Применение ориентированных гиперграфов ограничений при проектировании технологии изготовления высокоточных конструкций

П.В. Круглов, И.А. Болотина

Инженерный журнал: наука и инновации

# 5 2016

как для крупносерийного, так и для мелкосерийного производства.

Обеспечение высокого качества сборки, установленного такта вы-

пуска, снижение затрат труда и ресурсов, учет возможностей дей-

ствующего производства — основные факторы, влияющие на выбор

технологии сборки. Поскольку уровень автоматизации проектирова-

ния сборочных технологических процессов в существующих систе-

мах автоматического моделирования недостаточно высок, такую за-

дачу часто приходится решать вручную. Основная проблема заклю-

чается в том, что число возможных вариантов технологии сборки

существенно зависит от числа деталей на сборочном чертеже узла

или агрегата. Так, при числе деталей в составе сборочной единицы

= 15 число вариантов последовательностей сборки (маршрутов

сборки) без учета геометрических, технологических и прочих огра-

ничений составит

! ≈ 1,3*

+12. В составе современных конструкций

узлов, агрегатов ракетно-космической техники число деталей и сбо-

рочных единиц может доходить до нескольких сотен и тысяч наиме-

нований. Поэтому задача автоматизация проектирования технологи-

ческих процессов сборки высокоточных конструкций актуальна.

Методы решения.

Для решения такой задачи эффективным ме-

тодом является применение теории графов, позволяющей снизить

потребность в расчетных ресурсах [1–16]. В частности, в работах [1–

4] предложено использовать граф для описания взаимосвязей между

элементами конструкции и формирования на этой основе технологии

сборки. Вместе с тем, при таком построении модели изделия сложно

учитывать значительное число связей в конструкции. Применение в

моделях конструкций математического описания гиперграфов позво-

ляет формировать такие последовательности сборки изделия, кото-

рые учитывают полноту механических связей деталей в конструкции

[5, 6]. При этом в моделях изделий учитываются условия контакта

деталей, базирования деталей относительно других деталей, возмож-

ности их группирования в узлы.

Определению рациональной последовательности сборки высоко-

точных изделий посвящен ряд работ [7, 8]. Одним из перспективных

методов генерации вариантов сборки является использование ориен-

тированных гиперграфов с ограничениями [13–16], что при проекти-

ровании позволяет обеспечивать просмотр и анализ значительно

большего числа вариантов сборки изделия по сравнению с обычным

путем проектирования. Математическое описание теории ориентиро-

ванных гиперграфов и их отличия от других моделей изложены в ра-

ботах [10–12]. Предлагаемый в настоящей работе метод основан на

введении разработчиком ограничений на возможные варианты сбор-

ки изделия, определяющих возможность или невозможность после-

дующей сборки конструкции.