Разработка автоматизированной системы выбора методов и средств измерений допусков ориентации

Федеральное государственное  бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Московский государственный  технологический университет

"СТАНКИН"

Кафедра измерительных информационных систем и технологий

 

Пояснительная записка

к дипломному проекту  на тему:

«Разработка автоматизированной системы выбора методов и средств измерений допусков ориентации»

 

Дипломант           Маринов А.Д.

                                                     

Руководитель проекта

 к.т.н., доцент        Глубоков А.В.

 

Консультанты:

 

по конструкторскому разделу 

к.т.н., доцент        Глубоков А.В.

 

по технологическому разделу 

к.т.н., доцент        Глубоков А.В.

 

по организационно-экономическому

 разделу          Сазонова Л.В.

 

по разделу охраны труда  и техники 

безопасности к.т.н., доцент      Богданов В.А.

 

 

Заведующий кафедрой ИИСиТ     Шулепов А.В.

 

 

 

Москва 2012г.

Задание

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

АННОТАЦИЯ

 Дипломного проекта 

Студента группы ИИ-11-2 Маринова А.Д. на тему:

«Разработка автоматизированной системы  выбора методов и средств измерений  допусков ориентации»

В главе 1 "Методы измерения" приведена  информация по основным методам измерения  отклонения от перпендикулярности для  двух плоскостей, оси и плоскости, двух прямых.

В главе 2 "Выбор методов измерения" рассмотрено влияние различных  параметров детали на выбор метода измерения. Приведены графики зависимости вероятности выбора метода измерения от этих параметров, показана структура нейронной сети, позволяющая решить задачу автоматизации выбора метода измерения.

В главе 3 "Разработка системы выбора методов и средств измерений допусков ориентации" описана разработанная система и процесс её разработки. Эта глава включает в себя информацию о структуре базы данных, интерфейсе, средствах разработки, а так же содержит инструкцию пользователя.

В главе 4 "Организационно-экономическая  часть" рассчитано время, необходимое  на разработку системы, приведен сетевой  график работ и графи загрузки исполнителей. Так же была рассчитана себестоимость разработанной системы.

В главе 5 "Безопасность труда при работе с разработанной системой" были приведены условия, при соблюдении которых происходит значительное снижение уровня травматизма и профессиональных заболеваний.

Графическая часть проекта выполнена  в виде компьютерной презентации  из 13 слайдов, пояснительная записка содержит 113 страниц.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение……………………………………………………………………….….6

Глава 1. Методы измерения.

1.1 Методы измерения отклонения  от перпендикулярности.............................9

1.2 Отклонение от перпендикулярности  двух плоскостей................................11

1.3 Отклонение от перпендикулярности  оси и плоскости.................................21

1.4 Отклонение от перпендикулярности  двух прямых......................................31

Глава 2. Выбор  методов измерения

2.1 Влияние точности измерения  на выбор метода измерения.…...................36

2.2 Влияние возможности  расположения на измерительном  оборудовании на выбор метода  измерения.............................................................. ………...........47

2.3 Влияние типа производства  на выбор метода измерения.........................................……………………….................................51

2.4 Влияние фактора соотношение  длины измерения и длины базирования  на выбор метода измерения.....................................................................................53

2.5 Влияние сложности измеряемой  детали на выбор метода измерения......58

2.6 Критерии выбора метода  измерения на основе нечеткой логики.............60

2.7 Структура нейронной  сети, алгоритм обучения и функция активации....63

Глава 3. Разработка системы выбора методов и средств  измерений допусков ориентации

3.1Структура базы данных.................................................................................68

3.2 Кодирование системы...................................................................................73

3.3 Интерфейс системы......................................................................................74

3.4 Инструкция пользователя............................................................................76

 

Глава 4. Организационно- экономическая часть.

4.1 Характеристика разрабатываемого  программного продукта................... 80

4.2. Организация разработки  программного продукта.................................... 83

4.3 Определение экономических  показателей для разрабатываемого  программного продукта......................................................................................92

Глава 5. Безопасность труда при работе с разработанной  системой.

5.1. Обеспечение нормируемых  условий труда для пользователей  ПК.......  101

5.2. Мероприятия по обеспечению  безопасности и комфортных условий  труда...................................................................................................................  102

Заключение……………………………………………………………….........113

Список использованной литературы ..……………………………….........114

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

На этапе подготовки производства разрабатывается техническая документация, на основании которой оно будет  обеспечиваться необходимым обрабатывающим, измерительным и вспомогательным  оборудованием. Производство можно  считать подготовленным, если разработаны  конструкторская документация на будущую  продукцию и документация на технологический  процесс изготовления всех деталей, сборочных единиц и механизмов в  целом, методика испытаний и приемки [1].

В настоящее время имеется  много программных продуктов, позволяющих  автоматизировать процесс подготовки конструкторской и технологической  документации [2], однако работы по метрологическому обеспечению при подготовке производства по-прежнему в большинстве случаев  выполняются вручную.

Для оценки точности изготовления деталей необходимо проконтролировать  их геометрические параметры. Задачи выбора универсальных средств измерений (СИ) линейных размеров достаточно хорошо изучены. Многие вопросы были освещены в [3], что привело к созданию нормативных  документов [4]. Ведутся подобные разработки и на современном этапе [5, 6], однако при выборе СИ отклонений формы, и  особенно расположений, возникают значительные трудности. Универсальных СИ отклонений расположения практически не существует. В условиях единичного и мелкосерийного производства для контроля используются координатно-измерительные машины, станки в режиме измерения или  различные оптические и оптико-механические СИ. При крупносерийном и массовом производстве обычно приходится разрабатывать  специальные СИ. Это долгий и трудоемкий процесс, и хотя опыт в данной сфере  имеется, в большинстве случаев  вся документация существует только в бумажном виде и хранится в архивах  конструкторских бюро предприятий, а потому часто такие СИ разрабатываются заново. В последние годы создаются автоматизированные системы для разработки специальных СИ [7], но это касается только измерения линейных размеров. Поэтому, задача автоматизации выбора методов измерения отклонений расположения и разработки конструкторской документации на специальное СИ становится чрезвычайно важной, так как позволит сократить трудоемкость и временные затраты на подготовку производства.

Существует огромное количество методов измерения отклонений расположения. В 80-е годы велись работы по их классификации, в результате которых были созданы  отраслевые руководящие документы, например [8]. Но на межотраслевом уровне эти работы не нашли своего отражения. Кроме того, вопросы выбора метода измерения в документах вообще не поднимались. Очевидно, это свидетельствует  о том, что строгой зависимости  между видом измеряемой детали и  методом измерения нет.

Каждая деталь обладает набором  характеристик, влияющих на выбор метода и СИ. К таким характеристикам  можно отнести степень точности рассматриваемых поверхностей детали, ее габаритные размеры и геометрическую форму (призматическая, цилиндрическая), вид поверхности (внешняя или  внутренняя), возможность размещения на измерительном оборудовании (круговой стол, прибор для измерения отклонений формы, КИМ). Имеет значение и тип  производства – единичное, мелкосерийное, серийное, крупносерийное или массовое. Большое количество характеристик  деталей может приводить к  затруднениям в алгоритме выбора подходящего метода. Более того, часто нельзя указать единственно  возможный вариант выбора метода измерения и конструкции специального СИ

Для конкретной детали невозможен строгий выбор метода измерения, так как существует огромное количество факторов, влияющих на него. Можно говорить о рекомендациях по выбору следующего вида: «Подходят три метода. Наиболее вероятным является первый, но можно  применять и второй. Третий метод возможен, но маловероятен». Такой подход близок по свой сущности понятию «лингвистическая переменная», которое ввел на практике Л. Заде [9].

Математическим аппаратом  для решения такого рода задач  является нечеткая логика, когда функция  принадлежности элемента множеству  может принимать значения в диапазоне, а не только пограничные значения

Одним из способов реализации подобной задачи нечеткого управления является создание нейронной сети

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 1. Методы измерения.

1.1Методы измерения отклонения от перпендикулярности.

На этапе подготовки производства разрабатывается техническая документация, на основании которой будущее  производство обеспечивается необходимым  обрабатывающим, измерительным и  вспомогательным оборудованием. Производство можно считать подготовленным в  отношении требуемой документации, если разработаны конструкторская  документация на будущую продукцию  и документация на технологический  процесс изготовления всех деталей, сборочных единиц и механизмов в  целом, разработана методика испытаний  и приемки.

В настоящее время существует огромное количество программных продуктов, позволяющих автоматизировать процесс  подготовки конструкторской и технологической  документации. Однако работы по метрологическому обеспечению при подготовке производства по-прежнему в большинстве случаев  выполняются вручную.

Для оценки точности изготовления деталей необходимо проконтролировать  их геометрические параметры. Задачи выбора универсальных средств измерения  линейных размеров достаточно широко изучены. Многие вопросы были освещены.  Ведутся подобные разработки и на современном этапе. Однако при выборе средств измерений отклонений формы  и, особенно, расположений возникают  значительные трудности. Универсальных  средств измерений отклонений расположения практически не существует. В условиях единичного и мелкосерийного производства для контроля используются координатно-измерительные  машины, станки в режиме измерения  или различные оптические и оптико-механические средства измерений. В условиях крупносерийного  и массового производства обычно приходится разрабатывать специальные  средства измерений.

Разработка специальных  средств измерений – это долгий и трудоемкий процесс. С одной  стороны накоплен значительный опыт, но, в большинстве случаев, вся  документация существует только в бумажном виде и хранится в архивах конструкторских  бюро предприятий. Поэтому часто  проводится новая разработка средства измерений. В последние годы ведутся  работы по созданию автоматизированных систем разработки специальных средств  измерений, но они затрагивают только измерение линейных размеров.  Поэтому, задача автоматизации выбора методов  измерения отклонений расположения и разработки конструкторской документации на специальное средство измерения  становится чрезвычайно важной, так  как позволит значительно сократить  трудоемкость и временные затраты  на подготовку производства.

Методов измерения отклонений расположения существует огромное количество. В 80-е годы велись работы по классификации  методов измерений. Эти работы привели  к созданию отраслевых руководящих  документов. Но на межотраслевом уровне эти работы не нашли своего отражения. Кроме того, вопросы выбора метода измерения в известных документах вообще не поднимались. Очевидно, такое  положение дел свидетельствует  о том, что не существует строгой  зависимости между видом измеряемой детали и методом измерения.

Существует три основных вида измерений отклонений от перпендикулярности:

1. Отклонение от перпендикулярности двух плоскостей
2. Отклонение от перпендикулярности оси и плоскости
3. Отклонение от перпендикулярности двух прямых