Учебное пособие 3000196
.docОдним из основных, наиболее важных, этапов управления образовательным процессом является диагностика знаний. Эта проблема освещается исследователями и практиками довольно разносторонне. В работе отмечается, что наряду, с проверочной функцией, учебные проверки усвоения должны выполнять обучающую и корректирующую функции (дополнения, обобщения), а также организационную функцию (проверкой знаний мотивируется работа над изучаемым предметом, направляется внимание на значение определенных навыков и умений, создаются ориентиры для усвоения). При компьютерном обучении усвоение в значительной степени проверяется методами формализованного контроля.
Различают тестовую и функциональную диагностики. Тестовая диагностика связана с активным воздействием тестом на объект диагноза и определением состояния объекта по его реакции на тест. При функциональной диагностике информацию о ходе обучения собирают в процессе учебной деятельности студентов путем наблюдений и возможных измерений параметров этой деятельности. Такой подход имеет прямой выход на систему управления.
Воронежский государственный технический университет
УДК 681.3
В.В. Проскурин, А.И. Бобров, Д.В. Степанов
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССОРА САП СВЕРЛИЛЬНО-РАСТОЧНОЙ ОБРАБОТКИ
Программирование ТП изготовления деталей на станках с ЧПУ — качественно новый этап, когда выполняется часть работы, перенесенная из сферы производства в область технологической подготовки. Действия рабочего при обработке заготовок на обычном станке выполняются на станке с ЧПУ в автоматическом режиме по УП. Под обработкой понимается заданное изменение формы, размеров или шероховатости поверхности заготовок.
Технологический процесс обработки на станках с ЧПУ требует большой детализации — разбиения на элементы, т. е. декомпозиции. Структурно ТП делится на операции, установы, позиции, переходы, рабочие и вспомогательные ходы, шаги и технологические команды. Последовательность элементарных перемещений и технологических команд определяет содержание УП. При разработке маршрутной технологии определяют состав операций, целесообразность выполнения которых на станках с ЧПУ устанавливают на основе технико-экономических расчетов. Подготовка УП требует переработки большого объема специальной информации. Применение ЭВМ для автоматизации программирования и подготовки УП потребовало разработки специального программно-математического обеспечения для решения различных технологических и геометрических задач, встречающихся при подготовке УП. В рамках своего курсового проекта, разработал процессор сверлильно-расточной обработки. Интуитивно понятный интерфейс и справочная система создают для пользователей достаточно комфортные условия при работе с процессором.
Новизна данного модуля заключается в использовании в процессоре проектирования современных информационных технологий: создание специализированной геометрической оболочки в среде Delphi 9.0 с использованием реляционной БД, позволяющей работать с программой по принципу “клиент-сервер”.
Применение, такие системы, как процессор позволяют ускорить процесс и сократить время на создание различных деталей на станках с ЧПУ.
Воронежский государственный технический университет
УДК 681.3
В.В. Проскурин, А.И. Бобров, А.Ю. Полозов
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПОДСИСТЕМЫ «ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕССОР» ИНТЕГРИРОВАННОЙ САП
Современный уровень развития вычислительной техники - представляет разработчикам в области автоматизации проектирования весьма широкие возможности, главным образом в направлении интеллектуализации САП. Это связано с разработкой принципиально новой теоретической основы, а так же математического и информационного обеспечения в совершенствовании технических средств. В автоматизации проектирования существуют стандартные наборы решений разнообразных задач, которые в практическом использовании в определенной степени удовлетворяют поставленным требованиям. Для более адекватного отображения результатов проектирования заданию, требуется система, имитирующая деятельность человека-конструктора.
В рамках своего курсового проекта, разработал подсистему «Технологический процессор» интегрированной САП. Интуитивно понятный интерфейс и справочная система создают для пользователей достаточно комфортные условия при работе с процессором. Разработана методологическая основа интеллектуальных систем автоматизации проектирования. Особенностью такой является комплексный подход в решении проблем проектирования объектов сложной структуры. Предложена единая методика решения задач. Единая методика позволяет существенно сократить количество комбинаторных операций возникающих в процессе проектирования.
В своем курсовом проекте для повышения эффективной емкости программоносителя системы ЧПУ предлагается выбрать метод сжатия, оптимальным образом учитывающий ограничения на ресурсы системы и особенности цифровых декодированных управляющих программ. Поэтому программа была рассмотрена как комбинаторные и вероятностные (Бернулли и Маркова, стационарные и нестационарные) источники. Для оценки эффективности метода сжатия, ориентированного на определенную модель, был выполнен анализ энтропии источника, энтропии источника на символ и фактор сжатия (отношение длины исходного файла к длине сжатого файла).
Кроме этого, здесь было показано, что учет особенностей цифровых декодированных управляющих программ позволяет ожидать либо увеличение фактора сжатия, либо уменьшение затрат оперативной памяти.
Эти методы представляют собой модификации современных универсальных методов сжатия данных, разработанные с учетом статистических свойств декодированных программ. Все предлагаемые методы доведены до программной реализации на языках C++. Также предлагается формальная постановка задачи выбора метода сжатия при ограничениях на ресурсы вычислительной системы.
Воронежский государственный технический университет
УДК 681.3
В.В. Проскурин, Е.А. Орехов
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССОРА ФРЕЗЕРНОЙ ОБРАБОТКИ НА ЯЗЫКЕ АРТ (AUTOMATICALLY PROGRAMMED TOOLS)
Фрезерная обработка - метод обработки металлов, при котором главным движением является вращение фрезы, а движением подачи является поступательное перемещение обрабатываемой заготовки в продольном, поперечном или вертикальном направлениях.
Фрезерование осуществляется режущим инструментом, называемым фрезой. Режущие зубья могут быть расположены как на цилиндрической поверхности, так и на торце. Каждый зуб фрезы представляет собой простейший инструмент – резец. Фрезы, как правило, - многозубый инструмент, но иногда применяют однозубые фрезы. Основные виды фрез: дисковые, цилиндрические, торцевые, шпоночные, угловые, концевые, прорезные (отрезные), фасонные. Конструктивно делятся на цельные, со сменными зубьями и сборные.
На горизонтально-фрезерных станках ось вращения фрезы расположена горизонтально, а на вертикально-фрезерных – вертикально, но может поворачиваться на угол +/- 45° в вертикальной плоскости.
Примеры работ, выполняемых на горизонтально-фрезерных станках: обработка прямоугольных и фасонных пазов дисковыми фрезами, обработка вертикальных поверхностей торцевыми фрезами. На вертикально-фрезерных станках выполняются такие работы, как обработка горизонтальных поверхностей торцевыми фрезами, обработка скосов и вертикальных поверхностей, обработка закрытых и открытых шпоночных пазов концевыми фрезами.
APT - первый язык программирования для применения в специализированной области, первый язык программирования операций обработки деталей на станках с числовым программным управлением (ЧПУ). APT это не только язык станков с ЧПУ, но также и программа, которая выполняет расчеты по определению положений режущего инструмента в соответствии с операторами языка. Система APT предназначена для программирования операций в трех мерном пространстве, причем ее можно использовать для управления станками, которые имеют до пяти управляемых осей. Ее можно использовать для управления процессами разнообразных операций механической обработки. Язык включает четыре типа операторов: геометрические операторы, операторы движения, операторы постпроцессора и вспомогательные операторы.
Мощным средством языка APT является возможность использования макрооператоров (макросов). Они применяются в тех случаях, когда определенная последовательность движений повторяется многократно в процессе выполнения конкретной программы. Цель использования микрооператоров заключается в уменьшении числа операторов в записи всей APT -программы.
В ходе курсового проектирования была написана программа, использующая геометрические данные, определяющие деталь в процессе автоматизированного проектирования и формирующая траекторию движения инструмента.
Выходными данными программного средства является текст программы на языке Cutter Locations DATA (CLDATA).
Воронежский государственный технический университет
УДК 681.3
В.В. Проскурин, А.И. Бобров, А.А. Кузенков
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКОГО ПРОЦЕССОРА СВЕРЛИЛЬНОЙ ОБРАБОТКИ
Сверлильные станки - многочисленная группа металлорежущих станков предназначенных для получения сквозных и глухих отверстий в сплошном материале, для чистовой обработки (зенкерования, развёртывания) отверстий, образованных в заготовке каким-либо другим способом, для нарезания внутренних резьб, для зенкования торцовых поверхностей. Применяя специальные инструменты и приспособления, на сверлильных станках можно растачивать отверстия, вырезать отверстия большого диаметра в листовом материале («трепанирование»), притирать точные отверстия и т. д. Сверлильные станки используют в механических, сборочных, ремонтных и инструментальных цехах машиностроительных заводов. На сверлильных станках обработка отверстий производится свёрлами зенкерами, развёртками, зенковками и другими инструментами, нарезание резьбы — метчиками. Основным режущим инструментом в сверлильных станках является сверло.
Модуль "Геометрический Процессор" предназначен для графического представления контура детали, элементов разобщенной геометрии, а также имитации перемещений инструмента в процессе обработки детали.
Геометрический процессор включает не только развитые средства визуализации на экране, но и мощные средства для снятия копии изображения на любой Windows-совместимый принтер. Пользователь управляет различными параметрами печати (масштаб ручной/автоматический, печать в цвете, выбор квадранта листа, фильтрация слоев, выбор отступа и габарита листа, надписывание и многое другое). Эти функции позволяют снять копию для дальнейшей работы или сделать простейший эскиз для передачи в цех.
Входными данными является программа на языке описания геометрической детали САП СМ-4. Выходными данными является текст программы сверлильной обработки на CLDATA.
В рамках своего курсового проекта, разработал геометрического процессор сверлильной обработки. Справочная система и понятный интерфейс, созданная благодаря среде программирования Delphi 7.0 с использованием реляционной БД, создают для пользователя достаточно комфортные условия при работе.
Воронежский государственный технический университет
УДК 681.3
А.В. Паринов, Е.С. Здоровцова, Е.Д. Федорков
СПЕЦИФИКА РАЗРАБОТКИ ПРОГРАММНОГО СРЕДСТВА
Разработке программных средств присущ ряд специфических особенностей:
Прежде всего следует отметить некоторое противостояние: неформальный характер требований к ПС (постановки задачи) и понятия ошибки в нем, но формализованный основной объект разработки - программы ПС. Разработка ПС содержит определенные этапы формализации, а переход от неформального к формальному существенно неформален.
Разработка ПС носит творческий характер, а не сводится к выполнению какой-либо последовательности регламентированных действий. Тем самым эта разработка ближе к процессу проектирования каких-либо сложных устройств, но никак не к их массовому производству. Этот творческий характер разработки ПС сохраняется до самого ее конца.
Следует отметить также особенность продукта разработки. Он представляет собой некоторую совокупность текстов (т.е. статических объектов), смысл же этих текстов выражается процессами обработки данных и действиями пользователей, запускающих эти процессы (т.е. является динамическим). Это предопределяет выбор разработчиком ряда специфичных приемов, методов и средств.
Продукт разработки имеет и другую специфическую особенность: ПС при своем использовании (эксплуатации) не расходуется и не расходует используемых ресурсов.
Определение архитектуры программного средства - это представление строения как оно видно извне его, т.е. представление ПС как системы, состоящей из некоторой совокупности взаимодействующих подсистем. В качестве таких подсистем будут выступать отдельные программы.
Воронежский государственный технический университет
УДК 681.3
А.В. Паринов, О.Н. Маркова, И.В. Зубарев
ИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА «СТУДЕНТ»
Студенты многие имеют E-mail и WWW-страницы. Информация о студентах хранится в базах данных АСУ, доступ к которым ограничен, а сведений об их Интернет-ресурсах просто нет.
Возникла необходимость создания единой информационной системы о студентах вуза, размещенной в Интернет, с которой при помощи обычного WWW-браузера могли бы работать все желающие.
Разработана и введена в эксплуатацию поисковая система «Студент», содержащая подробную информацию о каждом студенте: личные данные, контингент по группам, а также структурированные данные вуза (факультеты, специальности, студенческие группы). Однако состав групп изменяется, а предусмотреть все конкретные запросы пользователей невозможно. Поэтому информационное наполнение системы заключено не в совокупности HTML-файлов, а в динамической их генерации в зависимости от конкретного запроса пользователя.
Данные извлечены из закрытой системы АСУ ВУЗ и размещены в сервере баз данных Microsoft SQL Server 7.0, работающем под управлением Windows NT 4.0. Система сконфигурирована таким образом, что между HTTP-сервером Microsoft Internet Information Server 4.0. и собственно сервером баз данных существует программный интерфейс, доступный для программиста через Active DataBase Objects (ADO).
Пользователь с помощью браузера переходит на соответствующую страницу системы, заполняет поля формы и отправляет запрос, нажав на кнопку. Сведения через шлюз WWW-сервера поступают на обработку серверу баз данных. Запрос обрабатывается программами, написанными разработчиками системы на языке Visual Basic Script, и его результаты в обратном порядке передаются пользователю в виде сгенерированной с помощью технологии Active Server Pages (ASP) WWW-страницы. Это позволяет, по сравнению с обычным WWW-сервером, значительно повысить актуальность получаемых сведений, управляемость и простоту администрирования WWW-узла.
Была создана первая в городе информационная система о студентах, размещенная в Интернет. Данная система позволила значительно упростить и расширить доступ пользователей к необходимой части корпоративной информации. На ее основе будут создаваться аналогичные информационные системы в Интранет вуза.
Воронежский государственный технический университет
УДК 168.1
Г.А. Бусыгин, А.В. Паринов, А.Н. Чекменев
ИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ СЕССИЕЙ
Автоматизация управления университетом, в частности, управления его учебным процессом по-прежнему является одним из актуальных направлений развития вуза. Более того, необходимость решения этой задачи, требования, предъявляемые к обеспечивающей ее решение информационной системе, усиливаются в связи с внедрением в университете современных автоматизированных информационных управляющих систем. Эффективное развитие управления учебным процессом обеспечивается путем непрерывного постоянного инновационного процесса, внедрения новых информационных технологий с использованием современных методов управления учебным процессом. Современные компьютерные технологии способны организовать учебный процесс гораздо эффективнее, чем традиционные средства обучения.
Задачей проектируемой системы является:
автоматизировать процесс управления сессией вуза;
сокращение трудозатрат на ведение документов;
снизить трудоемкость при работе с ведомостями.
Проектируемая система должна содержать интерфейс управления студентами, группами, специальностями и т.д., в котором должны отражаться названия специальностей, группы студентов, сами студенты и т.д. В данной системе можно добавлять, удалять группы, специальности, факультеты, студентов и т.д. Так же можно осуществить поиск нужной группы, студента, специальности, преподавателя, сессии и т.д.
Система должна отвечать следующим требованиям:
Она должна решать задачи добавления, удаления и редактирования студентов, преподавателей, групп, специальностей и т.д.
Хранить внесенную информацию в базе данных, для дальнейшего использования.
Необходимо использовать функцию, которая позволит выводить данные о сдаче сессии и вносить их непосредственно в ведомость.
Использовать функцию, которая позволит выводить данные успеваемости студентов, после чего предоставлять отчет пользователям не имеющим специализированного доступа.
Создавать и редактировать записи в базе данных программы.
Предъявлять низкие требования к программно-аппаратным средствам компьютера пользователя.
Иметь гибкий интерфейс, рассчитанный на пользователя с невысоким уровнем знания ПК.
В организационно-экономической части дипломного проекта была рассчитана оценка результатов создания и функционирования системы по качественным показателям. В результате расчета выявили, что уровень качества разработанного программного средства выше уровня затрат, тем самым показывая, что данный проект является конкурентоспособным на рынке.
Воронежский государственный технический университет
УДК 681.3
А.В. Паринов, Д.В. Смирнов
ЭТАПЫ РАЗРАБОТКИ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ САПР ТП
Разработка САПР, как и любой системы, начинается с разработки ее функциональной модели, которая позволяет определить взаимосвязь решаемых САПР задач и базовых компонентов САПР. Определяя задачи САПР, мы проводили следующий анализ.
Все требования к САПР определяются содержанием входной информации, заключающейся в описании модели детали: размера, формы инструмента, материал, масса, термообработка, отображенной в карте исходных данных (КИД). А также определяется выходной информацией, заключающейся в виде маршрутной карты (МК), операционной карты (ОК). Эти карты заполняются информацией, которую считывает подсистема документирования из массива ТП, которая разработана в рамках проекта.
Рассматриваемая задача выбора оборудования и такие как выбор инструмента, выбор приспособления, расчет режимов резания и норм времени - являются подсистемами или функциональными модулями. Взаимосвязь этих подсистем и основных компонентов САПР (подсистема документирования, подсистема кодирования и контроля исходных данных, графика, интерфейс, массив ТП, подсистема технологического проектирования, подсистема нормирования, подсистема выбора оборудования) графически представлена в графической части проекта. Здесь же опишем основные компоненты САПР:
Подсистема документирования - выполняет оформление маршрутных и операционных карт, вычерчивание операционных эскизов, контроль технологических карт, контроль документации на основные технологические процессы и технологическую оснастку, а также размножение документации.
Подсистема кодирования и контроля исходных данных - выполняет кодирование множества чертежей, обрабатываемых деталей и преобразование массива формальных описаний деталей в массивы конструкторско-технологических кодов.
Интерфейс - выполняет следующие функции: обеспечение диалога, ввод-вывод данных, обработка графической информации, тестирование с целью обеспечения целостности и непротиворечивости данных в БД, выполнение запросов данных в базе данных.
Массив ТП - принимает всю информацию в виде результатов работы прикладной программы и подсистемы кодирования и контроля исходных данных, сортирует ее по отдельным записям, и передает подсистеме «Документирования», которая уже заполняет ею МК, ОК, ВО.
Подсистема технологического проектирования – выполняет три основные функции системы: формирование маршрута обработки, определение последовательности переходов в составе операций и формирование текстов переходов.
Подсистема нормирования – проводит нормирование технологических и экономических характеристик технологического процесса.
Подсистема расчета режимов резания – проводит расчет режимов резания для различных операций.
Подсистема выбора оборудования - проводит выбор оборудования, используемого в технологическом процессе обработки детали.
Верхним уровнем САПР ТП является интерфейс, осуществляющий управление функциями системы в диалоговом режиме. В системе реализованы следующие функции:
просмотр данных;
редактирование данных (изменение, добавление, удаление);
поиск данных;
печать отчетов (КИД, МК, ОК) в формате Excel;
формализация обобщенных КМ, КО;
предоставление полной информационной поддержки;
синтез частного маршрута методом анализа;
синтез частных операций методом анализа;
интерпретация текста переходов;
интерактивная помощь по системе.
При обращении к пункту меню происходит обращение к конкретному модулю подсистемы, который в свою очередь обращается с базой данных посредством драйверов. Полученная от базы информация используется при формализации ОКМ или ОКО, а также при заполнении КИД. В завершении процесса формализации данных происходит процесс построчного анализа данных. Данные, которые удовлетворяют условиям включения, передаются в результирующие таблицы БД. Далее, программный модуль обращается к этим таблицам баз данных и формирует формы отчетов, выраженные в виде карты исходных данных, маршрутной или операционной карты. На основании этого составляем функциональную модель системы.
Воронежский государственный технический университет
УДК 681.3
А.В. Паринов, М.Ю. Цыков
Подсистема расчета размерных цепей
Уравнения размерных цепей — это аналитические выражения взаимосвязи параметров замыкающего и составляющих звеньев размерных цепей.
С помощью уравнений размерных цепей проводят расчеты параметров замыкающего и составляющих звеньев (в соответствии с поставленными задачами), в том числе выбор методов достижения требуемой точности замыкающих звеньев размерных цепей.
В соответствии с параметрами звеньев размерных цепей для каждой размерной цепи различают следующие виды уравнений:
— номинальных размеров; — точности (допусков); — предельных размеров; — предельных отклонений; — координат середины полей допусков.
Конкретные выражения уравнений размерных цепей определяются видами размерных цепей, а также принятым методом расчета.
В настоящее время применяют два метода расчета (вычисления) параметров звеньев размерных цепей: метод максимума-минимума и вероятностный метод.
При расчете методом максимума-минимума учитывают только предельные размеры (отклонения) звеньев размерной цепи.
Недостатком метода максимума-минимума является очень малая вероятность совпадения действительных размеров параметров с их предельными размерами. Расчеты по этому методу приводят к повышенным требованиям к точности звеньев размерной цепи.
Вместе с тем метод достаточно прост и имеет широкое распространение в практике размерных расчетов.
При расчете вероятностным методом учитывают действительные или прогнозируемые законы рассеяния погрешностей звеньев размерных цепей и случайный характер их сочетания в размерных цепях. Вероятностный метод позволяет, задаваясь некоторой допустимой долей риска выхода замыкающего звена за установленные пределы, получить расширенные поля допусков составляющих звеньев размерной цепи по сравнению с методом максимума-минимума.
Уравнения плоскостных размерных цепей с параллельными линейными размерами. Расчет по вероятностному методу. Законы распределения составляющих звеньев размерных цепей. Звенья размерных цепей в данном случае рассматриваются как случайные величины, зависящие от множества технологических факторов, включающих в себя состояние оборудования, методы и точность его настройки, качество и точность режущих инструментов и измерительных средств, физико-механические свойства материала заготовок, способы базирования и установки деталей при обработке, Деформации упругой системы деталь-инструмент-станок-приспособление, квалификацию рабочих и многие другие.
Технологические факторы, вызывающие рассеяние случайных величин - звеньев размерных цепей, определяют законы их распределения, среди которых наибольшее практическое применение имеют нормальный закон, усеченные нормальные законы, закон Симпсона (закон треугольника), закон равной вероятности, законы равновозрастающих и равноубывающих вероятностей, закон Максвелла и др. Наиболее широкое применение для многих технических приложений, в том числе для точностных расчетов, получил нормальный закон.
Воронежский государственный технический университет
УДК 681.3
В.В.Маковской, Я.В. Скугорова, И.С. Малышева