02. Щёкин А. В. Автоматизация получения параметров детали для задач конструкторско-технологической параметризации

Печать

УДК 004.9:658.512

DOI: 10.15507/2658-4123.029.201903.345-365

Автоматизация получения параметров детали для задач конструкторско-технологической параметризации

Щёкин Александр Васильевич
заведующий научно-исследовательской лабораторией «Автоматизация программирования станков с ЧПУ» ФГБОУ ВО «МГУ им. Н. П. Огарёва» (430005, Россия, г. Саранск, ул. Большевистская, д. 68), ResearcherID: F-4689-2019, ORCID: https://orcid.org/0000-0001-5209-166X, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Введение. Автоматизация получения конструкторских параметров обрабатываемой детали является одним из этапов интеграции конструкторских систем автоматизированного проектирования с системами технологической подготовки производства. Целью данной работы является получение параметров детали, значения которых могут использоваться в составе информационных связей, реализуемых с применением технологической параметризации.
Материалы и методы. Работа является развитием концепции сквозной конструкторско-технологической параметризации применительно к автоматизированному программированию станков с числовым программным управлением. В основе теоретических исследований лежат формальная теория представления и обработки данных, теория множеств, теория иерархических многоуровневых систем. Программная реализация выполнена в среде Visual Studio C++ с использованием интерфейсов прикладного программирования КОМПАС-3D и геометрического ядра C3D.
Результаты исследования. Разработан способ получения исходных параметров обрабатываемой детали при передаче информации из конструкторских систем автоматизированного проектирования в системы технологической подготовки производства. Приведена логическая структура данных в реляционной форме, которая позволяет исключить избыточность и обеспечить непротиворечивость представления параметров детали с учетом приоритетов источников данных, связанных с конструкторской 3D-моделью. Способ программного реализован в составе коммерческой системы автоматизированного программирования станков с числовым программным управлением для платформы КОМПАС-3D. Исходные параметры (метаданные, свойства материала, параметры аннотаций, параметрические переменные) извлекаются из 3D-модели с использованием прикладного программного интерфейса. Для получения свойств материала реализована интеграция со справочником материалов системы КОМПАС-3D.
Обсуждение и заключение. Автоматизация подготовки исходной информации о детали является первым этапом в реализации сквозной параметризации в задачах конструкторского и технологического проектирования. Благодаря конструкторско-технологической параметризации и ассоциативности траекторий обработки можно построить сквозное проектное решение, когда изменения, внесенные конструктором в деталь, будут автоматически передаваться в технологическую модель и далее через постпроцессор в управляющую программу для станка с числовым программным управлением. Сквозную параметризацию наиболее эффективно использовать для деталей, имеющих несколько размерных модификаций. Дальнейшее развитие конструкторско-технологической параметризации в составе интегрированной системы автоматизированного программирования станков с программным управлением планируется направить на решение задач автоматического подбора режущих инструментов и приспособлений на основе алгоритмов, реализуемых пользователями посредством параметрических информационных связей.

Ключевые слова: параметризация, система автоматизированного проектирования, КОМПАС-3D, управляющая программа, 3D-модель, интеграция, интерфейс прикладного программирования

Для цитирования: Щёкин А. В. Автоматизация получения параметров детали для задач конструкторско-технологической параметризации // Инженерные технологии и системы. 2019. Т. 29, № 3. С. 345‒365. DOI: https://doi.org/10.15507/2658-4123.029.201903.345-365

Автор прочитал и одобрил окончательный вариант рукописи.

Поступила 18.03.2019; принята к публикации 18.04.2019;
опубликована онлайн 30.09.2019

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Максимовский Д. Е. Автоматизация проектирования технологических процессов на основе конструкторско-технологической параметризации // Вестник машиностроения. 2011. № 9. С. 63–66. URL: https://www.mashin.ru/files/2011/ve0911_web.pdf (дата обращения: 23.04.2019).

2. Калякулин С. Ю., Кузьмин В. В. Информационные модели связей как средство повышения автоматизации расчетов параметров технологического процесса // Вестник МГТУ «Станкин». 2015. № 2 (33). С. 89–92. URL: http://www.stankin-journal.ru/ru/articles/1243 (дата обращения: 23.04.2019).

3. Kalyakulin S. Yu. Algorithm for Calculating the Parameters of the Initial Blank in the SITEP MO Automated Design System // Russian Engineering Research. 2014. Vol. 34, Issue 11. Pp. 713–715. URL: https://link.springer.com/article/10.3103/S1068798X14110082 (дата обращения: 23.04.2019).

4. Разработка математической модели детали на основе моделей графических систем / С. Ю. Калякулин [и др.] // Инженерные технологии и системы. 2019. Т. 29, № 1. С. 67‒76. DOI: https://doi.org/10.15507/2658-4123.029.201901.067-076

5. Калякулин С. Ю., Кузьмин В. В. Автоматизация выбора мерительной оснастки на основе конструкторско-технологической параметризации в САПР ТП // Технология машиностроения. 2017. № 11. С. 46–49. URL: http://www.ic-tm.ru/info/11_22 (дата обращения: 23.04.2019).

6. Калякулин С. Ю., Кузьмин В. В. Разработка математической модели параметров технологиче- ского процесса // Вестник МГТУ «Станкин». 2014. № 3 (30). С. 40–44. URL: http://www.stankin-journal. ru/ru/articles/1032 (дата обращения: 23.04.2019).

7. Щёкин А. В. Конструкторско-технологическая параметризация в составе интегрированной CAM-системы // Информационные технологии. 2019. Т. 25, № 7. С. 34–54. DOI: https://doi.org/10.17587/ it.25.387-396

8. Babic B., Nesic N., Miljkovic Z. A Review of Automated Feature Recognition with Rule-Based Pattern Recognition // Computers in Industry. 2008. Vol. 59, Issue 4. Pp. 321–337. DOI: https://doi.org/10.1016/j.compind.2007.09.001

9. Mesbahi A. E., Jaider O., Rechia A. Automatic Recognition of Isolated and Interacting Manufacturing Features in Milling Process // International Journal of Engineering Research and Applications. 2014. Vol. 4, Issue 10. Pp. 57–72. URL: https://pdfs.semanticscholar.org/a7fe/c2705c5d76d 2a396454a8e2cfe12993fd265.pdf (дата обращения: 23.04.2019).

10. Sanfilippo E. M., Borgo S. What are Features? An Ontology-Based Review of the Literature // Computer-Aided Design. 2016. Vol. 80. Pp. 9–18. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cad.2016.07.001

11. Chlebus E., Krot K. CAD 3D Models Decomposition in Manufacturing Processes // Archives of Civil and Mechanical Engineering. 2016. Vol. 16, Issue 1. Pp. 20–29. DOI: https://doi.org/10.1016/j.acme.2015.09.008

12. Prabhu B. S., Biswas S., Pande S. S. Intelligent System for Extraction of Product Data from CADD Models // Computers in Industry. 2001. Vol. 44, no. 1. Pp. 79–95. URL: https://pdfs.semanticscholar. org/f1c2/f08e1c94fb12e0373a9e9f08d4fefa06bd86.pdf (дата обращения: 23.04.2019).

13. Kang M., Han J., Moon J. G. An Approach for Interlinking Design and Process Planning // Journal of Materials Processing Technology. 2003. Vol. 139. Pp. 589–595. URL: http://alvarestech.com/ temp/nist2010/joao/CADCAPP1.pdf (дата обращения: 23.04.2019).

14. Кузьмин В. В., Максимовский Д. Е. Методы преобразования конструкторской информа- ции машиностроительных деталей // Вестник МГТУ «Станкин». 2012. № 2. С. 92–95. URL: http:// www.stankin-journal.ru/ru/articles/612 (дата обращения: 23.04.2019).

15. Шишигин Д. С. К выбору технологии интеграции прикладного программного обеспечения с САПР // Труды СПИИРАН. 2016. Вып. 4 (47). С. 211–224. DOI: https://doi.org/10.15622/sp.47.11

16. Кузьмин В. В., Максимовский Д. Е. Выбор технологических баз на основе решения прямой задачи размерного анализа // Вестник МГТУ «Станкин». 2012. № 2. С. 64–69. URL: http:// www.stankin-journal.ru/ru/articles/590 (дата обращения: 23.04.2019).

17. Кузьмин В. В. Выбор технологических баз при обработке корпусных деталей // Вестник МГТУ «Станкин». 2008. № 2. С. 10–14. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=17287428 (дата обраще- ния: 23.04.2019).

18. Паньков М. Токарная обработка как начало CAM-истории в АСКОН // САПР и графика. 2013. № 7. С. 37–43. URL: https://sapr.ru/article/23925 (дата обращения: 23.04.2019).

19. Щёкин А. В., Сульдин С. П., Митин Э. В. Постпроцессор системы ЧПУ «МАЯК 600Т» для CAM-приложения «Модуль ЧПУ Токарная обработка» // Вестник Мордовского университе- та. 2014. № 1. С. 161–164. URL: http://vestnik.mrsu.ru/index.php/ru/articles/38-14-12/208-10-15507- vmu-025-201502-67 (дата обращения: 23.04.2019).

20. Simulation of the Machining of a Bush in the KOMPAS-3D System / A. V. Shchekin [et al.] // Russian Engineering Research. 2017. Vol. 37, no. 11. Pp. 987–990. DOI: https://doi.org/10.3103/ S1068798X17110156

21. Щёкин А. В., Сульдин С. П., Митин Э. В. Особенности CAM-приложения «Модуль ЧПУ. Токарная обработка» // СТИН. 2017. № 8. С. 16–18. URL: http://stinyournal.ru/soderzhanie-stin-2017/ (дата обращения: 23.04.2019).

22. Щёкин А. В., Сульдин С. П. Ассоциативность траекторий в CAM-приложении «Mодуль ЧПУ. Токарная обработка» // Мехатроника, автоматизация, управление. 2015. Т. 16, № 8. С. 570–575. DOI: https://doi.org/10.17587/mau.16.570-575

23. Камнев А. Интерфейс прикладного программирования геометрического ядра C3D, его при- менение и главное отличие от API системы КОМПАС-3D // САПР и графика. 2016. № 5. C. 36–38. URL: https://sapr.ru/article/25210 (дата обращения: 23.04.2019).

24. Черепашков А. А. Проектируем в среде учебного виртуального предприятия // САПР и графика. 2014. № 1. C. 76–78. URL: https://sapr.ru/article/24352 (дата обращения: 23.04.2019).

Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.