Способ классификации деталей по группам обрабатываемости по их геометрическим параметрам
Владельцы патента RU 2540795:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный университет" (RU)
Изобретение относится к средствам автоматизированного моделирования объектов. Технический результат - повышение точности классификации деталей по группам обрабатываемости. Способ классификации деталей по группам обрабатываемости по их геометрическим параметрам включает: анализ геометрии деталей, создание компьютерной модели и хранение компьютерной модели в системе как некоторое математическое описание и отображение на экране в виде пространственного объекта, при этом созданную или полученную компьютерную модель используют для распознавания геометрических составляющих детали: плоских, криволинейных поверхностей, отверстий, карманов и пазов, а на основе полученных данных производят классификацию модели по группам обрабатываемости. 1 ил.
Изобретение относится к средствам автоматизированного моделирования объектов для решения задач по классификации деталей по группам обрабатываемости и предварительного подбора режущего инструмента для их обработки.
Известен способ автоматизированного коллективного моделирования объекта в сетевой среде (см. патент РФ на изобретение №2450334, кл. G06F 15/00, опубл. 10.05.2012 г.), включающий серверный компьютер, графическое устройство ввода-вывода, серверное программное приложение, модуль задания на моделирование, клиентские компьютеры. В способе выполняют задание из выбранного модуля задания в процессе совместной работы операторов с клиентских компьютеров и администратора с серверного компьютера, в случае поступления ошибочного воздействия с клиентского компьютера осуществляют его коррекцию на клиентском компьютере с помощью серверного программного приложения, отображают ход и результат выполнения задания на устройстве ввода-вывода.
Недостатком данного способа является то, что известный способ не обеспечивает возможности работы в автоматическом режиме без участия оператора.
Известна работа (M.Tolouei-Rad. Integration of part classification, cell formation and capacity adjustment// School of Engineering, Edith Covan University. - 2010. - Vol.39. - P.197-203), в которой описывается модель групповой технологии, включающая классификацию деталей, их кодирование, создание семейства, формирование производственных ячеек, минимизацию простоев оборудования через регулирование пропускных способностей производственных ячеек и расчет времени цикла обработки группы заготовок.
Недостатком данной модели является то, что известная модель не обеспечивает возможности автоматизации процесса классификации моделей деталей при наименовании файлов моделей.
Сущность предлагаемого способа классификации деталей по группам обрабатываемости по их геометрическим параметрам заключается в том, что создание компьютерной модели производят в системе автоматизированного проектирования средствами геометрического моделирования и используют для формирования чертежно-конструкторской документации, проектирования средств технологического оснащения, разработки управляющих программ для станков с ЧПУ и передачи в системы инженерного анализа для проведения инженерных расчетов.
Полученную компьютерную модель используют для получения физического образца изделия методом механической обработки.
Кроме того, компьютерная модель дополнительно может быть получена из других CAD-систем через согласованные интерфейсы или сформирована по результатам обмера физического изделия-прототипа на координатно-измерительной машине.
Созданную или полученную компьютерную модель используют для распознавания геометрических составляющих детали: плоских, криволинейных поверхностей и других конструкторских технологических элементов и на основе полученных данных производят классификацию модели по группам обрабатываемости. Саму классификацию компьютерной модели по группам обрабатываемости осуществляют в фоновом режиме (без участия оператора) в штатном режиме работы системы автоматизированного проектирования.
Компьютерную модель формируют по данным, полученным из любой внешней системы автоматизированного проектирования.
Использование предлагаемого способа классификации деталей по группам обрабатываемости обеспечивает следующий технический результат - сокращение времени создания компьютерной модели обрабатываемой детали и повышение точности классификации деталей по группам обрабатываемости.
Указанный технический результат достигается тем, что предложенный способ классификации деталей по группам обрабатываемости по их геометрическим параметрам, включает анализ геометрии деталей основных отраслей отечественного машиностроения, создание компьютерной модели и хранение компьютерной модели в системе как некоторое математическое описание и отображения на экране в виде пространственного объекта.
Особенность заключается в том, что создание компьютерной модели производят в системе автоматизированного проектирования средствами геометрического моделирования и используют для формирования чертежно-конструкторской документации, проектирования средств технологического оснащения, разработки управляющих программ для станков с ЧПУ и передачи в системы инженерного анализа для проведения инженерных расчетов.
Полученную компьютерную модель используют для получения физического образца изделия методом механической обработки.
Кроме того, компьютерная модель дополнительно может быть получена из других CAD-систем через согласованные интерфейсы или сформирована по результатам обмера физического изделия-прототипа на координатно-измерительной машине.
Созданную или полученную компьютерная модель используют для распознавания геометрических составляющих детали: плоских, криволинейных поверхностей и других конструкторских технологических элементов и на основе полученных данных производят классификацию модели по группам обрабатываемости. Саму классификацию компьютерной модели по группам обрабатываемости осуществляют в фоновом режиме (без участия оператора) в штатном режиме работы системы автоматизированного проектирования.
Компьютерную модель формируют по данным, полученным из любой внешней системы автоматизированного проектирования.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентам и научно-техническим источникам информации, и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволили установить, что заявитель не обнаружил аналог, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа как наиболее близкого по совокупности существенных признаков аналога позволило выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном способе, изложенных в формуле изобретения.
Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «новизна».
Блок-схема способа классификации деталей по группам обрабатываемости по их геометрическим параметрам представлена на фиг.1. Способ включает в себя:
1 - Загрузку модели детали;
2 - Создание параллелепипеда;
3 - Выбор параллельной грани, наибольшей по площади;
4 - Позиционирование системы координат;
5 - Распознавание криволинейных поверхностей;
6 - Распознавание плоских поверхностей;
7 - Распознавание типовых элементов (включая: 8 - отверстия, 9 - карманы, 10 - пазы);
11 - Распознавание сложных поверхностей (включая: 12 - тороидальные, 13 - NURBS, 14 - конические, 15 - цилиндрические);
16 - Определение группы.
Реализация способа осуществляется следующим образом. После осуществления загрузки модели детали в систему (1) осуществляется встраивание данной модели в параллелепипед (2), а затем выбор площади плоской поверхности параллелепипеда (3). При определении поверхности с большей площадью производится установка данной плоскости в качестве базовой. Использование позиционирования системы координат (4) позволяет установить временную систему относительно поверхности в любой угловой точке либо по центру пересечения ее средних линий. Данная методика определяет из двух плоскостей блока нижнюю плоскость, основываясь на данных в вышестоящих блоках.
Распознавание геометрических составляющих моделей деталей инициализируется набором средств по распознаванию криволинейных поверхностей (5). Процесс распознавания данных криволинейных поверхностей дифференцирован следующим образом:
- распознавание плоских поверхностей (6);
- распознавание типовых элементов (7), к которым относятся отверстия (8), карманы (9) и пазы (10);
- распознавание криволинейных поверхностей (11), к которым относятся тороидальные (12), сложные поверхности (NURBS) (13), конические (14) и цилиндрические поверхности (15).
Для получения данных о наличии плоских поверхностей осуществляется выявление всех поверхностей, имеющих нулевой угол, относительно оси Z временной системы координат, установленной автоматически ранее при первичном обращении к детали. При анализе приоритет выделяется для поверхностей, не имеющих границ или стенок, расположенных под углом к данным поверхностям.
Для получения данных о наличии криволинейных поверхностей осуществляется комплексный анализ дерева построения модели детали (если рассматривается деталь, созданная в той же САПР, где интегрируется интеллектуальная система анализа). Или определяются математические зависимости, средствами которых осуществлялось построение данных поверхностей. В зависимости от параметров открытости поверхности и возможного ограничения контура поверхности иными гранями осуществляется соотнесение к соответствующему типу операций 3- или 5-осевой механической обработки.
Типовые элементы распознаются посредством графоориентированного подхода, при этом извлекаются геометрические и точностные параметры элементов моделей деталей. Как правило, наличие и геометрическое расположение различных типовых элементов ограничивает решение по выбору оборудования следующего типа: 3-оси, 3+2-оси. То есть деталь либо располагается на базовой плоскости и может быть обработана с одной стороны полноценно или максимально эффективно с точки зрения технологии. Либо располагается на поворотном столе станка, где осуществляется вращение стола с закрепленной заготовкой для успешной механической обработки заготовки со всех необходимых сторон.
Таким образом, вышеизложенное описание свидетельствует о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий:
- средство, воплощающее заявленное изобретение, при его осуществлении предназначено для решения задач по классификации деталей по группам обрабатываемости и предварительного подбора режущего инструмента для их обработки;
- для заявленного способа в том виде, как он охарактеризован в изложенной формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке средств и методов;
- средство, воплощающее заявленное изобретение при осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемых заявителем поставленных технических задач.
Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «промышленная применимость».
Способ классификации деталей по группам обрабатываемости по их геометрическим параметрам, включающий анализ геометрии деталей, создание компьютерной модели и хранение компьютерной модели в системе как некоторое математическое описание и отображения на экране в виде пространственного объекта, отличающийся тем, что созданную или полученную компьютерную модель используют для распознавания геометрических составляющих детали: плоских, криволинейных поверхностей, отверстий, карманов и пазов, а на основе полученных данных производят классификацию модели по группам обрабатываемости.
