Розроблення теоретичних основ синтезу циклових механізмів поліграфічних і пакувальних машин критеріальними методами

Краткое содержание

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі розкрито сучасний стан науково-прикладної проблеми, визначено актуальність, мету і задачі роботи, наукову новизну і практичну цінність роботи, особистий внесок здобувача, апробацію та описано структуру дисертації.

У першому розділі проведено аналіз розвитку і становлення машинобудівних зарубіжних і вітчизняних САПР разом із розвитком комп’ютерної техніки. Сучасні машинобудівні САПР проаналізовано на можливість їх застосування для синтезу ЦМ поліграфічних і пакувальних машин-автоматів.  Аналіз засвідчує, що на даний час САПР тяжкого класу (Unigraphics, EUCLID, Pro/Engineer, Solid Works, Solid Edges) і САПР середнього класу (AutoCAD, Компас) орієнтовані переважно на вирішення задач автоматизованого конструювання деталей та вузлів машин і механізмів. Оснащені засобами для кінематичного і динамічного аналізу готових моделей ЦМ. Однак, при цьому, не вирішують простих задач синтезу ЦМ. Переважно це системи закритого типу, з обмеженими можливостями розширення за рахунок додаткового ПЗ. Найбільш відкритою для розширення виявляється система AutoCAD. На відміну від інших вона оснащена внутрішньою мовою створення розширеного ПЗ – мовою функціонального типу AutoLisp, яка є діалектом базової мови програмування  Lisp. Адаптована до системи AutoCAD, мова AutoLisp прийнята на міжнародному рівні як одна із базових мов розробки ПЗ для машинобудівних САПР.  Практика і досвід використання мови AutoLisp засвідчують її широкі можливості і доцільність вибору як базової мови для розробки інтелектуального ПЗ з автоматизованого синтезу ЦМ.

Аналізу і синтезу ЦМ з використанням комп’ютерної (обчислювальної)  техніки присвячена велика кількість наукових праць. Це роботи Пейсаха. Е. Є, Кульбачного О.И, Дружинина Ю.А, Сумского С.И, Кіницького Я.Т, Кареліна В.С, Петрука А.І, Полюдова О.М. та інш. Їх аналіз засвідчує: – більшість наукових праць теоретичного характеру, базуються на традиційному поділі механізмів за групами Асура, внаслідок чого, при створенні ПЗ, збільшується кількість перехідних даних і ускладнюється маніпулювання даними у випадку їх зміни; – при розробці ПЗ використовується алгоритмічна мова Fortran, не адаптована до графічних можливостей сучасної комп’ютерної техніки; – більшість ПЗ присвячено аналізу кінематичних і динамічних характеристик, які у табличній або графічній формі складають довідникові матеріали для синтезу у вигляді брошур або книжок; великі об’єми таких матеріалів і їх дискретність не сприяють якісному і оперативному вирішенню задач синтезу ЦМ.

6

Проведений у І розділі аналіз засвідчує актуальність і необхідність розробки нових методів, алгоритмів і створення ПЗ з автоматизованого синтезу ЦМ ППМ на основі сучасної комп’ютерної техніки.

У другому розділі розглядаються структурні складові системи автоматизованого синтезу ЦМ ППМ – методичне забезпечення, склад базового ПЗ і вимоги до технічного забезпечення (ТЗ).

У методичному забезпеченні на основі наукового і конструкторського досвіду кафедри ПМ і з урахуванням особливостей ЦМ ППМ обгрунтовується доцільність застосування для проектування ЦМ методу функціонального синтезу. За цим методом ЦМ поділяються на вихідні, 3-4 ланкові (кривошипно-повзунні, шарнірні чотириланники, кулісні, кулачкові) і комбіновані, що складаються з вихідних. Такий поділ не протирічить загальноприйнятій у ТММ класифікації механізмів, оскільки група Ассура (2 ланки і 3 шарніри), приєднана до стойки і до ланки вихідного механізму, утворює новий вихідний механізм. На основі функціональних можливостей ЦМ ППМ визначаються наступні критерії функціонального синтезу:

       вид руху (поступовий, обертовий, з реверсом або без);

       характер руху (із зупинками або без них);

       визначеність руху (за заданим ЗПР або визначеним геометрією);

       особливості руху (відповідність ЗПР заданим умовам).

За визначеними критеріями розроблено блок-схему алгоритму і відповідну програму функціонального синтезу.

Наступний етап проектування ЦМ – визначення геометричних розмірів ланок, геометричний синтез. Аналіз можливих шляхів, а також існуючих методів синтезу свідчить, що поставлені умови і обмеження здатні розвинути синтез у кінематичний і навіть динамічний. При цьому кількість умов і обмежень, у більшості випадків, не дорівнює кількості параметрів механізму. Як наслідок, задачі синтезу не мають точного аналітичного рішення а тільки наближені або нескінченну кількість рішень і вирішуються чисельними методами.

На основі обчислювальних і графічних можливостей сучасних ПК в основу роботи ПЗ з автоматизованого синтезу покладено метод активного графічного діалогу – діалогу, із застосуванням інтерактивної графіки. Застосований метод, максимально наближений до звичного конструкторського діалогу, інформативність якого зростає за рахунок оперативного, візуального відображення зв’язків між параметрами синтезу і результатами їх зміни. Миттєва візуальна оцінка впливу окремих параметрів на результати синтезу забезпечує їх цілеспрямовану зміну і вірогідність отримання оптимального рішення. Завдяки цьому, відомим методам наближеного синтезу надаються нові властивості, які сприяють точному і швидкому вирішенню задач.

7

Зони можливих значень геометричних параметрів визначаються за заданими умовами і обмеженнями, на основі безрозмірних критеріїв ЦМ і будуються у вигляді параметризованих графічних зображень. Вибір будь якої точки в зоні обмежень супроводжується виводом відповідних геометричних параметрів ЦМ.

При побудові кінематичної схеми ЦМ за синтезованими геометричними параметрами засобами програм встановлюється двосторонній зв’язок між графічним зображенням схеми і параметрами ланок механізму. Зображення побудованої схеми перетворюється на параметризований об’єкт, що відтворює ЦМ. Всі зміни на ньому супроводжуються змінами у геометричних параметрах і навпаки. На цій основі засобами інтерактивної графіки відтворюється анімаційний рух ланок механізму з одночасним відображенням значень якісних характеристик руху виконавчих ланок механізму. В розвиток цієї можливості для довільних точок, з’єднаних з шатуном, передбачено функцію відтворення шатунних кривих і подальше їх дослідження.

Запропоновані методи вирішення задач синтезу визначають структурну побудову (рис. 1) і склад ПЗ ПК. Функціонування ПК забезпечується операційною системою (ОС) Windows.