ZESZYTY NAUKOWE POLITECHNIKI ŚL ĄSKIEJ 1980
Seria: ENERGETYKA z. 76 Nr kol. 663
Te od or WINKLER
JEDEN Z MOŻLIWYCH SPOSOBÓW AUTOMATYZACJI SPORZĄDZANIA RYSUNKÓW
S t re sz cz en ie. Artykuł omawia relacje zachodzące między procesem konstrukcyjnym a zapisem konstrukcji. Na tym tle przedstawiono as
pekty tworzenia systemu automatycznego sporządzania rysunków. Ukaza
no sposób formalizacji zapisu konstrukcji elementów obrotowych.
1. WPROWADZENIE
Automatyzacja prac kreślarskich jest jednym z najbardziej spektakular
nych, a zarazem kontrowersyjnych wyników wspomagania komputerowego. Bada
nia procesu projektowo-konstrukcyjnego [2, 3] wykazują, że ok. 30% czasu trwania tego procesu zajmuje sporządzanie rysunków, wprowadzenie do pro
dukcji obrabiarek numerycznie sterowanych przesunęło część prac, wykony
wanych dotychczas przez technologów, do działów konstrukcyjnych, wzrosły też wymagania co do dokładności opracowania zarówno konstrukcji, jak i technologii. W rezultacie obydwa opracowania zajmują ok. 70% czasu reali
zacji danego zlecenia w wytwórni [2], Reszta przypada na wytwarzanie i mon
taż. Proporcje takie daje się wyraźnie zauważyć w obrębie produkcji jed
nostkowej i m a ło se ry jn ej.
Postępująca integracja procesu konstrukcyjnego, przygotowania wytwarza
nia i wytwarzania, przy założeniu wykorzystania komputerów, stwarza wymóg jednolitej struktury danych w tych obszarach i automatycznego przepływu danych między procesami.
Z tego też względu automatyzacja zapisu konstrukcji nie Jest celem sa
mym w sobie, lecz raczej formą szeroko pojmowanego przetwarzania danych graficznych.
2. RELACJE ZACHODZĄCE POMIĘDZY PROCESEM PROJEKTOWO-KONSTRUKCYJNYM A ZAPISEM KONSTRUKCJI
W tradycyjnym procesie pr - ks Jego wynikiem były rysunki i opisy tech
niczne, kalkulacje itd. Najważniejszym nośnikiem informacji był rysunek techniczny. Stanowił on łącznik z procesem przygotowania wytwarzania i warsztatem.
104 Teodor Winkler
Analiza procesu pr - ks pokazuje, że największe możliwości w zakresie automatyzacji zapisu konstrukcji istnieję w grupie konstrukcji warianto
wych [l, 4], Ważne jest przy tym odróżnienie konstrukcji wariantowej zes
połu od konstrukcji wariantowej elementu.
Więżę się to ściśle z podejściem do automatyzacji zapisu konstrukcji, gdyż wyróżniane tutaj składowe opra
cowywane sę w różnych fazach proce
su projektowo-konstrukcyjnego (rys.
1
).
W fazie opracowania wstępnego spo- rzędza się rysunki złożeniowe, przy sporzędzaniu których na pierwszy plan wysuwaję się zagadnienia topo
logii. W tej fazie czynności rysun
kowe przeplatane sę obliczeniami.zaś szczegółowo identyfikowane sę dzia
łania i postać. Układ wy miarów iden
tyfikowany jest w stopniu umożliwia- jęcym wz ajemne powięzanie elementów.
Z tej fazy do fazy opracowania ope
racyjnego przechodzę dane będęce podstawę szczegółowego doboru cech konstrukcyjnych elementów i sporzę- dzania rysunków wykonawczych. Za sprzężenie zwrotne uważać możemy u- szczegółowienie uprzednio sporzędo- nego rysunku złożeniowego.
Zaznacza się tu w sposób wyraźny przechodzenie od ogółu do szczegółu.
W zautomatyzowanym procesie projek
towo-konstrukcyjnym wymienione fazy powinny występować w ściśle określo
nej kolejności wyznaczonej progra- Rys. 1. Model procesu projektowo- mem. Rysunki złożeniowe wykonywane konstrukcyjnego tu 2a pi8 a n iu
„
pamięci maszyny cech konstrukcyjnych elementów.
Wynika stęd kluczowa pozycja automatyzacji zapisu konstrukcji elementów.
Istnieje Jeszcze inny powód, dla którego powinno rozpoczynać się od ele
mentu. W budowie maszyn większość czasu wytwarzania stanowi czas zużyty na obróbkę skrawaniem, obróbkę plastycznę i obróbkę cieplnę. Istniejęca duża swoboda w doborze cech konstrukcyjnych powoduje nagromadzenie się z bie- biem czasu dużej liczby rozwięzaó podobnych, istnieje więc obok siebie wiele podobnych procesów technologicznych, narzędzi, przyrzędów i spraw
Jeden z Możliwych sposobów automa ty za cj i. 105
dzianów. z tego też względu automatyzacja zapisu konstrukcji przyczynia się do unifikacji rozwiązań i usprawnienia procesu wytwarzania.
3. AS fE KT Y T W OR ZE NI A SYSTEMÓW AUTOMATYZACJI PRAC KREŚLARSKICH
Analiza istniejących systeaów automatycznego kreślenia (F R E E D R A F T . PRO- REN, C0MVAR. D E T A I L ) [7. 8. 9] pozwala zidentyfikować aspekty, przy u- względnieniu których systemy te zostały zaprojektowane. Są to;
- przedmiot automatyzacji,
- sposób odwzorowania w pamięci maszyny zapisu konstrukcji, - sposób wp ro wadzania danych wejściowych,
- tryb przetwarzania.
Systemy automatycznego sporządzania rysunków nogą być projektowane z myślą o określonej klasie elementów lub też mogą nie być związane z żadną określoną grupą elementów.
W pamięci maszyny zapis konstrukcji noże być odwzorowany w postaci trój
wymiarowej lub w postaci układów rzutów, przekrojów, linii wymiarowych znaków i tekstów.
Z punktu widzenia użytkownika ważny jest tryb przetwarzania.
Dla całkowicie zalgorytnizowanych procesów pr-ks w ł a ś ci wy jest w s a d o wy tryb przetwarzania. Istnieje możliwość rozdziału prac między maszynę i człowieka przy niepełnej algorytmizacji procesu przez zastosowanie ekra
nowych urządzeń konwersacyjnych.
Sposób wp ro wadzania danych wejściowych w decydującym stopniu wp ły wa na przydatność systemu w pracy konstruktora. Sposób taki nie powinien zakła
dać opanowania przez konstruktora dużych wiadomości z zakresu programowa
nia.
4. PRZYKŁAD PODEJŚCIA DO AUTOMATYZACJI ZAPISU KONSTRUKCJI
Najprostszą formę automatyzacji zapisu konstrukcji (obok stosowania ry
sunków powtarzalnych) stanowi kserograficzny montaż stałej postaci i zmien
nego układu wy miarów (rys. 2) [4].
Ograniczając nasze rozważania nawet do pewnej klasy elementów, wi d z i my, że zmienność ta jest nadal znaczna.
W razie dużej zmienności postaci konstrukcyjnej sposób ten staje się kłopotliwy, wtedy rozpocząć należy od identyfikacji reguł zmienności po
staci. Zabiegiem pomocnym w takiej analizie jest rozkład całej postaci na pewne elementy postaciowe. Przy tym podział ten powinien tak przebiegać, by tym elementom można było przyporządkować określona działanie. Wówczas elementy te stanowią najmniejsze składniki, jakimi posługuje się konstruk
tor w ramach pewnej klasy elementów.
Te od or Winkler
110000 |
[J750J
|9750l ¡T] [~550 | ¡10JJ00]
[ 8 0 0 j
[X °D
m
0 r 300 1 |e950 1
1 M ]
flO~l [600] I10000I
[7030*1
[400j [ [10 j [8]
L D J [toó]
D M H
[6«6j
[ i O O ]
G D u n L D
125
JO 5^I ' i 800~1
|100001 A-A
JÍ U
gB£ , 9 3 0
150
b » c ¡ &
— * _ _ JH
r s o o i - riooQQi 3 ____________L E S S ____________L-930..
[_6<6j [60ĆTJ
Rys. 2. Prosta forma automatyzacji zapisu konstrukcji
Jeden z możliwych sposobów automatyzacji... 107
JI III
R y s . i . A n a l i z a zmienności p o s t a c i k o n s t r u k c y j n e j
108 Teodor Winkler
Analizę tekę przeprowadzono w grupie elementów obrotowo-sywetrycznych, jakę sę wałki przekładni.
Posłużono się przy tym systematykę WIENDAHLA [5] i STEINMETZA [6].I t a k w przypadku wałka wyróżnić można następujęce odcinki (rys. 3):
- stronę doprowadzenia momentu obrotowego (w wałku pośrednim czop łożyska), - odcinek środkowy,
w
- stronę odprowadzania momentu obrotowego (w wałku pośrednim czop łożyska).
Na rys. 4 przedstawiono niektóre dalsze, możliwe warianty postaci geo
metrycznej wałków.
Fakt addytywnego składania ze sobę poszczególnych odcinków wałków na
rzuca bardzo proety formalizm przy automatyzacji sporzędzania rysunków.
Punktem wyjścia staje się rysunek złożeniowy przekładni, na którym okreś
lona zostaje postać geometryczna wa łk ów i odpowiednie układy wymiarów.Oed- nocześnie istnieje katalog wari an tó w rozwięzań konstrukcyjnych poszczegól-
4 — .)
L
Rys. 4. Niektóre możliwe warianty postaci geometrycznej wałków
Jeden z możliwych sposobów automatyzacji... 109
nych odcinków. W tym przypadku rozwiązania wariantów trzech odcinków znaj
dują się pod sobą, tak że możliwy jest "montaż" całego wałka na formula
rzu danych wejściowych, sposób wprowadzenia danych wejściowych nie odbie
ga od dotychczasowych sposobów pracy konstruktora (rys. 5). w pamięci ma
szyny odwzorowany jest układ rzutów, a struktura danych opisuje elementy płaskie.
5. UWAGI KOŃCOWE
przedstawiony sposób automatyzacji zapisu konstrukcji stanowi podstawę do opracowywanych obecnie programów, przewidywane jest zastosowanie auto
matycznego stołu kreślarskiego DIGIGRAF 1612.
110
LITERATURA
[1] Dietrych O.: Projektowanie i konstruowanie. WNT, Warszawa 1974.
[2] Opitz H . : Produktplanung - Konstruktion - Arbeitsvorbereitung Verlag W. Girardet. Essen.
[3] Eversheim W., Wiendahl H . P . : Rationelle Auftragsabwicklung im Kon
struktionsbereich. Verlag W. Girardet. Essen.
[4] Klimek T.. Winkler T.: Komputerowe wspomaganie zintegowanych procesów projektowania, konstruowania i przygotowania wytwarzania na przykła
dzie zunifikowanych suwnic pomostowych, praca doktorska, IPKM zeszyt 30/64, Gliwice 1977.
[5} Kiesow H., Wiendhal H . P . : Konstruieren nach dem Variantenprinzip. VDI Berichte Nr 191, 1973.
[6j Steinmetz G.: Integrierte Konstruktion und Arbeitsplanung für Varian
te Oiss. T H Aachen 1973.
[7] Opitz H., Wessel H . O . : Systeme zur rechnerunterstutzten Zeichnugser- stellung. VDI - Zeitschrift 3/1978.
[8] Seifert H . : Die graphische Datenverbeitung im Bereich der Konstruk
tion. VDI Berichte Nr 219, 1974.
[9] Oebler H . , Lewandowski S . : COMVAR - ein Programm-system zur komplex
teilgebundenen Zeichnungserstellung ZwF Bd 70 (1975)4.
0ÆHH H3 CnOCOEOB ABT0MATH3AIÍHH nOßrOTOBKH TEXHHHECKHX tffiPTBKEi}
P e 3 jo M e
B ciarte paccMaipHBaioTca peaapHH npOHCxo^HUHe uexxy npoąecoauH KOHCipy- HpoßaHHa h noAroxoBKOñ TexHayecKHx 'tepiexeä,
HaoiCH HexoTopue acnexiu n p o e K m p o B a H H a cHcieu aBTouaimjecKoro ^ep^emia.
üpHBOÄHTca cnocoö $opMajxH3auHH TexHHMecKoro qepiieHHfl.
AN EXAMPLE OF A POSSIBLE METHOD OF AUTOMATED MAKING OF DRAWINGS
S u m m a r y
The paper describes relations between constructing and preparing pro
cesses of making drawings. Some aspects of development of Automated Draf
ting System are discussed. A methodological approach to formalisation in making technical drawings has been Shown.
