86426

Разработка прототипа экспертной системы (ЭС)

Контрольная

Информатика, кибернетика и программирование

Преобразование исходного описания в окончательное порождает ряд промежуточных описаний, подводящих итоги решения некоторых задач и используемых для обсуждения и принятия решений для окончания или продолжения проектирования. Такие промежуточные описания называют проектными решениями.

Русский

2015-04-07

1004 KB

1 чел.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ  ГОСУДАРСТВЕННОЕ  БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ  УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО  ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО  ОБРАЗОВАНИЯ

«ВОРОНЕЖСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  ТЕХНИЧЕСКИЙ  УНИВЕРСИТЕТ»

(ФГБОУ ВПО «ВГТУ», ВГТУ)

Факультет вечернего и заочного обучения

Кафедра компьютерных интеллектуальных технологий проектирования

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по дисциплине:

Интеллектуальные подсистемы САПР

тема:

Разработка прототипа экспертной системы (ЭС)

Выполнил  студент:

Подпись, дата

инициалы, фамилия

№ группы:

Шифр:

Руководитель:

Подпись, дата

инициалы, фамилия

Воронеж  2014 г.


Содержание

Введение…………………………………………………………………………………………...

3

1. Технико  ̶  экономические показатели ……………………..………………..…………..

4

1.1 Общая структура и классификация систем ЧПУ……..……………………………..

4

1.2 Обоснование применения программного управления оборудованием……..…

7

2. Разработка системы подготовки обработки детали станка с ЧПУ…………….…

12

2.1 Функциональная модель системы подготовки обработки детали станка с ЧПУ……………………………………………………….…………………………………………

12

2.2 Алгоритм работы программного модуля……………………………………………..

16

2.3 Выбор программных средств реализации системы………………………………...

17

3. Технологическая реализация системы подготовки обработки детали станка с ЧПУ……………………………………………………….…………………………………………

19

3.1 Инструкция пользователя………………………………………………………………...

23

4. Расчет экономической эффективности………………………………………………….

28

4.1 Расчет фонда заработной платы…………………………………..…………………….

28

Заключение………………………………………………………………………………………..

30

Список использованной литературы……………………………………………………….

31


Введение

Проектирование технического объекта — создание, преобразование и представление в принятой форме образа этого еще не существующего объекта. Образ объекта или его составных частей может создаваться в воображении человека в результате творческого процесса или генерироваться в соответствии с некоторыми алгоритмами в процессе взаимодействия человека и ЭВМ. В любом случае инженерное проектирование начинается при наличии выраженной потребности общества в некоторых технических объектах, которыми могут быть объекты строительства, промышленные изделия или процессы. Проектирование включает в себя разработку технического предложения и (или) технического задания (ТЗ), отражающих эти потребности, и реализацию ТЗ в виде проектной документации.

Обычно ТЗ представляют в виде некоторых документов, и оно является исходным (первичным) описанием объекта. Результатом проектирования, как правило, служит полный комплект документации, содержащий достаточные сведения для изготовления объекта в заданных условиях. Эта документация и есть проект, точнее окончательное описание объекта. Более коротко, проектирование — процесс, заключающийся в получении и преобразовании исходного описания объекта в окончательное описание на основе выполнения комплекса работ исследовательского, расчетного и конструкторского характера.

Преобразование исходного описания в окончательное порождает ряд промежуточных описаний, подводящих итоги решения некоторых задач и используемых для обсуждения и принятия решений для окончания или продолжения проектирования. Такие промежуточные описания называют проектными решениями.

Проектирование, при котором все проектные решения или их часть получают путем взаимодействия человека и ЭВМ, называют автоматизированным проектированием, в отличие от ручного (без использования ЭВМ) или автоматического (без участия человека на промежуточных этапах). Система, реализующая автоматизированное проектирование, представляет собой систему автоматизированного проектирования (САПР, в англоязычном написании CAD System — Computer Aided Design System).

Автоматическое проектирование возможно лишь в отдельных частных случаях для сравнительно несложных объектов. Превалирующим в настоящее время является автоматизированное проектирование.

Проектирование сложных объектов основано на применении идей и принципов, изложенных в ряде теорий и подходов. Наиболее общим подходом является системный подход, идеями которого пронизаны различные методики проектирования сложных систем.

 

  1.  Технико-экономические показатели

Разработать систему подготовки обработки детали станка с ЧПУ предназначенную для создания управляющей программы операций шлифования осевого инструмента, автоматизации расчетов технологических переходов, а также визуализации обработки при помощи пакета твердотельного моделирования Designer Modeling 2005.

Использование данного программного модуля должно обеспечить корректное преобразование траектории движения инструмента и технологические команды в коды управления соответствующей комбинацией "станок - система ЧПУ", без использования другого специализированного программного обеспечения. А также позволит создавать программы для обработки сложного по конструкции осевого инструмента, проводить глубокий анализ конструкционных и режущих свойств реального изделия на этапе разработки управляющей программы, повысить качество выпускаемой продукции.

Разработать систему подготовки обработки детали станка с ЧПУ, которая будет иметь простой интерфейс, понятный конечному пользователю, высокую скорость работы, возможность анализа ряда технологических и конструкционных параметров.

  1.  Общая структура и классификация систем ЧПУ

На основе достижений кибернетики, электроники, вычислительной техники и приборостроения были разработаны принципиально новые системы программного управления – системы ЧПУ, широко используемые в промышленности. Эти системы называют числовыми потому, что величина каждого хода исполнительного органа станка задается с помощью числа. Каждой единице информации соответствует дискретное перемещение исполнительного органа на определенную величину, называемой разрешающей способностью системы ЧПУ или ценой импульса.

В определенных пределах исполнительный орган можно переместить на любую величину, кратную разрешающей способности. Число импульсов, которое можно подать на вход привода, чтобы осуществить требуемое перемещение, определяется отношением длины перемещения к цене импульса системы ЧПУ. Число импульсов, записанное в определенной системе кодирования на носителе информации (перфоленте, магнитной ленте и других), является программой, определяющей величину размерной информации.

Станки с программным управлением по виду управления подразделяют на станки и системами циклового программного управления и станки с системами числового программного управления. Системы циклового программного управления более просты, так как в них программируется только цикл работы станка, а величины рабочих перемещений, т.е. геометрическая информация, задаются упрощенно, например, с помощью упоров. В станках с ЧПУ управление осуществляется от программы, в которой в числовом виде занесена и геометрическая, и технологическая информация.

Система ЧПУ – это совокупность специализированных устройств, методов и средств, необходимых для реализации ЧПУ станком, предназначенная для выдачи управляющих воздействий исполнительным органам станка в соответствии с управляющей программой.

Устройство программного управления станками – это часть системы ЧПУ, выполненная как единое целое с ней и осуществляющая выдачу управляющих воздействий по заданной программе.

Числовое программное управление – это управление, при котором программу задают в виде записанного на каком-либо носителе массива информации. Управляющая информация для систем ЧПУ является дискретной и ее обработка в процессе управления осуществляется цифровыми методами. Управление технологическими циклами практически повсеместно осуществляется с помощью программируемых логических контроллеров, реализуемых на основе принципов цифровых электронных вычислительных устройств.

Структурная схема системы ЧПУ представлена на рисунке 1, а. Чертеж детали (ЧД), подлежащий обработке на станке с ЧПУ, одновременно поступает в систему подготовки программы (СПП) и систему технологической подготовки (СТП). Последняя обеспечивает систему подготовки программы данными о разрабатываемом технологическом процессе, режимах резания и так далее. На основании этих данных разрабатывается управляющая программа (УП). Наладчики устанавливают на станок приспособления, режущие инструменты согласно документации, разработанной в системе технологической подготовки. Установку заготовки и снятие готовой детали осуществляет оператор или автоматический загрузчик. Считывающее устройство (СУ) считывает информацию с носителя программы. Информация поступает в устройство ЧПУ, которое выдает управляющие команды на целевые механизмы (ЦМ) станка, осуществляющие основные и вспомогательные движения цикла обработки. Операционная система на основе информации (фактическое положение, скорость перемещения исполнительных узлов, фактический размер обрабатываемой поверхности, тепловые и силовые параметры технологической системы и др.) контролируют величину перемещения целевого механизма. Станок содержит несколько целевых механизмов, каждый из которых включает в себя (рисунок 1, б): двигатель (ДВ), являющийся источником энергии; передачу (П), служащую для преобразования энергии и ее передачи от двигателя к исполнительному органу (ИО); собственно исполнительный орган (стол, салазки, суппорт, шпиндель и т.д.), выполняющие координатные перемещения цикла.

Рисунок 1 - Структурная схема системы ЧПУ и целевого механизма

Система ЧПУ может видоизменяться в зависимости от вида программоносителя, способа кодирования информации в управляющей программе и метода ее передачи в систему ЧПУ. Устройство ЧПУ размещают рядом со станком (в одном или двух шкафах) или непосредственно на станке (в подвесных или стационарных пультах управления). Двигатели приводов подач станков с ЧПУ, имеющие специальную конструкцию и работающие с конкретным устройством ЧПУ, являются составной частью системы ЧПУ.

Все данные, необходимые для обработки заготовки на станке с ЧПУ, получает от управляющей программы, которая содержит два вида информации: геометрическую и технологическую. Геометрическая информация – координаты опорных точек траектории движения инструмента, а технологическая – данные о скорости, подаче, номере инструмента и т. д. Управляющую программу записывают на программоносителе. В оперативных системах ЧПУ программа может вводиться (с помощью клавиш) непосредственно на станке.

Важнейшей технической характеристикой систем ЧПУ является ее разрешающая способность или дискретность, т. е. минимально возможная величина линейного и углового хода исполнительного органа станка, соответствующая одному управляющему импульсу. Большинство современных систем ЧПУ имеют дискретность 0,001 мм/импульс, реже 0,0001 мм/импульс.

Системы ЧПУ классифицируют по следующим признакам:

- по уровню технических возможностей;

- по технологическому назначению;

- по числу потоков информации (незамкнутые, замкнутые, самоприспосабливающиеся или адаптивные);

- по принципу задания программы (в декорированном виде, т.е. в абсолютных координатах или в приращениях от ЭВМ);

- по принципу привода (ступенчатый, регулируемый, следящий, шаговый);

- по числу одновременно управляемых координат;

- по способу подготовки и ввода управляющей программы.

По уровню технологических возможностей международной классификации системы ЧПУ делятся на следующие классы:

- NC – системы с покадровым чтением перфоленты на протяжении цикла обработки каждой заготовки;

- SNC – системы с однократным чтением всей перфоленты перед обработкой партии одинаковых заготовок;

- CNC – системы со встроенной малой ЭВМ (компьютером, микрокомпьютером);

- DNC – системы прямого числового управления группами станков от одной ЭВМ;

- HNC – оперативные системы с ручным набором программ на пульте управления.

По технологическому назначению системы ЧПУ подразделяются на четыре вида: позиционные; обеспечивающие прямоугольное формообразование; обеспечивающие прямолинейное формообразование; обеспечивающие криволинейное формообразование.

1.2 Обоснование применения программного управления оборудованием

По мере развития общества потребности человека неуклонно растут. Добиваясь определенного уровня благосостояния, человек стремится к новым вершинам – такова его природа. В то же время, находя пути удовлетворения своих потребностей, человек вынужден становиться производителем материальных благ. А став производителем, вынужден постоянно работать над совершенствованием технологии производства, повышая его эффективность и улучшая качество продукции. На сегодняшний день никто из нас не мыслит себе жизнь без домашней и офисной техники, посуды, упаковки и т.д., имеющих современный дизайн. А это – пластмассовые и металлические корпуса, состоящие из массы сложных поверхностей, которые подчас невозможно даже отобразить на чертеже. Уровень современной технологии позволяет создавать в памяти компьютера трехмерные модели деталей сложной формообразующей оснастки штампов и пресс-форм и изготавливать их на станках с числовым программным управлением в условиях единичного производства. При этом процесс подготовки управляющих программ для станка с числовым программным управлением выполняется автоматически на основе трехмерной модели изделия. Сложная деталь изготавливается "с листа", без создания опытных образцов. Естественно, что при наличии на предприятии потока индивидуальных заказов остро встает проблема организации и планирования производства, решаемая также при помощи современных автоматизированных систем. Идея гибкого автоматизированного производства не является новой, но при современном уровне развития компьютерных технологий и сетевых решений приобретает особое значение. В то же время задача создания такого производства достаточно сложна. Она выдвигает повышенные требования, как к программному обеспечению инженерного корпуса, так и к системам управления оборудованием.

Наш взгляд на систему числового программного управления металлообрабатывающего оборудования за последние 10 - 15 лет претерпел кардинальные изменения. Ранее единственной тенденцией развития станков с числовым программным управлением была тенденция превращения их в обрабатывающие центры. При этом станки оснащались магазинами, рассчитанными на большое количество инструментов. Для встраивания станка в автоматическую линию он комплектовался быстросменными столами-спутниками и их накопителями. Программирование осуществлялось вручную. С появлением мощных (и особенно персональных) компьютеров стало возможным создавать управляющие программы для станков с числовым программным управлением автоматически, сократив до минимума количество ручного труда. Это позволило разрабатывать управляющие программы для обработки сложных трехмерных поверхностей, используемых чаще всего в формообразующих деталях оснастки штампов и пресс-форм. При этом требования, предъявляемые к станкам с числовым программным управлением, изменились. Произошло это в основном благодаря увеличению размера и структурным изменениям управляющей программы, а также существенному увеличению доли основного времени обработки при соответствующем уменьшении доли вспомогательного времени. Управляющая программа (УП) обработки одной поверхности теперь достигает нескольких мегабайтов (а иногда и десятков мегабайтов) и состоит из множества "коротких кадров" – программных блоков, описывающих короткие перемещения инструмента (чем выше точность обработки, тем короче эти перемещения, так как их длина определяет точность аппроксимации). Обработка при этом ведётся преимущественно одним инструментом много часов подряд, а станок теряет уже ставшее привычным оснащение: магазины, столы-спутники и т.д. Разумеется, речь здесь идет о станке, предназначенном для изготовления сложной формообразующей оснастки. Количество управляемых координат при этом возросло до пяти. Но вместе с этим значительно выросли требования к системе ЧПУ.

Учитывая имеющийся на данный момент практический опыт, можно сказать, что современная система ЧПУ, предназначенная для сложной трехмерной обработки, должна обеспечивать следующее:

1. Возможность ввода (приема с внешнего носителя или через сеть) управляющих программ неограниченного размера, их редактирования и исполнения как единого целого.

2. С целью уменьшения основного времени обработки – опережающая (по отношению к исполнению) расшифровка кадров управляющей программы:

- возможность отработки движения без снижения до нуля скорости в конце перемещения, описанного в каждом отдельном кадре (при соблюдении условия отсутствия превышения максимальных ускорений по осям);

- это позволяет отрабатывать сложную траекторию, описываемую в управляющей программе и состоящую из множества "коротких кадров", на скорости, близкой к заданной скорости подачи;

- определение предельных ускорений по управляемым осям с учетом динамических характеристик станка;

- возможность перехода с одной траектории обработки на другую на рабочей подаче без торможений и разгонов по трехмерной петле, рассчитанной системой CAM (computer-aided manufacturing);

- для этого требуется интеграция с CAM-системой или с CAM-сервером через сеть;

- возможность работы на повышенных скоростях рабочих подач (до 60 м/мин);

- с этой целью помимо достаточной для перекрытия требуемого диапазона регулирования разрядности цифро-аналогового преобразователя необходимо, чтобы время гарантированной реакции системы управления движением было относительно малым (около 200 мкс).

3. С целью снижения времени переналадки – доступ к файлам и ресурсам конструкторского и технологического бюро через стандартную сеть, включая поддержку стандартных (в том числе распределенных) баз данных:

- встроенная функция трехмерной коррекции траектории движения инструмента на величину его радиуса;

- возможность интеграции с CAM-сервером для выполнения полноценной коррекции УП по результатам предыдущих операций (в том числе трёхмерной коррекции траектории движения инструмента на величину его радиуса);

- привязка набора управляющих программ, подпрограмм, корректоров, параметров системы и служебной информации к конкретному изделию (проекту);

- возможность параллельно с процессом обработки выполнять редактирование или эмуляцию работы другой управляющей программы, ввод управляющей программы с дискеты (в том числе с использованием многотомных архивов), доступ к сети, включая обращение к CAM-серверу;

- возможность автоматизированного измерения (или поиска) баз заготовки (детали), контроля размеров детали и инструмента.

4. С целью увеличения коэффициента загрузки оборудования в условиях единичного и мелкосерийного производства – возможность работы совместно с системой управления верхнего уровня на основе стандартных сетевых технологий, возможность информационной поддержки систем планирования и диспетчеризации на уровне цеха или участка.

5. С целью повышения надежности системы – повышение ресурса узлов ЧПУ за счет применения отлаженных серийных модулей (плат), применение вместо традиционных реле высоконадежных твердотельных силовых модулей (с гальванической изоляцией прочностью не менее 1500 В) и оптоэлектронных датчиков положения.

6. С целью увеличения ремонтопригодности и уменьшения времени поиска неисправностей – наглядное представление сигналов электроавтоматики в соответствии с электрической схемой станка и приведенными в техническом описании алгоритмами работы:

- наличие подсистемы диагностики и выдачи сообщений оператору;

- возможность непосредственного управления исполнительными устройствами;

- конфигурирование ЧПУ из стандартных узлов, из которых также могут быть построены системы управления другим оборудованием завода, и с использованием по возможности стандартного базового программного обеспечения.

7. С целью обеспечения гибкости системы – возможность постоянной доработки системы ЧПУ в соответствии с непрерывно растущими требованиями современного производства:

- возможность быстрой адаптации к любому технологическому оборудованию (в том числе не металлорежущему);

- возможность интеграции со сложными автономными системами (например, с системами технического зрения);

- возможность выполнения необходимых измерений и обмера детали-прототипа с целью создания трехмерной математической модели или построения управляющей программы для копирования;

- наличие гибкой архитектуры системы, реализуемой в зависимости от поставленной задачи;

- надежная поддержка фирмой-разработчиком и обновление версий базового программного обеспечения.

Технология работы на оборудовании с четырьмя и более управляемыми осями на данный момент не достаточно хорошо отработана. Это связано с особенностями систем ЧПУ у каждого производителя, собственным набором и направлением дополнительных осей координат, типом станка и его назначением.

Системы ЧПУ у такого оборудования чаще всего обладают развитой системой программирования, которая может быть реализована на базе языка программирования высокого уровня. Примером может служить система ЧПУ фирмы Siemens со встроенным языком программирования Sinumerik.

Применение станков с ЧПУ в сравнении с обычным оборудованием создает ряд технико-экономических преимуществ.

Производительность этих станков выше производительности станков того же типа, но без программного управления, в три раза, потребность же в производственных площадях в три раза меньше. Значительно вырастает производительность труда у рабочих.

Большой эффект дают станки с ЧПУ при выполнении особо сложных операций, поэтому с их использованием высвобождаются высококвалифицированные рабочие, а также резко сокращаются затраты на технологическую подготовку производства, эксплуатацию инструмента, содержание контролеров отдела технического контроля.

Главный эффект программного оборудования заключается в увеличении до 80-90% работы оборудования (15-20% у обычных станков). Обусловлено это тем, что резко сокращается вспомогательное время, время на смену инструмента и переналадку оборудования.

Переналадка станков в этом случае заключается в замене программы, записанной на магнитной ленте или другом программном носителе, а в ряде случаев в замене инструментов. Широкий диапазон работ, выполняемых станками с ЧПУ, делает их особенно ценными в единичном и мелкосерийном производстве, а также на предприятиях, выпускающих сложную продукцию. Имеется опыт включения станков с программным управлением в поточные линии на предприятиях серийного и массового производства.

В современных условиях широко распространяется такой вид программного оборудования, как обрабатывающие центры. Они представляют собой многооперационные станки с автоматической сменой инструмента. По мнению специалистов, обрабатывающие центры по своей производительности эквивалентны 3-4 станкам с ЧПУ и 8-12 обычным станкам. При условии правильного выбора и рациональной эксплуатации затраты на приобретение обрабатывающих центров окупаются за 3-4 года.

Для эффективного использования станков с ЧПУ необходимо создать систему организованного обеспечения. Она должна представлять собой комплекс взаимодействующих мероприятий, подчиненных основной задаче - изготовлению деталей высокого качества в намеченные сроки при минимальных затратах труда и себестоимости. Система организации работ должна включать технико-экономическое обоснование применения станков с ЧПУ, номенклатуру деталей для обработки на станках, специальную структуру системы, надлежащее обслуживание станков, автоматизированную разработку управляющих программ. Одним из условий достижения высоких экономических показателей эксплуатации станков с ЧПУ является формирование целесообразной номенклатуры обрабатываемых деталей. Практика эксплуатации станков с ЧПУ показала, что эффективная их работа возможна при построении специальной организационной структуры, сориентированной на изменения, которые вносит появление в парке оборудования станков с ЧПУ. Такая структура должна включать производственные цехи и участки, подразделения экономического обслуживания, специализированную технологическую службу. Опыт отечественных и зарубежных предприятий свидетельствует о целесообразности установки станков с ЧПУ в одном производственном помещении, создание специализированных цехов и участков. Расположение станков в одном помещении создает условия для более качественного их обслуживания, многостаночного обслуживания, улучшения планирования и контроля за работой оборудования и т. п.
2
. Разработка системы подготовки обработки детали станка с ЧПУ

2.1 Функциональная модель системы подготовки обработки детали станка с ЧПУ

Для создания функциональной модели удобно пользоваться CALS системами. CALS – класс информационных технологий, направлен на обеспечение безбумажной поддержки жизненного цикла продукта. Предметом CALS является безбумажная технология взаимодействия между организациями заказывающими, производящими и эксплуатирующими тот или иной продукт, а также формат представления соответствующих данных. Доказав свою эффективность, CALS технологии начали активно применяться в промышленности, строительстве, транспорте и других отраслях экономики, расширяясь и охватывая все этапы жизненного цикла продукта – от маркетинга до утилизации. В данном случае необходима только та часть функций системы BpWin, работающей по CALS технологии, которая отвечает за построение функциональной модели.

Функциональная модель представляет собой структурированное изображение функций производственной системы или среды, информации и объектов, связывающих эти функции. Модель строится методом декомпозиции: от крупных составных структур к более мелким и простым.

На нулевом уровне (рисунок 2) вся система представляется в виде черного ящика, целью которого является создание управляющей программы для системы ЧПУ. Для этого на вход системы должен поступить ряд данных. Данные из чертежа изделия включают весь комплекс информации о геометрических свойствах изделия, его размерах, наборе поверхностей, подлежащих обработке, их точности и шероховатости.

Технологический процесс содержит рекомендации по режимам резания, технологической оснастке, применяемой при данной обработке. Также в технологическом процессе могут содержаться технологические нюансы обработки, которые обязательно надо учесть при создании управляющей программы системы ЧПУ.

Также на вход должна поступить информация об инструменте и заготовке, которые будут использоваться в процессе обработки данного изделия.

 

Рисунок 2 - Нулевой уровень функциональной модели

Работать с данной системой будут технологи, отвечающие за технологический процесс, программисты, отвечающие за корректную работу всех программных модулей системы и процесс постпроцессирования в код управляющей программы системы ЧПУ. Совместно с наладчиком станков с ЧПУ будет осуществляться ввод данных об инструменте и заготовке, в частности об их взаимном расположении друг относительно друга. Оператор будет вводить данные коррекции после правки кругов. Иногда функции оператора и наладчика станков с ЧПУ могут объединяться в одном специалисте.

Работа системы должна осуществляться на основании следующих документов:

- технического паспорта станка, в котором содержится информация об особенностях его эксплуатации, ограничениях перемещений по осям, режимах работы и габаритных ограничениях заготовки и инструмента;

- инструкции по программированию ЧПУ, в которой содержится справочная информация о языке программирования, вспомогательных и служебных функциях, ограничениях системы ЧПУ;

- Санитарные нормы и правила (СНИП) по работе на шлифовальных станках содержит методологию по способам безопасного ведения обработки;

- Стандарт предприятия (СТП) предприятия на изготовление осевого режущего инструмента содержит всю технологическую базу по обработке данного инструмента, накопленную за все время его работы, а также возможные варианты решения спорных вопросов по конструкции изделия и технологии его обработки.

Результатом работы будет выдача управляющей программы для системы ЧПУ, карты наладки для данного оборудования или кода ошибки, если введенных данных не достаточно, либо они ошибочны и выполнить расчеты и преобразования по ним не возможно.

На первом уровне система разбивается два модуля (рисунок 3).

Первый модуль занимается расчетом перемещений инструмента, учитывая технологические и технические ограничения. Все входные данные поступают именно на этот модуль и соответственно все их преобразования также происходят в этом модуле. В связи с этим, этот модуль должен работать со всеми выше перечисленными документами. Работать с этим модулем должны также все выше перечисленные люди.

Модуль будет выдавать два вида файлов. Одна группа файлов будет являться управляющей программой системы ЧПУ, две другие группы файлов системные, обеспечивающие связь первого модуля со вторым. Первая группа системных файлов должна передавать исходные данные, содержащие информацию об оснащении станка (тип оснастки, инструмент, заготовка, их взаимное расположение). Вторая группа файлов должна содержать рассчитанные данные (траектории всех перемещений инструмента).

 

 

Рисунок 3 - Первый уровень функциональной модели

Второй модуль обеспечивает визуализацию обработки в анимированном, фотореалистичном виде. Данный модуль обеспечивает возможность наглядно проследить весь процесс обработки и введя необходимые поправки избежать получения бракованной продукции. Также этот модуль позволит провести процесс отладки и оптимизации программы на этапе ее создания.

Работать с этим модулем должны технолог и наладчик станков с ЧПУ. Работа модуля основывается на техническом паспорте станка и СТП предприятия на изготовление осевого режущего инструмента. Результатом работы данного модуля является создание карты наладки и проверка результата обработки на аномалии (отклонение размеров от заданных, геометрия поверхностей, наличие зарезов, как на изделии, так и на оснастке).

На втором уровне, модуль расчета перемещений инструмента можно разделить на четыре этапа (рисунок 4).

Первый этап – это моделирование заготовки. На нем задаются параметры заготовки (размеры, геометрические особенности, вылет из патрона). Все это производится на основании технического паспорта станка и СТП предприятия на изготовление осевого режущего инструмента.

 

 

Рисунок 4 - Второй уровень функциональной модели

Заданием параметров занимается технолог, но в процессе работы параметры могут менять в определенных пределах наладчик станков с ЧПУ и оператор. После окончания ввода данных параметры заготовки в оцифрованном виде передаются на следующий этап. Следующий этап – моделирование наладки инструмента. В этом этапе задаются типы используемых кругов, их размеры и координатные привязки к системе координат станка. Профиль каждого круга должен быть поставлен в соответствие поверхности (или группе поверхностей) которую он обрабатывает, поэтому при подборе кругов и создании их наладки необходимо использовать данные чертежа изделия. При этом необходимо руководствоваться техническим паспортом станка, СТП предприятия на изготовление осевого режущего инструмента и СНИП по работе на шлифовальных станках. Вводом данных должны заниматься те же люди, что и на первом этапе. По результату этого этапа создается первая группа системных файлов, содержащих информацию об оснащении. Те же данные, что и в файле передаются на следующий этап. Третий этап – моделирование обработки. Самый важный этап, на котором создается траектория обработки. Траектория должна учитывать особенности технологического процесса, и применяемого инструмента. Ввод данных на этом этапе осуществляет только технолог. На этот этап оказывают влияние те же документы, что и на втором этапе. На этом этапе формируется группа системных файлов, содержащих информацию обо всех перемещениях инструмента и заготовки, та же информация передается на следующий этап. На трех выше перечисленных этапах при определенных условиях необходимо вводить поправки по результатам визуализации. Это сделано для того, чтобы система могла работать в условиях реального производства, где невозможно учесть всех случайностей, как то: отсутствие заказанного инструмента, отклонений заготовок, наличия оснастки и т.д. Последний этап – постпроцессирование. На этом этапе вся набранная системой информация преобразуется в управляющую программу системы ЧПУ. Преобразование осуществляется программистом на основании инструкции по программированию ЧПУ станка. Этап моделирования обработки в свою очередь можно разделить еще на два этапа (рисунок 5). Первый этап – анализ геометрии изделия. На этом этапе технолог производит настройку приложения для максимально объективного преобразования данных в графическую информацию. Сюда необходимо подать информацию об оснащении и об инструменте. Здесь технолог вводит все уточнения по конструкции изделия, которых не было в чертеже. Все уточнения вводятся на основании СТП предприятия на изготовление осевого режущего инструмента.

 

Рисунок 5 - Третий уровень функциональной модели

В результате проведенного анализа на следующий этап передаются все геометрические параметры в оцифрованном виде. Второй этап – назначение технологических переходов. На этом этапе технолог выделяет отдельные элементарные операции в соответствии с технологическим процессом и применяемым инструментом. Определяет все траектории движений на каждой операции в соответствии с СТП предприятия на изготовление осевого режущего инструмента, СНИП по работе на шлифовальных станках и техническим паспортом станка. По итогам этого этапа выдается информация о перемещениях в группу системных файлов и на этап постпроцессирования.

2.2 Алгоритм работы программного модуля

Обобщенный алгоритм работы программного модуля мехатронной системы станка с ЧПУ показан на рисунке 6.

Рисунок 6 - Алгоритм работы программы

Первым этапом работы с программным модулем является ввод исходных данных. Исходные данные должны включать геометрические свойства изделия, заготовки, инструмента, особенности технологии обработки, конструктивные особенности оснастки и так далее [4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]. Все эти параметры должны вводиться в удобной для пользователя форме. Каждый из этих параметров должен вводиться отдельно друг от друга, но иметь определенные связи между собой. Связи обеспечивают создание ограничений на вводимые данные.

Сразу после ввода данных программа запускается на расчет траекторий движения инструмента. Этот процесс должен быть максимально автоматизирован, и иметь определенные настраиваемые параметры, чтобы быть достаточно универсальным.

Траектории движений инструмента сохраняются в виде понятном только программному модулю. Чтобы заставить пакет 3D моделирования читать эти данные, их необходимо преобразовать в вид, понятный этому пакету. Затем эти данные запускаются на выполнение пакетом 3D моделирования.

В этом пакете вначале отрисовываются все основные элементы станка, находящиеся в зоне обработки, вся оснастка, рекомендованная к применению, а также инструмент и заготовка. Далее пакет, имитируя все перемещения инструмента относительно заготовки, осуществляет вычитание одного тела из другого. Таким образом, формируется наиболее приближенная к действительности 3D модель детали. С этой моделью можно производить целый ряд действий: промерить все основные размеры, оценить топологию построения поверхностей, произвести контроль зарезов оснастки, элементов станка и заготовки во время всех технологических переходов.

По результатам этой проверки принимается решение по правке исходных данных (величины подходов, отходов, врезаний, вылета заготовки, замена оснастки и инструмента). Этот процесс повторяется до тех пор, пока не достигается оптимальный результат, который удовлетворяет всем требованиям к данному изделию.

Когда пользователь данного программного продукта принимает решение о завершении правки исходных данных, он приступает в процессу постпроцессирования. Он заключается в преобразовании всей накопленной информации в программный код системы ЧПУ.

Этот программный код записывается в файл, который без дополнительных доработок может быть передан на станок.

Такой подход позволяет достаточно хорошо прорабатывать каждую программу для системы с ЧПУ и наглядно отслеживать весь процесс обработки, не прибегая к пробным деталям.

За счет использования стороннего пакета 3D моделирования можно значительно упростить создание программного модуля, за счет исключения из программного кода акселераторов 3D графики, заменив их неявным использованием уже готовых функций пакета 3D моделирования.

Так же пакет 3D моделирования обладает рядом полезных функций анализа моделей, которые позволяют проводить дополнительную проверку геометрических свойств изделия, а также функций, упрощающих создание сопутствующей документации.

2.3 Выбор программных средств реализации системы

В соответствии с функциональной моделью программный модуль состоит из двух частей: модуля расчета и модуля визуализации.

Для создания модуля расчета лучше всего подойдет язык программирования Delphi.

Delphi – это среда быстрой разработки, в которой в качестве языка программирования используется язык Delphi. Язык Delphi – строго типизированный объектно-ориентированный язык, в основе которого лежит хорошо знакомый программистам Object Pascal.

Бурное развитие вычислительной техники, потребность в эффективных средствах разработки программного обеспечения привели к появлению систем программирования, ориентированных на так называемую "быструю разработку", среди которых можно выделить Borland Delphi и Microsoft Visual Basic. В основе систем быстрой разработки (RAD-систем, Rapid Application Development – среда быстрой разработки приложений) лежит технология визуального проектирования и событийного программирования, суть которой заключается в том, что среда разработки берет на себя большую часть рутинной работы, оставляя программисту работу по конструированию диалоговых окон и функций обработки событий. Производительность программиста при использовании RAD-систем возрастает в несколько раз.

Изначально среда разработки была предназначена исключительно для разработки приложений Microsoft Windows, затем был реализован также для платформ Linux (как Kylix), однако после выпуска в 2002 году Kylix 3 его разработка была прекращена, и, вскоре после этого, было объявлено о поддержке MicrosoftNET.

Delphi – результат развития языка Турбо Паскаль, который, в свою очередь, развился из языка Паскаль. Паскаль был полностью процедурным языком, Турбо Паскаль, начиная с версии "5.5", добавил в Паскаль объектно-ориентированные свойства, а в Object Pascal – динамическую идентификацию типа данных с возможностью доступа к метаданным классов (то есть к описанию классов и их членов) в компилируемом коде, также называемом интроспекцией. Данная технология получила обозначение RTTI.

Также отличительным свойством Object Pascal от "С++" является то, что объекты по умолчанию располагаются в динамической памяти. Однако можно переопределить виртуальные методы NewInstance и FreeInstance класса TObject. Таким образом, абсолютно любой класс может осуществить возможность расположения системных и исполняемых файлов в любом удобном месте. Соответственно организуется и "многокучность".

Система ЧПУ станка Walter CIP6 создана фирмой Siemens. Фирма Siemens является одним из ведущих производителей систем ЧПУ, занимая по объему продаж первое место в Европе и второе в мире. Эти показатели были достигнуты благодаря не только знаменитому немецкому качеству, но и аппаратным и технологическим возможностям систем управления.


3. Технологическая реализация системы подготовки обработки детали станка с ЧПУ

Любой проект в Delphi состоит из нескольких частей (набора файлов, каждый из которых отвечает за конкретную часть проекта). Это файлы, содержащие тексты кода, динамические библиотеки, файлы ресурсов и файл проекта, который содержит команды для объединения всех частей в единое целое. Все файлы создаются неявным образом, т.е. программист не должен задумываться, какие файлы ему надо создать.

При запуске Delphi автоматически создается новый проект, содержащий одну пустую форму (окно Windows, готовое для запуска, со стандартным набором функций) со всеми сопутствующими файлами. Это окно уже имеет функции закрытия, расширения до полного окна и сворачивания (рисунок 7).

Рисунок 7- Новый проект Delphi

В простейшем случае проект состоит из файла описания проекта, файла главного модуля, файла ресурсов, файла описания формы, файла модуля формы, в котором находятся основной код приложения, в том числе функции обработки событий на компонентах формы, файл конфигурации.

Начинается главный модуль словом "program", за которым следует имя программы, совпадающее с именем проекта. Имя проекта задается в момент сохранения проекта, и оно определяет имя создаваемого компилятором исполняемого файла программы. Далее за словом "uses" следуют имена используемых модулей: библиотечного модуля "Forms" и модуля формы "vrunl.pas".

Строка "{$R *.RES}" — это директива компилятору подключить файл ресурсов. Файл ресурсов содержит ресурсы приложения: пиктограммы, курсоры, битовые образы и др. Звездочка показывает, что имя файла ресурсов такое же, как и у файла проекта, но с расширением "res".

Файл ресурсов не является текстовым файлом, поэтому просмотреть его с помощью редактора текста нельзя. Для работы с файлами ресурсов используют специальные программы (например "Resource Workshop").

Помимо главного модуля, каждая программа включает в себя еще как минимум один модуль формы, который содержит описание стартовой формы приложения и поддерживающих ее работу процедур.

Для разрабатываемого программного модуля необходимо создать 17 форм. При запуске программного модуля на экране будут отображаться только два из них, остальные будут вызываться при необходимости.

Основным окном проекта будет первое, появившееся при создании проекта, остальные окна будут присоединенными к проекту. Присоединение новых форм к проекту происходит по средствам команды "ShowMessage". По средствам этой же команды происходит и вывод любых нестандартных диалоговый окон (стандартные диалоговые окна выводятся с помощью команды "MessageDlg", с рядом настраиваемых параметров, таких как набор кнопок, выводящееся сообщение и маркер).

Технология программирования в Delphi основана на интуитивно понятном принципе. В начале строится интерфейс пользователя, заполнением формы различными стандартными компонентами с помощью мыши. Большинство визуальных параметров компонентов настраивается в "инспекторе объектов" (рисунок 8).

 

Рисунок 8 - Инспектор объектов

Он состоит из двух вкладок: "properties" и "events". На вкладке "properties" настраиваются такие параметры как заголовок, габариты, положение на форме, наполнение при запуске, видимость и множество других параметров. На вкладке "events" описываются события (результат действий, которые можно произвести над объектом). С помощью событий реализуются почти все обработчики данных.

Модуль состоит из следующих разделов: интерфейса, реализации, инициализации.

Раздел интерфейса (начинается словом "interface") сообщает компилятору, какая часть модуля является доступной для других модулей программы. В этом разделе перечислены (после слова "uses") библиотечные модули, используемые данным модулем. Также здесь находится сформированное Delphi описание формы, которое следует за словом "type".

Раздел реализации открывается словом "implementation" и содержит объявления локальных переменных, процедур и функций, поддерживающих работу формы. Начинается раздел реализации директивой "{$R *.DFM}", указывающей компилятору, что в процессе генерации выполняемого файла надо использовать описание формы. Описание формы находится в файле с расширением "dfm", имя которого совпадает с именем модуля. Файл описания формы генерируется средой Delphi на основе внешнего вида формы. За директивой "{$R *.DFM}" следуют процедуры обработки событий для формы и ее компонентов. Сюда же программист может поместить другие процедуры и функции.

Раздел инициализации позволяет выполнить инициализацию переменных модуля. Инструкции раздела инициализации располагаются после раздела реализации (описания всех процедур и функций) между "begin" и "end". Если раздел инициализации не содержит инструкций, то слово "begin" не указывается.

Для того чтобы в процессе набора текста программы воспользоваться шаблоном кода и вставить его в текст программы, нужно нажать комбинацию клавиш "<Ctrl>+<J>" и из появившегося списка выбрать нужный шаблон. Выбрать шаблон можно обычным образом, прокручивая список, или вводом первых букв имени шаблона (имена шаблонов в списке выделены полужирным).

В основном окне будет выводиться вся самая необходимая информация, которая может быть использована при редактировании исходных данных, для получения оптимального результата. В нем будут отображаться все координаты перемещения инструмента, а также в нем будут собраны все обработчики событий, отвечающие за обмен информацией между всеми элементами проекта. Также в этом окне будут располагаться все основные кнопки, отвечающие за создание файлов связи с программным продуктом 3D моделирования. Также есть возможность пошаговой отработки программы системы ЧПУ, которая должна быть представлена в верхней части окна (рисунок 9).

 

Рисунок 9 - Формы, появляющиеся при запуске программного модуля

Еще одна форма, появляющаяся при запуске программного модуля осуществляет накопление данных. Накопление данных происходит с помощью массива, который записывается в текстовый файл и читается из него по средствам элемента "Grid" (сетка таблицы). Этот элемент не обязателен для отображения, но важен для работоспособности программы в целом, поэтому ее можно сделать невидимой. Эта форма содержит также главное меню, по средствам которого происходит вызов форм для заполнения исходных данных.

Еще одной важной задачей сетки "Grid", является оперативное хранение введенных данных и позволяет осуществить реализацию постпроцессирования. Редактор кода выделяет ключевые слова языка программирования ("procedure", "var", "begin", "end", "if" и другие) полужирным шрифтом, что делает текст программы более выразительным и облегчает восприятие структуры программы (рисунок 10).

 

 

Рисунок 10 - Редактор кода программы

В процессе набора текста программы редактор кода выводит справочную информацию о параметрах процедур и функций, о свойствах и методах объектов. Один из параметров выделен полужирным. Так редактор подсказывает программисту, какой параметр он должен вводить. После набора параметра и запятой в окне подсказки будет выделен следующий параметр. И так до тех пор, пока не будут указаны все параметры.

Остальные формы отвечают за удобный ввод данных (параметры заготовки, инструмента, операций обработки, настройка технологических параметров и т.д.). Некоторые параметры требуют математических расчетов. Delphi со стандартными настройками может производить только самые простые математические действия. Чтобы вводить тригонометрические функции, а также сложные алгебраические действия необходимо подключить дополнительный модуль Delphi "Math". Сделано это для того, чтобы не загружать компилятор лишними данными и упростить программу, если она таких вычислений не требует. Модуль "Math" необходимо ввести в строку "Uses" редактора кода.

Из всех настроек можно выделить настройку самого постпроцессора для перевода в Lisp. Так как этот постпроцессор создает файл для пакета 3D моделирования, то параметры, выведенные в этот файл влияют на качество полученной модели. Модель в данном случае строится по направляющей и большому количеству сечений. При таком способе построения качество модели зависит от количества созданных сечений, и от качества каждого сечения в отдельности. Тут необходимо найти компромисс между качеством производительностью. Чем больше кривизна поверхностей модели, тем больше сечений надо, для получения качественной модели, но слишком большое количество сечений в свою очередь может перегрузить процессор даже достаточно мощного компьютера, что также не допустимо. На качество каждого сечения влияет количество элементарных отрезков и дуг, из которых оно состоит. Тут также слишком малое количество элементарных частей может привести к значительным отклонениям от действительных размеров, а слишком большое их количество может привести к математическим аномалиям (длина отрезка равна нулю или дуга образует внутреннюю петлю).

Весь проект Delphi сохраняется в специально созданном для этого каталоге. В подкаталогах главного каталога сохраняются пользовательские файлы, на которые ссылается программный модуль (набор картинок, текстовые файлы, содержащие массивы данных, дополнительные библиотеки данных). Для проверки работоспособности программного модуля, в Delphi есть достаточно большой объем инструментальных средств. Это пошаговые компиляторы и отладчики с широким набором функций проверки правильности кода и т.п. При запуске программы на проверку, Delphi автоматически компилирует программный модуль в исполняемый файл (рисунок 11).

 

 

Рисунок 11 - Программный модуль

3.1 Инструкция пользователя

При использовании программного модуля пользователь должен обладать полным комплектом конструкторской и технологической документации. Работа начинается с моделирования заготовки, модуль для которого показан на рисунке 12.

 

Рисунок 12 - Модуль моделирования заготовки

Форма и положение заготовки относительно патрона имеют первостепенное значение для проведения корректной обработки шлифованием, исключения брака и аварийных ситуаций. Предложенная схема введения размеров заготовки обеспечивает создание тела вращения различной конфигурации, образующими формы которого могут быть наборы прямых линий и сопряженных с ними окружностей. Ступенью в данной схеме является отдельно взятый отрезок прямой с началом в точке, обозначенной числом равным номеру ступени. Эти числа расположены вместе с вертикальными указателями на нижней части профиля заготовки. Все изменения параметров патрона и заготовки отображаются на верхнем графическом поле. Изменение значения параметра производится непосредственно в соответствующей ячейке таблицы или с помощью вспомогательных параметров "Шаг" и "Значение". В верхней части заготовки проставлены указатели с расстояниями между соседними ступенями и значениями углов указанной ступени к оси заготовки. В нижнем правом углу, в блоке "Измерения" находятся значения осевых, радиальных перепадов и расстояний между двумя произвольными точками контура заготовки. Кнопка "Прикрепить" имеет три режима: "Нет", "Справа" и "Слева". Это означает, что при изменении параметров контур справа или слева от рассматриваемой ступени может меняться по-разному. Добавление и удаление ступеней желательно не делать на первой и последней ступенях, иначе может произойти разрушение топологии контура заготовки. В случае любой непонятной ситуации можно применить откат вперед или назад (до 20 шагов) кнопками "Undo" и "Redo". Для заготовок с отверстиями под СОЖ предусмотрена упрощенная схема отображения отверстий в графическом поле. После ввода всех необходимых параметров и нажатия кнопки "ОК", генерируется программа для создания 3-d моделей патрона и заготовки. Следующим этапом является создание наладки инструмента (рисунок 13).

 

Рисунок 13 - Модуль моделирования наладки инструмента

 

Эта часть программного модуля использует данные, полученные после замеров кругов на станке. Количество кругов, их форма и расположение на оправке определяются шлифовщиком и технологом, исходя из их знаний и опыта. Шлифовщику необходимо замерить на каждом круге все соответствующие размеры и записать их в бланк замеров [4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12]. Все замеры шлифовщик должен производить вручную, связано это с индивидуальными особенностями каждого круга, которые невозможно учесть на предварительном этапе. После ввода всех необходимых параметров и нажатия кнопки "ОК", генерируется программа для создания 3D моделей кругов и оправки. Дальше наступает самая главная часть процесса разработки – создание траекторий перемещений рабочих органов станка (рисунок 14).

 

Рисунок 14 - Модуль моделирования траектории обработки

Операция – это совокупность движений одной или нескольких осей станка при обработке одним кругом поверхностей одного типа. Например, для обычного сверла необходимо 4 операции: обработка винтовой канавки, формирование ленточки, заточка задней поверхности и подточка передней поверхности. При этом деление по числу зубьев, подвод и отвод круга, распределение припуска и выхаживание могут происходить внутри одной операции. Кроме того, операция может содержать и дополнительные циклические движения осей для реализации, например, ступенчатой обработки затылка у сверла.

Любая линия образуется движением точки. На шлифовальном круге выбирается активная точка и по ней фиксируется траектория движения всего круга. Ориентация круга такова, что окружность, образованная активной точкой, касается траектории, а ось круга и касательная к траектории в активной точке расположены под углом. Такое положение круга позволяет ему двигаться вдоль траектории, а угол отвода должен обеспечить отсутствие задевания обработанной поверхности задней, по отношению к направлению движения, частью круга.

Как правило, к обработанной поверхности обращена часть профиля круга с активной точкой. Но иногда требуется обработать поверхность полным профилем или с присутствием задевания задней частью круга. В этом случае нужно значительно уменьшать скорость подачи круга в зоне резания.

Для обработки винтовых поверхностей (цилиндрических или конических) с постоянным шагом необходимо дополнительное вращение вокруг оси заготовки при рабочем ходе.

В ручном режиме заполнения предлагается сформировать достаточно большие группы операций (до 20 операций) для обработки, например, нестандартных видов осевого инструмента. Затем это может быть прототипом для дальнейшего использования. Каждая выбранная операция может быть представлена в анимированном виде в пакете 3D моделирования.

Последний этап работы с программным модулем – настройка технологических циклов (рисунок 15).

 

 

Рисунок 15 - Модуль настройки операций

Внутри каждой операции существуют два типа движения шлифовального круга: со снятием материала и без снятия материала с заготовки (главное и вспомогательное). Как правило, все движения имеют циклический характер. Данный модуль предлагает пооперационное управление технологическими циклами.

Переключение, добавление или удаление операций производится в блоке "наименование". Здесь же можно изменить и наименование операции.

"Положение зубьев" – для угловой разбивки положения зубьев и назначение обработки на каждый зуб.

"Дополнит. смещения" – зависят от расположения обрабатываемой поверхности и предназначены для смещения по одной из осей траектории движения шлифовального круга.

"Припуски" назначаются на сторону и максимум на 3 прохода вместе с подачей. Величина последнего припуска равна нулю. Если подача равна нулю, то припуск не учитывается. Величина припуска определяет расстояние, на которое отодвинут круг вдоль назначенной оси от окончательного расчетного положения.

"Отвод круга" используется для возврата круга в исходное положение относительно детали после обработки. Величина отвода и подача назначаются применительно к одной или нескольким (до 3-х) осям одновременно.

"Циклическая обработка" – комплексное перемещение шлифовального круга для обработки поверхностей методом обкатывания. Круг проходит через три положения: старт, экстремум и финиш. Экстремумом может быть любое промежуточное значение выбранной оси. Количество циклов (до 20) равномерно распределяется на все значения от старта до финиша. В результате получается ступенчатая поверхность с регулируемой шероховатостью. Подача на каждую ось задается отдельно.

"Выхаживание" – стандартное циклическое движение шлифовального круга для получения более качественной по шероховатости обработанной поверхности. Ось для выхаживания может быть выбрана только одна.

После заполнения всех таблиц и формирования готового осевого инструмента в пакете 3D моделирования можно создать управляющую программу для станка.


4. Расчет экономической эффективности

В таблице 1 представлены сведения о численности работающих, принимавших участие в разработке программного изделия.

Категория работающих

Количество, чел.

Должностной оклад, руб.

Фонд заработной платы, руб.

Программист

1

10500

39690

Конструктор

1

13200

49896

Таблица 1 - Ведомость фонда оплаты труда

Категория работающих Количество, чел. Должностной оклад, руб. Фонд заработной платы, руб.

Программист 1 10500 39690

Конструктор 1 13200 49896

Затраты на разработку программного обеспечения (Кп) определяется по формуле:

 

где

Кпр – затраты на проектирование программного обеспечения (ПО), руб.;

Кпо – затраты на создание программных изделий, образующих ПО, руб.;

Кио – затраты на подготовку информационного обеспечения длительного пользования, создания базы данных ПО, руб.;

Ко – Затраты на отладку ПО, руб.

Укрупненный расчет на разработку ПО можно выполнить по формуле:

где

Фз/п – фонд основной заработной платы разработчиков и других исполнителей работы, руб.;

д – коэффициент дополнительной зарплаты (принимается 0,1 - 0,15);

с – коэффициент отчислений на социальные нужды от основной и дополнительной заработной платы (принимается 0,26);

н – коэффициент накладных расходов организации, разрабатывающей проект (принимается 0,6 - 0,8);

пр – коэффициент прочих расходов (принимается 0,1 - 0,2);

tэвм – машинное время, затраченное для отладки программного обеспечения, ч;

Cм-ч – стоимость машино-часа работы ЭВМ, руб.

 

Кп=245728,91 руб.

4.1 Расчет фонда заработной платы

Фонд заработной платы консультанта и разработчика программного модуля с учетом отчислений на социальные нужды рассчитывается:

где

Вр – время на проектирование и создание программного модуля, мес.;

О – среднемесячный оклад разработчиков, руб.;

Ксн – коэффициент расходов на социальные нужды.

Среднемесячный оклад разработчика принимается в соответствии с окладами организации, где выполняется проект.

В результате чего получим фонд заработной платы программиста:

;

руб.

Фонд заработной платы конструктора:

;

руб.

Общий фонд заработной платы:

руб.

Время, затраченное на отладку программного обеспечения на ЭВМ tэвм устанавливается экспертным путем или по фактическим затратам машинного времени. Оно составило 40% от длительности разработки программного модуля.

tэвм= 3∙0,4∙168;

tэвм= 201,6 ч.


Заключение

Данный проект был направлен на автоматизацию проектных работ по программированию станка с ЧПУ Walter CIP6. Были проведены исследовательские работы по изучению состояния дел в этой сфере, был создан программный продукт и посчитаны экономические затраты на его создание.

В процессе проектирования был получен программный модуль, отвечающий всем заявленным требованиям. Этот модуль может проводить сложные математические расчеты неявным образом, отображать в графическом представлении введенные исходные данные. В результате использования модуля можно получить готовую управляющую программу для системы ЧПУ.

Для упрощения задачи создания модуля, в нем применен принцип внешнего управления работой пакета 3D моделирования. За счет этого была реализована возможность анимированной имитации обработки на станке, с получением твердотельной математической модели изделия, очень близкой к реальному изделию, которое могло бы получиться на станке, в результате использования этой управляющей программы.

Особое значение имеет тот факт, что происходит уход от традиционных бумажных носителей на всех этапах проектирования и внедрения управляющей программы. Достигается это за счет того, что такое же программное обеспечение может быть установлено на рабочем месте станочника, и используя его, рабочий может получить всю необходимую информацию о наладке станка в более удобном виде, чем это может быть представлено на бумажной карте наладки.

Данный программный модуль предназначен для применения в группе шлифовальных станков с ЧПУ Walter, оснащенными 4 – 6 осями. С помощью этого модуля могут быть смоделированы большинство традиционных осевых инструментов, которые применяются в производстве, а также может быть осуществлена переточка затупившегося инструмента.

Возможность имитации обработки позволяет отказаться от применения пробной детали, которая предназначена для отладки программы обработки и чаще всего оказывается испорченной.


Список использованной литературы

1.  Разработка САПР. В 10 кн. Под ред. А.В. Петрова – М.: Высш. шк., 1990.

2.  Системы автоматизированного проектирования: Учебн. пособие для ВУЗов: В 9 кн. / Под ред. И.П. Норенкова. – М.: Высш. шк., 1986. – 159 с.

3.  Основы построения систем автоматизированного проектирования / А.И. Петренко, О.И. Семенков. – 2-е изд., стер. – К.: Вища шк. Головное изд-во, 1985 – 294 с.

4.  Справочник по САПР/ А.П. Будя, А.Е. Кононюк, К.П. Куценко и др.; Под ред. В.И. Скурихина. – К.: Техника, 1988. – 375 с.

5.  Вермишев Ю.Х. Основы автоматизации проектирования. – М.: Радио и связь, 1988 – 288 с.

6.  САПР изделий и технологических процессов в машиностроении / Р.А. Аллик, В.И. Бородянский, А.Г. Бурин и др. Под общ. ред. Р.А. Аллика. – Л.: Машиностроение, 1986. – 319 с.

7.  Бойко В.В., Савинков В.М. Проектирование баз данных информационных систем. 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Финансы и статистика, 1989. – 351 с.

8.  Грувер М., Зиммерс Э. САПР и автоматизация производства: Пер. с англ. – М.: Мир, 1987. – 528 с.

9.  Гардан И., Люка М. Машинная графика и автоматизация конструирования: Пер. с франц. – М.: Мир, 1987. – 272 с., ил.

10.Корячко В.П. и др. Теоретические основы САПР: Учебник для ВУЗов. – М.: Энергоатомиздат, 1987. – 400 с., ил.

11.Робототехника и гибкие автоматизированные производства. В 9 кн. Учебное пособие для ВУЗов / Ю.М. Соломинцев и др. Под ред. И.М. Макарова. – М.: Высш. шк., 1986.

12.Хирн Д., Бейкер М. Микропроцессорная графика: Пер. с англ. – М.: Мир, 1987. – 352 с.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

34038. Установление ставок земельного налога. Льготы по взиманию земельного налога 36.5 KB
  ЗЕМЕЛЬНЫЙ НАЛОГ В 2011-2012 ГОДАХ. Земельный налог является местным налогом. на территории которой находится земельный участок. Земельный налог уплачивают организации и физические лица обладающие земельными участками на праве собственности праве постоянного бессрочного пользования или праве пожизненного наследуемого владения.
34039. Понятие и виды земельных споров. Виды и компетенция органов, уполномоченных разрешать земельные споры 35.5 KB
  Виды и компетенция органов уполномоченных разрешать земельные споры. Земельные споры. Как правило споры возникают в сфере использования земельных участков. Рассматривая земельные споры можно выделить 2 их вида.
34040. Правовой режим служебных земельных наделов 25 KB
  Основанием выделения работникам служебного земельного надела служит решение соответствующей организации о выделении работнику служебного земельного надела при наличии заявления работника. лесничий обязан предоставлять работникам государственной лесной охраны служебные земельные наделы и другие льготы предусмотренные законодательством. Увольнение работника из штата организации влечет за собой изъятие предоставленного земельного участка. В случае когда на служебном наделе произведен посев сельскохозяйственных культур право пользования...
34041. Правовой режим земель водного фонда 48 KB
  ЗЕМЛИ ВОДНОГО ФОНДА К землям водного фонда относятся: 1 земли занятые водными объектами; 2 земли водоохранных зон водных объектов; 3 земли выделяемые для установления полос отвода и зон охраны водозаборов гидротехнических сооружений и иных водохозяйственных сооружений и объектов. В частномельным MM с использованием воды изъятой из водных не водным а гражданским и иными отрас мьм жизни и деятел ьности е лями законодательства. водных отношении тесно вязаны Р территории Российской CoBOicynHWWSSrLS включению в...
34042. Правовой режим земельных участков предоставленных для жилищного, дачного, гаражного строительства, огородничества, садоводства. Нормы предоставления земельных участков 49 KB
  Садоводство огородничество и дачное строительство являются одними из наиболее распространенных видов землевладения и землепользования граждан на землях сельскохозяйственного назначения. Особенностью этих видов землевладения является то что подавляющее большинство его субъектов это граждане проживающие в городах и поселках городского типа. Эти отношения достаточно полно регулируются Законами О садоводческих огороднических и дачных некоммерческих объединениях граждан который был принят 15 апреля 1998 г. и О внесении изменений в...
34043. Правовой режим земель лесного фонда 56.5 KB
  Правовой режим земель лесного фонда. ЗЕМЛИ ЛЕСНОГО ФОНДА К землям лесного фонда согласно ст. 101 Земельного кодекса РФ относятся: 1 лесные земли а земли покрытые лесной растительностью; б не покрытые ею но предназначенные для ее восстановления вырубки гари редины прогалины; 2 предназначенные для ведения лесного хозяйства нелесные земли просеки дороги болота. Земли лесного фонда занимают больше половины территории России 59.
34044. Правовой режим особо охраняемых территорий (общие положения) 25.5 KB
  Правовой режим особо охраняемых территорий общие положения. Особо охраняемые природные территории определены законодательством РФ как участки земли водной поверхности и воздушного пространства над ними где располагаются природные комплексы и объекты имеющие особое природоохранное научное культурное эстетическое рекреационное и оздоровительное значение. Общественные отношения в сфере организации охраны и использования особо охраняемых природных территорий с целью сохранения уникальных и типичных природных комплексов и объектов...
34045. Правовой режим земель сельскохозяйственного назначения (общие положения) 79.5 KB
  Правовой режим земель сельскохозяйственного назначения общие положения. Правовой режим земель сельскохозяйственного назначения. В действующем Земельном Кодексе РФ целая глава посвящена закреплению правового режима земель сельскохозяйственного назначения. Правовой режим использования данных земель кроме ЗК РФ регулируется также специальным Федеральным законом от 24 июля 2002г.
34046. Правовой режим земель специального назначения 84 KB
  Землями специального назначения признаются земли отведенные в установленном порядке предприятиям учреждениям и организациям для выполнения соответствующих задач. Общим признаком всех видов земель данной категории является то обстоятельство что данные земли выступают в качестве территориального базиса и не являются сельскохозяйственными т. Правовой режим земель специального назначения распространяется и на земли других категорий. В зависимости от нахождения в той или иной категории земли специального назначения имеют определенный...