На основании анализа структуры автоматизированной системы планирования ТП определено место подсистемы проектирования технологических операций, выполняемых на оборудовании сверлильной группы, и обоснована необходимость её разработки.

В результате проделанной работы сделан вывод, что подсистема проектирования технологических операций для оборудования сверлильной группы занимает важное место в структуре системы планирования многономенклатурных ТП, поэтому для расширения возможностей системы планирования ТП необходимо разработать формализованные методики проектирования технологических операций, выполняемых на оборудовании сверлильной группы.

Вторая глава посвящена разработке моделей и формализованных методик проектирования технологических операций, выполняемых на оборудовании сверлильной группы.

Традиционный набор проектных процедур для разработки технологических операций механической обработки включает выбор средств технологического оснащения (СТО), формирование структур технологических операций, расчёт параметров обработки, назначение норм времени. Однако при разработке структуры подсистемы проектирования технологических операций, выполняемых на оборудовании сверлильной группы, выявлен ряд особенностей, присущих данной группе оборудования, которые изменяют традиционную последовательность проектирования. Во-первых, этап генерации СТО предлагается формализовать параллельно с этапом генерации вариантов структур технологических операций, в то время как при проектировании технологических операций для других групп оборудования все этапы осуществляются последовательно. Во-вторых, при выборе рациональных комплектов технологической оснастки нельзя не учитывать структуру технологической операции, поскольку выбранные типоразмеры режущего инструмента могут влиять на последовательность выполнения переходов и на возможность совмещения переходов по времени.

С учётом приведенных особенностей разработана структурная модель подсистемы проектирования технологических операций для оборудования сверлильной группы (рис.1). В представленной модели обозначены проектные процедуры, необходимые для функционирования подсистемы проектирования технологических операций, выполняемых на оборудовании сверлильной группы, их взаимодействия и информационные потоки.

Рис. 1. Структурная модель подсистемы проектирования технологических операций,
выполняемых на оборудовании сверлильной группы

Важной особенностью разработанной структуры является учёт требования о сохранении результатов, полученных после каждого этапа проектирования, в определённый фрагмент базы данных для возможности возвращения и корректировки на каждом этапе при изменении производственной ситуации. Результатом проектирования операций, выполняемых на оборудовании сверлильной группы в автоматическом режиме с помощью разработанной подсистемы, является комплект технологической документации в виде операционных карт, карт эскизов в соответствии с Единой системой технологической подготовки производства.

Для каждого этапа проектирования технологических операций, выполняемых на оборудовании сверлильной группы, разработаны формализованные методики с применением математического аппарата.

Генерация возможных вариантов технологической оснастки для оборудования сверлильной группы, представляет собой перебор всех имеющихся в базе данных вариантов режущих инструментов, вспомогательных инструментов, установление их соответствия входным параметрам переходов в каждом кортеже, сформированным на этапе разработки маршрутов ТП в автоматизированной системе планирования ТП. Данный перебор можно осуществить, используя современные вычислительные системы, которые имеют возможность распараллеливания вычислительных процессов.

Данную задачу предлагается решить с применением аппарата сетей Петри.

Множество элементарных поверхностей обозначим , множество наименований оборудования представим как , множество наименований режущего инструмента , множество наименований вспомогательного инструмента . На этапе разработки структуры проектирования технологических операций, выполняемых на оборудовании сверлильной группы, определены этапы генерации СТО. Для каждого этапа генерации СТО определены условия срабатывания перехода.

На рис. 2 представлен один из этапов генерации СТО с применением аппарата сетей Петри. В вершинах схемы обозначены начальные данные, Т – событие, которое срабатывает при выполнении условий, P –полученное множество мест при выполнении события.

Рис. 2. Этап генерация вариантов РИ с применением аппарата сетей Петри

Событие Т на данном этапе – это результат перебора представителя сверлильной группы оборудования E и вспомогательных инструментов V, V,V,V,V….V

Переход Т срабатывает при выполнении следующих условий:



Pages:   || 2 | 3 |
 

Похожие работы:







 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

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.