Система автоматизованого проектування

Державного комітету РФ за найвищим образованию.

ДВГТУ.

Електромеханічний факультет.

Кафедра: Систем автоматизованого проектирования.

РЕФЕРАТ.

на тему: СИСТЕМА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО.

ПРОЕКТИРОВАНИЯ.

V — вариант.

Група: 494.

Виконав студ.:

Перевірив преп.: Стовпів А.А.

г. Арсеньев.

Збільшення продуктивність праці розробників нових виробів, скорочення термінів проектування, підвищення якості розробки проектів — найважливіші проблеми, вирішення яких визначає рівень прискорення наунотехнічного прогресу суспільства. Розвиток систем автоматизированого проектування (САПР) спирається на міцну науково-технічну базу. Це — сучасні кошти вычислительньной техніки, нові шляхи уявлення і методи обробки информа-ции, створення нових про чисельні методів рішення інженерних завдань і оптимиза-ции. Системи автоматизованого проектування дають можливість з урахуванням новітніх досягнень фундаментальних наук відпрацьовувати й удосконалювати методологію проектування, стимулювати розвиток математичної теорії проектування складних систем та. У час вже створені і при-меняются кошти й фізичні методи, щоб забезпечити автоматизацію рутин-ных процедур і операцій, як-от підготовка текстовій документації, преоб-разование технічних креслень, побудова графічних зображень і т.д.

1.Понятие про системи CAD/CAM/CAE (наскрізні САПР).

Наскрізні системи — це всеосяжний набір коштів на автоматизації процесів і технологічного підготовки виробництва, і навіть різних объектов промышленности. Системы містять у собі повний набір промислово адаптированных і довели свою ефективність програмних модулів, функционально що охоплюють аналіз політики та створення креслень, підготовку виробництва на всі етапи, і навіть які забезпечують високу функціональну гнучкість всього циклу производства.

Ця система дозволяє виконувати розробку найскладніших технічних виробів: джгути електропроводки, деталі з пластмаси, різні механічні конструкції. Це досягається з допомогою единного набору програмних засобів які відповідають спеціальним вимогам виробництва. Системи є непросто об'єднаний набір окремих програм;

мных рішень, а цілісну інтегровану систему взаємозалежних инструментальных модулів здатних функціонувати в різних технічних платформах, взаємодіяти з іншим виробничим устаткуванням, обрабатывать дані, отримані шляхом досягнення розробок новітньої технології. Системи CAD/CAM/CAE дозволяє масштабі цілого підприємства логічно пов’язувати усю інформацію про виробі, забезпечувати швидку обробку та доступий до неї користувачів що працюють у різнорідних системах. Також вони поддерживають технологію паралельного проектування й функціонування різних підрозділів узгоджено виконують у межах єдиної комп’ютерної моде-ли операції проектування, складання, тестування вироби, підготовку производства і підтримку вироби протягом усього його життєвого цикла.

Утворювана системою модель полягає в інтеграції даних, і представ-ляет повну електронне опис вироби, де є, як конструкторская, технологічна, виробнича та інші бази даних із виробу. Це забезпечує значне поліпшення якості, зниження і скорочення термінів випуску вироби на рынок.

Кожна система розробляється керуючись завданнями об'єднання і оптимизации праці розроблювачів і прийнятих у своїй технологій у масштабах всього підприємства підтримки даної системою стратегії автоматичного проектирования.

2. Класифікація ЭВМ.

Технічні кошти й загальне системне програмне забезпечення є інструментальної базою САПР. Вони утворюють фізичну середу, у якій реалізуються решта видів забезпечення САПР. Інженер, взаємодіючи з цим середовищем і вирішуючи різні завдання проектування, здійснює автоматичне проектування технічних об'єктів. Технічні кошти й загальне программное забезпечення у процесі проектування виконують і його вирішують завдання як: а) введення вихідних даних описи об'єкта проектування; б) відображення введеної інформації із її контролю та редактиро;

вания; в) перетворення інформації; р) збереження і оперативного спілкування проектувальника і системи; і ще функции.

Аби вирішити з завдань технічні засоби САПР повинні містити процес-соры, оперативну пам’ять, зовнішні запам’ятовуючі пристрої, устрою введеннявиведення інформації, технічні засоби машинної графіки і з ін. устрой-ства. Сьогодні існує багато різноманітних ЕОМ. Основні технічні характеристики якими ЕОМ розділені на групи це: производи-тельность, ємність оперативного запоминающего устрою, пропускна способ-ность підсистеми виводу-введення-висновку інформації, надійність функціонування та ін. ЕОМ, використовувані в САПР, можна розділити на дві групи: 1) універсальні загального призначення; 2) спеціалізовані. Спеціалізовані ЕОМ призначені на вирішення вузьке коло завдань проектування конкретних технічних об'єктів. Можна умовно розділити ЕОМ на групи з цене/производительности, проте не вельми швидкий прогрес у сфері розробки обчислювальної техніки розмивають цю межу, перетворюючи сегоднящнюю супер-ЭВМ у дуже простій калькулятор.

Поділяють обчислювальні машини на супер-ЭВМ, ЕОМ високої виробляйтельности і ЕОМ середньої продуктивності, їх використовують переважно для розв’язання складних обчислювальних завдань (наприклад, моделювання, параметрической оптимізації тощо.); мини-ЭВМ є основою до створення типових проблемно-орієнтованих комплексів; персональні ЕОМ призначені для поточної повсякденної роботи інженера; микро-ЭВМ отримали широке распростпоранення, оскільки легко вбудовуються у різні устрою САПР. Наведемо кілька примереров, де можна проаналізувати технічні характеристики різних типів ЕОМ (таб.1). таб.1. |Параметри ЕОМ |Супер-ЭВМ |ЕОМ |ЕОМ середовищ- |Супермини-|Микро-ЭВМ | | | |высо-кой |ній | | | | | |произв. |произв. |ЕОМ. | | | Назва.| Cray | | ЕС1046| | РМ | | |X-MP |IBM-3081 | |VAX11/780 |50/60 | |Производ. млн. | | | | | | |опер/сек. |200 |14 |1,2 |1,1 |0,15 | |максим. | | | | | | | Разрадность | | | | | | | |64 |32 |32 |32 |16 | |машинного | | | | | | |слова. | | | | | | | Ємність ОЗУ, | | | | | | | |64М |32М |8М |8М |128К | |байт. | | | | | |.

На початку 1990;х років у нашій країні ринув великий потік зарубіжної вычисли-тельной техніки, стався різкий стрибок у розвитку Російського ринку компьтерной і оргтехніки. Нам стали доступні останні досягнення у світі Hardware, Software, Multimedia. Так маючи кошти можна без зусиль придбати ЕОМ будь-якого класу тут і будь-який конфігурації. Принцип відкритої архітектури, вперше використовуваний фірмою IBM, зробив найбільш распрост-раненными IBM-совместимые комп’ютери. По класам їх можна підрозділити на офісні комп’ютери, мережні робочі станції, графічні станції, файл-серверы, видео-серверы, комп’ютери мультимедіа, Desktop, Laptop. Представники кожної групи мають різні технічні характеристики.

Ті невеличкі на цей вид машини несуть у собі величезний обчислювальний потінциал, який знайшов застосування в системах автоматизованого проектирования, анімації, банківської справи, освіти і багатьох іншій системі. Приміром, Cray Research єдина компанія, яка випускає обчислительную техніку фінансування наукових високопродуктивних обчислень. Сучасні дорогі ЕОМ містять за кількома десятків і навіть сотень процесорів (наприклад, MasPar MP-2 містить 16 000 процесорів) досягаючи у своїй пікової продуктивності у кількасот Мфлоп. Прості ж ЕОМ містять зазвичай один процесор (процесори умовно поділяють на покоління 286, 386, 486, 586"Pentium"), кілька мегабайтів оперативної пам’яті (зазвичай вона наращивает-ся), жорсткий диск (постійне запам’ятовуючий пристрій — «вінчестер», ємність від кількох основних МБ за кілька Гбайт), адаптери відео-, мультита інших. (для поддер-жания роботи різних пристроїв, як монітор, вінчестер тощо. буд.). Усі перечи-сленные устрою встановлюються на материнську плату, до неї від блоку пита-ния подається електрична енергія і ЕОМ може працювати. Це звісно не пол-ный склад комп’ютера (насправді значно складніше), але вже настав досить, аби уявити його сущность.

3. Організаційне забезпечення САПР.

Стандарти по САПР вимагають виділення як самостійного компонента організаційного забезпечення, що містить у собі становища, інструкції, накази, штатні розкладу, кваліфіковані вимоги, і інших документів, які регламентують організаційну структуру підрозділів проект-ной організації та взаємодія підрозділів з комплексом коштів автоматизованого проектування. Функціонування САПР можна тільки за наявності і взаємодії перелічених нижче коштів: а) математичного забезпечення; б) програмного забезпечення; в) інформаційного обепечения; р) технічного забезпечення; буд) лінгвістичного забезпечення; е) методичного забезпечення; ж) комплектування підрозділів САПР професійними кадрами.

Тепер коротко розберемося з призначенням кожного компонента коштів САПР.

Математическое забезпечення САПР. Основа — це алгоритми, якими розробляється програмне забезпечення САПР. Серед різноманітних елементів математичного забезпечення є інваріантні элементы-принципы побудови функціональних моделей, методи чисельного рішення алгебраїчних і диференційних рівнянь, постановки екстремальних завдань, пошуки экстренума. Разрабтка математичного забезпечення є дуже складно етапом створення САПР, від якого найбільшою мірою залежать производительность і ефективність функціонування САПР в целом.

Программное забезпечення САПР. Програмне обепечение САПР представляє собою сукупність всіх програм, тож експлуатаційної документації до них, необхідні виконання автоматизованого проектування. Програмне забезпечення ділиться на общесистемное і спеціальний (прикладне) ПО. Общесистемное ПО призначено в організацію функціонування технических коштів, т. е. для планування та управління обчислювальним процесом, розподілу наявних, про представлено різними операційними системами. У своїй спеціальній ПО реалізується математичне забезпечення для безпосереднього виконання проектних процедур.

Информационное забезпечення САПР. Основу становлять дані, якими користуються проектувальники у процесі проектування безпосередньо для вироблення проектних рішень. Ці дані можуть бути як тих чи інших документів в різних носіях, містять відомості довідкового характеру матеріалами, параметрах елементів, інформацію про стані поточних розробок на вигляді проміжних і остаточних проектних решений.

Техническое забезпечення САПР. Це — створення і ЕОМ, графопобудівельників, оргтехніки і різноманітних технічних пристроїв, які полегшують процес автоматизованого проектирования.

Лингвистическое забезпечення САПР. Основу становлять спеціальні мовні кошти (мови проектування). призначені для описи процедур автоматизованого проектування й проектних рішень. Більшість лінгвістичного забезпечення — мови спілкування людини з ЭВМ.

Методическое забезпечення САПР. Під методичним забезпеченням САПР розуміють що входять до її склад документи, які регламентують порядок її експлуатації. Причому документи, які стосуються процесу створення САПР, не входять до складу методичного забезпечення. Так було в основному документи методичного забезпечення носять інструктивний характері і їх розробка є процесом творческим.

Комплектование підрозділів САПР професійними кадрами. Цей пункт наказує комплектування підрозділів САПР проффесионально-грамотными фахівцями, мають навички та знання до роботи з перерахованоными вище компонентами САПР. Від його роботи залежати ефективність яких і якість роботи лише комплексу САПР (навіть всього производства).

4. САПР плазаво-шаблонных работ.

Раніше у машинобудівному виробництві все складні деталі изготавливали плазово-шаблонным методом. З упровадженням обчислювальних коштів, як великі, малі і микро-ЭВМ, креслярські автомати, верстати з ЧПУ з’явилася можливість відмовитися від надання цього трудомісткого з багатьма вадами методу производства. На його його зміну прийшов расчетно-плазовый метод, це комбинирован-ный спосіб ув’язування, прогресивніший, ніж плазово-шаблонный метод, але не який сягнув комплесной автоматизації. Расчетно-плазовому методу (РПЗ) присущи всіх рис майбутнього методу автоматизованого формоутворення: широде застосування математичного апарату, комплексна нормалізація і типизация конструкторського і технологічного процесів, їх природне суміщення та розвитку, широе використання різних за потужності обчислювальних засобів і устаткування з ЧПУ переважають у всіх ланках основного виробництва та його підготування. З іншого боку, цілі групи елементів конструкції і оснастки у своїй методі проектують, пов’язують і виготовляють по традиційної, але модернизированной технології плазово-шаблонного метода.

Сутність РПЗ залежить від такому побудові системи конструкторскотехно-логической підготовки виробництва, у якому забезпечується єдність исход-ной інформації, яка у процесі проектування управляючих прог-рамм обробки деталей на верстатах з ЧПУ, з іншого боку, при створенні плазово-шаблонной і объёмной оснастки, з іншого. Це достигается:

а) із розробкою та застосуванням єдиної вихідної геометричній інформацією вигляді математичних, інформаційних і графічних моделей колективного пользования;

б) повнішим проставлением розмірів на кресленнях із записом у яких відомостей, необхідних і достатніх для однозначного їхнього виконання різними исполнителями;

в) впровадженням широко варьируемой схеми параллельно-последовального формоутворення об'єктів виробництва та їх геометричній ув’язування, позволяющей погоджувати форми й розміри деталей у процесі їх паралельного виготовлення різними способами.

Особливості проектування й завдання поверхонь при РПЗ полягає насамперед у широке застосування цих цілей сучасних обчислювальних і технічних засобів, що дозволяє видати у виробництві будь-яке число точних і повноцінних за обсягом інформації розрахункових таблиць. Важливим ланкою процесу формоутворення деталей є ув’язка поверхонь, яка представляет собой їх взаємне узгодження по геометричних параметрами. Ув’язка одна із основних чинників моделювання геометричних об'єктів, обеспечи-вающим отримання правильної інформації. Графоаналитическая ув’язка при РПЗ є найбільш распрастраненным і раціональним способом узгодження форм і збільшення розмірів елементів конструкцій. При расчётно-плазовом методі важливим джерелом узгодження стыкуемых ділянок поверхонь є информационные моделі. Інформаційну модель зазвичай подають як таблиці координат крапок і інших геометричних параметрів. При РПЗ широко используется можливість отримання з ЕОМ і расчётных таблиць, і керуючій информации для креслення геометричній моделі на чертёжном інструменті. При расчетно-плазовом методі скорочується загальна кількість операцій із переносу форм і дрібних розмірів, цим зменшуються втрати точності, неминучі під час графических і візуальних засобах передачі й оцінки геометричній інформації. З іншого боку, автоматизується процес виготовлення основних обводообразующих шаблонів з урахуванням математичних моделей, ЕОМ і верстатів з ЧПУ, що також сок;

ращает кількість допоміжної оснастки. Точність виготовлення шаблонов, качество їх взаємної ув’язування дедалі більше залежить від об'єктивних чинників, под;

дающихся учёту і регулированию.

РПЗ створює широкі перспективи для автоматизації технологічних процессов у області підготовки виробництва, а й у сфері основного производства-заготовительного, складального і особливо механообработке. При РПЗ тихнический й економічна ефекти досягаються благодаря:

а) скорочення термінів підготовки виробництва; б) зменшенню технологічного циклу виготовлення досвідчених і серійних деталей; в) підвищення якості ув’язування і точності відтворення зовнішніх форм всіх елементів каркаса; р) поліпшенню геометричній взаємозамінності деталей та вузлів агрегату .

Скорочення термінів підготовки виробництва та зменшення виробничого циклу обумовлюється як застосуванням високопродуктивного оборудования, а й можливістю заздалегідь, ще до його запуску чергового вироби, провести велику підготовку прикладного програмного обеспечения.

Поруч із переліченим вище впровадження расчётно-плазового методу позволяет отримати й інші позитивні результаты:

а) послідовну ліквідацію важких робіт і зменшення загальної частки фізичного праці процесі підготовки основного виробництва; б) стирання межі між фізичним і розумовою працею, що знаходить виражение у появі змішаних спеціальностей, наприклад, инженера-настройщика, техника-оператора та інших.; в) різнобічніший интелектуальное розвиток робочого, зайнятого обслужива-нием новітньої программно-управляемой і електронно-обчислювальної техніки; р) створення вищої культури виробництва, кращих умов праці в ділянках, оснащених новим автоматичним оборудованием.

Однією з характерних рис РПЗ є можливість широкої кооперації усім стадіях проектування й виробництва нових зразків техніки, а також гнучкість, можливість широко варіювати організацію технологічного процесу з метою максимального використання виробничих потужностей та в первую чергу — сучасного устаткування з ЧПУ.

РПЗ є ланцюгом між двома різними принципами формоутворення і базою для послідовного переходу від традиційного, але застарілого плазаво-шаблонного методу до методу автоматизованого формообразования.

V — вариант.

1. Поняття системах CAD/CAM/CAE (наскрізні системи). 2. Класифікація электроно-вычислительных машин (ЕОМ). 3. Організаційне забезпечення САПР. 4. САПР плазаво-шаблонных работ.

Использованная література: А. В. Петров Проблеми та принципи створення САПР. Москва «Вищу школу» 1990.

Д.М.Жук Технічні кошти й операційні системи САПР. Москва «Вищу школу» 1986.

В.Г.Федорчук Інформаційне і прикладне програмне забезпечення САПР. —//—-//—-//—-//-;

В.А.Вайсбург Автоматизація процесів підготування авіаційного виробництва з урахуванням ЕОМ і устаткування з ЧПУ. Москва «Машиностроение» 1985.

Журнал HARD & SOFT. Номери # 2, 5 за 1994.

# 1 за 1995.