В статье рассматривается методика определения эффективности работы автоматизированной системы при проектировании чертежей металлорежущих инструментов, с использованием дополнительно разработанных модулей. Проводится анализ временных затрат при создании чертежей с использованием параметрических 2-D и 3-D моделей и САПР без функций параметризации.
Одним из показателей для определения эффективной работы конструктора является время, затраченное на выполнение проекта. При этом необходимо сравнить временные затраты при проектировании чертежей с использованием САПР, в которых существует возможность параметрического 3-D моделирования и которые дополнены разработанными модулями с графическими системами без элементов параметризации [1, 2, 3]. В качестве дополнительных модулей выступают модуль анализа графических объектов и модуль корректировки положения графических объектов [4].
Сокращение времени на выполнение проекта будет свидетельствовать о целесообразности использования автоматизированной системы, в состав которой входят указанные модули при проектировании чертежей металлорежущих инструментов.
Результаты работы связанные с созданием параметрических 3-D моделей металлорежущего инструмента показали, что время разработки моделей зависит от количества переменных, задающих геометрические параметры и количества булевых операций.
В таблице 1 представлены параметры, необходимые для вычисления времени, затрачиваемого на выполнение чертежа металлорежущего инструмента (проекта) конструктором, который имеет практические навыки по созданию параметрических 3-D моделей.
Единицы измерения параметров приведенных в таблице 1 являются минуты.
Таблица 1
Классификация параметров, используемых для определения времени на разработку проекта
|
№ п/п |
Классификация параметров используемых для определения времени затрачиваемого на выполнение проекта |
Обозначение параметров |
|
1 |
Время, затраченное на создание 3-D модели (прототипа) |
|
|
2 |
Время, затраченное на создание 2-D ассоциативных видов (прототипа) |
|
|
3 |
Время, затраченное на создание технических требований с помощью специально разработанного модуля |
|
|
4 |
Время, затраченное на создание технических требований вручную |
|
|
5 |
Время, затраченное на выбор из базы данных параметров разрабатываемого металлорежущего инструмента, для формирования 3-D и 2-D модели |
tБД |
|
6 |
Время, затраченное на изменение 3-D и 2-D прототипа после выбора параметров изделия |
t2-3D |
|
7 |
Время, затраченное на редактирование чертежа вручную после получения изображения 2-D прототипа |
|
|
8 |
Время, затраченное на разработку чертежа вручную с использованием одной автоматизированной системы (системы T-FLEX или КОМПАС) без 2-D и 3-D параметрических прототипов |
tp |
|
9 |
Время, затраченное на экспорт чертежа из системы T-FLEX в систему AutoCAD |
tэк |
|
10 |
Время работы модуля корректировки положения и формы фрагментов изображений |
tкр |
|
11 |
Время работы модуля анализа изображений на чертеже (в данное время входит период, который необходим для загрузки модуля и время работы самого модуля) |
taн |
|
12 |
Количество представителей одного кода |
nkod |
|
13 |
Количество булевых операций используемых для формирования 3-D модели |
nб |
|
14 |
Количество переменных используемых для формирования модели металлорежущего инструмента |
nпер |
В ходе экспериментальных исследований была получена
зависимость времени разработки параметрических 3-D
моделей (
)
резцов в зависимости от параметров nп
и nб. График
функция данной зависимости представлена на рисунке 1.
Определим временные затраты, связанные с автоматизированным проектированием чертежей металлорежущих инструментов и вычерчиванием плоского чертежа на основе создания параметрической 3-D модели.
Заметим, что при проектировании чертежей одного кода на первом этапе создается прототип 3-D модели и на ее основе прототип 2-D чертежа. Далее при необходимости прототип 3-D модели изменяется в зависимости от необходимых значений переменных, формирующих металлорежущий инструмент.
Рисунок 1 – График функция
=f
(nпер, nб)
Время, затраченное на разработку параметрического прототипа 3-D и 2-D модели, определяется по следующей формуле:
.
(1)
Время, необходимое для разработки чертежа при использовании прототипов и разработанных модулей находится по зависимости:
.
(2)
Целесообразность использования автоматизированной системы определяется по следующей зависимости:
(3)
Если
,
то целесообразность использования автоматизированной системы с
дополнительно разработанными модулями (подсистемами) существует.
Для определения целесообразности использования параметрических 3-D моделей проведены исследования связанные с определением времени проектирования металлорежущего инструмента с использованием одной системы САПР (например, T-FLEX), и с применением САПР, где разработаны прототипы и используются дополнительно разработанные модули оценки и корректировки положения изображений.
На рисунке 2 представлен график, отражающий время проектирования чертежа с использованием параметрической модели и время проектирования чертежа, когда изначально создается чертеж вручную и применяется только одна система САПР (T-FLEX) без 2-D и 3-D параметрических прототипов.
Рисунок 2 – Зависимость
параметра
от nnер
и tp
от nnер
Из рисунка видно, что временные затраты, связанные с проектированием чертежей с использованием параметрической автоматизированной системы, в которой создаются 2-D и 3-D прототипы моделей, а также применяются модули анализа и корректировки положения графических объектов значительно ниже по сравнению с ручным созданием чертежей, когда употребляются системы САПР без элементов параметризации.
- Литература:
Глотова, В. Опыт параметрического проектирования в системе T-FLEX CAD / В. Глотова // САПР и графика. – 2004. – № 1. – С. 56–59.
Елохин, Е. Использование системы T-FLEX CAD для создания САПР инструмента / Елохин, Е. // САПР и графика. – 2000. – № 2. – С. 89–94.
Цепа, С.Ф. Совершенствование процесса автоматизированного выполнения чертежей: автореф. дис. канд. техн. наук : 05.13.12. – Кировоград, 1984. – 67с.
Шмуленкова, Е. Е. Автоматизированный способ оценки и корректировки положения фрагментов изображений металлорежущего инструмента // Вестник СибАДИ. 2010. № 3 (17). С. 58–64.
