Адаптация технологических возможностей СЧПУ к условиям обработки на основе интегрированной клиент-серверной системы
Апробация работы. Теоретические и практические результаты полученные автором докладывались на заседании кафедры «Технологическая информатика и технология машиностроения», а также на международной научно-практической конференции «Фундаментальные проблемы и современные технологии в машиностроении», Москва 2010 г, Всероссийской научно-практической конференции «Наукоемкие технологии в машиностроении… Читать ещё >
Содержание
- 1. Анализ существующих возможностей расширения технологических возможностей СЧПУ
- 1. 1. Обзор способов расширения технологических возможностей существующих СЧПУ
- Расширенное программирование
- Функции для работы с инструментом
- Кинематические функции
- Функции сплайновой интерполяции
- Функции для работы с измерительными системами
- 1. 2. Аппаратные методы расширения технологических возможностей СЧПУ 17 Наклонно поворотные столы
- Угловые головки для центров с СЧПУ
- 1. 3. Использование СЧПУ поддерживающих стандарт 8ТЕР-1МС
- 1. 4. Анализ открытости СЧПУ для интеграции в системы более высокого уровня
- 1. 5. Проблема инкапсуляции функций СЧПУ
- 1. 6. Постановка задачи исследования
- 2. Анализ и формализация процесса технологической подготовки производства
- 2. 1. Характеристики реального производства
- 2. 2. Технологический процесс обработки детали сложной конфигурации
- 2. 3. Анализ причин невозможности полной реализации рассмотренного технологического процесса
- 2. 4. Специфика процесса разработки и внедрения СЧПУ операций
- 2. 4. 1. Модель водопада
- 2. 4. 2. Итеративная разработка
- 2. 4. 3. RUP
- 2. 5. Схема подготовки СЧПУ операций
- 2. 6. Формирование требований к структуре и функциональности интегрированной системы
- 2. 7. Выводы
- 3. Технологические и информационные предпосылки создания интегрированной системы расширения технологических возможностей СЧПУ
- 3. 1. Выявление базовых модулей в структуре интегрированной системы
- 3. 1. 1. Классификация функций СЧПУ
- 3. 1. 2. Типовые задачи СЧПУ для многокоординатной обработки
- 3. 1. 3. Анализ структуры CAD/CAM систем
- 3. 1. 4. Анализ структуры АСТ1111 систем на примере «Вертикаль»
- 3. 1. 5. Формирование требований к единой базе данных инструмента
- 3. 1. 6. Анализ систем моделирования обработки
- 3. 1. 7. Анализ структуры системы управления проектами
- 3. 1. 8. Анализ систем непрерывной интеграции
- 3. 2. Создание обобщенной структуры интегрированной клиент-серверной системы
- 3. 2. 1. Матрица компонентов
- 3. 2. 2. Интерфейсы интегрированной системы
- 3. 2. 3. Архитектура интегрированной системы
- 3. 3. Выводы
- 3. 1. Выявление базовых модулей в структуре интегрированной системы
- 4. Инструментальное обеспечение интегрированной клиент-серверной системы
- 4. 1. Ядро интегрированной системы
- 4. 2. Архитектура модулей системы
- 4. 2. 1. Выделение компонентов интегрированной системы
- 4. 2. 2. Инкапсуляция функций СЧПУ
- 4. 2. 3. Интеграция с CAD/CAM
- 4. 2. 4. Интеграция с АСТПП
- 4. 2. 5. Интеграция с единой БД инструмента
- 4. 2. 6. Интеграция с системами моделирования обработки
- 4. 2. 7. Интеграция с рабочим местом оператора
- 4. 3. Пример реализации расширения технологических возможностей при обработке детали сложной конфигурации
- 4. 3. Выводы
Адаптация технологических возможностей СЧПУ к условиям обработки на основе интегрированной клиент-серверной системы (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Современное машиностроение сталкивается с проблемой обработки всё более сложных по конфигурации и точности деталей. Для реализации этих задач требуются системы числового программного управления (СЧПУ), обладающие большим набором необходимых функций, что значительно удорожает их стоимость и стоимость внедрения этих функций. Особенно остро эта проблема проявляется в свете предъявляемых к эффективности производства требований, основными из которых являются: тенденция к сокращению трудоемкости, снижению периодов между модернизацией или заменой станочного оборудования, снижению простоев связанных с внедрением новых технологических операций и устранения брака при отладке управляющих программ. Однако не все требования могут быть реализованы с помощью СЧПУ автономно установленных на используемых в производстве станках, а требуют интеграции с системами автоматизированного проектирования и системами подготовки технологического процесса производства изделий, т. е. с CAD-CAM системами предприятия. Всё это сказывается на себестоимости обработки деталей и требует новой инновационной идеи, содержащей креативный смысл, концепта, позволяющей разорвать замкнутый круг, приводящий к увеличению стоимости обработки[3].
В настоящей работе и предлагается такой концепт, базирующийся на том представлении, что все СЧПУ работают в интегрированной среде, при наличии минимального необходимого набора компонентов (функций). Дополнительные функции, требующиеся для решения конкретной технологической задачи, могут быть получены из этой среды, на основе клиент-серверной системы [4].
Цель работы. Адаптация технологических возможностей СЧПУ к условиям обработки на основе интегрированной клиент-серверной системы.
Целью работы является создание возможностей обработки деталей сложной конфигурации, за счет использования недорогих, малокомпонентных СЧПУ, интегрированных в клиент-серверную систему.
Задачи исследования. В работе были поставлены следующие задачи:
• исследовать существующие методы расширения технологических возможностей СЧПУ и существующие методы проектирования и реализации интегрированных систем;
• проанализировать наборы задач, возникающие перед системами СЧПУ при многокоординатной обработке;
• сформировать метод определения минимального набора компонентов системы, выявить минимальный набор для существующих многокоординатных станков;
• на основе анализа задач СЧПУ и сформированного набора компонентов спроектировать базовый каркас интегрированной системы и механизмы взаимодействия компонентов системы, классифицировать компоненты системы;
• разработать методику интеграции внешних программных компонентов и расширения существующих компонентов;
• разработать интегрированную систему, решив задачи реализации, конфигурирования, развертывания, распределенного взаимодействия компонентов.
Методы исследования. В работе использовались технология машиностроения, теория автоматического управления, технологии .Net, ActiveX, ОРС, DDE, концепция и метод объектно-ориентированного программирования, MES, DCA.
Научная новизна. Научная новизна работы заключается в создании концепта адаптации технологических возможностей СЧПУ к условиям обработки в интегрированной с CAD/CAM клиент-серверной системе на основе разработанного концепт-продукта включающего: Process server, 6
Project manager CNCBrowser, CNCConnector, DCAService,
CADCAMConnector, Repository manager, System manager, CLSFProcessor, CLSFParser, CLSFFormatter
Практическая ценность работы заключается в возможности реализации любых условий многокоординатной обработки, при использовании СЧПУ с минимизированным набором базовых компонентов, в условиях интегрированной клиент-серверной системы, на основе предложенного концепт продукта.
Апробация работы. Теоретические и практические результаты полученные автором докладывались на заседании кафедры «Технологическая информатика и технология машиностроения», а также на международной научно-практической конференции «Фундаментальные проблемы и современные технологии в машиностроении», Москва 2010 г, Всероссийской научно-практической конференции «Наукоемкие технологии в машиностроении» Ишимбай 2011 г., 3. межвузовской интернетконференции «Мехатроника, робототехника, автоматизация» Москва 2009 г и конференции молодых ученых МГУПИ Москва 2010 г.
8. Результаты работы использовались в курсовом и дипломном проектировании студентов специальности 220 301 при составлении управляющих программ для станков с ЧПУ при обработке деталей сложной конфигурации.
Список литературы
- Абамет Advanced Machinery Наклонно-поворотные столы для станков с ЧПУ. (www.abamet.ru)
- Аршанский М.М., Ганюшнн P.C., Зазвонных A.B. Расширение технологических возможностей ЧПУ на основе интегрированной клиент-серверной системы. Вестник молодых учёных МГУПИ: Сборник научных трудов. М.: МГУПИ, 2011.
- Аршанский М.М., Ганюшин P.C., Зазвонных A.B. Расширение технологических возможностей ЧПУ на основе интегрированной клиент-серверной системы. Мехатроника автоматизация и управление. Выпуск № 12, 2011.
- Балт-Систем. Устройство числового программного управления NC-110, NC-310, NC-200, NC-201, NC-201M, NC-202, NC-210, NC-220, NC-230. Программирование интерфейса PLC. Санкт-Петербург. 2008 г.
- Балт-Систем. Устройство числового программного управления NC-110, NC-310, NC-200, NC-201, NC-201M, NC-202, NC-210, NC-220, NC-230. Программирование в процессах Руководство программиста МС/ТС. Санкт-Петербург. 2002 г.
- Балт-Систем. Устройство числового программного управления NC-110, NC-310, NC-200, NC-201, NC-201M, NC-202, NC-210, NC-220, NC-230. Руководство программиста MC. Санкт-Петербург. 2008 г.
- Балт-Систем. Устройство числового программного управления NC-110, NC-310, NC-200, NC-201, NC-201M, NC-202, NC-210, NC-220, NC-230.Руководство по функциям расширения. Санкт-Петербург. 2006 г.
- Балт-Систем. Устройство числового программного управления N0−110, N0−310, N0200, N0−201, N0201М, N0−202, N0−210, N0−220, N0−230. Руководство по характеризации. Санкт-Петербург. 2009 г.
- Балт-Систем. Устройство числового программного управления N0110, N0310, N0200, N0201, N0201М, N0202, N0210, N0220, N0 230. Руководство оператора. Санкт-Петербург. 2008 г.
- Балт-Систем. Устройство числового программного управления N0110, N0310, N0200, N0201, N0201М, N0202, N0210, N0220, N0 230. Руководство программиста Руководство создания постоянных циклов визуального программирования. Санкт-Петербург. 2005 г.
- Балт-Систем. Устройство числового программного управления N0110, N0310, N0200, N0201, N0201М, N0202, N0210, N0220, N0 230. Руководство оператора Визуальное программирование. Санкт-Петербург. 2008 г.
- Григорьев С.Н., Мартинов Г. М. Концепция построения базовой системы числового программного управления мехатронными объектами // Информационные технологии в проектировании и производстве, 2011. № 2, с. 21−27.
- Григорьев С.Н., Мартинов Г. М. Перспективы развития распределенных гетерогенных систем ЧПУ децентрализованными производствами // Автоматизация в промышленности. 2010. № 5. С. 4−8.
- Емельянова Е.А., Григорьев А. С., Пушков Р. Л., Мартинова Л. И. Программирование систем ПЧУ «НЕГОЕМНАПЧ». Учебное пособие. М.: МГТУ «Станкин», 2010. — 87 с.
- Епифанова О.В., Троицкий Д. И. Исследование задачи выбора102перечня функциональных возможностей сам-систем при автоматизированной подготовке управляющих программ.
- Завьялов Ю.С., Квасов Б.И, Мирошниченко B. J1. «Методы сплайн-функций». М.: Наука, 1980.
- Зазвонных А.В. Обеспечение заданных технологических возможностей системам ЧПУ на стадии технологического проектирования. Вестник молодых учёных МГУПИ: Сборник научных трудов. М.: МГУПИ, 2010.
- Зазвонных А.В. Расширение технологических возможностей ЧПУ на основе интегрированной клиент-серверной системы // Труды Всероссийской научно-практической конференции «Наукоемкие технологии в машиностроении». Ишимбай 2011. С. 52−53.
- Киселев С.А., Григорьев А. С., Геранюшкин А. В., Пушков P.JI. Прогнозирование стойкости инструмента при чистовой обработке // Вестник МГТУ «Станкин». 2008. № 4. С. 23−32.
- Кряжев Д.Ю. Фрезерная обработка на стаках с ЧПУ с системой ЧПУ FANUC // учебное пособие, 2005 г.
- Ли Кунву. «Основы САПР (САЕ)/САМ/САЕ)», СПб.: Питер, 2004.
- Мартинова Л.И., Мартинов Г. М. Организация межмодульного взаимодействия в распределенных системах ЧПУ. Модели и алгоритмы реализации //Мехатроника, автоматизация, управление. 2010. № 11. С. 50−55.
- Мартинов Г. М ., Сосонкин В. Л. Формализация данных STEP-NC-формата: фаза построения UML- модели // Мехатроника, автоматизация, управление. 2005. № 1. С. 49−56.
- Мартинов Г. М. Алгоритм опережающего просмотра Look-ahead в современных системах ЧПУ и параметры его настройки // Стружка. 2007. № 3. С.52−54.
- Мартинов Г. М. Развитие систем управления технологическими объектами и процессами // Мир техники и технологии. 2009. — № 6. — С. 3435.
- Мартинов Г. М. Современные тенденции развития компьютерных систем управления технологического оборудования // Вестник МГТУ «Станкин». 2010. № 1. С. 74−79.
- Мартинов Г. М., Григорьев А. С. Принцип построения и интеграции в системах ЧПУ класса PCNC подсистемы трехмерной визуализации управляющих программ // Мехатроника, автоматизация, управление. 2009. № 9. С. 26−31.
- Мартинов Г. М., Козак Н. В., Нежметдинов Р. А., Любимов А. Б. Специфика построения панелей управления систем ЧПУ по типу универсальных программно-аппаратных компонентов // Автоматизация и современные технологии. 2010. № 7. С. 34−40.
- Мартинов Г. М., Козак Н. В., Нежметдинов Р. А., Пушков P.JI. принцип построения распределенной системы ЧПУ с открытой модульной архитектурой //Вестник МГТУ «Станкин», 2010. № 4(12). С. 116−122.
- Мартинов Г. М., Мартинова Л. И., Григорьев А. С. Специфика разработки программного обеспечения для систем управления технологическим оборудованием в реальном времени // Спец. выпуск Т-Comm, июль 2009. С. 121−124.
- Мартинов Г. М., Пушков Р. Л., Евстафиева С. В. Основы построения однокомпьютерной системы ЧПУ с программно реализованным ядром и открытой модульной архитектурой // Вестник МГТУ «Станкин». 2008. № 4. С. 82−93.
- Мартинов Г. М., Сосонкин В. Л. «Концепция числового программного управления мехатронными системами: проблема реального времени». //Мехатроника. 200, «1, с. 26−29.
- Мартинова Л.И., Григорьев A.C., Соколов C.B. Диагностика и прогноз износа режущего инструмента в процессе обработки на станках с ЧПУ // Автоматизация в промышленности. 2010. № 5. С. 46−50.
- Мартинова Л.И., Козак Н. В., Нежметдинов P.A., Пушков P.JI. Реализация открытости управления электроавтоматикой станков в системе ЧПУ класса PCNC // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2011. № 02. С. 11−16.
- Мартинова Л.И., Мартинов Г. М. Практические аспекты реализации модулей открытой системы ЧПУ //Автотракторное электрооборудование, 2002. № 3. С. 31−37.
- Мартинова Л.И., Мартинов Г. М. Современные тенденции развития систем ЧПУ // Стружка. 2009, 2010. № 1−2(26−27). С. 38−45.
- Мартинова Л.И., Мартинов Г. М. Сплайн-контуры в системе ЧПУ // Стружка. 2007. № 1. С. 74−77.
- Научно исследовательская лаборатория систем ЧПУ (www.ncsystems.ru).
- ООО «Станкоцентр». Система ЧПУ. Руководство оператора. Москва 2005.
- ООО «Станкоцентр». Система ЧПУ. Руководство программиста -Фрезерные станки. Москва 2005.
- Официальный сайт компании ООО «Балт-Систем» (www.bsystem.ru)
- Разработка приложений для Unigraphics на языке GRIP // CAD master, 5(20) 2003. С. 10−13.
- Современные процессы разработки программного обеспечения.105RSD Magazine № 4−2006.
- Сосонкин В. Л., Мартинов Г. М. Модели математического обеспечения открытых систем ЧПУ // Стружка. 2006. № 4. С. 26−30.
- Сосонкин В. Л., Мартинов Г. М. Тенденции развития архитектуры и математического обеспечения систем ЧПУ // Стружка. 2006. № 3. С. 30, 3236.
- Сосонкин В.Л., «Задачи числового программного управления и их архитектурная реализация». // Станки и инструмент. 1988, № 10, с. 39−40.
- Сосонкин В.Л., Мартинов Г. М. «системы числового программного управления», Логос, 2005.
- Сосонкин В.Л., Мартинов Г. М. Методика программирования станков с ЧПУ на наиболее полном полигоне вспомогательных G-функций.
- Сосонкин В.Л., Мартинов Г. М. Методика разработки управляющей программы ЧПУ соответственно стандарту ISO 14 649 STEP-NC (Standard for the Exchange of Product model data for NX) // Мехатроника, автоматизация, управление. 2005. № 6. С. 45−52.
- Сосонкин В. Л., Мартинов Г. М. Концепция числового программного управления мехатронными системами: анализ современного мирового уровня архитектурных решений в области ЧПУ. //Мехатроника, автоматизация, управление. 2002. № 7. С. 11−17.
- Станкоцентр-СМЗ. Flex-NC. Инструкция по программированию Flex-NC. Фрезерная группа станков. Основные положения. Кимры 2008 г.
- Угловые редуктора для цетров с ЧПУ. (www.negotiant.ru/productcatalog/furnituremanufacturing)
- AZpost. User Guide. Multi-Axis Vertical Machining Centers. January10617,2005 (www.NCDataServices.com)
- Cutting Tool Engineering Plus. «STEP-NC is almost an official ISO standard, but when will it become part of everyday use?» (www.ctemag.com/pdf/2006/0604-StepNC.pdf)
- Daimler Chrysler. Aspects of StepNC in automitive industry. // StepNC Seminar RWTH Aachen.
- F. Nagata, Y. Kusumoto, K. Haseb e, K. Saito, M. Fukumoto and K. Watanabe «Post Processor Using a Fuzzy Feed Rate Generator for Multi-Axis NC Machine Tools with a Rotary Unit» // June 2−5, KINTEX, Gyeonggi-Do, Korea.
- Fidia. 3D CYCLES. ES/АР Option. Preliminary edition. November 2006.
- Fidia. FIDIA С CLASS. Software installation. MD01680. Edition -07/2007.
- Fidia. FIDIA С CLASS. User and programming manual. MD01431. Edition 06/03.
- Fidia. FIDIA ISOGRAPH. User’s manual. V5. MD01362. Edition -01/2003.
- Fidia. FIDIAA HI-MILL. User’s manual. MD01412. Edition 05/03.
- Francesco Calabrese, Giovanni Celentano. «Design and Realization of a STEP-NC Compliant CNC Embedded Controller» // Dipartimento di Informatica e Sistemistica Universite degli Studi di Napoli Federico II Via Claudio 21, 80 125, Naples, Italy.
- Fritz J. and Dolores H. Russ. A PLATFORM INDEPENDENT PROCESS DATA EXCHANGE MECHANISM BETWEEN JAVA APPLICATIONS AND COMPUTER AIDED MANUFACTURING SYSTEMS // College of Engineering and Technology of Ohio University, November 2003.
- Generalized Postprocessor. TechniSoft CAD/CAM AG, Konradstrasse 8, CH-8005 Zurich, (www.technisoft.ch)
- HEIDENHAIN Официальный сайт, (www.heidenhain.de)
- Hongbo Lan, Chengrui Zhang, Riliang Liu, «A Framework for1071. telligent STEP-NC Controller Based on Multi-agent» 11 School of Mechanical Engineering, Shandong University, Xi’an Jiaotong University, China.72. ISO 6983/RRS274D G-Codes
- Jacques Richard and John Stark, i-tech, EIG, HES-SO, Geneva, Switzerland. Standardisation of the Manufacturing Process: the STEP-NC project. IPLnet Workshop 2002, Saas-Fee, September 10−11, 2002.
- Jae-Deuk Yun, Yoong-Ho Jung, Dong-Been Tae, and Jin-Gyu Lee. «A Geometric Postprocessing Method Using Joint Positions of a 5-Axis Machine» // World Congress on Engineering and Computer Science 2009 Vol 2, San Francisco, USA.
- JAPAN TOOL SERVICE Ltd. УГЛОВЫЕ ГОЛОВКИ. (www.japantool.ru)
- Jobs. JOMAX 265. Инструкция по эксплуатации. 2008.
- LucBaron, Ecole Polytechnique. «AN OPTIMAL SURFACING POST-PROCESSOR MODULE FOR 5-AXES CNC MILLING MACHINES» // (www.polytechnique.edu)
- Matthieu RAUCH, Raphael LAGUIONIE, Jean-Yves HASCOET, Xun XU, «ENHANCING CNC MANUFACTURING INTEROPERABILITY WITH STEP-NC» // Journal of Machine Engineering 9, 4 (2009) 26−37.
- Min Hou. CAD/CAM Integration Based on Machining Features for Prismatic Parts // Faculty of the Graduate School of the University of Kansas
- MSDN. Dynamic Data Exchange, (http://msdn.microsoft.com)
- Nikken Kosakusho Europe Ltd CNC Rotary Tables & NC Tooling. (www.nikken-world.com)
- PA Power Automation. PA 8000 NT. Operating Manual.
- PA Power Automation. PA 8000 NT. PA Vis Description. Edition -12.99.
- PA Power Automation. PA 8000 NT. Programming manual. Edition -03.01.
- PA Power Automation. PA 8000e. System specification.
- Prof. dr. ir. J.P. Kruth, dr. ir. B. Lauwers, ir. P. Kiewais, ir. P. Dejonghe. «NC-postprocessing and NC-simulation for five-axis milling operations with automatic collision Avoidance» (www.mech.kuleuven.ac.be/pma/pma.html)
- Prof. M Weck, Jochen Wolf, Dimitris Kiritsis. WZL RWTH-Aachen, Germany. EPFL, Switzerland. STEP-NC The STEP compliant NC Programming Interface. Evaluation and Improvement of the modern Interface.
- RENISHAW. Контактные измерительные системы. Технические характеристики. Н-2000−3022−08-А.
- Richard А. Baumann. Structure-Oriented Exchange of Product Model Data // Diplom-Ingenieur, aus Barnstaple / North Devon, Gro? britannien, Berlin 2004.
- Roberto Silvio Ubertino Rosso Junior «STEP Compliant CAD/CAPP/CAM System For Rotational Asymmetric Parts» // Loughborough University, August 2005.
- S.F. Chan, Reggie Kwan «Post-processing methodologies for off-line robot programming within computer integrated manufacture» // Journal of Materials Processing Technology 139 (2003) 8−14.
- Siemens. SINUMERIK 840D si. HMI-Embedded. Руководство оператора Siemens AG, 2005.
- Siemens. SINUMERIK 840D/810D/840D sl/840Di si. HMI-Advanced. Руководство оператора Siemens AG, 2006.
- Siemens. SINUMERIK 840D/810D/840D sl/840Di sl/840Di. Расширенное программирование. Руководство по программированию -Siemens AG, 2006.
- Siemens. SINUMERIK 840D/810D/FM-NC. Руководство пользователя Siemens AG, 2000.
- Siemens. SINUMERIK 840D/840Di/810D. Циклы. Руководство по программированию Siemens AG, 2004.
- Siemens. SINUMERK 840D sl/840D/840Di/810D. Основы. Руководство по программированию Siemens AG, 2005.
- TANSHING ACCURATE INDUSTRIAL CO., LTD. (www.cnc-rotary-table-tanshing.com)
- Toolpath generation method for four-axis NC machining of helical rotor // Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering, Volume 31, Issue 2, December 2008.
- Tyson Baker, «ATTRIBUTION STANDARDIZATION FOR INTEGRATED CONCURRENT ENGINEERING» // Brigham Young University, August 2005.
- Wei Li. Dynamic reconfigurable machine tool controller // Brigham Young University, Department of Mechanical Engineering, April 2005.
- Xun Xu, Lihui Wang, Yiming Rong. «STEP-NC and function blocks for interoperable manufacturing» // The University of Auckland, Faculty of Engineering Papers, 2006.
- Yusri Yusof, Nurul Zakiah Zamri Tan, Noordiana Kasim, «Exploring the ISO 14 649 (STEP-NC) for Intelligent Manufacturing System» // European Journal of Scientific Research, Vol.36 No.3 (2009).