referat олега. Реферат по дисциплине Организация проектноизыскательной деятельности на тему Автоматизированное проектирование. Автоматизированное производство. Автоматическое конструирование
 Скачать 63.87 Kb.
|
Комплексы САПР в РоссииЧто касается отечественных разработчиков систем автоматизированного проектирования, то здесь также есть свои лидеры. Остановимся поподробнее на самых крупных из них. Компания Топ Системы (г.Москва), широко известная своим продуктом T-FLEX CAD не только в России, но и за рубежом, начиная с Версия 7.0 базируется на ядре Parasolid фирмы Unigraphics Solutions. Кроме того, вышли новые продукты— T-FLEX ЧПУ 2D и 3D (cистема подготовки программ для станков с ЧПУ) и T-FLEX NC Tracer (система имитации процесса обработки детали на станке с ЧПУ по готовой управляющей программе. Компания Consistent Software (г. Москва) выпустила серию специализированных программных продуктов, предназначенных для использования в различных прикладных областях и позволяющих выпускать проектную документацию в соответствии с российскими стандартами. Названия продуктов этой серии объединяет суффикс CS. Такие пакеты, как MechaniCS, ElectriCS, HydrauliCS, уже завоевали известность. В последнее время к этому семейству добавились TechnologiCS, СПДС GraphiCS и другие продукты. Минская фирма «Интермех» (Белоруссия) разрабатывает комплекс программ для автоматизированного конструкторско-технологического проектирования.— от разработки непосредственно конструкторской документации (Cadmech), с последующим автоматизированным выпуском текстовых конструкторских документов СП, ВС, ВП, ПЭ (AVS), до ведения сетевого иерархического архива предприятия, с возможностью ведения проектов и документооборота предприятия (Search). Компания АСКОН (г. Санкт-Петербург), хорошо известная своим пакетом КОМПАС, выпустила в начале 2000 года новый продукт— систему трехмерного моделирования КОМПАС-3D предназначенную для конструкторов. Также компания дополнила свои продукты для отечественного машиностроения; в середине 2000 года был выпущен новый продукт — КОМПАС-SHAFT Plus, в котором объединены КОМПАС-SHAFT (проектирование валов) и GEARS (расчет передач). Говоря об АСКОН, следует помнить, что компания начала свою работу с выпуска КОМПАС-График– системы, предназначенной для оформления чертежей по ЕСКД, чем и сумела удовлетворить массовый спрос промышленности в подобном решении. Дело в том, что чертежи являются ахиллесовой пятой нашего сегодняшнего прогресса в области автоматизации инженерного труда. Часто, даже внутри предприятий, руководители не могут ввести СТП, которые позволяли бы обмениваться данными между отделами в виде моделей, а не чертежей. Поэтому, чтобы не было споров и во избежание попадания под разбор соответствующей комиссии на предприятиях до сих пор делаются чертежи по ЕСКД. Здесь же сидит нормо-контроль, который требует, чтобы другой отдел не принимал работу, пока она не будет сдана в соответствии с ЕСКД… Сейчас эта практика понемногу уходит из маленьких частных компаний, но если предприятие находится под контролем группы или министерства, то никуда от этого не деться. Происходит своего рода волнообразное повышение производительности на определенном этапе жизненного цикла и в определенной функциональной среде, а затем следует обрыв – создание чертежей по нормам ЕСКД. К слову, ни один другой документ, кроме чертежа по ЕСКД, судебные и сертификационные инстанции принимать к рассмотрению не будут. Это, конечно, является сегодня громадным тормозом. КОМПАС-График решал описанную задачу, и поэтому пользовался колоссальным спросом. С точки зрения повышения производительности, это решение серьезных преимуществ не дает, но позволяет предприятиям работать так же, как они работали 20 - 30 лет назад – зато теперь на компьютерах. Хорошая идея может родиться у одного-двух-трех человек. Но для того чтобы продукт стал технологичным и коммерческим, он должен пройти колоссальный путь, и в этой работе должны быть задействованы сотни людей, труд которых стоит определенных денег. Когда мы хотим оценить качество какого-либо имеющегося на рынке коммерческого продукта, первое, что мы должны спросить: сколько денег вложено в его разработку? Потому что деньги являются мерилом труда, вложенного в продукт. Если говорить о развитии САПР, то известно, что системы, как и люди, имеют возрастные состояния: младенчество, зрелость и старость. Они меняются, проходят поколения – 1-е, 2-е, 3-е, 4-е… Сегодня мы находимся на границе 4-го и5-го поколения. САПР – это средство генерации данных, но если оно не связано одновременно с хранилищем данных и системой навигации по этим данным, то мы имеем САПР 3-го поколения, или desktop-решение. Сегодняшние САПР 4-го и 5-го поколений способны решать задачу интеграции со средой хранения данных и управления процессами, управления смежными с документацией данными. САПР 5-го поколения считается такая система, в которую добавлена интеллектуальная составляющая, решающая конкретную техническую задачу. Такие приложения уже начали появляться в составе модулей основных разработчиков САПР. Понятие интегрированной системы автоматизацииАвтоматизация различных областей деятельности производственного предприятия, осуществленная с помощью CAD/CAE/CAPP/CAM систем, а также необходимость организации хранения проектных данных в общей базе (осуществленная с помощью PDM-систем) привели к поглощению мелких специализированных компаний крупными, и созданию ведущими разработчиками САПР единый комплексов программных решений от одного поставщика. Известно, что частичная автоматизация зачастую не дает ожидаемого повышения эффективности функционирования предприятий. Поэтому предпочтительным является внедрение интегрированных САПР, автоматизирующих все основные этапы проектирования изделий. Сущность интеграции заключается в способности создавать данные в одном приложении (CAD) и при малых изменениях использовать их в другом приложении (CAE, CAM). Дальнейшее повышение эффективности производства и повышение конкурентоспособности выпускаемой продукции возможно за счет интеграции систем проектирования, управления и документооборота. Основные преимущества интегрированных систем автоматизации (ИСА) можно сгруппировать в следующие категории: 1. Качество ИСА может оказаться мощным средством как для установления требований к продукции, так и для измерения того, на сколько хорошо эти требования удовлетворяются. Например, экспертные системы могут дать уверенность, что требования, установленные для каждой новой продукции, соответствуют общим стандартам и совместимы с другой продукцией фирмы. Система просто не позволит инженеру-проектировщику забыть или нарушить спецификацию. Когда дело касается измерения качества продукции, ИСА может служить для того, чтобы: - Обеспечить данные для статистики системы контроля производства; - Обеспечить данные для оборудования лабораторного тестирования; - Проводить аппаратный контроль измерения с использованием станков с ЧПУ. 2. Потребительская стоимость. Получение максимума за ваши деньги. Чем ближе продукция была спроектирована к требованию клиента, тем охотнее он будет платить деньги. 3. Время разработки. Если проанализировать, где теряют время инженеры, то обнаружится, что много времени уходит на поиск и получение информации, необходимой для проектирования продукции. Очень часто не хватает достаточно точной информации для выполнения инженерной работы. Если недоступна хорошая возможность компьютерного моделирования, то много времени уходит в ожидание проверки прототипов и их передел, и проверки снова и снова. 4. Автоматизация – тип детального проектирования (в части чертежных работ) позволяет избежать многочисленных разнообразных ошибок (размеры, не согласующиеся между собой на проекциях, отсутствуют информации о детали). 5. Поддержка производственной технологии. Многие из современных, производственных технологий не могут быть эффективно реализованы без интегрированных САПР-АСТПП. Это касается роботов, гибких производственных систем. 6. Сокращение ошибок и удобство внесения инженерных изменений. 7. Широкие вычислительные сети, связи предприятия. Современное предприятие в своей деятельности связано со многими другими предприятиями – смежниками, поставщиками комплектующих изделий, заказчиками и т.д. Время согласования производственных вопросов с ними влияет на общее время выполнения заказа, а его уменьшение требует в первую очередь автоматизации общих информационных потоков. Такая совокупность организационно самостоятельных организаций, но информационно связанных между собой для выполнения определенных заказов представляет собой виртуальное предприятие. Для создания нового особо сложного наукоемкого изделия нужна первоначальная разработка модели реализующего его виртуального предприятия. Она должна включать все необходимые ресурсы для его создания и состав производства и предприятий для их реализации. Программно-технической поддержкой такой организации является локальная сеть предприятия либо сеть Intranet виртуального предприятия с общим доступом к базам данных и знаний [8]. Очевидным развитием объединяющего процесса ИСА является его связывание с другими компонентами системами. К настоящему времени разработано много смежных дисциплин с новой терминологией и уже устоявшейся аббревиатурой. Все виды инженерной деятельности, управление компаниями, объединены под названием «АС инженерного обеспечения» (АСИО). Эта система включает: - САПР/АСТПП - Процедуры АСУ производством (АСУП). - Процедуры АС производства планирования (АСПП). - Планирование процесса проектирования с использованием комплексного ПО. - Система автоматизации проектирования инструмента и процесса обработки. - Система автоматизации процесса усовершенствования. -Система автоматизации проектирования расположения оборудования на производстве, включая графическую имитацию робототехники. Полная интеграция отраслей АСИО вместе с интегрированными экономическими и бухгалтерскими системами, называется компьютерным интегрированным пространством (КИП). Интеграция геометрических и конечно-элементных моделейИнтеграция CAD и CAE систем заключается в том, что конечно-элементная модель, необходимая для инженерного расчёта в CAE системе, строится по геометрической модели в CAD системе. Для такого построения в CAD системах используется приложение FEM (Finit Element Modeling – конечно-элементное моделирование). При преобразовании геометрической модели в модель конечных элементов пользователь наносит на геометрическую модель сетку, то есть разбивает её на конечное число элементов, каждый из которых идентифицируется координатами своих узлов X, Y, Z и взаимосвязью с соседними элементами. Процесс анализа часто является итерационным – тем самым оптимизируется проект. В результате анализа, например, может быть выявлена концентрация напряжений, которая выходит за пределы допустимых характеристик материала детали. Эти факты, обнаруживаемые в процессе анализа, обусловливают конструкторские изменения, такие, как размещение добавочных опор, утолщение, переопределение нагрузки, изменение типа материала или другие корректирующие действия. После выполнения этих исправлений геометрия модели может измениться. Интеграция геометрической модели с технологической подготовкой производства Интеграция CAD/CAM систем заключается в том, что геометрическая модель объекта используется для разработки технологических процессов изготовления и контроля реальной детали, для проектирования заготовки – путём добавления к ней технологических припусков и расчёта размерных технологических цепей, для проектирования литейной и штамповой технологической оснастки. При проектировании литейной и штамповой технологической оснастки на первом этапе осуществляется доработка геометрической модели детали с учётом термодинамических свойств материала детали, т.е. конструктор определяет усадку материала, в соответствии с которой вводятся различные коэффициенты масштаба по осям координат. На втором этапе производится назначение литейных или штамповочных припусков на механическую обработку и вновь корректируется геометрическая модель. Таким образом, производится переход от геометрической модели детали к геометрической модели заготовки – отливки или штамповки. На третьем этапе в CAD/CAM системах, например, в Power Mill, по полученным геометрическим моделям заготовки конструируется технологическая оснастка: — строятся поверхности и линии разъёмов; — определяются формирующие элементы - полуформы для отливок, вставки для пресс-форм, комплекты «матрица – пуансон» для штамповок; — формируются управляющие программы для станков с ЧПУ для изготовления оснастки; — производится изготовление оснастки, причём формообразующие поверхности изготавливаются либо механической обработкой на станках с ЧПУ, либо электроэрозионной обработкой также на станках с ЧПУ; — производится получение изделия в соответствии с разработанным технологическим процессом, контроль на контрольно – измерительных машинах и сравнение полученных контуров с геометрической моделью детали. При удовлетворительных результатах следует изготовление опытно – промышленной партии деталей, сборка и испытание изделия. Одним из современных способов использования геометрических моделей в технологической подготовке производства является стереолитография (прототипирование) (технология Quick Cast). Этот метод предполагает получение в CAD/CAM системе по геометрической модели стереолитогафической модели (файл типа .stl) и выращивание тела детали из жидкого полимера под воздействием луча лазера, движение которого осуществляется на основе .stl - модели. Точность такого макета 0,05 мм. Такие макеты могут использоваться как слепки для последующего литья восковых моделей, применяемых в литейном производстве. Для лопаток, например, полимерные модели, полученные методом стереолитографии, можно использовать для аэродинамических испытаний, предварительных прочностных испытаний и проверки на собираемость лопаточных решёток. Требования к современным системам, обусловленные интеграцией: − повсеместный переход к твердотельному моделированию с использованием вариационной геометрии с ассоциативными связями, как развитию параметрического геометрического моделирования; − распространение ассоциативных связей на все уровни проекта, включая сборочные единицы, расчетные модули системы, технологическую подготовку производства; − обеспечение горизонтальной и вертикальной интеграции и сбалансированности модулей в рамках единой системы; − наличие средств поддержки параллельного проектирования и методов коллективной работы; Важное значение для обеспечения открытости САПР, ее интегрируемости с другими АС имеют интерфейсы, представляемые реализованными в системе форматами межпрограммных обменов. Очевидно, что, в первую очередь, необходимо обеспечить связи между CAE, CAD и CAM-подсистемами. В качестве языков — форматов межпрограммных обменов — используются IGES, DXF, Express (стандарт ISO 10303-11, входит в совокупность стандартов STEP), SAT (формат ядра ACIS) и др. Наличие взаимосвязей по стандарту STEP, что открывает возможности импорта/экспорта данных с различными CAD/CAM/CAE системами, поддерживающими этот стандарт. Библиографический список1. Норенков И. П. Основы автоматизированного проектирования: Учеб. для вузов. 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2002. — 336 с. 2. Малюх В. Н. Введение в современные САПР: Курс лекций. — М.: ДМК Пресс, 2010. — 192 с. — ISBN 978-5-94074-551-8 3. Ушаков Д.М. Введение в математические основы САПР: курс лекций. — М.: ДМК Пресс, 2011. — 208с. 4. Норенков И. П. Основы автоматизированного проектирования: учеб. для вузов. — 4-е изд., перераб. и доп.. — М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2009. — 430 с. — ISBN 978-5-7038-3275-2 5. Большаков В.П., Бочков А.Л., Лячек Ю.Т., Твердотельное моделирование деталей в САD-системах: AutoCAD, КОМПАС-3D, SolidWorks, Inventor, Creo. —СПб,: Питер, 2015. – 480 с. 6. Муромцев Ю. Л., Муромцев Д. Ю., Тюрин И. В. и др. Информационные технологии в проектировании радиоэлектронных средств: учеб. пособие для студ. высш. учебн. заведений. — М.: Издательский центр "Академия", 2010. — 384 с. — ISBN 978-5-7695-6256-3 7. Гончаров П.С., Ельцов М.Ю., Коршиков С.Б., Лаптев И.В., Осиюк В.А. NX для конструктора-машиностроителя.— Москва: ИД ДМК Пресс, 2009. — 376 с. — ISBN 978-5-94074-590-7 УДК 681.3.068.5015 ББК 34.42 К63 8. Гончаров П.С., Ельцов М.Ю., Коршиков С.Б., Лаптев И.В., Осиюк В.А. NX для конструктора-машиностроителя.. — Москва: ИД ДМК Пресс, 2010. — 504 с. — ISBN 978-5-94074-590-7 |