Блочно-модульная САПР гальванических линий

 
 
 
 
М. В. Соколов 
 
 
 
 
 
 
 
 
БЛОЧНО-МОДУЛЬНАЯ САПР ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ЛИНИЙ 
 
 
Учебное пособие 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Москва    Вологда 
«Инфра-Инженерия» 
2024 
 

Утверждено учёным советом ФГБОУ ВО 
«Тамбовский государственных технический 
университет» в качестве учебного пособия 

УДК 004.422.81 
ББК 32.973 
С59 
 
 
Рецензенты: 
доктор технических наук, профессор, зав. кафедрой материалов и технологии 
ФГБОУ ВО «Тамбовский государственный технический университет» 
Мордасов Денис Михайлович; 
зам. начальника производства АО «Тамбовский завод “РЕВТРУД”» 
Долотов Виктор Иванович 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Соколов, М. В. 
С59   
Блочно-модульная САПР гальванических линий : учебное пособие / 
М. В. Соколов. – Москва ; Вологда : Инфра-Инженерия, 2024. – 104 с. : ил., 
табл. 
ISBN 978-5-9729-1680-1 
 
Проведен литературно-патентный обзор современного состояния систем автоматизированного проектирования. Определены функции, процедуры и структура блочномодульной САПР гальванических линий. Осуществлен выбор программных средств 
для разработки блоков САПР. Разработано программное обеспечение, позволяющее 
рассчитывать технологические и конструктивные параметры гальванического оборудования. Определены конструктивные и режимные параметры гальванических линий, 
подлежащие оптимизации. В качестве критерия оптимизации выбран минимум приведенных затрат на проведение процесса нанесения покрытия. Осуществлена постановка 
задачи оптимизации процесса нанесения покрытия. 
Для студентов старших курсов и магистрантов по направлениям бакалавриата 
15.03.05, 15.03.01 и магистратуры 15.04.05, 15.04.01 «Конструкторско-технологическое 
обеспечение машиностроительных производств», профиль «Технология машиностроения» и «Машиностроение», профиль «Цифровое машиностроение», соответственно. 
 
УДК 004.422.81 
ББК 32.973 
 
 
ISBN 978-5-9729-1680-1 
” Соколов М. В., 2024 
 
” Издательство «Инфра-Инженерия», 2024 
 
” Оформление. Издательство «Инфра-Инженерия», 2024 

ОГЛАВЛЕНИЕ 
 
ВВЕДЕНИЕ  ................................................................................................................. 4 
1. ОБЗОР СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ СИСТЕМ 
АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ  ........................................... 5 
1.1. Системы автоматизированного проектирования и их место среди 
других автоматизированных систем ......................................................................... 5 
1.2. Структура САПР .................................................................................................. 9 
1.3. Классификация САПР  
....................................................................................... 11 
1.4. Функции и проектные процедуры, реализуемые в САПР ............................. 13 
1.5. Примеры программ ............................................................................................ 16 
2. БЛОЧНО-МОДУЛЬНАЯ САПР ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ЛИНИЙ  
................... 22 
2.1. Обобщенная блок-схема САПР  ....................................................................... 22 
2.2. Выбор программных средств для разработки блоков САПР ........................ 28 
2.2.1. Характеристика СУБД Microsoft Access 
....................................................... 28 
2.2.2. Характеристика среды программирования Microsoft Visual Fox Pro 9.0 
........ 
31 
2.3. Создание баз данных проекта в Visual Fox Pro 9 ............................................ 32 
2.4. Создание форм в Visual Fox Pro 9 .................................................................... 35 
2.5. Создание приложения для расчета оборудования и оснастки 
гальванического производства  
................................................................................ 39 
2.5.1. Блок расчета параметров процесса нанесения покрытия  
........................... 55 
2.5.2. Блок расчета теплоты процесса нанесения покрытия  ................................ 62 
2.6. Структуры БД технологического оборудования, сырья и материалов  
........... 78 
3. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ОПТИМИЗАЦИИ КОНСТРУКТИВНЫХ 
И РЕЖИМНЫХ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА НАНЕСЕНИЯ  
ПОКРЫТИЯ  .............................................................................................................. 89 
ЗАКЛЮЧЕНИЕ  ........................................................................................................ 92 
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЕ  ............................................................................... 93 
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ  
............................................... 94 
ПРИЛОЖЕНИЯ  ........................................................................................................ 97 
3 

ВВЕДЕНИЕ 
С целью сокращения времени на проектирование и изготовление нового 
оборудования, внедрение его в производство необходимо обеспечить применением CALS- и GIS-технологий, которые содержат в себе различные комплексные CAD/CAM/CAE/PDM-системы. Отдельные модули этих систем в рамках 
одного предприятия позволяют осуществлять управление проектом (PDMсистемы), инженерные расчеты, анализ, моделирование и оптимизацию проектных решений (CAE-системы), двух- и трехмерное проектирование деталей и 
сборочных единиц (CAD-системы) и др. 
В данной книге рассматриваются вопросы создания программного обеспечения САПР гальванических линий. 
4 

1. ОБЗОР СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ СИСТЕМ 
АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ 
1.1. 
 Системы автоматизированного проектирования и их место  
среди других автоматизированных систем 
Жизненный цикл промышленных изделий включает ряд этапов, начиная 
от зарождения идеи нового продукта до утилизации по окончании срока его использования. Основные этапы жизненного цикла изделия представлены на  
рис. 1.1 [1]. 
 
 
 
Рисунок 1.1. Жизненный цикл изделия 
 
5 

К ним относятся этапы проектирования, технологической подготовки 
производства (ТПП), собственно производства, реализации продукции, эксплуатации и, наконец, утилизации. 
На всех этапах жизненного цикла изделий имеются свои целевые установки. При этом участники жизненного цикла стремятся достичь поставленных 
целей с максимальной эффективностью. На этапах проектирования, ТПП и 
производства нужно обеспечить выполнение ТЗ при заданной степени надежности изделия и минимизации материальных и временных затрат, что необходимо для достижения успеха в конкурентной борьбе в условиях рыночной экономики. Понятие эффективности охватывает не только снижение себестоимости продукции и сокращение сроков проектирования и производства, но и 
обеспечение удобства освоения и снижения затрат на будущую эксплуатацию 
изделий. Особую важность требования удобства эксплуатации имеют для 
сложной техники, например, в таких отраслях, как авиа- или автомобилестроение. 
Достижение поставленных целей на современных предприятиях, выпускающих сложные промышленные изделия, оказывается невозможным без широкого использования АИС. Специфика задач, решаемых на различных этапах 
жизненного цикла изделий, обусловливает разнообразие применяемых АИС. 
Основные типы АИС с их привязкой к тем или иным этапам жизненного 
цикла изделий показаны на рис. 1.2 [2]. 
Автоматизация проектирования осуществляется САПР. Принято выделять в САПР машиностроительных отраслей промышленности системы функционального, конструкторского и технологического проектирования. 
Первые из них называют системами расчетов и инженерного анализа 
или системами САЕ (Computer Aided Engineering). 
Системы конструкторского проектирования называют системами CAD 
(Computer Aided Design) [2]. 
6 

 
 
Рисунок 1.2. Этапы жизненного цикла промышленных изделий 
и используемые АС 
 
Проектирование технологических процессов составляет часть технологической подготовки производства и выполняется в системах САМ (Computer 
Aided Manufacturing). 
Функции координации работы систем CAE/CAD/CAM, управления проектными данными и проектированием возложены на систему управления проектными данными PDM (Product Data Management). 
Уже на стадии проектирования требуются услуги системы управления 
цепочками поставок (SCM – Supply Chain Management), иногда называемой системой Component Supplier Management (CSM). На этапе производства эта система управляет поставками необходимых материалов и комплектующих. 
Информационная поддержка этапа производства продукции осуществляется автоматизированными системами управления предприятием (АСУП) и 
автоматизированными системами управления технологическими процессами 
(АСУТП). 
К АСУП относятся системы планирования и управления предприятием 
ERP (Enterprise Resource Planning), планирования производства и требований к 
7 

материалам MRP-2 (Manufacturing Requirement Planning), производственная исполнительная система MES (Manufacturing Execution Systems), а также SCM и 
система управления взаимоотношениями с заказчиками CRM (Customer Requirement Management) [2]. 
Наиболее развитые системы ERP выполняют различные бизнес-функции, 
связанные с планированием производства, закупками, сбытом продукции, анализом перспектив маркетинга, управлением финансами, персоналом, складским 
хозяйством, учетом основных фондов и т. п. Системы MRP-2 ориентированы, 
главным образом, на бизнес-функции, непосредственно связанные с производством, а системы MES – на решение оперативных задач управления проектированием, производством и маркетингом [2]. 
На этапе реализации продукции выполняются функции управления отношениями с заказчиками и покупателями, проводится анализ рыночной ситуации, определяются перспективы спроса на планируемые изделия. Эти функции 
осуществляет система CRM. Маркетинговые задачи иногда возлагаются на систему S&SM (Sales and Service Management), которая, кроме того, используется 
для решения проблем обслуживания изделий. На этапе эксплуатации применяют также специализированные компьютерные системы, занятые вопросами ремонта, контроля, диагностики эксплуатируемых систем [2]. 
АСУТП контролируют и используют данные, характеризующие состояние технологического оборудования и протекание технологических процессов. Именно их чаще всего называют системами промышленной автоматизации [2]. 
Для выполнения диспетчерских функций (сбор и обработка данных о состоянии оборудования и технологических процессов) и разработки ПО для 
встроенного оборудования в состав АСУТП вводят систему SCADA 
(Supervisory Control and Data Acquisition). Непосредственное программное 
управление технологическим оборудованием осуществляют с помощью системы CNC (Computer Numerical Control) на базе контроллеров (специализирован8 

ных компьютеров, называемых промышленными), которые встроены в технологическое оборудование [2]. 
В последнее время усилия многих компаний, производящих программноаппаратные средства АС, направлены на создание систем электронного бизнеса 
(E-Commerce). Задачи, решаемые системами E-Commerce, сводятся не только к 
организации на сайтах Internet витрин товаров и услуг. Они объединяют в едином информационном пространстве запросы заказчиков и данные о возможностях множества организаций, специализирующихся на предоставлении различных услуг и выполнении тех или иных процедур и операций по проектированию, 
изготовлению, поставкам заказанных изделий. Такие системы E-Commerce называют системами управления данными в интегрированном информационном 
пространстве СРС (Collaborative Product Commerce) или PLM. Проектирование 
непосредственно под заказ позволяет добиться наилучших параметров создаваемой продукции, а оптимальный выбор исполнителей и цепочек поставок ведет 
к минимизации времени и стоимости выполнения заказа. Характерная особенность СРС – обеспечение взаимодействия многих предприятий, т. е. технология 
СРС является основой, интегрирующей информационное пространство, в котором функционируют САПР, ERP, PDM, SCM, CRM и другие АИС разных 
предприятий [2]. 
 
1.2. Структура САПР 
 
САПР состоит из подсистем, которые делят на проектирующие и обслуживающие. 
Проектирующие подсистемы непосредственно выполняют проектные 
процедуры (подсистемы геометрического трехмерного моделирования механических объектов, изготовления конструкторской документации и т. д.) [2]. 
 
 
9 

Обслуживающие подсистемы обеспечивают функционирование проектирующих подсистем, их совокупность часто называют системной средой (или 
оболочкой) САПР. Типичными обслуживающими подсистемами являются подсистемы управления проектными данными, подсистемы разработки и сопровождения программного обеспечения CASE (Computer Aided Software 
Engineering), обучающие подсистемы для освоения пользователями технологий, 
реализованных в САПР. 
Имеется несколько видов обеспечения САПР. Принято выделять семь видов обеспечения САПР [1]: 
– техническое (ТО), включающее различные аппаратные средства (ЭВМ, 
периферийные устройства, сетевое коммутационное оборудование, линии связи, измерительные средства); 
– математическое (МО), объединяющее математические методы, модели 
и алгоритмы для выполнения проектирования; 
– программное, представляемое компьютерными программами САПР; 
– информационное, состоящее из базы данных, СУБД, а также включающее другие данные, используемые при проектировании; отметим, что вся совокупность используемых при проектировании данных называется информационным фондом САПР, а база данных вместе с СУБД носит название банка данных; 
– лингвистическое, выражаемое языками общения между проектировщиками и ЭВМ, языками программирования и языками обмена данными между 
техническими средствами САПР; 
– методическое, включающее различные методики проектирования, иногда к нему относят также математическое обеспечение; 
– организационное, представляемое штатными расписаниями, должностными инструкциями и другими документами, регламентирующими работу проектного предприятия [2]. 
 
 
10