Методологические и теоретические основы автоматизации проектирования раскроя листовых материалов на машинах с числовым программным управлением

• Автор: Петунин, Александр Александрович
• Шифр специальности: 05.13.12
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 348 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ПРОБЛЕМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ О ПРОЕКТИРОВАНИЯ РАСКРОЯ ЛИСТОВЫХ МАТЕРИАЛОВ.

1.1. Основные задачи автоматизации раскройнозаготовительного производства.

1.2. Анализ подходов к разработке систем раскроя листового материала

1.3. Анализ методов решения оптимизационных задач раскроя

1.4. Задачи оптимизации маршрута движения режущего инструмента .

1.5. Анализ программного обеспечения для автоматизации проектирования раскроя материала и автоматизированной подготовки УП для машин с ЧПУ.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

ГЛАВА 2. ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ РАСКРОЯ ЛИСТОВОГО МАТЕРИАЛА В ЕДИНИЧНОМ И МЕЛКОСЕРИЙНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ.
2.1. Классификация задач оптимизации раскроя по технологическим и геометрическим признакам.
2.2. Исследование метода прямоугольной аппроксимации для решения задач нерегулярного фигурного раскроя
2.3.Разработка декодеров прямоугольной упаковки и вычислительных
АЛГОРИТМОВ ОПТИМИЗАЦИИ ФУНКЦИОНАЛОВ, ЗАДАННЫХ НА МНОЖЕСТВЕ
перестановок
2.4. Реализация методов формирования допустимых решений для задачи фигурного раскроя на основе дискретнологического описания геометрических объектов
2.5. Автоматический выбор метода расчета фигурного раскроя с использованием сравнительного анализа алгоритмов
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 2.
ГЛАВА 3. АВТОМАТИЗАЦИЯ ПОДГОТОВКИ УПРАВЛЯЮЩИХ ПРОГРАММ ДЛЯ МАШИН РЕЗКИ ЛИСТОВОГО МАТЕРИАЛА С ЧПУ
3.1. Сравнительный анализ технологий резки материала на технологическом оборудовании с ЧПУ
3.2. Методы уменьшения тепловых деформаций заг отовок при
проектировании УП для машин термической резки материала.
3.3.Оптимизационные задачи проектирования УП и стратегии формирования маршрута инструмента.
3.4. Использование специальных возможней технологического оборудования резки листовых материалов при программировании управляющих программ
3.5. Автоматизация проектирования и изготовления малых
АРХИТЕКТУРНЫХ ФОРМ ТИПА РЕШЕТКА.
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 3.
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА КОНЦЕПЦИИ, СТРУКТУРЫ,
ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ТРЕБОВАНИЙ И ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ УНИВЕРСАЛЬНОЙ ИНТЕГРИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕХН0ЛИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ РАСКРОЯ ЛИСТОВОГО МАТЕРИАЛА
4.1. Концепция разработки универсальной интегрированной САПР
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ РАСКРОЯ ЛИСТОВОГО МАТЕРИАЛА. СОСТАВ И СТРУКТУРА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ.
4.2. Требования к функциям основных подсистем универсальной системы раскроя в единичном и мелкосерийном производстве .
4.3. Интеграция программного обеспечения расчетов линейного, прямоугольного, параллелепипедного раскрояупаковки и универсальной системы фигурного раскроя
4.4. Применение I X для разработки САПР фигурного раскроя материала
ВЫВОда ПО ГЛАВЕ
ГЛАВА 5. РАЗРАБОТКА И ВНЕДРЕНИЕ САПР СИРИУС
5.1. Состав и структура программного обеспечения САПР СИРИУС
5.2. Реализация подсистемы автоматизированного проектирования фигурного и прямоугольного раскроя в САПР СИРИУС.
5.3. Применение САПР Сириус для оптимизации экономических характеристик термической резки листовых материалов
5.4. Внедрение шптегрированных решений САПР СИРИУС на ПРЕД 1РИЯТИЯХ с единичным и мелкосерийным типом производства
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ.
ЛИТЕРАТУРА


Кроме того, задачи оптимизации времени и стоимости резки, а также задача минимизации тепловых деформаций при термической резке, не всегда могут быть решены полностью автоматическими методами. Этот факт диктует необходимость при разработке САМ модуля универсальной интегрированной САПР фигурного раскроя прсдусмогреть наличие эффективных интерактивных средств формирования маршрута резки наряду с разработкой эффективных автоматических методов проектирования управляющих программ. Следует особо подчеркнуть, что в современных универсальных САМсистемах не в полной мере используются возможности всех типов технологического оборудования резки листовых материалов с ЧПУ. Эффективность систем автоматизированной подготовки УП, во многом, зависит от того, насколько автоматизирован процесс проектирования маршрута инструмента. Основные исследования, проводимые в последнее время в нашей стране в этой области, связаны, в первую очередь, с задачами оптимизации маршрута резака по времени резки ,,,6,4,7,3. В то же время, как отмечалось выше, остается малоизученной проблема минимизации тепловых деформаций материала, которые возникают при термической резке, и которые могут приводить к существенным искажениям геометрической формы вырезаемых заготовок. Оптимизация времени резки за счет минимизации холостого хода режущего инструмента может привести к некорректному выбору точек врезки в контуры заготовок и, как следствие, к увеличению тепловых деформаций материала. Разработка алгоритмов, обеспечивающих качественные с точки зрения соблюдения всех технологических требований резки управляющие программы, является, на наш взгляд, приоритетной задачей при создании современных высокоэффективных САМ систем для машин термической резки материала. Еще один подход к совершенствованию процессов автоматизации фигурного раскроя заключается в разработке методов уменьшения стоимости резки материала на машинах с ЧГУ. В описано применение для этих целей т. При использовании техники цепной резки несколько внешних контуров вырезаются без выключения резака на рабочем ходе с использованием только одной врезки на всю группу заготовок. Отметим, что реализация этого подхода предполагает необходимость наряду с полностью автоматическими методами формирования управляющих программ для машин с ЧПУ предусмотреть в СШмодуле системы разработку полуавтоматических процедур. Один из главных вопросов при разработке САПР раскроя материала заключается в том, насколько целесообразно для этих целей использовать существующие универсальные системы типа , либо ориентироваться на разработку собственного специализированного модуля, который не будет обладать очевидной избыточностью функций, характерной для универсальных систем. Отметим, что в настоящее время при разработке специализированных САПР применяются как первый ,0, так и второй подход ,3,5. Первый подход характерен для разработок, в которых универсальная система используется не только как подсистема описания геометрических объектов, но и как базовая графическая среда, интегрированная со многими специализированными внешними модулями, в которых используются функции геометрического моделирования и визуализации. Наличие в системах соответствующего инструмента I ii I, ориентированного на создание пользовательских программных модулей, интегрированных с базовым программным продуктом, может существенно сократить время разработки специализированной САПР раскроя материала. Еще одно преимущество использования такого подхода для разработчика приложений заключается в уменьшении эффекта старения созданного прикладного программного обеспечения, тле. САПР, который в условиях жесткой конкуренции вынужден постоянно обновлять версии своего программного продукта. Пожалуй, наиболее популярной, в настоящее время, технологией создания I становится . Стоит отметить, что данная технология не является единственной, позволяющей интегрировать внешние модули в систему. Большинство универсальных систем также поддерживают СОМ технологию, позволяющую внедрять внешние объекты в приложение, но изза сложности разработки СОМкомпонентов данная технология не получила широкого распространения.