Учебно-методическое и программное обеспечение лабораторного

практикума по курсу «Системы автоматизации проектирования»

В.М.Коробов,

ассистент, МИФИ,
г. Москва

Одной из важнейших задач высшей школы в современных условиях является обучение студентов инженерных специальностей теоретическим основам и практическим навыкам применения новых информационных технологий (НИТ) в промышленности.

Важнейшими составляющими новых информационных технологий (НИТ) являются технологии информационной поддержки изделий на всех этапах жизненного цикла (ЖЦ) – ИПИ/CALS-технологии.

ИПИ/CALS-технологии включают в себя технологии описания производственных бизнес-процессов, создания единого информационного пространства, реализации сквозного процесса «проектирование-изготовление». Всё это должен знать современный студент.

В настоящее время в Московском инженерно-физическом институте (государственном университете) – МИФИ читается курс «Системы автоматизации проектирования» для студентов специальности 010200 – «Прикладная математика и информатика» с квалификацией — «математик, системный программист».

Целью данной работы являлось разработка учебно-методического и программного обеспечения к лабораторному практикуму по курсу «Системы автоматизации проектирования», который преподаётся для студентов групп К09-281,282,283 факультета кибернетики МИФИ.

Состав технологического оборудования:

1. консольный вертикально-фрезерный станок модели 6Р13Ф3-01 с устройством ЧПУ модели Н33-1М. Станок предназначен для обработки плоских или пространственных изделий сложного профиля типа штампов, пресс-форм, кулачков и др.

2. Токарный патронно-центровой станок модели 16К20Ф3 (модификация С5) с устройством ЧПУ модели Н22-1М. Токарный патронно-центровой станок предназначен для комплексной обработки (обточки, расточки, подрезки торцов, прорезки канавок, сверления центральных отверстий, обработки фасонных поверхностей, нарезания резьбы и т.д.) деталей типа тел вращения в замкнутом полуавтоматическом цикле. Закрепление деталей на станках может производиться в патроне, в центрах или на оправках.

3. Вертикально-сверлильный станок модели 2Р135Ф2 с устройством ЧПУ модели 2П-32. Станок предназначен для сверления, зенкерования, развертывания, нарезания резьбы и других операций в деталях типа крышек, фланцев, панелей, кронштейнов и т.п. Наличие на станке револьверной головки для автоматической смены инструмента и крестового стола с программным управлением позволяет осуществлять координатную обработку деталей без предварительной разметки и без применения кондукторов.

4. DNC-терминал для связи между ПЭВМ и УЧПУ. DNC-терминал – это миниатюрный промежуточный носитель информации на основе микроконтроллера с энергонезависимой памятью ёмкостью до нескольких мегабайт. Это устройство хранит достаточный объём технологической информации даже при отключённом питании, а малые габариты позволяют носить его в кармане. DNC-терминал обеспечивает двустороннюю связь между ПЭВМ и УЧПУ. При этом для связи с ПЭВМ используется COM-порт, а с УЧПУ - RS-232, ИРПС 20 мА или ИРПР.

Использование DNC-терминала позволяет:

· отказаться от устаревшего метода ввода УП через перфоленту и перейти на электронный обмен информацией;

· отказаться от монтажа дорогостоящих локальных вычислительных сетей в случае рассредоточенного расположения технологического оборудования.

Комплекс программно-технических средств (КПТС) лаборатории.

Для проведения учебных занятий в составе лаборатории имеется 13 компьютеров, объединённых в локальную вычислительную сеть (рис. 1).

В наличии имеются следующие программные средства:

· T-Flex Parametric CAD 2D – 4 лицензии,

· T-Flex Parametric CAD 3D – 1 лицензия.

· Система PDM STEP Suite.

Система PDM STEP Suite предназначена для управления данными об изделии на всех стадиях жизненного цикла. Использование PDM STEP Suite позволяет объединить данные различных служб предприятия в едином информационном пространстве, гарантируя их актуальность, достоверность, полноту, целостность и непротиворечивость.

Ядром PDM STEP Suite является объектно-ориентированная база данных, построенная на основе моделей данных, регламентированных стандартами ISO 10303 STEP (ГОСТ Р ИСО 10303), NPDM (NATO PRODUCT DATA MODEL), PDM Schema, PLCS (Product Life Cycle Support).

Методы и программные средства управления данными об изделии (PDM) играют системообразующую роль в интегрированной информационной среде (ИИС) предприятия, обеспечивая сбор и хранение рационально структурированных данных о конструкции изделия, технологии его изготовления и эксплуатации, а также о ресурсах, требуемых для осуществления процессов, и предоставление этой информации другим автоматизированным системам. Схематично место PDM в ИИС показано на рис. 2.

Рис. 1 Структура комплекса программно-технических средств лаборатории Рис. 2 Место PDM в общей структуре ИИС

Методика организации учебного процесса в межкафедральном CALS-центре МИФИ:

1. на первом этапе в течение нескольких занятий преподаются основы работы с программным продуктом T-Flex, а также даётся некоторое представление по работе со станками с ЧПУ.

2. в последующих занятиях раздаются 3 варианта работ, которые необходимо отобразить в программном продукте T-Flex, а также составить управляющие программы для станков с ЧПУ для токарной, фрезерной и сверлильной обработки.

3. полученные чертежи и УП загружаются в PDM-систему.

4. на последних занятиях все полученные УП переносятся на станки с ЧПУ для последующего получения деталей, соответствующих полученным чертежам сделанных на занятиях.

В процессе разработки учебного курса, были созданы 30-ть вариантов заданий для студентов. Каждый вариант, представляет собой комплект чертежей для токарной, фрезерной и сверлильной обработки в электронном виде. Все чертежи разработаны при помощи отечественной CAD программы T-Flex.

Следует отметить, что описываемый комплекс используется не только в учебном процессе, но и как отладочный полигон для реализации CAD/CAM/PDM-систем, разрабатываемых по заказам промышленных предприятий.