Технические науки/Автоматизированные системы управления на производстве

К.т.н. Симута Р.Р.

Национальный технический университет Украины «КПИ»

Анализ конструктивно-технологических свойств сборочного изделия с точки зрения влияния на проектирование технологических процессов сборки

На сегодняшний день ни одна из математических моделей сборочного изделия [1], которые используются для синтеза последовательностей его сборки, не учитывает все его конструктивно-технологические свойства. Как правило, количество элементов математической модели существенно меньше, чем у моделируемого объекта, поскольку при ее разработке рассматриваются только те свойства объекта, которые существенно влияют на решение данной задачи.

Собственно, синтезу всех возможных последовательностей сборки, или только доминирующих по определенному признаку, предшествует технологическое расчленение, или декомпозиция, изделия. В качестве основных данных для проведения декомпозиции используется информация о составе и структуре изделия, которая содержится в математической модели изделия в виде бинарных отношений иерархической подчиненности, и информация о соединении, обеспечивающих нерасторжимости его элементов.

Основными конструктивно технологическими свойствами изделия, которые влияют на формирование последовательностей его составления являются следующие.

Свойства пространственного взаимосвязи между элементами изделия, которые характеризует взаимное положение элементов изделия и механические связи между ними. Пространственная взаимосвязь не только определяет возможные варианты последовательности установки или удаления элементов изделия при составлении или разборке, но и имеет непосредственное влияние на разработку операционного технологического процесса сборки (ТПС). Он определяет возможность применения тех или иных способов базирования и компенсации погрешностей, подходы к зонам выполнения операций и т. д.

Положение элементов изделия удобно задавать в каноническом виде - посредством линейных и угловых координат начала собственной системы координат элемента изделия относительно глобальной системы координат. Современные средства компьютерного моделирования изделий используют именно такое представление положения моделей элементов сборочного изделия. Кроме того, в современных 3D CAD системах возможно моделирование конструкций сборных изделий любого уровня сложности, в которых установки или удаления составляющих элементов может выполняться вдоль произвольного количества осей, значительно большей традиционных трех. Это позволяет учесть в математической модели изделия необходимое количество осей сборки.

Механические связи между элементами изделия в математической модели представляются различными видами бинарных отношений: бинарными отношениями сопряженности, ограничения подвижности (БВОП) и отношениями соединения [2, 3].

Одним из свойств любой конструкции изделия, важным при проектировании операционного ТПС, является свойство возможности составления конструкции изделия [1]. Это свойство отражается в математической модели процесса проектирования технологии сборки в виде условий доступа, формирование которых зависит от размерных характеристик элементов изделия.

Свойства пространственного взаимосвязи, размерные характеристики, характеристики формы и физические параметры элементов изделия играют ключевую роль при определении базовых элементов на той или иной операции технологического процесса сборки [4].

Все основные конструктивно-технологические свойства сборочного изделия, которые используются в его математической модели, представленные в явном или неявном виде в трехмерной модели изделия, построенной в любой 3D CAD системе, и могут быть обнаружены автоматически. Но автоматизированное выявление некоторых свойств с 3D модели сборочного изделия возможно только после разработки специальных методов. В свою очередь, разработка методов автоматизированного выявления основных свойств изделия с его 3D модели требует анализа представления информации об изделии в системах трехмерного моделирования и классификации исходной информации, необходимой для автоматизированного проектирования ТПС.

Литература

1. Пасічник В.А., Сімута Р.Р. Аналіз стану і перспектив інтеграції 3D CAD систем із САПР ТП складання // Вісник ЖІТІ. – 2002 / Спеціальний випуск / ІКТ 2002. – С. 152 – 157.

2. Rajan V., Nof S. Minimal Precedence Constraints for Integrated Assembly and Execution Planning // IEEE Trans. on Robotics and Automation. – 1996. Vol. 12, № 2. – P. 297 – 303.

3. 95. Turner J., Subramaniam S., Gupta S. Constraint Representation and Reduction in Assembly Modeling and Analisis // IEEE Trans. on Robotics and Automation. – 1992. – Vol. 8, № 6. – P. 741 – 750.

4. Давигора В.М., Кореньков В.М. Формалізація процесу проектування послідовності складання виробів // Вісник ЖІТІ. – 2002 / Спеціальний випуск / ІКТ 2002. – С. 132 – 138.