 |
Системы автоматизированного проектирования
|
|
|
|
Системы автоматизированного проектирования все больше входят в постоянную практику работы современного инженера-конструктора.
Система автоматизированного проектирования - автоматизированная система, реализующая информационную технологию выполнения функций проектирования, представляет собой организационно-техническую систему, предназначенную для автоматизации процесса проектирования, состоящую из персонала и комплекса технических, программных и других средств автоматизации его деятельности. Также для обозначения подобных систем широко используется аббревиатура САПР [7].
Часто САПР понимают ограниченно. САПР-ом называют расчет или моделирование с помощью компьютера какого-то одного параметра или группы параметров; либо синтез структуры разрабатываемого устройства (в лучшем случае какую-то одну проектную процедуру), или только чертежно-конструкторские графические редакторы с ограниченными наборами функций проектирования и автоматизированного проектирования технологических процессов. При этом не учитывается, что для САПР объектом автоматизации является весь процесс проектирования от предпроектных исследований до выпуска конструкторской документации и подготовки производства. Автоматизированное проектирование отождествляется с проектированием с применением ЭВМ для решения отдельных инженерных задач. Сегодня понятие «САПР» включает в себя гораздовбольшее,пнежелиппростов «программно-аппаратныйакомплексадляавыполненияапроектныхаработ с использованиемскомпьютеров», иазачастуюаэтотатерминвупотребляется, преждесвсего,акак удобнаясаббревиатураадлясобозначенияабольшоговклассаа системвавтоматизации.
|
|
|
Этогсвязаноасатем,ачтоазаапоследниев15-20слетстакие системы прошлисбольшойспутьсразвитиякотк«электронныхккульманов» первого поколения,кпредназначенныхквкосновномкдляк машинной подготовки проектной документации, доксовременных систем, автоматизирующих практическиквсекпроцессы, связанныекскпроектированиемкикизготовлением новыхкизделий, будьктокдеталь, узел приборакили целыйкавтомобиль, самолет или здание.
Сегодня двухмерная САПР - это не просто электронная чертежная доска. Главное - это быстрое, эффективное и безошибочное проектирование. Только с использованием современных систем проектирования можно в короткие сроки и с высоким качеством получить конкурентоспособное изделие.
Разумеется, чем сложнее разрабатываемое изделие, тем более сложной и многофункциональной должна быть САПР. Системы проектирования принято определять как CAD/CAM/CAE-системы. Функции автоматизированного проектирования распределяются в них следующим образом: модули CAD (Computer Aided Design) - для геометрического твердотельного моделирования и выпуска конструкторской документации (графические редакторы), модули САМ (Computer Aided Manufacturing) - для технологической подготовки производства, а модули САЕ (Computer Aided Engineering) - для инженерных расчетов и анализа с целью проверки проектных решений. Таким образом, современная система CAD/CAM/CAE способна обеспечить автоматизированную поддержку работ инженеров и специалистов на всех стадиях цикла проектирования и изготовления новой продукции [12].
CAD/CAE/CAM-системы по масштабу решаемых ими задач (в зависимости от их функциональных возможностей, набора входящих в них модулей и структуры организации) принято разделять на три класса: системы низкого уровня, среднего и полномасштабные системы (масштаба предприятия).
Системы низкого уровня обычно имеют ограниченный набор модулей и кроме автоматизации чертежных работ включают в себя графический моделлер с ЗD-поверхностной графикой (иногда с ЗD-твердотельной), модуль визуализации трехмерных тел, модуль генерации программ для оборудования с ЧПУ и др. В них ограничены возможности параметрического проектирования и ассоциативных связей; как правило, отсутствуют модули управления данными проекта, функционального анализа и управления процессом механосборки. К системам этого класса можно отнести такие системы автоматизации как AutoCAD, CADDY, отечественные Компас, Спрут и др.
|
|
|
Системы среднего уровня имеют наиболее широкий набор модулей. Системы этого класса обеспечивают более высокую функциональность при проектировании, используют геометрические моделлеры с возможностями параметрического моделирования и ассоциативности, а некоторые включают наборы модулей управления проектными данными и механическими сборками. К подобным системам могут быть отнесены Cimatron, KONSYS 2000, Pro/JUNIOR, MicroStation, отечественные T-Flex и др.
Наибольшими возможностями обладают полномасштабные системы CAD/CAE/CAM. Из них к числу наиболее распространенных относятся Pro/Engineer, Unigrphics, CADDS 5, CATIA. Это сложные, многофункциональные системы, в состав которых входит большой набор модулей (до 40 - 70) различного функционального, назначения.
Все эти программные средства стали неоспоримыми помощниками при разработке новых изделий.
САПР используются в проектных, конструкторских, технологических и других организациях и на предприятиях с целью: повышения качества и технико-экономического уровня проектируемой и выпускаемой продукции; повышения эффективности объектов проектирования, уменьшения затрат на их создание и эксплуатацию; сокращения сроков, уменьшения трудоемкости проектирования и повышения качества проектной документации.
Достижение указанных целей при использовании САПР возможно при условиях:
− систематизации и совершенствования процессов проектирования на основе применения математических методов и средств вычислительной техники;
− комплексной автоматизации проектных работ в проектной организации с необходимой перестройкой ее структуры и кадрового состава;
− повышения качества управления проектированием;
|
|
|
− применения эффективных математических моделей проектируемых объектов, комплектующих изделий и материалов;
− использования методов многовариантного проектирования и оптимизации;
− автоматизации трудоемких и рутинных проектных работ;
− замены натурных испытаний и макетирования математическим моделированием;
− создания единых банков данных, содержащих систематизированные сведения справочного характера, необходимые для автоматизированного проектирования объектов;
− унификации и стандартизации методов проектирования.
Основная функция САПР - осуществление автоматизированного проектирования на всех или отдельных стадиях проектирования объектов и их составных частей на основе применения математических и других моделей, автоматизированных проектных процедур и средств вычислительной техники.
Автоматизированное проектирование в САПР заключается в том, что отдельные преобразования описаний объекта проектирования и представления описаний на различных языках осуществляются путем взаимодействия человека и ЭВМ. В САПР могут осуществляться процедуры автоматического проектирования, при которых преобразование и представление описаний объекта проектирования выполняются без участия человека.
Функционирование САПР должно обеспечивать получение проектных решений, т.е. промежуточных или конечных описаний объекта проектирования, достаточных для рассмотрения или окончания проектирования. Результатом проектирования в САПР является совокупность законченных проектных решений, удовлетворяющая заданным требованиям, необходимым для создания объекта проектирования. Функционирование САПР должно обеспечивать получение проектных документов, выполненных в заданной форме и содержащих проектные решения или результаты проектирования [7].
Составными структурными частями САПР являются подсистемы, обладающие всеми свойствами системы и создаваемые как самостоятельные системы. По назначению подсистемы САПР разделяют на два вида: проектирующие и обслуживающие. Проектирующие подсистемы выполняют проектные процедуры и операции, например: подсистема проектирования деталей и сборочных единиц; подсистема проектирования частей зданий и сооружений; подсистема технологического проектирования. Обслуживающие подсистемы предназначены для поддержания работоспособности проектирующих подсистем, например: подсистема графического отображения объектов проектирования; подсистема документирования; подсистема информационного поиска.
|
|
|
В зависимости от отношения к объекту проектирования различают два вида проектирующих подсистем: объектно-ориентированные (объектные); объектно-независимые (инвариантные). Объектные подсистемы выполняют одну или несколько проектных процедур или операций, непосредственно зависимых от конкретного объекта проектирования. Инвариантные подсистемы выполняют унифицированные проектные процедуры и операции.
Подсистема состоит из компонентов САПР, объединенных общей для данной подсистемы целевой функцией и обеспечивающих функционирование этой подсистемы. Компонент представляет собой элемент обеспечения, выполняющий определенную функцию в подсистеме:
− методическое обеспечение - документы, в которых отражены состав, правила отбора и эксплуатации средств автоматизации проектирования;
− лингвистическое обеспечение - языки проектирования, терминология;
− математическое обеспечение - методы, математические модели, алгоритмы;
− программное обеспечение - документы с текстами программ, программы на машинных носителях и эксплуатационные документы;
− техническое обеспечение - устройства вычислительной и организационной техники, средства передачи данных, измерительные и другие устройства или их сочетания;
− информационное обеспечение - документы, содержащие описания стандартных проектных процедур, типовых решений, типовых элементов, комплектующих изделий, материалов и другие данные, а также файлы и блоки данных на машинных носителях с записью указанных документов;
− организационное обеспечение - положения, инструкции, приказы, штатные расписания, квалификационные требования и другие документы, регламентирующие организационную структуру подразделений и их взаимодействие с комплексом средств автоматизации проектирования.
T-FLEX CAD 2D/3D
T-FLEX CAD - система параметрического проектирования, объединяет в себе 3D- и 2D-функционал, обладает исчерпывающим инструментарием для создания параметрических и непараметрических чертежей деталей и сборок, а также для оформления конструкторской документации. При этом она обеспечивает полную поддержку как ЕСКД, так и зарубежных стандартов[8].
|
|
|
T-Flex CAD 2D – система автоматизированного параметрического проектирования и черчения. Предназначена для быстрого и качественного выпуска чертежной документации в полном соответствие с ЕСКД и международными стандартами. Позволяет создавать чертежи деталей, сборочные чертежи, спецификации, схемы, текстовые документы. Включает обширные библиотеки параметрических стандартных элементов.
T-Flex CAD 3D – система трехмерного твердотельного проектирования. Предназначена для создания трехмерных деталей, сборочных конструкций и автоматического получения точных чертежей по трехмерным моделям. Содержит полный набор функций для создания пространственных моделей, включая эффективный механизм параметрического пересчета двунаправленной ассоциативности между чертежами и трехмерными моделями. Включает всю функциональность T-Flex CAD 2D.
Элементы модели T-Flex CAD могут быть связаны параметрами и геометрическими отношениями (параллельность, перпендикулярность, касание и т.д.). Все параметры чертежа могут быть выражены с помощью переменных, рассчитаны по формулам, выбраны из баз данных. Перечисленные возможности позволяют получить полностью параметрический чертёж и удобные способы его изменения.
Под параметризацией подразумевается многократное использование чертежа с возможностью изменения его параметров.
Уникальные по своим возможностям являются средства создания сборочных параметрических чертежей. T-Flex CAD позволяет получать сложные чертежи, в которых его отдельные части могут быть взаимосвязаны. Связь можно задать как через геометрическую зависимость, так и через значения параметров. Меняя параметры сборочного чертежа, можно за считанные секунды получить готовые чертежи нового проектируемого изделия. Одновременно с изменением сборочного чертежа получаем и чертежи его составных частей (деталей), а также другие сопутствующие документы.
Программа T-FLEX CAD полностью параметрическая, основанная на принципиально новом подходе к 2D-проектированию и оформлению чертежей: все параметры чертежа могут быть выражены с помощью переменных, рассчитаны с помощью обычных формул или выбраны из баз данных. За счет этого конструктор за несколько минут пользователь может получить десятки рабочих чертежей разных типоразмеров изделия.
Кроме того, созданные в программе T-FLEX CAD параметрические чертежи отдельных деталей можно соединить, получая при этом параметрические сборочные чертежи, в которых изменение параметров сборочного чертежа приводит к изменению всех его составных частей.
Используя параметрические сборочные чертежи, созданные в T-FLEX CAD, конструктор имеет возможность быстро и эффективно получать требуемые модификации сборок. Сборочный чертеж можно спроектировать так, чтобы при различных условиях в него входили разные детали. Подобрав необходимые параметры сборки, можно быстро получить готовые рабочие чертежи отдельных деталей и спецификацию, оформленную в соответствии с ЕСКД. При изменении параметров сборки автоматически будет изменяться спецификация и все другие документы. Уровень параметрических связей не ограничен.
|
|
|
