автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Автоматизация выбора режущего инструмента для процесса точения на многофункциональном технологическом оборудовании с ЧПУ

На правах рукописи

Терехов Максим Владимирович

АВТОМАТИЗАЦИЯ ВЫБОРА РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА ДЛЯ ПРОЦЕССА ТОЧЕНИЯ НА МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНОМ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМ ОБОРУДОВАНИИ С ЧПУ

Специальность: 05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (промышленность)

Автореферат

диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

- 3 НОЯ 2011

Орел 2011 г.

4858632

Работа выполнена на кафедре "Компьютерные технологии и системы" ФГБОУ ВПО "Брянский государственный технический университет"

Научный руководитель: Заслуженный деятель науки,

доктор технических наук, профессор Аверченков Владимир Иванович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Смоленцев Владислав Павлович

кандидат технических наук, доцент Фролов Алексей Иванович

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Белгородский государственный

технологический университет им. В. Г. Шухова», г. Белгород

Защита диссертации состоится «22» ноября 2011 г. в 16-00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.182.01 при ФГБОУ ВПО «Госуниверситет - УПНК» по адресу: 302020, РФ, г. Орел, Наугорское шоссе, д. 29, ауд. 212.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Госуниверситет - УПНК».

Автореферат разослан «19 » октября 2011г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 212.182.01

кандидат технических наук, доцент

. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Для промышленных предприятий актуальны задачи снижения трудоемкости операций и себестоимости изготовления деталей с обеспечением заданных показателей качества. Поэтому технологические бюро ведут постоянный поиск путей совершенствования технологических процессов изготовления деталей с учетом возможностей, предоставляемых современным оборудованием и высокопроизводительным инструментом, информационным и программным обеспечением.

В настоящее время широко используются конструкции сборных режущих инструментов одного служебного назначения, но различающихся способами установки и крепления режущих элементов - пластин, т.е. структурной компоновкой и параметрами - размерами пластин, корпусных элементов или элементов крепежа. Ведущими мировыми производителями инструмента разработано большое' количество сборных инструментов одинакового целевого назначения, а подходящую конструкцию пользователь выбирает в основном на основании необъективных рекламных материалов или производственного опыта (количество возможных вариантов выбора может достигать тысячи и более). С другой стороны, производителями режущего инструмента разработаны базы данных и экспертные системы выбора инструмента. Однако они не имеют интеграции с современными СЛВ-СЛМ системами, достаточно сложны в использовании и не позволяют сравнить между собой однотипные конструкции или конструкции, укомплектованные из сборочных элементов различных производителей, а также изменить критерии выбора рациональных вариантов конструкций инструментов.

В связи с этим, работа, направленная па исследование процесса автоматизированного подбора режущего инструмента для обработки изделий на многофункциональном технологическом оборудовании с ЧПУ, является актуальной.

Объектом исследования в данной работе является автоматизированная система выбора режущего инструмента для точения на многофункциональном оборудовании с ЧПУ.

В качестве предмета исследования рассматриваются методики, модели и алгоритмы автоматизированного определения рациональных параметров режущего инструмента.

Целью исследования является сокращение сроков технологической подготовки производства за счет автоматизации процедуры выбора токарного режущего инструмента для точения на многофункциональном оборудовании с ЧПУ.

Для достижения данной цели были поставлены и решены следующие задачи:

1. Анализ существующих методик и средств автоматизации выбора режущего инструмента.

2. Разработка математической модели процедуры выбора рационального режущего инструмента для точения на основе анализа 30 модели и чертежа детали.

3. Построение алгоритмов процедуры выбора рационального режущего инструмента на основе анализа 3D модели и чертежа детали.

4. Создание автоматизированной системы для выбора режущего инструмента для точения при обработке на многофункциональном технологическом оборудовании с ЧПУ.

5. Разработка методик обеспечения совместимости и интеграции автоматизированной системы выбора режущего инструмента с CAD-CAM системами.

Методы и средства исследований. При выполнении теоретических исследований и реализации поставленной задачи использовались методы системно-структурного анализа и декомпозиции, объектно-ориентированного программирования и анализа, системология инженерных знаний, теория проектирования, аппарат нечётких множеств, теория принятия решений и экспертных оценок.

Обоснованность и достоверность научных положений, основных выводов и результатов диссертации обеспечивается за счет тщательного анализа состояния исследований в данной области, и подтверждается корректностью предложенных модели, методики и алгоритмов, согласованностью результатов, полученных при компьютерной реализации, апробацией основных теоретических положений диссертации в печатных трудах и докладах на международных научных конференциях, а также в государственной регистрации электронного ресурса.

Научная новизна диссертационного исследования заключается в том, что получены новые научные результаты:

1. Математическая модель определения рационального режущего инструмента, отличающаяся возможностью решения задачи многокритериальной нечеткой оценки альтернатив в условиях различной важности критериев.

2. Методика интеграции автоматизированных систем выбора инструмента с CAD-CAM системами, основанная на использовании правил передачи данных между системами автоматизированного проектирования и подсистемами выбора инструмента.

3.Автоматизированная система выбора рационального режущего инструмента для точения на многофункциональном оборудовании с ЧПУ на основании 3D модели и чертежа детали, реализующая разработанные модели и алгоритмы.

Практическую значимость работы составляют:

¡.Созданная автоматизированная система выбора режущего инструмента для многофункционального технологического оборудования с ЧПУ, позволяющая сократить сроки технологической подготовки производства.

2. Интегрированная база данных режущего инструмента, включающая данные об инструментальных державках и сменных пластинах различных производителей.

3.Методика применения автоматизированной системы выбора рационального режущего инструмента в условиях промышленных предприятий.

4. Методика использования автоматизированной системы выбора рационального режущего инструмента совместно с современными CAD-CAM системами.

Реализация и внедрение результатов работы. Проект, основанный на результатах диссертационного исследования, является победителем конкурса УМНИК (государственный контракт №7474р/10214 от 29.01.2010). Результаты диссертационной работы используются в учебном процессе кафедры «Компьютерные технологии и системы» Брянского государственного технического университета. Разработанный программный комплекс используется при технологической подготовке производства в ряде малых инновационных предприятий г. Брянск: ООО «ИЦ ВТМ», ООО «ТехАльянс», ООО «МТК», ООО «Ультра плюс».

Положения выносимые на защиту:

1. Математическая модель процедуры выбора рационального режущего инструмента для точения на основе анализа 3D модели и чертежа детали.

2. Методика обеспечения совместимости и интеграции автоматизированной системы выбора режущего инструмента с CAD-CAM системами.

3. Структура автоматизированной системы для выбора режущего инструмента для точения при обработке на многофункциональном технологическом оборудовании с ЧПУ.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на научных семинарах кафедры «Компьютерные технологии и системы» Брянского государственного технического университета, а также на международных и всероссийских научных конференциях: международная научно-практическая конференция «Состояние, проблемы и перспективы аътоматшациц технической подготовки производства на промышленных предприятиях» (Брянск 2009), «Наука и производство» (Брянск 2009), международная молодежная научная конференция «XXXVI Гагаринские чтения» (Москва 2010), международная научно-техническая конференция «Новые материалы, оборудование и технологии в промышленности» (Могилев 2010).

Результаты работы использовались при реализации следующих НИР: «Исследование и развитие новых механизмов интеграции научной и образовательной деятельности в рамках инновационных центров наукоемких технологий» (гос. per. № 01 2009 54252, Федеральное агентство по образованию); «Разработка математических моделей, информационного и программного обеспечения для поддержки инновационных решений в области высоких технологий наукоёмких производств» (гос. per. №01 2009 64010, ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России», Федеральное агентство по образованию); «Исследование технологических свойств и обрабатываемости заготовок деталей из фторопласта марки Ф4» (х/д, ООО «Элемент»); грант Президента Российской Федерации для государственной поддержки молодых российских ученых МК-417.2010.8.

Публикации. По теме диссертации опубликовано более 20 печатных работ в виде научных статей и тезисов докладов, в том числе 5 публикации в журналах, входящих в перечень рекомендованных ВАК изданий, выпущено 2 монографии в соавторстве, получено свидетельство о регистрации электронного ресурса.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, приложений. Работа изложена на 181 страницах машинописного текста, включающего 74 рисунка, 21 таблицу, список литературы из 111 наименований, 4 приложения.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность выбранной темы диссертации, формулируется цель работы и задачи исследования, указываются применяемые методы исследований и научная новизна, а также дана краткая характеристика диссертации. Приводятся научная и практическая значимость, а также положения, выносимые на защиту.

В первой главе проведен анализ существующих методов подбора режущего инструмента и возможности автоматизации их выбора.

Проведен анализ работ посвященных автоматизации и управлению технологическими процессами, проводимых такими учеными как: Соломенцевым Ю.М., Сусловьм А.Г. Иноземцевым А.Н., Капустиным Н.М., Николаевым А.Б. и др.; выбору и проектированию режущего инструмента, исследованию его надежности посвящены работы ученых: Безъязычный В.Ф., Грановский Г. И., Гречишников В.А., Родин П.Р., Рыжов Э.В., Тотай А.В., Юликов М.И., Ямников А.С., Степанов Ю.С. и др. А также исследования в области интеграции САПР и АСТПП, выполненные Аверченковым В.И., Киричек А.В., Горанским Г.К., Корчаком С.Н., Митрофановым В.Г., Митрофановым С.П., Павловым В.В., Пушем А.В., Смоленцевым В.П., Старостиным В.Г., Цветковым В.Д., а также зарубежными учеными Г. Шпур и Ф.-Л. Краузе, и др.

Проанализированы рекомендации по выбору режущего инструмента и техническая документация мировых лидеров по производству современного режущего инструмента фирм: Sandvik coromant, Mitsubishi materials, IMC Group ISCAR, Seco tools и др. Рассмотрены существующие программные комплексы по выбору режущего инструмента и расчета режимов резания: Sandvik CoroGuide, Secocut, Iscar Electronic Catalog, Oméga Production, система KONCUT и выявлены их недостатки.

Рассмотрен общепринятый подход к выбору режущего инструмента для точения (рисунок 1), заключающийся в последующей выборе всех параметров инструмента.

Проведен анализ современных САМ систем с точки зрения возможностей подбора режущего инструмента и назначения режимов резания, а также обмена информацией и получения необходимых данных об инструменте и режимах резания из других систем.

Проанализированы универсальные форматы хранения и обмена информации (DXF, IGES, STEP) о детали с точки зрения возможности передачи данных от CAD в САПР ТП. Сделан вывод о возможности передачи этими форматами геометрической информации, но не технологической. Форматы IGES и STEP признаны равноценными с точки зрения рассматриваемой задачи при передаче данных из ЗО-модели детали и 2D-KOHCTpyKTopcKoro чертежа в подсистемы выбора инструмента. Для использования в исследовании был выбран формат IGES 5.2 как более простой, наиболее распространенный и открытый. Проанализированы возможности языка XML (текстовый формат, предназначенного для хранения структурированных данных, для обмена информацией между программами) в качестве инструментария передачи данных о режущем инструменте из системы выбора инструмента в САМ системы.

Вторая глава посвящена рассмотрению вопросов математического моделирования процесса определения рационального режущего инструмента для обработки точением на многофункциональном технологическом оборудовании с ЧПУ.

При выборе рационального для обработки режущего инструмента учитывались его параметры ио следующим критериям: прочность режущей кромки, возможность возникновения вибраций, качество отвода тепла из зоны резания, качество стружкообразования и требуемая для обработки мощность оборудования, а также универсальность режущего инструмента, определяемая наибольшим количеством операций, в которых может использоваться этот инструмент.

Задачу выбора режущего инструмента для обработки точением на станках с ЧПУ следует относить к классу многокритериальных задач определения рационального варианта, и ее решение представляет собой достаточно сложную проблему. Отдельные критерии могут быть противоречивыми и иметь противоположный смысл.

При решении задачи выбора рационального инструмента ситуация заметно усложняется, если критерии выбора имеют различную степень важности. В этих случаях возникает необходимость согласования критериев с учетом степени значимости каждого их них. Здесь на основе нахождения экстремума функции нескольких переменных используются максиминный способ свертки критериев.

Еще боле сложный случай представляют собой многокритериальные задачи, решаемые в условиях неопределенности и относящиеся к классу нечетких.

Рисунок 1 — Этапы выбора режущего инструмента

Нечеткость задачи может быть обусловлена нечеткостью цели и соответствующим нечетким описанием целевой функции. Нечеткими могут быть множества альтернатив, рациональный выбор из которых и представляет собой решение задачи, а также множество ограничений. Нечеткость задачи принятия решения может быть следствием нечеткости самих используемых критериев рациональности. К таким задачам относится выбор рационального инструмента для токарной обработки, ввиду нечеткости оценок альтернатив по критериям выбора. Можно сказать о превосходстве параметров одного инструмента над другим по какому-либо критерию, однако точных значений оценок не существует.

Для проведения исследований по выбору рационального режущего инструмента для токарной обработки на станках с ЧПУ необходимо определить множество доступных для применения на предприятиях видов инструментов. Для проведения исследований и отработки методики выбрано множество инструментов, соответствующее международным стандартам ISO 1832:2004 - «Пластины многогранные сменные для режущих инструментов. Обозначение» и ISO 56101:2010 «Державки с прямоугольным хвостовиком для режущих пластинок. Часть 1. Общий обзор, корреляция и определение размеров». При этом все множество выбранного инструмента выпускается большинством производителей режущего инструмента. Таким образом, проводимое исследование затрагивает большую часть применяемого в общем машиностроении токарного инструмента.

В общем виде, процедуру выбора режущего инструмента можно представить в качестве «черного ящика» (рисунок 2). База знаний содержит экспертные оценки альтернативных вариантов выбора и взаимную важность критериев.

Геометрические данные детали _ Процесс выбора режущего инструмента Обозначение рациональной пластины .

Технологические данные детали. 1- ---р. Обозначение рациональнойдержавки

Данные о заготовке Режимы резания

Данные о станке Информация об инструменте и

режимах резания для САМ-систем

I База Л 1 знаний I I

Рисунок 2 - Модель процедуры выбора режущего инструмента Согласно стандартам ISO обозначение режущей пластины Р включает 11 основных компонентов:

Р= <Pf,Ab,Tc,Ls,Pd,Pt,Re,Cs,Cd,Cw,Ca>, (1)

где Pf - множество значений форм пластин, АЬ - множество значений заднего угла пластины, Тс - множество значений класса допуска на пластины, Ls - множество значений типа пластины (обозначение фиксации), Pd - множество значений размера пластины (длина режущей кромки), Pt - множество значений толщины пластины, Re - множество значений радиуса при вершине, Cs - множество значений типа (обозначение состояния) режущей кромки, Cd - множество значений исполнения

пластины (обозначение направления резания), Cw - множество значений ширины фаски или обозначение стружколома, Са - множество значений угла фаски.

Код ISO для описания резцовых державок Я состоит из девяти полей, поля 8 и 9 используются при необходимости. Дополнительно производитель может добавить еще два символа.

Я = <Fs, Pf, Ht, Ab, Cd, Hh, Hw, HI, Pd>, (2)

где Fs- множество систем крепления пластины в державке, Pf - множество форм пластины, Ht - тип державки, АЬ - задний угол пластины, Cd - множество значений исполнения пластины (обозначение направления резания), Hh - высота державки, Hw - ширина державки, HI - длина державки, Pd - размер пластины.

Задача выбора рационального инструмента сводится к последовательному подбору всех компонентов, составляющих его описание, т.е. выбор альтернативы х из множества

Х={хь х2, ... х„}. (3)

Выбор осуществляется на основе степени соответствия альтернатив совокупности требований, определяемых системой т различных критериев С/, С2, ...

С„.

Каждому критерию С, может быть поставлено в соответствие нечеткое множество:

Аа = (Ma (X]), ¡ла (Ы ... , Ца Ы}, (4)

где Ha(Xj) £[0,1] представляет собой оценку альтернативы xj по критерию С, Иными словами, она выступает характеристикой степени ее соответствия требованию, определяемому рассматриваемым критерием Ci.

Решающее правило D выбора наилучшей альтернативы представлено как нахождение пересечения соответствующих нечетких множеств:

D=Ac1nAc2nAcm, (5)

В соответствии с определением операции пересечения нечетких множеств функция принадлежности искомого решения находится как:

Md(xj ) = mm 0'ла (XJ ))> J =(б)

i=U

Таким образом, в качестве наилучшей должна быть выбрана та альтернатива xj*, для которой значение функции принадлежности nD(xj) окажется максимальным, то есть:

= (7)

1=1,л

Задача выбора инструмента представляет собой многокритериальную задачу в условиях различной важности критериев достижения максимума целевой функцией. Тогда каждому критерию Ci ставится в соответствие некоторый весовой коэффициент Л,- > 0.

С учетом этого решающее правило О выбора наилучшей альтернативы использует процедуру нахождения пересечения нечетких множеств:

0=А1,с,пАис2Г\АЫст. (8) Значения самих весовых коэффициентов определяются на основе стандартной процедуры попарного сравнения критериев. Для этого вначале формируется матрица В попарных сравнений, для нахождения элементов которой (Ь0) можно ввести следующую шкалу оценок, приведенную в таблице 1.

После этого с помощью метода Гаусса находится собственный вектор матрицы В, который соответствует предварительно вычисленному ее максимальному собственному числу \тах:

Ву»=чтаху>. (9)

Искомые значения весовых коэффициентов находятся путем умножения соответствующих элементов собственного вектора ы на число критериев т:

к, = тм>, (10)

Рассмотрим для примера задачу выбора рациональной формы режущей пластины Р/ из множества выпускаемых

РМР/ь % Р/,?}- (11)

Этот выбор осуществляется на основе степени соответствия альтернатив совокупности требований, определяемых совокупностью 5 различных критериев С7:

а={сь с2, с3, с4, су, (12)

где С; - отвод тепла;

С2 - потребляемая мощность;

С3 - прочность кромки режущей пластины;

С4 - возможность возникновения вибраций;

С5 - универсальность режущей пластины.

В таком случае каждому критерию СУ может быть поставлено в соответствие нечеткое множество

Аа = (Ра (РМ На (Р/г>, - , Ма (Р/и)}. (13)

Множество оценок то критериям формируются на основе экспертных оценок. Для апробации предложенной методики за основу приняты технические рекомендации фирмы БапсЬ^к соготай, описанные в издании «Руководстве по металлообработке». В частности для определения нечеткого множества оценок формы пластины по критерию «Прочность кромки режущей пластины» за основу берется утверждение «Чем больше угол при вершине пластины, тем выше ее прочность».Таким образом, пластине формы «V» (угол при вершине 35°)

Таблица 1 - Шкала оценок относительной важности критериев

Относительная важность критериев С\ и С) Значение

элемента Ьу

Одинаковая важность 1

Несколько важнее 3

Важнее 5

Заметно важнее 7

Существенно важнее 9

Промежуточные значения 2,4,6,8

I I

I

присваивается минимальная оценка по критерию «Прочность кромки режущей пластины», т.е. характеристика степени соответствия этой альтернативы данному критерию Ца(РЯ)=0,1; а пластине формы «О» (угол при вершине 135°) присваивается максимальная оценка по этому критерию, т.е. цС1(Р/16)=0,9.

После этого, используя линейную интерполяцию, получаются оценки всех альтернатив (формы пластины).

Далее алгебраически находятся значения оценок остальных альтернатив по данному критерию:

(рт (Р/16)- мс, (Р/1))« РП - (Р/1 х ,С1 (Р/1б)- Р/16 х ^ (Р/1))

*СЛ 1 ) Р[1б-Р{1

Таким образом формируются множества оценок по критериям, графическое

представление которых показано на рисунке 3. 1.2

0.8 ___

- мощность

П" 0,6----—N У ЧШ— ш—---,— У, '— прочность

-вибрации

-универсальн

ость -отвод тепла

0

\/роктесуувам5 I рноя альтернативы Рисунок 3 - Множество оценок форм сменных реэ/сугцих пластин

Поскольку решается задача с различной важностью критериев, то в соответствии с зависимостью 8 определяются значения весовых коэффициентов XI Для этого формируется матрица В попарных сравнений важности альтернатив.

После этого в соответствии с (9) находится собственный вектор м> матрицы В, и вычисляются значения весовых коэффициентов Л/ - в соответствии с зависимостью 10.

Вычисляя собственный вектор матрицы, получим следующие значения его компонентов: \у1=0,06, ч>2=0,082, м>3=0,878, м4=0,44, ч>5=0,158. Умножая их на число критериев, равное пяти, получим величины весовых коэффициентов, характеризующих важность каждого критерия: Х1=0,3, Х2=0,408, ИЗ =4,39, Х4=2,201, 15=0,792.

С учетом весовых коэффициентов строятся множества Аиа

Аиа = {¡Ра (Р.Г,Х Л (РМ .... Л (.Р/ц■)}, (15)

которые будут иметь вид, приведенный на рисунке 4.

уроктесл'вамз 1_рной альтернативы Рисунок 4 - Множество оценок форм пластин с учетом относительной важности критериев. Применяя решающее правило (8) выбора искомой альтернативы (рациональной формы режущей пластины), находится пересечение множества, которое будет иметь следующий вид (рисунок 5):

Б={(х1; 0,00004),(х2; 0,0013), (хЗ; 0,0027),(х4; 0,0027),(х5; 0,00506), (хб; 0,01713),(х7; 0,02219),(х8; 0,03308), (х9; 0,03308),(х10; 0,03843),(хП; 0,0477),(х12; 0,05114),(х13; 0,06687), (х14; 0,06687),(х15; 0,02585),(х1б; 0,00287),(х17: 0,00205)}.

УРПКТЕС\Л/ВАМ51РНО!!

Рисунок 5 - Минимальные значения оценок форм пластик по заданным критериям

Таким образом, в качестве наилучшей должна быть выбрана та из форм пластины Р/*, для которой значение функции принадлежности /лО(Р/]) окажется максимальным. То есть

^ (р/]) = шах (Ро (р/} ))• (ш

/=1, п

Именно эта альтернатива и является решением исходной задачи, поскольку она в наибольшей степени удовлетворяет требованиям всей совокупности рассматриваемых критериев.

На основе предложенной математической модели для каждого компонента, составляющего описание режущего инструмента, разработана методика определения его рациональных параметров, подробно описанная в работе.

Третья глава посвящена разработке структурно-функциональной схемы программного комплекса и алгоритмов работы модулей системы.

Выявлено место разработанного программного комплекса в информационном пространстве конструкторско-технологической подготовки производства предприятия (рисунок 6). Предложена функциональная схема системы, работающая по модульному принципу.

Рисунок 6 - Место программного комплекса в интегрированной САПР предприятия

Программный комплекс разделен на 4 основных модуля (рисунок 7): ввода первичной информации, подбора подходящего режущего инструмента, выбора рационального инструмента, а также модуль вывода. Кроме того, в системе присутствуют модули, отвечающие за отображение чертежа и модели, база данных инструмента и ее редактор.

Модуль ввода первичной информации автоматизированной системы предназначен для получения необходимой информации для подбора инструмента. При определении инструмента для обработки, производится поиск информации о геометрической форме детали и технологических данных о ней (размерах и допусках, материале, твердости и шероховатостях поверхностей и др.). Для этого разработаны модули для получения геометрических данных из файла-чертежа, интерпретации представленной на чертеже информации (размеры и допуски, шероховатости, и т.д.), создания модели детали, содержащей всю необходимую информацию.

Файл-чертежа , или Зй-модепи I

Отображение чертежа и модели

Редактор БД

X

вд

1. Модуль ввода первичной информации

Загрузка и интерпретация чертежа или модели

Определение группы обрабатываемого материала

Выбор заготовки и станка

Определение

стадии

обработки

Данные о детали, заготовке, станке *

2. Модуль подбора подходящего инструмента

Определение системы крепления державки

Определение формы пластины и исполнения державки

Определение инотрументального материала

Определение стружколома

Множество подходящего инструменту

3. Модуль выбора рационального инструмента

Оценка отвода тепла

Оценка качества стружко дробления

Оценка универсальности

Оценка требуемой мощности

Оценка прочности

Оценка вибраций

Рациональный

вариант, альтернативу

4. Модуль вывода

Отчет о подходящих инструментах режимах резания

Ж

Определение режимов резания

I

Передача информации об инструменте и режимах резания

САМ - системы

Печать

Рисунок 7 - Структурно-функциональная схема системы выбора режущего инструмента для многофункционального оборудования с ЧПУ

В программном комплексе реализовано отображение чертежа и 3D-модели детали, пользователю предоставлен удобный интерфейс для работы с ними. Также для определения инструмента, подходящего для обработки, определяется главный и вспомогательный углы в плане, группа обрабатываемого материала, стадии обработки, а также система просит пользователя указать заготовку и станок, на котором будет производиться обработка.

Подбор рационального инструмента проводится в две стадии: на первой выбирается инструмент, подходящий для обработки (по главному и вспомогательному углу в плане, группе обрабатываемого материала, и т.д.), а на второй из него в соответствии с критериями, заданными инженером, выбирается рациональный (в модуле выбора рационального инструмента).

Выбор подходящего инструмента состоит из определения системы крепления, формы пластины, исполнения державки (исходя из определенного главного и вспомогательного угла в плане и геометрических данных детали), материала пластины, а также формы стружколома.

Четвёртая глава посвящена формированию программного, технического и лингвистического обеспечения системы, а также разработке информационного обеспечения и программного комплекса автоматизированная система выбора режущего инструмента для многофункционального технологического оборудования с ЧПУ.

В качестве лингвистического обеспечения системы обоснован выбор инструментария Nokia Qt, так как приложения, написанные с его помощью, обладают высоким быстродействием, меньшим потреблением ресурсов, а также являются кроссплатформенными.

Предложена структура базы данных режущего инструмента, включающая данные об инструментальных державках и сменных пластинах различных производителей, весх параметров настройки системы и дополнительной информации. База данных, разработана с использованием СУБД SQLite. Базу данных программного комплекса для более удобного и наглядного представления можно условно разделить на группы таблиц, предназначенных для описания различных сущностей: сменных пластин, инструментальных державок, соответствия инструментальных державок и сменных пластин, станков.

Представлена методика интеграции автоматизированной системы выбора режущего инструмента с CAD-CAM системами. Созданный в CAD-системе чертеж детали и/или 3D модель передаются в систему выбора инструмента, система, подобрав инструмент, формирует файл для передачи данных в САМ-систему. Сформированный файл должен содержать информацию о геометрических параметрах инструмента, инструментальный материал, режимы резания. Данный файл используется в CAM-системе на этапе задания параметров ЧПУ-перехода при написании управляющей программы для оборудования.

Показаны пути использования методики автоматизации выбора режущего инструмента для точения на многофункциональном оборудовании с ЧПУ на основе ЗО-модели детали и 20-конструкторского чертежа.

Рассмотрен пример использования разработанного программного комплекса для определения инструмента на основе ЗО-модели детали и 2И-чертежа, а также совместное использование системы с САПР ProEngineer.

Работа с системой идет по следующему алгоритму:

1.B CAD системе разработана ЗО-модель детали, по ней спроектирован 2D-чертеж.

2. ЗО-модель детали и 20-чертеж сохранены в формате IGES.

3.После запуска программного комплекса в него загружаются полученные ЗО-модель детали и/или 20-конструкторский чертеж, производится распознавание и полученная информация о детали.

4. Указывается вид и параметры заготовки, выбирается станок (если необходимое оборудование не представлено в БД системы, указываются параметры используемого станка) и жесткость системы СПИД.

5.После ввода всех необходимых данных на основе их, а также критериев рациональности, заданных пользователем, программа выберет множество подходящего инструмента для обработки и выберет из него рациональный инструмент. Полученную информацию можно как распечатать, так и сохранить в XML-файл для загрузки информации об инструменте и режимах резания в САМ-модуль ProEngineer. Также, при необходимости, возможно просмотреть информацию об инструменте и режимах резания, которые несколько уступают рациональному варианту. Для этого нужно нажать ссылку «Альтернативные варианты».

Применение созданной автоматизированной системы возможно при использовании, как всего функционала, так и отдельных модулей, при решении следующих задач:

1.Для определения инструментальной державки, формы и материала пластины, расчета режимов резания на основе загруженной ЗО-модели и чертежа детали, данных о заготовке и технологическом оборудовании;

2.Для определения инструментальной державки, формы и материала пластины, расчета режимов резания на основе технологической информации о детали, введенной вручную (при отсутствии ЗО-модели и чертежа детали), данных о заготовке и технологическом оборудовании;

3.Подбор СНП и определения необходимого материала режущих пластин для имеющихся на предприятии державок;

4. Расчета режимов резания для имеющегося режущего инструмента.

Проведенные исследования показали, что использование САМ системы

ProEngineer совместно с разработанным в рамках предлагаемой работы модулем автоматического выбора режущего инструмента позволяет снизить срок разработки управляющих программ для оборудования с ЧПУ за счет снижения времени, затрачиваемого технологом-программистом на выбор режущего инструмента и расчет режимов резания, в среднем на 40 мин. Также значительно повышается качество принимаемых решений за счет выбора наиболее рационального

инструмента и правильного подбора режимов резания, что приводит к повышению стойкости режущих пластин, что значительно сокращает время обработки на станках с ЧПУ. В масштабе предприятия это дает существенное снижение временных и материальных затрат на технологическое проектирование, что говорит об успешном достижении цели исследования.

В заключении сформулированы основные выводы и результаты работы.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ:

1. Исследованы возможности автоматизированного определения рационального режущего инструмента со сменными неперетачиваемыми пластинами для точения на многофункциональном оборудовании с ЧПУ.

2. Разработанная методика автоматизированного выбора режущего инструмента для токарной обработки на многофункциональном технологическом оборудовании с ЧПУ позволяет осуществлять подбор подходящих параметров режущего инструмента по данным 3D модели и чертежа детали, с последующим определением рациональных значений этих параметров.

3.Предложенная математическая модель выбора режущего инструмента, основанная на решении задачи многокритериальной нечеткой оценки альтернатив в условиях различной важности критериев.

4. Разработанные программные алгоритмы, реализующие предложенную методику и математическую модель выбора режущего инструмента для точения на оборудовании с ЧПУ на основе 3D модели и чертежа детали дают возможность построения программного комплекса.

5. Созданная автоматизированная база данных режущего инструмента для многофункционального оборудования с ЧПУ, включающая данные об инструментальных державках и сменных пластинах различных производителей, повышает возможности системы за счет эффективною храпения данные о режущих инструментах.

6. Создана автоматизированная система выбора режущего инструмента для точения при обработке на многофункциональном технологическом оборудовании с ЧПУ, которая позволяет существенно сократить сроки выполнения работ, связанных с выбором режущего инструмента.

7. В программном комплексе реализовано распознание конструкгорско-технологической модели детали с чертежа и 3D модели, подбор, согласно этой модели, подходящего режущего инструмента с последующим определением рациональных параметров инструмента. Также реализован расчет режимов резания для максимальной производительности обработки.

8. Разработана методика интеграции CAD-CAM систем с системой выбора режущего инструмента и реализована интеграция программного комплекса по выбору режущего инструмента с CAD-CAM системой ProEngineer для создания УП для оборудования с ЧПУ.

Основные публикаций по теме диссертации

Монографии:

1. Аверченков, В.И. Инновационные центры высоких технологий в машиностроении: монография [Текст] / В.И. Аверченков, A.B. Аверченков, В.А. Беспалов, В.А. Шкаберин, Ю.М. Казаков, А.Е. Симуни, М.В. Терехов. - Брянск: БГТУ, 2009. - 180 с. (Личное участие 20%)

2. Аверченков, В.И. Автоматизация выбора режущего инструмента для станков с ЧПУ: монография [Текст] / В.И. Аверченков, A.B. Аверченков, М.В. Терехов, Е.Ю. Кукло. - Брянск: БГТУ, 2010. - 148с. (Личное участие 30%)

Статьи в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК РФ:

3. Аверченков, A.B. Автоматизация выбора оптимального режущего инструмента для многофункционального технологического оборудования с ЧПУ [Текст] / М.В. Терехов, A.B. Аверченков // Вестник Брянского государственного технического университета. - Брянск: БГТУ, 2010. - Xsl (25). - С. 13-21. (Личное участие 70%)

4. Аверченков, A.B. Подготовка управляющих программ для станков с ЧПУ в интегрированной САПР Pro/Engineer с применением виртуальных моделей оборудования, ^режущего инструмента и станочных приспособлений [Текст] / М.В. Терехов, A.B. Аверченков, А.Е. Симуни, В.А. Шкаберин // Информационные системы и технологии. - Орел: Госуниверситет-УНПК, 2010. - №4 (60). - С. 89-95. (Личное участие 30%)

5.Аверченков, В.И. Создание виртуальной модели станка DMU 125 Р duoBLOCK в системе VERICUT [Текст] / М.В. Терехов, В.И. Аверченков, В.А. Беспалов, В.А. Шкаберин, A.B. Аверченков, Е.А. Парихина. // Вестник Брянского государственного технического университета. - Брянск: БГТУ, 2010,- №2 (26). - С. 66-73. (Личное участие 20%)

6. Аверченков, A.B. Математическое обеспечение процедуры выбора оптимального режущего инструмента [Текст] / Терехов М.В., Аверченков A.B., Мартыненко A.A. // Информационные системы и технологии. - Орел: Госуниверситет-УНПК, 2011. - №5 (67). - С. 5-10. (Личное участие 40%)

7. Аверченков, A.B. Автоматизация выбора инструментальной стратегии обработки элементарных поверхностей [Текст] / Терехов, М.В., Аверченков, A.B., Мартыненко, A.A. // Вестник Брянского государственного технического университета. - Брянск: БГТУ, 2011.- №2 (30). - С. 86 - 92. (Личное участие 30%)

Зарегистрированные программы

^.Автоматизированная база данных режущего инструмента № 16063 [Текст] / М.В. Терехов, А. В. Аверченков, А.Е. Симуни - Зарег. объединенном фонде электронных ресурсов 10.08.2010

Публикации в других изданиях, включая труды международных научно-

технических конференций:

9.Терехов, М.В. Подготовка управляющих программ для станков с ЧПУ в интегрированной САПР PRO/ENGINEER с применением разработанных схем

виртуальной подготовки производства [Текст] / А.Е. Симуни, М.В. Терехов // Материалы IV Международной научно-технической конференции. - Нальчик: Кааб.-Балк.ун-т, 2009. - С. 79-82. (Личное участие 50%)

10. Аверченков, A.B. Автоматизация проектирования и технологической подготовки производства наукоемких изделий [Текст] / М.В. Терехов, А. В. Аверченков, А.Е. Симуни // Материалы международной научно-практической конференции «Состояние, проблемы и перспективы автоматизации технической подготовки производства на промышленных предприятиях». - Брянск: БГТУ, 2009. -С. 51. (Личное участие 40%)

П.Терехов, М.В. Разработка интеллектуального программного комплекса по выбору режущих инструментов и стратегий обработки для оборудования с ЧПУ [Текст] / М.В. Терехов, А.Е. Симуни // Материалы международной научно-практической конференции «Состояние, проблемы и перспективы автоматизации технической подготовки производства на промышленных предприятиях». - Брянск: БГТУ, 2009. - С. 116. (Личное участие 50%)

12. Аверченков, В.И. Применение автоматизированной системы выбора режущего инструмента для решения технологических задач [Текст] / М.В. Терехов, A.B. Аверченков, В.И. Аверченков // Материалы 10-й международной научно-технической конференции «Инженерия поверхности и реновация изделий». - Киев: AT Украины, 2010. - С. 3-5. (Личное участие 40%)

13. Аверченков, В.И. Оптимизация выбора режущего инструмента для многофункционального технологического оборудования с ЧПУ [Текст] / М.В. Терехов, В.И. Аверченков // Материалы международной научно-технической конференции «Машиностроение 2010: технологии - оборудование - инструмент -качество». - Минск: Бизнесофсет, 2010. - С. 44 - 45. (Личноеучастие 60%)

14. Терехов, М.В. Автоматизированный подбор режущего инструмента на основе 3D модели и чертежа детали [Текст] / М.В.Терехов И Материалы международной научно-технической конференции «Новые материалы, оборудование и технологии в промышленности». - Могилев: Белорусско-Российский университет, 2010. - С. 31. (Личное участие 100%)

15. Аверченков, A.B. Виртуальная подготовка производства наукоемких деталей с применением виртуальных моделей инструмента и оборудования [Текст] / М.В. Терехов, Л.Б. Левкина, A.B. Аверченков // Материалы международной научно-технической конференции «Перспективные направления развития технологии машиностроения и металлообработки». - Минск: Бизнесофсет, 2011. - С.112-113. (Личное участие 40%)

16. Терехов, М.В. Разработка программного комплекса по определению оптимального режущего инструмента [Текст] / М.В. Терехов // Материалы международной заочной научно-практической конференции «Актуальные вопросы современной информатики» - Коломна: Московский государственный областной социально-гуманитарный институт, 2011. Т.1 - С. 200 - 203. (Личное участие 100%)

Лицензия №020381 от24.04.97. Подписано в печать 14.10.11. Формат 60x84 1/16. Бумага типографическая №2. Офсетная печать. Печ. л. 1.Уч.-изд. л. 1.Т. 100 экз.

Брянский государственный технический университет, 241035, г. Брянск, б-р 50-летия Октября, д.7. Лаборатория оперативной полиграфии БГТУ, ул. Институтская, 16.

Введение.

Глава 1. Автоматизация выбора режущего инструмента в современном машиностроительном производстве.

1.1. Направления автоматизации технологической подготовки машиностроительных производств.

1.2. Роль автоматизации подбора режущего инструмента в общем процессе технологической подготовке производства.

1.3. Анализ конструкций прогрессивного режущего инструмента для современного машиностроительного производства.

1.4. Применяемые методики подбора режущего инструмента на промышленных предприятиях.

1.5. Анализ возможностей существующих программных комплексов по подбору режущего инструмента и расчета режимов резания.

1.6. Разработка стратегии выбора режущего инструмента в общем, направлении автоматизации управления технологическими процессами:.

Выводы к первой главе.'.43'.

Глава 2. Математическое моделирование процесса подбора режущего инструмента.

2.1. Представление информации о режущем инструменте для токарной обработки.

2.2. Многокритериальная нечеткая оценка альтернатив при выборе параметров режущего инструмента.

2.3. Выводы ко второй главе.

Глава 3. Формирование процедур автоматизированного подбора режущего инструмента на основе ЗО-модели детали и 20-чертежа.

3.1. Разработка структурно - функциональной схемы автоматизированной системы выбора инструмента.

3.2. Структура программного обеспечения.

3.3. Выводы к третьей главе.

Глава 4. Построение системы автоматизированного выбора режущего инструмента на основе Зй-модели детали и 2Б-чертежа при разработке новых технологических процессов.

4.1. Общая характеристика используемого программного и технического обеспечения автоматизированной системы.

4.2. Лингвистическое обеспечение, использованное при разработке программных модулей системы.

4.3. Разработка базы данных инструмента и оборудования для токарной обработки.

4.4. Разработка базы данных для определения, подходящего и рационального инструмента для обработки, а также режимов резания.

4.5. Описание запуска и настройки разработанного программного комплекса.

4.6. Работа с автоматизированной системой по выбору инструмента для-токарной обработки.

4.7. Применение программного комплекса при решении задач технологической подготовки*производства' с интегрированной САПР PRO/ENGINEER.

4.8. Оценка технико-экономической эффективности использования результатов исследования.

Выводы к четвертой главе.

Актуальность работы. Для промышленных предприятий актуальны задачи снижения трудоемкости операций и себестоимости изготовления деталей с обеспечением заданных показателей качества. Поэтому технологические бюро ведут постоянный поиск путей совершенствования технологических процессов изготовления деталей с учетом возможностей, предоставляемых современным оборудованием и высокопроизводительным инструментом, информационным и программным обеспечением.

В- настоящее время широко используются конструкции сборных режущих инструментов одного служебного назначения, но различающихся способами установки и крепления режущих элементов — пластин, т.е. структурной компоновкой и параметрами — размерами пластин, корпусных элементов или элементов крепежа. Ведущими мировыми производителями инструмента разработано большое количество сборных инструментов одинакового целевого назначения, а подходящую конструкцию пользователь выбирает в основном на основании необъективных рекламных материалов* шщ производственного опыта (количество возможных вариантов выбора, может достигать тысячи и более). С другой стороны, производителями,-режущего инструмента разработаны базы данных и экспертные системы выбора инструмента. Однако они не имеют интеграции с современными CAD-CAM системами, достаточно сложны в использовании и не позволяют сравнить между собой однотипные конструкции или конструкции; укомплектованные из сборочных элементов различных производителей, а также изменить критерии выбора рациональных вариантов конструкций инструментов.

В связи с этим, работа, направленная на исследование процесса автоматизированного подбора режущего инструмента для обработки изделий на многофункциональном технологическом оборудовании с ЧПУ, является актуальной.

Объектом исследования в данной работе является автоматизированная система выбора режущего инструмента для точения на многофункциональном оборудовании с ЧПУ.

В качестве предмета исследования рассматриваются методики, модели и алгоритмы автоматизированного определения рациональных параметров режущего инструмента.

Целью исследования является сокращение сроков технологической подготовки производства за счет автоматизации процедуры выбора токарного режущего инструмента для точения на многофункциональном оборудовании с ЧПУ.

Для достижения данной цели были поставлены и решены следующие задачи:

1. Анализ существующих методик и средств автоматизации выбора режущего инструмента.

2. Разработка математической модели процедуры выбора рационального режущего инструмента для точения на основе анализа 3D модели, и'чертежа детали.

3. Построение алгоритмов процедуры выбора рационального режущего инструмента на основе анализа 3D модели и чертежа детали.

4. Создание автоматизированной системы для выбора режущего инструмента для точения при обработке на многофункциональном технологическом оборудовании с ЧПУ.

5. Разработка методик обеспечения совместимости и интеграции автоматизированной системы выбора режущего инструмента с CAD-CAM системами.

Методы и средства исследований. При выполнении теоретических исследований и реализации поставленной задачи использовались методы системно-структурного анализа и декомпозиции, объектно-ориентированного программирования и анализа, системология инженерных знаний, теория про-ектирования, аппарат нечётких множеств, теория-принятия решений и экспертных оценок.

Обоснованность и достоверность* научных положений, основных выводов и результатов диссертации обеспечивается за счет тщательного анализа состояния исследований в данной области, и подтверждается корректностью предложенных модели, методики и» алгоритмов, согласованностью результатов, полученных при компьютерной реализации, апробацией основных теоретических положений диссертации в печатных трудах и докладах на международных научных конференциях, а также в государственной регистрации электронного ресурса.

Научная новизна диссертационного исследования заключается в том, что получены новые научные результаты:

1. Математическая модель определения рационального режущего инструмента, отличающаяся« возможностью решения задачи многокритериальной нечеткой оценки альтернатив в условиях различной важности критериев.

2. Методика интеграции автоматизированных систем выбора инструмента с CAD-CAM. системами;, основанная на использовании правил передачи данных между системами автоматизированного проектирования и подсистемами выбора инструмента.

3. Автоматизированная система выбора рационального режущего инструмента для точения на многофункциональном оборудовании с ЧПУ на основании 3D модели и чертежа детали, реализующая разработанные модели и алгоритмы.

Практическую значимость работы составляют:

1. Созданная автоматизированная система выбора режущего инструмента для многофункционального технологического оборудования с ЧПУ, позволяющая сократить сроки технологической подготовки производства.

2. Интегрированная база данных режущего инструмента, включающая данные об инструментальных державках и сменных пластинах различных производителей.

3. Методика применения автоматизированной системы выбора рационального режущего инструмента в условиях промышленных предприятий.

4. Методика использования автоматизированной системы выбора рационального режущего инструмента совместно с современными CADCAM системами.

Реализация и внедрение результатов работы. Проект, основанный на результатах диссертационного исследования, является победителем конкурса УМНИК (государственный контракт №7474р/10214 от 29.01.2010). Результаты диссертационной работы используются в учебном процессе кафедры- «Компьютерные технологии и системы» Брянского государственного технического университета. Разработанный* программный комплекс используется при технологической подготовке производства в ряде малых инновационных предприятий г. Брянск: ООО» «ИЦ ВТМ», ООО «ТехАльянс», ООО «МТК», ООО «Ультра-плюс».

Положения выносимые на защиту:

1. Математическая модель процедуры выбора рационального режущего инструмента для точения на основе анализа 3D модели и чертежа детали.

2. Методика обеспечения совместимости и интеграции автоматизированной системы выбора режущего инструмента с CAD-CAM системами.

3. Структура автоматизированной системы для выбора режущего инструмента для точения при обработке на многофункциональном технологическом оборудовании с ЧПУ.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на научных семинарах кафедры

Компьютерные технологии и системы» Брянского государственного технического университета, а также на международных и всероссийских научных конференциях: международная научно-практическая конференция «Состояние, проблемы и перспективы автоматизации технической подготовки производства на промышленных предприятиях» (Брянск 2009), «Наука и производство» (Брянск 2009), международная молодежная научная конференция «XXXVI Гагаринские чтения» (Москва 2010), международная научно-техническая конференция «Новые материалы, оборудование и технологии в промышленности» (Могилев 2010).

Результаты работы использовались при реализации следующих НИР: «Исследование и развитие новых механизмов интеграции научной и образовательной деятельности в рамках инновационных центров наукоемких технологий» (гос. per. № 01 2009 54252, Федеральное агентство по образованию); «Разработка математических моделей, информационного и программного обеспечения для поддержки инновационных решений в области высоких технологий* наукоёмких производств» (гос. per. №01 2009 64010, ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационно России», Федеральное агентство по образованию); «Исследование технологических свойств и обрабатываемости заготовок деталей из фторопласта марки Ф4» (х/д, ООО «Элемент»); грант Президента Российской Федерации для государственной поддержки молодых российских ученых МК-417.2010.8.

Публикации. По теме диссертации опубликовано более 20 печатных работ в виде научных статей и тезисов докладов, в том числе 5 публикации в журналах, входящих в перечень рекомендованных ВАК изданий, выпущено 2 монографии соавторстве, получено свидетельство о регистрации электронного ресурса.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, приложений. Работа

Выводы к четвертой главе

1. Созданная автоматизированная база данных режущего инструмента для многофункционального оборудования с ЧПУ, включающая данные об инструментальных державках и сменных пластинах различных производителей, позволяет эффективно хранить данные о режущих инструментах

2. Создана автоматизированная система выбора режущего инструмента для точения при обработке на, многофункциональном технологическом оборудовании с ЧПУ, которая позволяет существенно сократить сроки и качество работ, связанных с выбором режущего инструмента. В программном комплексе реализовано распознание конструкторско-технологической модели детали с чертежа и 3D модели, подбор, согласно этой модели, подходящего режущего инструмента с последующим определением оптимальных параметров инструмента. Также реализован расчет оптимальных режимов резания для максимальной производительности обработки. Осуществлена интеграция программного комплекса с CAD-CAM системой ProEngineer для создания УП для оборудования с ЧПУ.

3. Разработанная методика интеграции CAD-CAM систем с системой выбора режущего инструмента позволяет расширить возможности современных САПР.

Заключение

Диссертационная работа «Автоматизация выбора режущего инструмента для процесса точения на многофункциональном технологическом оборудовании с ЧПУ» выполнена в Брянском государственном техническом университете.

При проведении научных исследований, связанных с темой диссертационной работы, и решении- поставленных задач были достигнуты следующие - результаты:

1. Исследованы возможности автоматизированного определения рационального, режущего, инструмента- со сменными неперетачиваемыми пластинами для точения на многофункциональном оборудовании с ЧПУ.

2. Разработанная методика автоматизированного выбора режущего инструмента для токарной обработки- на многофункциональном технологическом оборудовании с ЧПУ позволяет осуществлять подбор подходящих параметров режущего инструмента по данным ЗD модели и чертежа детали, с последующим определением рациональных значений этих параметров;

3. Предложенная математическая модель выбора режущего инструмента, основанная на решении задачи многокритериальной нечеткой оценки альтернатив в условиях различной важности критериев.

4. Разработанные программные алгоритмы, реализующие предложенную методику и математическую модель выбора режущего инструмента для'точения на оборудовании с ЧПУ на основе ЗО модели и чертежа детали дают возможность-построения программного комплекса.

5. Созданная автоматизированная база данных режущего инструмента для многофункционального оборудования с ЧПУ, включающая данные об инструментальных державках и сменных пластинах различных производителей, повышает возможности системы за счет эффективного хранения данные о режущих инструментах.

6. Создана автоматизированная система выбора режущего инструмента для точения при обработке на многофункциональном технологическом оборудовании с ЧПУ, которая позволяет существенно сократить сроки выполнения работ, связанных с выбором режущего инструмента;

7. В программном комплексе реализовано распознание конструкторско-технологической модели детали с чертежа и 3D модели, подбор, согласно этой модели, подходящего режущего инструмента с последующим определением рациональных параметров инструмента. Также реализован расчет: режимов резания для максимальной производительности обработки;

8. Разработана методика интеграции CAD-CAM систем с системой выбора режущего инструмента и реализована, интеграция программного; комплекса по выбору режущего инструмента с CAD-GAM системой ProEngineer для создания У11 для оборудования с ЧПУ.

Проект, основанный на результатах; диссертационного исследования; является? победителем, конкурса УМНИК (государственный; контракт №7474р/10214 от; 29.01.2010). Результаты диссертационной: работы используются: в учебном процессе кафедры- «Компьютерные технологии и системы» Брянского; государственного технического университета. Разработанный программный комплекс используется при технологической подготовке производства в ряде малых инновационных предприятий г. Брянск: ООО «ИЦ ВТМ», ООО «ТехАльянс», ООО «МТК», ООО «Ультра плюс».

1. Аверченков, В.И. Инновационные центры высоких технологий в машиностроении: монография Текст. / В.И. Аверченков, A.B. Аверченков, В.А. Беспалов, В.А. Шкаберин, Ю.М. Казаков, А.Е. Симуни, М.В. Терехов. Брянск: БГТУ, 2009. - 180 с.

2. Аверченков, В.И. Автоматизация выбора режущего инструмента для станков с ЧПУ: монография Текст. / В.И. Аверченков,

3. A.B. Аверченков,. М.В. Терехов, Е.Ю. Кукло. Брянск: БГТУ, 2010. -148с.

4. B.А. Шкаберин. // Информационные системы- и технологии. Орел: Госуниверситет-УНПК, 2010. - №4 (60). - С. 89-95.

5. Аверченков, A.B. Математическое обеспечение процедуры выбора рационального режущего инструмента Текст. / Терехов М.В., Аверченков A.B., Мартыненко A.A. // Информационные системы и технологии. Орел: Госуниверситет-УНПК, 2011. - №5 (67). - С. 5-10.

6. Аверченков, В:И., САПР технологических процессов, приспособлений и режущих инструментов / В.И.Аверченков, №А.Каштальян,,А.П. Пархутик / Минск.: Выш: шк., 1993. - 288 с.

7. Ален, И. Голуб-С. и С++. Правила программирования. М.: БИНОМ.-272 с.

8. Амосов, A.A., Вычислительные методы для инженеров /A.A. Амосов, Ю.А.Дубинский, Н.П.Копченова. —М.: Мир, 1998.

9. Батуев, В.А. Общемашиностроительные нормативы режимов резания: в 2 т./ А.Д. Локтев, И.Ф. Гущин, В.А. Батуев и др. М.: Машиностроение, 1991.

10. Бахвалов, Н.С. Численные методы / Н.С.Бахвалов, Н:П.Жидков, Г.Г.Кобельков. 8-е изд. - М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2000.

11. Безье, П. Математика и САПР: в 2 кн.: пер. с франц. / П. Жермен-Лакур, П.Л. Жорж, Ф. Пистр, П. Безье. М.: Мир, 1989. - 264 с. -Кн.2.

12. Борисов, А.Н., Обработка нечеткой информации в системах принятия решений / А.Н. Борисов, A.B. Алексеев.,Г.В. Меркурьеваи др.. М.: Радио и связь, 1989. - 304 с.

13. Борн, Г. Форматы данных: графика, текст, базы данных, электронные таблицы: пер. с нем. / Г. Борн.- Киев: Bhv, 1995.-472 с.

14. Бланшет, Ж. Qt 4: программирование GUI на С++ / Ж. Бланшет. М.: Кудиц-Пресс, 2008.-736 с.

15. Волков, Е.А. Численные методы / Н.С. Бахвалов, Н.П.Жидков, Г.Г.Кобельков.— М.: Физматлит, 2003.

16. Горанский, Г.К. Автоматизированные системы технологической подготовки производства в машиностроении / Г.К.Горанский, В.А. Кочуров и др.'. М.: Машиностроение, 1976.

17. Горанский, Г.К. Технологическое проектирование в комплексных автоматизированных» системах подготовки производства / Г.К. Горанский, Э.И.Бендерева. М.: Машиностроение, 1981. - 456 с.

18. Гузеев, В. И. Режимы резания для токарных и сверлильно-фрезерно-расточных станков с числовым программным управлением: справочник / В. И. Гузеев, В. А. Батуев, И. В. Сурков. М.: Машиностроение, 2007. - 368 с.

19. Капустин, Н.М. Автоматизация производственных процессов в машиностроении / Н.М. Капустин М.: Высш. Шк., 2004. - 417с.

20. Капустин, Н.М. Автоматизация машиностроения / Н.М.Капустин. М.: Высш. шк., 2003. - 223 с.

21. Капустин, Н.М. Разработка технологических процессов обработки деталей на станках с помощью ЭВМ / Н.М.Капустин. М.: Машиностроение, 1976.-288 с.

22. Казеннов, F.F. Основы построения САПР и АСТПП / Г.Г.Казеннов, А.Г. Соколов. Ml: Высш. шк., 1989. - 200 с.

23. Климов, A.C. Форматы графических файлов;/ A.C. Климов., -Киев: Диасофт лтд., 1995. 480 с.33; Кофман, А. Введение в теорию нечетких множеств / А. Кофман- М.: Радио и связь, 1982. 432 с.

24. Корсаков; B.C. Автоматизация, проектирования технологических процессов в машиностроении / B.C. Корсаков, I Г.М. Капустин, К.Х. Темпельгоф, X. Лихтенберг. Ml: Машиностроение, 1985. -304 с.

25. Кроль, О.С. Основы автоматизации, технологического? проектирования: Учеб; Пособие / Хмеловский Г.Л., Кроль О.С., Сурнин Ю.М. К.: УМК ВО, 1989. - 189 с.

26. Корчак, С.Н. Системы автоматизированного проектирования технологически; процессов; приспособлений-; и режущих инструментов. / Корчак С.Н., Кошин A.A., Ракович А.Г., Синицын Б.И: MI: Машиностроение, 1988.-352:с:

27. Краузе, Ф.-Л. Автоматизированное проектирование в машиностроении: Пер. с нем; / Шпур Г., Краузе Ф;-Л. М.: Машиностроение, 1988. - 648с.

28. Корсаков, B.C. Автоматизация производственных процессов Текст.: учеб; / В; С. Корсаков. Ml : Высш.шк., 1978. - 295 с.

29. Лихачев, A.A. Автоматическая подготовка производства- / А.А.Лихачев. М.: Изд-во МАИ, 1993. - 256 с.

30. Маслов, А.Ф. Конструкции и эксплуатация прогрессивного инструмента / А.Ф.Маслов.-М.: Издательство «ИТО», 2006; 169с.

31. Митрофанов, В.Г. САПР в технологии машиностроения / В.Г. Митрофанов, О.Н. Калачев, А.Г. Схиртладзе, A.M. Басин: учеб! пособие.- Ярославль: Изд-во Ярослав, гос. техн. ун-та, 1995. 298 с.

32. Митрофанов, В.Г. САПР в технологии машиностроения / В.Г.Митрофанов, О.Н. Калачев, А.Г. Схиртладзе, A.M. Басин Учеб. Пособие. - Ярославль: Изд-во Яросла. Гос. Тех.ун-та, 1995. - 298 с.

33. Митрофанов, С.П. Научная организация машиностроительного производства / Митрофанов- 2-е изд. JL: Машиностроение, 1976. - 712 с.

34. Митрофанов, С.П. Применение ЭВМ в технологической подготовке серийного производства / Митрофанов С.П., Гульнов Ю.А., Куликов Д.Д. М.: Машиностроение, 1981. - 287 с.

35. Моисеева Н.К. Функционально-стоимостной анализ в машиностроении / Н.К. Моисеева. М.: Машиностроение, 1987. - 320 с.

36. Норенков, И.П. Основы автоматизированного проектирования / И.П.Норенков. Ml: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002 . -336 с.

37. Овсянников, М.В. Как нам реализовать ISO- 10303 STEP / Овсянников М.В., Шильников П.С. // САПР и графика. 1998. - №7. - С. 73-80:

38. Овсянников, М.В. Глава, семьи информационных CALS-стандартов^- ISO-10303 STEP / Овсянников М.В., Шильников П:С. // САПР и Графика. 1997. - №1 Г. - С. 45-48:

39. Овсянников, М:В. Система электронной документации CALS -реальное воплощение виртуального мира / Овсянников М.В., Шильников П.С. // САПР и Графика. 1997. - № 8. - С. 51-55.

40. Орловский, С.А. Проблемы принятия' решений при нечеткой исходной информации / С.А. Орловский. М.: Наука, Гл. ред. физ.-мат. лит., 1981.-208 с.

41. Сурнин, Ю.М. Основы автоматизации технологического проектирования: учеб. пособие / Хмеловский Г.Л., Кроль О.С., Сурнин Ю.М.-К.-.УМКВО, 1989.- 189 с.

42. Павлов, В.В. Типовые математические модели в САПР ТПП / В.В:Павлов. М.: Мосстанкин, 1989. - 75с.

43. Павлов, А. Интеграция "ТехноПро" с большинством САПР -основа параллельного выполнения конструкторско-технологических работ / Павлов А., Щепинов А., Лихачев А. // САПР и Графика. 2003. -№3

44. Подвесовский; А.Г. Автоматизация многокритериального выбора технических решений' на основе применения нечетких моделей различных типов: дис. канд. техн. наук. / А.Г.Подвесовский. Брянск.: БГТУ, 2001. - 229 с.

45. Пономарев, О.С. Нечеткие множества в задачах автоматизированного управления и принятия решения / О.С. Понамарев: учебное пособие. Харьков: НТУ ХПГ, 2005. - 232 с.

46. Самсонов, О. Проблемы- интеграции прикладных систем / Самсонов О., Тарасов Ю. // САПР и графика. 2000. - №1

47. Смоленцев, Ю.М. Автоматизированное проектирование и производство в машиностроении / Соломенцев ЮМ., Митрофанов В.Г., Прохров А.Ф. и др.. М.: Машиностроение, 1986. - 256 с.

48. Соломенцев, Ю.М. Конструкторско-технологическая информатика и автоматизация производства/ Ю.М. Соломенцев. М:: Станкин, 1992. - 127с.

49. Косилова; А.Г. Справочник технолога-машиностроителя: в 2 т. / под ред. А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова. 4-е изд., перераб. и доп. -М.-Машиностроение, 1986. - 496 с.

50. Старостин, В.Г. Формализация проектирования процессов обработки резанием / В.Г. Старостин, В.Е. Лелюхин. М.: Машиностроение, 1986. - 136 с.

51. Ступаченко, A.A. САПР технологических операций / A.A. Ступаченко. Л.: Машиностроение., 1988. - 234 с.

52. Скороходов, Е.А. Общетехнический справочник / Скороходов Е.А., Законников В.П.,, Пакнис А.Б. М.: Машиностроение, 1990 - 496 с.

53. Таунсенд, К. Проектирование и программная» реализация экспертных систем на персональных ЭВМ: Пер. с англ. / Таунсенд К., Фохт Д. М.: Финансы и статистика, 1990. - 320 с.

54. Терешин, М.В. Автоматизация процедуры обмена конструкторско-технологическими данными о детали в многоуровневых интегрированных САПР: Дис. Канд. Техн. наук. Брянск.: БГТУ, 2000. -153 с.

55. Томас, М. Секреты программирования для Internet на Java: Пер. с англ. / Майкл Томас, Пратик Пател, Алан Хадсон, Дональд Болл (мл.) -СПб.: Питер, 1997. 640 с.

56. Хейфец, M.JI. Математическое моделирование технологически процессов / M.JI. Хейфец. Новополоцк: ПГУ, 1999. - 104 с.

57. Цветков, В. Д. Система автоматизации проектирования технологических процессов / В:Д. Цветков. М.: Машиностроение, 1972. - 240 с.

58. Цветков, В.Д. Системно-структурное моделирование и автоматизация проектирования технологических процессов / В.Д. Цветков. Минск: Наука и техника, 1979. - 264 с.

59. Черноруцкий, И.Г. Методы принятия решений / И.Г. Черноруцкий. БХВ-Петербург, 2005. - 408с.

60. Шлее, M. Qt. Профессиональное программирование на С++ / М. Шлее. СПб.: БХВ-Петербург, 2008. - 544 с.

61. Энгельке, У.Д. Как интегрировать САПР и АСТПП/ У.Д. Энгельке. М.: Машиностроение, 1990. - 320 с.

62. Юликов, М.И., 1987 Проектирование и производство' режущего инструмента / М.И.Юликов. - М.: Машиностроение, 1987. — 297с.

63. Ширяев, H. CALS, PDM, PLM, далее везде. / Н. Ширяев // САПР и Графика. - 2003. - №3

64. Шкаберин, В.А. Автоматизация обеспечения технологичности конструктивных форм деталей в условиях применения интегрированных САПР: Дис. канд. техн-. наук. Брянск.: БГТУ, 1999. - 230 с.

65. Энгельке, У.Д. Как интегрировать САПР и АСТПП / У.Д. Энгельке. М.: Машиностроение, 1990. - 320 с.

66. Яблочников, Е.И. Автоматизация ТПП в машиностроении/ Е.ИЯблочников, Ю.В. Маслов: учебное пособие. СПб.: СПбГИТМО (ТУ), 2003. - 104 с.

67. Mitsubishi Materials Токарный инструмент, вращающийся инструмент, инструментальные системы: общий каталог 2007-2009 / Mitsubishi Materials Corporation, 1085 с.

68. SANDVTK Coromant Токарный инструмент, вращающийся инструмент, инструментальные системы: общий каталог 2007-2009 / SANDVIK Coromant, 1085 с.

69. SANDVIK Coromant Technical guide Руководство по металлообработке — Точение: Turning Технический справочник от SANDVIK Coromant 2009 / SANDVIK Coromant, 88 с.

70. IGES 5.x Preservation Society (IPS). Homepage Электронный ресурс. — Режим доступа: WWW: http://www.iges5x.org/

71. IGES Project Электронный ресурс. Режим доступа: WWW: http ://www.nist.gov/iges

72. Omega Adem Technologies. Ltd. Сайт компании Adem. Электронный ресурс. — Режим доступа: http://www.adem.ru

73. Токарно-фрезерное оборудование. Группа компаний «ROBUR International». Электронный ресурс. — Режим доступа: http://www.robur.ru /cdugard rus.htmlarticles/articlesid=140.

74. Официальный сайт компании РТС, Pro/ENGINEER Электронный ресурс.- Режим доступа: www.ptc.com/.

75. ISO 1832:2004 «Пластины многогранные сменные для режущих инструментов. Обозначение»

76. ISO 5610-1:2010 «Державки с прямоугольным хвостовиком для режущих пластинок— Ч. 1. Общий обзор, корреляция и определение размеров»

77. Р50.1.027-2001. Информационные технологии поддержки жизненного цикла изделия. Автоматизированный обмен технической информацией. Основные положения и общие требования.

78. Р50.1.028-2001. Информационные технологии поддержки жизненного цикла изделия. Методология функционального моделирования.

79. Р50.1.029-2001. Информационные технологии поддержки жизненного цикла изделия. Интерактивные электронные технические руководства. Общие требования к содержанию, стилю и оформлению.

80. Р50.1.030-2001. Информационные технологии поддержки жизненного, цикла изделия. Интерактивные электронные технические руководства. Логическая структура базы данных.

81. Р50.1.031-2001. Информационные технологии поддержки жизненного цикла изделия: Терминологический словарь. Часть 1. Терминология, относящаяся к стадиям жизненного цикла продукции.

82. Р50.1.032-2001. Информационные технологии поддержки жизненного цикла изделия. Терминологический словарь. Часть 2. Основные термины и- определения методологии' и функциональных объектов в стандартах серии ISO4 03 03.

83. Утилиты интерфейсов данных IGES версия-10.0. Руководство пользователя Cimatron. СПб.: Би Питрон, 1999. — 44 с.

84. Pro/ENGINEER WILDFIRE Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.proe.ru, свободный.

85. Спецификация IGES Электронный ресурс. Режим доступа: http://ts.nist.gov/standards/iges/SpecFigures/index.cfm, свободный.

86. Спецификация IGES Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.uspm.org/documents^GES5-3forDownload.pdf, свободный.

87. Пособие по программе KONCUT Электронный ресурс. -Режим доступа: http://tms.ystu.ru/koncutforpdf.pdf

88. Электронный каталог Iscar Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.iscar.com/Ecat/

89. Каталог продукции CoroGuide Электронный ресурс. — Режим доступа: http://coroguide.coromant.sandvik.com/

90. XML Википедия Электронный ресурс. - Режим доступа: http://ru.wikipedia.org/wiki/Xml, свободный.

91. Qt — Википедия Электронный ресурс. — Режим доступа: http://ru.wikipedia.org/wiki/Qt, свободный.

92. Численные методы Электронный ресурс. — Режим доступа: http://www.uchites.ru/files/nummethodbookchapterl-2.pdf, свободный.

93. Метод Гаусса Электронный ресурс. — Режим доступа: http://dic.academic.rU/dic.nsf7mwiki/l21508#citenote-1, свободный.

94. SQLite — Википедия Электронный ресурс. — Режим доступа: http://ru.wikipedia.org/wiki/Sqlite, свободный.

95. SQLite Электронный ресурс. — Режим доступа: http://phpclub.ru/detail/article/sqlight, свободный.

96. SecoCut программа расчёта режимов резания Электронный ресурс. - Режим доступа: http://seco.sumy.ua/secocut.php

97. Официальный сайт компании Iscar Электронный ресурс. -Режим доступа: http://www.iscar.com/