Определение прогнозной трудоемкости изготовления деталей на токарных станках с ЧПУ с помощью распознавания конструктивно-технологических элементов

Сергей Семенович Кугаевский; Станислав Сергеевич Уколов

doi:10.22213/2413-1172-2023-2-60-68

Авторы

С. С. Кугаевский Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина
С. С. Уколов Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина

DOI:

https://doi.org/10.22213/2413-1172-2023-2-60-68

Ключевые слова:

прогнозирование трудоемкости, поэлементная технология, распознавание конструктивных элементов

Аннотация

Рассмотрена задача оперативного прогнозирования трудоемкости изготовления деталей на токарных станках с ЧПУ. В качестве метода выбрано распознавание конструктивно-технологических элементов детали по ее 2D-модели для расчета прогнозной трудоемкости механической обработки. Рассмотрена обработка деталей типа «втулка» на токарных станках с ЧПУ. Процесс распознавания конструктивно-технологических элементов реализован в виде прикладной САПР, на вход которой подаются электронная 2D-модель и таблица параметров обрабатываемых поверхностей. В состав этих параметров входят требования к точности и шероховатости поверхностей, вид нарезаемой резьбы, ее шаг, координаты точки начала и конца резьбы. На выходе формируется управляющая программа для станка с ЧПУ, оформленная в виде стандартных циклов. Автоматическое формирование управляющей программы становится возможным благодаря использованию специально разработанных для этого технологических шаблонов обработки типовых конструктивных элементов. Технологические шаблоны разработаны для всех конструктивно-технологических элементов, характерных для токарной операции (торец, открытая зона, полуоткрытая зона, закрытая зона, резьба). Для внешних и внутренних поверхностей детали технологические шаблоны различны, так как для их обработки применяются различные инструменты и стратегии построения траекторий. Особую сложность представляет формализация обработки закрытых зон. Поэтому на стадии распознавания классифицируются различные типы закрытых зон (выточка, канавка, канавка для выхода резьбы, торцевая выточка). Для каждого типа закрытых зон создан отдельный технологический шаблон их обработки. Для определения трудоемкости используется стандартный модуль симуляции управляющей программы. Получены результаты адаптации моделей для действующего производства.

Биографии авторов

С. С. Кугаевский, Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина

кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры технологии машиностроения, станков и инструментов

С. С. Уколов, Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина

кандидат технических наук, доцент кафедры информационных технологий и автоматизации проектирования

Библиографические ссылки

Всё что необходимо знать о форматах файлов САПР// САПР и графика. 2023. № 5. С. 10-15. https://sapr.ru/article/26551

Лебедев А. Металлообработка на станках с ЧПУ: как начать выпускать продукцию мирового уровня // САПР и графика. 2019. № 4. С. 64-67. https://sapr.ru/article/25846

Patrick Andre (2022) Product Manufacturing Information (PMI) in 3D models: a basis for collaborative engineering in Product Creation Process (PCP), URL: https://scs-europe.net/services/ess2002/PDF/manuf-6.pdf (дата обращения: 21.04.2023).

Зинченко Д. Особенности и преимущества системы ADEM в области создания управляющих программ для станков с ЧПУ// САПР и графика. 2017. № 7. С. 31-41. https://sapr.ru/article/25470

Зинченко Д. Прямое редактирование импортированных моделей и проектирование ЧПУ-обработки в системе ADEM // САПР и Графика. 2019. № 1. С. 22-25.

Ojal N., Giera B., Devlugt K.T. (2022) A universal method to compare parts from STEP files. Journal of Intelligent Manufacturing, 2022, vol. 33, no. 7, pp. 2167-2178. DOI: 10.1007/s10845-022-01984-3. EDN GMXXHG.

Yang Shi, Yicha Zhang, Kaishu Xia, Ramy Harik (2020) A Critical Review of Feature Recognition Techniques.Computer-Aided Design and Applications, 17(5), 2020, 861-899. DOI:10.14733/cadaps.2020.861-899

Зиннатуллин Ильдар Абузарович, Горяинов Дмитрий Сергеевич. Метод автоматизированного распознавания конструкторско-технологических элементов детали // Известия Самарского научного центра РАН. 2016. № 4-2. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/metod-avtomatizirovannogo-raspoznavaniya-konstruktorsko-tehnologicheskih-elementov-detali (дата обращения: 05.11.2021).

Разработка математической модели детали на основе моделей графических систем / С. Ю. Калякулин, В. В. Кузьмин, Э. В. Митин [и др.] // Инженерные технологии и системы. 2019. Т. 29, № 1. С. 67-76. DOI: 10.15507/2658-4123.029.201901.067-076. EDN VPFMTA.

Сафонов М. В. Распознавание геометрической информации в процессах технологического проектирования // Автоматизированное проектирование в машиностроении. 2017. № 5. С. 126-129. EDN ZUJSJD.

Щёкин А. В. Конструкторско-технологическая параметризация в составе комплексной АСУП. Информационные технологии = Информационные технологии. 2019. № 25(7). С. 34-54. DOI: https://doi.org/10.17587/it.25.387-396

Ахмадиев А. И., Шайхутдинов Ш. А., Кирпичников А. П. Распознавание строки перехода операционной карты и эскиза для генерации управляющей программы механической обработки // Вестник Технологического университета. 2019. Т. 22, № 3. С. 104-109. EDN PMANAW.

Щёкин А. В. Автоматизация получения параметров детали для задач конструкторско-технологической параметризации // Инженерные технологии и системы. 2019. Т. 29, № 3. С. 345-365. DOI: https://doi.org/10.15507/2658-4123.029.201903. 345-365

Красильникова В. А., Кугультинов С. Д. Проектирование технологического процесса механической обработки деталей сложной пространственной формы на станках с ЧПУ// Journal of Advanced Research in Technical Science. 2019. № 13. С. 55-59. DOI: 10.26160/2474-5901-2019-13-55-59. EDN YWHEEP.

Zhao G., Zhang X., Zavalnyi O (2019) Extended roughing operations to ISO 14649-11 for milling T-spline surfaces.Int J Adv Manuf Technol 2019, 102, 4319-4335. https://doi.org/10.1007/s00170-019-03468-w

Janusz Pobozniaka, Sergiusz Sobieskib (2017) Extension of STEP-NC data structure to represent manufacturing process structure in CAPP system: 27th International Conference on Flexible Automation and Intelligent Manufacturing, FAIM 2017, 27-30 June 2017, Modena, Italy.

Красильникова В. А., Кугультинов С. Д. Разработка принципа определения сложности детали по распознаванию конструктивных элементов // Автоматизированное проектирование в машиностроении. 2019. № 7. С. 170-174. DOI: 10.26160/2309-8864-2019-7-170-174. EDN YIPWTE.

Маркова М. И., Дронова О. Б. Прогнозирование трудоемкости изготовления продукции машиностроения // Ползуновский альманах. 2016. № 4. С. 127-130. EDN XIKWSD.

Михалев О. Н., Янюшкин А. С. Автоматизация технологических процессов на основе нейронной сети // Автоматизация. Современные технологии. 2022. Т. 76, № 4. С. 147-152. DOI 10.36652/0869-4931-2022-76-4-147-152. EDN DIEMHO.

Юрченко В. В., Кибеко А. С. Анализ и пути совершенствования систем автоматизации нормирования производственного процесса // Universum: технические науки. 2018. № 3(48). С. 5-7. EDN YTDZXO.