Система автоматизированного проектирования

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

1. Виды информационного обеспечения ТПП и его состав

2. Состав информационной базы САПР ТП. Понятие входной, выходной и оперативной информации в САПР ТП

3. Характеристика основных разделов технического задания на разработку САПР ТП

4. Классификация САПР ТП

5. Описать основные возможности системs трехмерного моделирования КОМПАС 3D (Компания АСКОН)

1. Виды информационного обеспечения ТПП и его состав

Информационное обеспечение ТПП делится на две группы: инвариантное функциям ТПП и функционально-ориентированное. Первая группа содержит'. информационный технический рынок

1) данные об имеющемся технологическом оборудовании, используемых технологических методах и процессах, производственных пло - шадях и их загрузке, технологической оснастке и других имеющихся в наличии ресурсах производства;

2) текушие технико-экономические показатели предприятия и данные об экономической ситуации на рынке выпускаемой предприятием продукции;

3) данные о реальных конструктивно-технологических параметрах поступивших заготовок и уже выпущенных изделий, полученные по результатам входного контроля заготовок и приемочного контроля изделий (например, опытной партии);

4) оперативную информацию о ходе реализованных технологических процессов, включающую данные операционного контроля технологического процесса или обрабатываемой заготовки после завершения определенной технологической операции;

5) обшие методы принятия технологических решений и их оптимизации.

Ко второй группе относятся:

1) правила выбора показателей и обеспечения технологичности конструкции изделий, сборочных единиц, деталей - для функции обеспечения технологичности конструкции изделий;

2) правила выбора вида, метода изготовления и конструирования исходных заготовок - для функции выбора и подготовки заготовок;

3) правила разработки, организации и применения технологического процесса, правила выбора СТО - для функции разработки технологического процесса;

4) правила проектирования - для функции проектирования СТО;

5) методы выявления причин отклонений хода технологического процесса, методы и правила принятия и реализации технологических решений по ликвидации отклонений в ходе технологического процесса - для функции контроля и управления.

Работы по ТПП на уровне предприятия обычно сосредоточены в отделе главного технолога (ОГТ) и технологических бюро цехов.

Составление технологической документации входит в обязанности специализированных технологических и машинных бюро ОГТ. Планирование технической (конструкторской и технологической) подготовки производства осуществляет специальная группа (бюро), подчиняющаяся непосредственно главному инженеру. Цеховые технологические бюро продолжают работу ОГТ, занимаясь в основном внедрением переданной им технологии в производство, инструктируя рабочих при ее освоении, помогая совершенствовать приемы и методы работы, выявляя степень экономической целесообразности применяемой оснастки и т. п.

Распределение работ по ТПП между ОГТ и цеховым технологическим бюро зависит прежде всего от типа производства.

На заводах единичного и мелкосерийного производства технологическая подготовка ведется децентрализованно. Общее методическое руководство ТПП осуществляет ОГТ или ОГМЕТ (отдел главного металлурга). Проведение работ по ТПП полностью возлагается на технологические бюро цехов.

На заводах крупносерийного и массового производства все работы ведут централизованно в ОГТ и ОГМЕТ, а цеховым технологическим бюро осуществляется внедрение разработанных технологических процессов, их корректировка и контроль, последующая рационализация.

На заводах со среднесерийным выпуском продукции при ее различных объемах встречается смешанная система организации ТПП, при которой для объектов устойчивой номенклатуры ТПП ведут централизованно, а для часто сменяемых изделий - децентрализованно (в цехах).

При централизованной организации ТПП службы ОГТ, как правило, специализируются по видам работ: бюро механической обработки, бюро покрытий и термической обработки и т. п.

В зависимости от типа производства, сложности изготовляемых изделий и уровня предъявляемых к ним требований ТПП проводят с различной степенью детализации. В условиях массового и крупносерийного производства, а также при изготовлении единичных экземпляров сложных, ответственных изделий, ТПП необходимо вести особенно тщательно. При серийном, мелкосерийном и единичном типах производства простых и недорогих изделий ТПП может быть ограничена предварительной разработкой минимально необходимых технологических и конструкторских документов и данных, а их конкретизация и детализация поручается работникам цеховых технологических служб.

Насколько грамотно будет организована ТПП и широко будут использоваться современные достижения в области техники и технологии, а также применяться современные средства механизации и автоматизации инженерного труда, настолько эффективна будет сама ТПП.

С целью поднятия уровня организации, качества и эффективности ТПП была создана единая система технологической подготовки производства (ЕСТПП).

ЕСТПП - это установленная государственными стандартами система организации и управления процессом технологической подготовки производства, предусматривающая применение прогрессивных типовых технологических процессов, стандартной технологической оснастки и оборудования, средств механизации и автоматизации производственных процессов, инженерно-технических и управленческих работ. В ЕСТПП изложены единые правила, по которым должна осуществляться ТПП, знание которых позволяет эффективно организовывать и управлять ТПП.

Документации на методы и средства ТПП разрабатывают в соответствии с требованиями Государственной системы стандартизации, ЕСТПП, в том числе:

Единой системы конструкторской документации (ЕСКД); единой системы технологической документации (ЕСТД); единой системы классификации и кодирования технико-экономической информации;

Единой системы государственного управления качеством продукции (ЕСГ УКП) и др.

Порядок формирования и применения документации на методы и средства ТПП определяется отраслевыми стандартами, стандартами предприятий и документацией, разработанной в соответствии со стандартами ЕСТПП.

2. Состав информационной базы САПР ТП. Понятие входной, выходной и оперативной информации в САПР ТП

По ГОСТу система автоматизированного проектирования (САПР) -- это комплекс средств автоматизации проектирования, взаимосвязанных с необходимыми подразделениями проектной организации и коллективом специалистов (пользователей системы), выполняющий автоматизированное проектирование. Это определение подчеркивает наличие взаимосвязи между комплексом средств автоматизации и пользователями этих средств. Подобные связи должны замыкаться не только на пользователей системы, но и на организационно-административные, планово-экономические, проектные и производственные подразделения предприятия. Эффективное использование САПР возможно лишь при системном внедрении автоматизированного проектирования в рамках единой технической политики предприятий и отраслей.

ГОСТ устанавливает состав и основные принципы создания САПР. Частями САПР являются подсистемы. Основное свойство САПР как системы проектирования состоит в том, что она обеспечивает получение законченных проектных решений и соответствующих этим решениям проектных документов. Для обеспечения такого свойства САПР должна состоять из компонентов, выполняющих определенную функцию в подсистеме:

- техническое обеспечение -- устройства вычислительной и организационной техники, средства передачи данных, измерительные и другие устройства или их сочетания, необходимые для выполнения автоматизированного проектирования;

- математическое обеспечение -- совокупность математических методов, моделей и алгоритмов проектирования, необходимых для выполнения проектирования;

- программное обеспечение -- документы с текстами программ, программы на машинных носителях и инструктивные документы для использования программ;

- информационное обеспечение -- документы, содержащие описания типовых проектных решений, справочной информации, представленных в требуемой форме;

- лингвистическое обеспечение -- совокупность языков описания исходных данных и заданий на проектирование, результатов проектирования, в том числе и промежуточных результатов, представленных в удобных для понимания и практического применения формах;

- методическое обеспечение -- документы, в которых отражены состав и правила отбора и эксплуатации средств (технических, математических, программных и прочих) обеспечения автоматизированного проектирования;

- организационное обеспечение -- совокупность документов,* устанавливающих состав и структуру проектных подразделений, пользующихся автоматизацией в проектировании, а также формы представления результатов проектирования, порядок передачи их в производство и в архив и другие взаимоотношения между службами производства, имеющими отношение к сопровождению и эксплуатации САПР и к документообороту результатов автоматизированного проектирования.

Входная, выходная и оперативная информация САПР ТП. Типы переменных, используемые в САПР ТП.Выходной информацией САПР ТП называют информацию, получаемую в результате выполнения функций системой и выдаваемую пользователю или в другие системы. Выдаваемая пользователю САПР ТП выходная информация об объекте проектирования чаще всего представлена в форме технологической документации. Выходная информация САПР ТП, передаваемая в другие системы, может быть представлена в иных формах, наиболее соответствующих взаимодействию рассматриваемых систем.

Оперативной называют информацию, отражающую в фиксированный момент времени состояние объекта проектирования, на который направлена деятельность САПР ТП.

В моделях, использующихся в САПР ТП, применяют переменные действительного, целочисленного, логического и символьного типов.

Действительные переменные представляют числами, имеющими целую и дробную часть (значащие цифры после запятой). Действительными переменными представляют значительную часть использующихся в САПР ТП данных. Например, массу детали, любые размерные характеристики, отклонения размеров, формы, взаимного расположения и т.д. Число значащих цифр до и после запятой для значений соответствующей переменной устанавливает разработчик системы исходя из ожидаемого диапазона возможных изменений переменной и требуемой точности расчетов.

Значения целочисленных переменных не имеют дробной части. Этими переменными представляют, например, данные о программе (объеме) выпуска, объемах операционных партий, числе рабочих мест и т.д.

Логические переменные имеют два возможных значения -- ИСТИНА и ЛОЖЬ, или 1 и 0.

Символьные переменные представляют символьными (знаковыми) конструкциями -- цепочками знаков. Например, СТАНОК, РАЗМЕР, ПАТРОН и т.д. Переменные этого типа используют для представления нечисловой информации. К символьным переменным могут предъявлять требования, определяемые синтаксисом использующегося языка системы. Например, обозначение (и значение) символьной переменной не может начинаться с цифры, при использовании символьных переменных, значения которых могут состоять из нескольких слов (цепочек символов), между словами обязательно указание символа «пробел» и т.д.

3. Характеристика основных разделов технического задания на разработку САПР ТП

Основными этапами разработки САПР технологических систем по этой схеме являются:

- постановка задачи;

- разработка стратегии;

- разработка методики решения задачи;

- разработка информационного обеспечения;

- разработка программного обеспечения;

- выбор технических средств и конфигурации вычислительной системы.

Определяющими здесь являются первые три этапа, которые существенно влияют на качество проектных решений; другие этапы имеют большое значение для повышения производительности проектно-технологического процесса.

Важными этапами в процессе решения задачи являются те, в которых происходит разветвление путей дальнейшего хода решения.

При этом должны быть получены ответы на вопросы:

1) может ли быть решена общая или частная задача?

2) могут ли быть использованы существующие зависимости?

3) есть ли методы решения задачи?

4) могут ли быть использованы существующие системы управления базой данных?

В результате могут появиться несколько направлений решения, каждое из которых получает свое дальнейшее развитие. Получение частичного решения нежелательно, так как нет уверенности, что оно может привести к оптимальному общему. Поэтому полученное частичное решение требует проверки. Большое значение имеет возможность использования существующих зависимостей для формализации проектных процедур. От этого зависит возможность применения вычислительных методов для решения задачи и более полного использования ЭВМ. При отсутствии типовых методов решения необходима разработка новых и т.д. В случае, если дополнительные этапы не срабатывают, то в действие вступают обратные связи, либо к более полной формализации задачи (для чего проводят дополнительные научно-исследовательские работы) и т.п.

Следовательно, для наиболее полного и эффективного использования вычислительной техники в САПР необходимы глубокие знания разработчиков по вопросам:

- теории проектирования технических систем;

- теории технологии машиностроения, конструирования технических средств, резания материалов и т.д.;

- использования вычислительных методов решения проектных задач;

- теории автоматизированной переработки информации;

- применения современных вычислительных средств.

4. Классификация САПР

На основе классификации САПР решают следующие основные задачи:

- формирование укрупненного формализованного описания САПР по совокупности установленных признаков классификации;

- обозначение САПР, создаваемых в организациях отраслей промышленности и в строительстве;

- планирование повышения значений уровня автоматизации проектирования, комплексности автоматизации проектирования и других показателей САПР в процессе их создания и развития;

- создание условий для разработки технически обоснованных норм обеспечения процесса создания, функционирования и развития САПР специалистами, техническими средствами, энергией, информацией, финансовыми и другими ресурсами.

В соответствии с ГОСТ 23501.108-85 формализованное описание САПР включает в себя коды классификационных группировок САПР по установленным стандартом признакам классификации; наименования классификационных группировок, соответствующие приведенным кодам; указания, в соответствии с какими классификаторами, стандартами или методиками определены коды каждой классификационной группировки.

САПР характеризуют следующие признаки: тип, разновидность, сложность объекта проектирования; уровень, комплексность автоматизации проектирования; характер, число выпускаемых проектных документов; число уровней в структуре технического обеспечения САПР.

Три первые признака отражают особенности объекта проектирования, следующие четыре - возможности систем, восьмой признак - особенности технической базы САПР. Для получения даже общего представления о конкретной САПР она должна быть оценена по всем перечисленным признакам. Рассмотрим их подробнее.

Тип объекта проектирования. ГОСТ предусматривает деление САПР на девять групп: 1) САПР изделий машиностроения; 2) САПР изделий приборостроения; 3) САПР технологических процессов в машино- и приборостроении; 4) САПР объектов строительства; 5) САПР технологических процессов в строительстве; 6) САПР программных изделий; 7) САПР организационных систем. Остальные группы (8 и 9) являются резервными и предназначены для выделения и кодирования САПР, не относящихся к перечисленным группировкам.

Разновидность объекта проектирования. Стандарт не устанавливает специальных обозначений на объекты проектирования, а требует их указания и кодирования в соответствии с действующими в каждой отрасли промышленности системами обозначения документации на объекты, проектируемые системой.

Сложность объекта проектирования. Можно выделить САПР: 1) простых объектов с числом составных частей до 100; 2) объектов средней сложности (100 - 1000); 3) сложных объектов (1000 - 10000); 4) очень сложных объектов (10000 - 1000000); 5) объектов очень высокой сложности (число составных частей свыше 1000000).

Составной частью объекта проектирования, представляющего собой технический комплекс, сооружение или изделие, является деталь. Если объектом проектирования будет технологический процесс, то выделить его составные части сложнее. Существует два подхода, один из которых основан на разделении технологического процесса на элементарные технологические операции, другой - на разделении объекта на части условно в соответствии с номенклатурой выпускаемой технологической документации.

Уровень автоматизации проектирования. Выделяют системы проектирования: 1) низкоавтоматизированного (автоматизация до 25 % проектных процедур); 2) среднеавтоматизированного (25 - 50 %); 3) высокоавтоматизированного (свыше 50 %). Чтобы отнести САПР к третьей группе, в ней должны быть использованы методы многовариантного оптимального проектирования.

Комплексность автоматизации проектирования. Различают САПР: 1) одноэтапные; 2) многоэтапные; 3) комплексные. Если система автоматизации охватывает один их этапов проектирования соответствующего объекта, то ее относят к первой группе. Под комплексной САПР подразумевается автоматизация всех этапов проектирования.

Характер выпускаемых проектных документов. Установлены пять классификационных групп САПР, выпускающих документы: 1) на бумажной ленте и (или) листе; 2) на машинных носителях; 3) на фото носителях (в виде микрофильмов, микрофиш, фотошаблонов и др.); 4) комбинированные (выполняют документы на двух носителях данных и более). Пятая группировка является резервной.

Число выпускаемых проектных документов. Различают САПР малой, средней и высокой производительности. При этом число проектных документов в год в пересчете на формат А4 колеблется от 1000 до 1000000.

Число уровней в структуре технического обеспечения. Выделяют САПР одно-, двух- и трехуровневые.

Основу одноуровнего комплекса технических средств (КТС) составляют ЭВМ среднего или высокого класса, в которых выполняется программная обработка данных и осуществляется их хранение, и штатный набор периферийных устройств. Такие КТС получили название автоматизированные рабочие места проектировщиков (АРМ), инженерные рабочие станции (ИРС) и рабочие места проектировщиков (РМП).

Двухуровневые САПР могут иметь радиальную и кольцевую структуру. Последняя соответствует объединению АРМ в кольцевую вычислительную сеть. В такой САПР функции мониторной системы и СУБД распределены по узлам вычислительной сети.

Трехуровневые САПР помимо технических средств двухуровневой системы должны включать периферийное программно-управляемое оборудование, например чертежные автоматы, установки для изготовления фотошаблонов, комплексы для контроля программ к станкам с ЧПУ.

5. Основные возможности системы трехмерного моделирования КОМПАС 3D (Компания АСКОН)

В настоящее время, большинство предприятий стремятся проектировать в трехмерном пространстве. Трехмерные CAD-системы предоставляют проектировщику большой простор для творчества и при этом позволяют значительно ускорить процесс выпуска проектно-сметной документации. Наряду со скоростью, такие системы позволяют повысить точность проектирования: становится проще отследить спорные моменты в конструкции.

КОМПАС-3D, как универсальная система трехмерного проектирования, находит своё применение при решении различных задач, в том числе и архитектурно-строительного и технологического проектирования.

Наиболее широкое применение система получила в решении задач проектирования металлических конструкций - стальных сооружений, фасадных и купольных конструкций из алюминиевого профиля и т.п.

5.1 Трехмерное проектирование в программе КОМПАС

5.1.1 Классический процесс трехмерного параметрического проектирования

Система КОМПАС-3D позволяет реализовать классический процесс трехмерного параметрического проектирования -- от идеи к ассоциативной объемной модели, от модели к конструкторской документации.

Основные компоненты КОМПАС-3D -- собственно система трехмерного твердотельного моделирования, универсальная система автоматизированного проектирования КОМПАС-График и модуль проектирования спецификаций. Все они легки в освоении, имеют русскоязычные интерфейс и справочную систему.

Компанией АСКОН разработаны различные приложения в области трехмерного моделирования, дополняющие функционал КОМПАС-3D эффективным инструментарием для решения специализированных инженерных задач. Модульность системы позволяет пользователю самому определить набор необходимых ему приложений, обеспечивающих только востребованную функциональность, за счет чего достигается оптимизация стоимости решения.

Система КОМПАС-3D предназначена для создания трехмерных ассоциативных моделей отдельных деталей и сборочных единиц, содержащих как оригинальные, так и стандартизованные конструктивные элементы. Параметрическая технология позволяет быстро получать модели типовых изделий на основе однажды спроектированного прототипа. Многочисленные сервисные функции облегчают решение вспомогательных задач проектирования и обслуживания производства.

5.1.2 Ключевая особенность КОМПАС-3D

Ключевой особенностью КОМПАС-3D является использование собственного математического ядра и параметрических технологий, разработанных специалистами АСКОН.

Базовый функционал системы включает в себя:

развитый инструментарий трехмерного моделирования;

средства работы над проектами, включающими несколько тысяч подсборок, деталей и стандартных изделий;

функционал моделирования деталей из листового материала -- команды создания листового тела, сгибов, отверстий, жалюзи, буртиков, штамповок и вырезов в листовом теле, замыкания углов и т.д., а также выполнения развертки полученного листового тела (в том числе формирования ассоциативного чертежа развертки);

специальные возможности, облегчающие построение литейных форм -- литейные уклоны, линии разъема, полости по форме детали (в том числе с заданием усадки);

средства создания поверхностей;

инструменты создания пользовательских параметрических библиотек типовых элементов;

возможность получения конструкторской и технологической документации: встроенная система КОМПАС-График позволяет выпускать чертежи, спецификации, схемы, таблицы, текстовые документы;

возможность простановки размеров и обозначений в трехмерных моделях (поддержка стандарта ГОСТ 2.052-2006 «ЕСКД. Электронная модель изделия»);

поддержку стандарта Unicode;

средства интеграции с различными CAD/CAM/CAE системами;

средства защиты пользовательских данных, интеллектуальной собственности и сведений, составляющих коммерческую и государственную тайну (реализовано отдельным программным модулем КОМПАС-Защита).

Простой интуитивно понятный интерфейс, мощная справочная система и встроенное интерактивное обучающее руководство «Азбука КОМПАС» позволяют освоить работу с системой в кратчайшие сроки и без усилий.

5.1.3 Универсальная система автоматизированного проектирования КОМПАС-График

Актуальная версия: V11

Производитель: АСКОН

Входит в состав: КОМПАС-3D

ОС: Windows XP SP2 Professional, Windows XP SP2 Professional x64, Windows Vista Business, Windows Vista Business x64, Windows Vista Ultimate, Windows Vista Ultimate x64

Для автоматизации разработки и выпуска конструкторской документации АСКОН предлагает универсальную систему автоматизированного проектирования КОМПАС-График, позволяющую в скоростном режиме выпускать чертежи изделий, схемы, спецификации, различные текстовые документы, таблицы, инструкции и прочие документы.

Гибкость настройки системы и большое количество прикладных библиотек и приложений для КОМПАС-График позволяют закрыть практически все задачи пользователя, связанные с выпуском технической документации.

Система КОМПАС-График предоставляет широчайшие возможности автоматизации проектно-конструкторских работ в различных отраслях промышленности. Он успешно используется в машиностроительном проектировании, при проектно-строительных работах, составлении различных планов и схем.

КОМПАС-График может использоваться как полностью интегрированный в КОМПАС-3D модуль работы с чертежами и эскизами, так и в качестве самостоятельного продукта, полностью закрывающего задачи 2D-проектирования и выпуска документации.

Система изначально ориентирована на полную поддержку стандартов ЕСКД. При этом она обладает возможностью гибкой настройки на стандарты предприятия. Средства импорта/экспорта графических документов (КОМПАС-График поддерживает форматы DXF, DWG, IGES, eDrawings) позволяют организовать обмен данными со смежниками и заказчиками, использующими любые чертежно-графические системы. Весь функционал КОМПАС-График подчинен целям скоростного создания высококачественных чертежей, схем, расчетно-пояснительных записок, технических условий, инструкций и прочих документов.

Размещено на Allbest.ru