АРМ конструктора-проектировщика

Автоматизированное рабочее место (АРМ) — комплекс технических средств вычислительной техники, обеспечивающий эффективное взаимодействие пользователя (конструктора, проектировщика, научного работника и т. п.) с системой автоматизированного проектирования системами технологической подготовки эксперимента, управления экспериментом, автоматизации научных исследований и т. п. АРМ может быть терминалом электронно-вычислительных машин или автономным устройством, базирующимся на мини (микро)-ЭВМ. АРМ составляют периферийные устройства электронно-вычислительных машин (алфавитно-цифровой дисплей, графичекий дисплей, графопостроитель, диджитайзер). ориентированные на режим диалога и работу с графической информацией. АРМ имеет своё математическое обеспечение, включающее диалоговую операционную систему и пакет прикладных программ, состав которого зависит от назначения АРМ. Появление графических редакторов привело к переходу от кульманов к компьютеру. На первых порах такая работа практически копировала приемы работы с карандашом и ластиком. Чертеж (файл) получался чистым и без помарок. Использование современных компьютерных технологий позволяет существенно сократить длительность проектно-конструкторских работ, по новому реализовать проектные процедуры и в результате получить более эффективные технические решения. Новейшие компьютерные технологии позволяют организовать АРМ конструктора-проектировщика. В мире существует много компаний, занимающихся разработкой систем автоматизированного проектирования (САПР), но признанным мировым лидером в этой области является компания Autodesk с ее продуктом AutoCad. Autodesk предлагает программные решения для машиностроения, строительства, телекоммуникаций, видеопроизводства и индустрии развлечений. Выбор AutoCAD в качестве подобного программного инструмента основывается на трех главных факторах:
- Наилучшее среди САПР соотношение «цена/качество». AutoCAD с соответствующими настройками, как правило, является наиболее приемлемым.
- Распространенность продукта. В любой точке земного шара, в любой проектной организации вы сможете продолжить работу над чертежом AutoCAD.
- Универсализм. Специалист в конкретной области, знакомый с внутренней структурой AutoCAD и методами программирования в широком смысле, в состоянии доработать и настроить прикладные модули под конкретные задачи. Для машиностроительных предприятий в качестве расширяющие базовый AutoCAD 2009 применяется приложение (надстройка над базовым AutoCAD) AutoCad Mechanical 2009. С появлением продуктов, подобных Autodesk Inventor, твердотельные технологии стали, в принципе, доступными практически каждому инженеру. Пять главных причин перехода на твердотельное моделирование:
1. Лучшее визуальное представление изделия
2. Автоматизированное получение рабочих чертежей
3. Легкость внесения изменений в проект
4. Интеграция с другими приложениями (расчетными, базами данных и т.п.)
5. Сокращение сроков проектированияБазовыми программными продуктами АРМ конструктора-проектировщика являются:
1) Операционная система Microsoft Windows XP SP3;
2) Пакет офисных программ Microsoft Office XP - для ведения электронного-документооборота; переписки по электронной почте; выходу в международную сеть Internet, а так же в локальную сеть Intranet; выполнения табличных расчетов; ведения простых баз данных; планирования процессов; построения диаграмм и схем; подготовки презентаций.
3) Связка двух графических систем:
3.1) CAD-система 2D-проектирвоания - Autodesk AutoCad Mechanical 2009 - специальная версия AutoCAD 2009, ориентированная на машиностроительное проектирование, фирмы Autodesk.
3.2) CAD-система 3D-проектирвоания - Autodesk Inventor Professional 2009 - система параметрического трехмерного твердотельного проектирования, наиболее мощное решение Autodesk для инженеров-машиностроителей, предоставляет полный набор средств для создания и изучения поведения точных цифровых прототипов деталей и изделий, а также подготовки всей конструкторской документации с двунаправленной ассоциативностью. Система ориентирована на эффективную работу с очень большими сборками, включающими тысячи деталей, а сетевые возможности позволяют большому коллективу разработчиков на предприятии работать над одним проектом с учетом результатов работы всех членов коллектива.
4) Система нормативно-справочной информации (НСИ) предприятия - содержащая набор взаимосвязанных справочников, классификаторов, словарей и нормативных документов поддерживающих основную деятельность предприятия.
5) Система единых справочников стандартных изделий предприятия
6) PDM-система предприятия - TechnologiCS, единая информационная система предприятия, в которой работают все основные службы машиностроительного предприятия (конструкторие, технологи, нормировщики, планово-экономические и производственно-диспетчерские службы, службы материально-технического снабжения, цеховых диспетчеров и технологов, мастеров, службы главного механика и т.д.), обеспечивающие выпуск продукции.Использование этих программных продуктов дает возможность конструктор-проектировщику реализовать следующие функции:
• обеспечить стандартную системную среду для работы в компьютерной информационной сети проектной организации;
• использовать базовый графический файловый формат, а также ссылочную технологию интеграции интеллектуальных объектов — элементов трехмерных моделей, созданных различными программными приложениями в едином комплексном проекте;
• создать основу для коллективной одновременной работы проектировщиков, выполняющих различные разделы проектной документации комплексного проекта в целях сокращения времени проектирования.

2 Цели автоматизации проектирования технологических процессов и средства их достижения. Проектирование технологических процессов (ТП) занимает центральное место в подготовке производства изделий. Технологические процессы содержат информацию о трудовых и материальных нормативах, без которых невозможно планирование и управление производственными ресурсами. В середине ХХ века наша страна занимала лидирующие позиции в области разработки методологии и методов автоматизации проектирования ТП. В эти годы были созданы концепции проектирования типовых и групповых технологических процессов, сформировано понятие конструкторско-технологических элементов детали (которые впоследствии получили на Западе наименование features), разработано множество различных САПР ТП.

3 Цели автоматизации проектирования технологических процессов и средства их достижения. Подробное описание дерева целей компьютеризации инженерной деятельности было приведено в декабрьском номере журнала за прошлый год. Основная цель создания САПР ТП заключается в экономии труда технологов. Для достижения этой цели необходимо располагать средствами автоматизации оформления технической документации, средствами информационной поддержки проектирования и автоматизации принятия решений. В своем историческом развитии САПР ТП постепенно расширяли арсенал своих средств. На первом этапе эти системы часто представляли собой специализированные текстовые редакторы, некоторые из которых были документоориентированными. С появлением баз данных появилась возможность поддерживать процесс ручного формирования ТП в таких редакторах в части поиска необходимых средств технологического оснащения. Однако подавляющее большинство САПР ТП, в том числе и ныне существующих, не способны поддерживать автоматизацию принятия решений в процессе проектирования на основе технологических знаний: алгоритмический и применяющий методы искусственного интеллекта.
История развития САПР ТП показала бесперспективность алгоритмического подхода. При внедрении одной из первых таких систем, созданных в 60-е годы, было разработано десять технологических процессов. Заказчик принял лишь четыре из них, а остальные отверг. Разра­ботчики пытались доказать представителям заказчика, что их алгоритмы построены правильно, но получили ответ: «Может быть, ваши алгоритмы действительно правиль­ны, но у нас так не делают». Этот давний спор вынес, по сути дела, приговор алгоритмическому подходу в САПР ТП, при использовании которого правила принятия ре­шений, заложенные в системе, недоступны для форми­рования и изменений непрограммирующими пользовате­лями. В наступающем веке информатики знания станут ценнейшим достоянием как физических, так и юриди­ческих лиц. Техноло­ги, проработавшие много лет на этом предприятии, по­лучив чертеж детали, быстро находили в памяти компь­ютера описание процесса на аналогичную деталь и ре­дактировали его, формируя новый. На вопрос о том, что будет, если работать с этой САПР придется специалистам, которые не обладают подобным опытом, ответа не последовало.
Немаловажное значение среди целей внедрения САПР имеет повышение качества проектных решений. Необходимо, чтобы накопленный положительный опыт находил отражение в базе знаний системы и был доступен для всех, в том числе и для новых сотрудников. Для достижения этой цели нужно предоставить непрограммирующим носителям технологического опыта возможность сохранять его в системе. Такую возможность и обеспечивают методы искусственного интеллекта.
Проводя аналогию с материальным производством, можно сказать, что в области автоматизации инженерного труда имеется основное производство, связанное с разработкой конструкторских и технологических проектов, а также планов управления, и вспомогательное производство, связанное с созданием и сопровождением собственно программных средств. Соответственно и цели компьютеризации инженерной деятельности следует разбить на две группы: основные и вспомогательные. Некоторые аспекты достижения основных целей автоматизации про­ектирования технологических процессов мы обсудили выше. Но при создании современных открытых систем не ме­нее значимы и вспомогательные цели.
К числу вспомогательных целей автоматизации проектирования относятся: уменьшение трудоемкости раз­работки программных средств, адаптации их к услови­ям эксплуатации при внедрении, а также их сопровож­дения, то есть модификация, обусловленной необходи­мостью устранения выявленных ошибок и (или) изменения функциональных возможностей.
Средством для сокращения трудоемкости разработки программных средств является использование инструментальной среды и ее мобильность. Метаинструментальная среда СПРУТ содержит полный набор инструментальных средств, необходимых для разработки конструк­торских и технологических САПР. Поскольку среда СПРУТ является надстройкой над операционной системой и принадлежит к числу систем интерпретирующего типа, она обладает свойством мобильности. Перевод среды из од­ной операционной системы в другую требует только за­мены ее ядра. При этом все прикладные системы, раз­работанные с ее помощью, переносятся на новую плат­форму без каких-либо доработок.
Средством для сокращения трудоемкости адаптации систем к условиям эксплуатации на конкретном пред­приятии являются системы управления базами данных и знаний, ориентированные на конечного пользователя. Это означает, что упомянутые системы должны быть ос­нащены языками описания и манипулирования данных, доступными непрограммирующему пользователю.
Средством уменьшения трудоемкости сопровождения СПРУТ является модульность, открытость и модернизируемость ее программных средств. Это обеспечивает про­стоту замены и дополнения процедур, данных и знаний.

31. Методы построений 3D – моделей. 3D модели создаются в CAD-системах (или в CAD/CAM-системах) имеющимися в них средствами геометрического моделирования. Модель хранится в системе как некоторое математическое описание и отображается на экране в виде пространственного объекта. Построение пространственной геометрической модели изделия является центральной задачей компьютерного проектирования. Именно эта модель используется для дальнейшего решения задач формирования чертежно-конструкторской документации, проектирования средств технологического оснащения, разработки управляющих программ для станков с ЧПУ. Кроме того, эта модель передается в системы инженерного анализа (САЕ-системы) и используется там для проведения инженерных расчетов. По компьютерной модели с помощью методов и средств быстрого прототипирования может быть получен физический образец изделия. 3D модель может быть не только построена средствами данной CAD-системы, но, в частном случае, принята из другой CAD-системы через один из согласованных интерфейсов, или сформирована по результатам обмера физического изделия-прототипа на координатно-измерительной машине (рис. 1.1). Способы представления моделей. Различают поверхностное (каркасно-поверхностное) и твердотельное моделирование. При поверхностном моделировании сначала строится каркас - пространственная конструкция, состоящая из отрезков прямых, дуг окружностей и сплайнов. Каркас играет вспомогательную роль и служит основой для последующего построения поверхностей, которые «натягиваются» на элементы каркаса. В зависимости от способа построения, различают следующие виды поверхностей: линейчатые; вращения; кинематические; галтельного сопряжения; проходящие через продольные и поперечные сечения; поверхности для «затягивания окон» между тремя и более смежными поверхностями; NURBS-поверхности, определяемые заданием контрольных точек продольных и поперечных сечений; планарные поверхности. Хотя поверхности и определяют границы тела, но самого понятия «тело» в режиме поверхностного моделирования не существует, даже если поверхности ограничивают замкнутый объем. Это наиболее важное отличие поверхностного моделирования от твердотельного. Другая особенность состоит в том, что элементы каркасно-поверхностной модели никак не связаны друг с другом. Изменение одного из элементов не влечет за собой автоматического изменения других. Это дает большую свободу при моделировании, но одновременно значительно усложняет работу с моделью. Твердотельное моделирование имеет в своей основе идеологию, которая существенно отличается от идеологии каркасно-поверхностного моделирования. Твердотельная модель представляет собой целостный объект, занимающий замкнутую часть пространства. Всегда можно точно сказать, находится ли точка внутри твердого тела, на его поверхности или вне тела. При изменении в модели любого элемента будут изменяться все другие элементы, которые связаны с ним. В результате изменится форма твердого тела, но сохранится его целостность. Элементами, из которых строится твердое тело, могут быть: элементы вытягивания (полученные вытягиванием плоского контура перпендикулярно его плоскости); элементы вращения (полученные вращением плоского контура вокруг заданной оси); фаски; скругления; оболочки; ребра жесткости и др. Твердотельный объект строится путем последовательного «добавления» или «вычитания» элементов. Так, если к уже имеющейся твердотельной модели «добавить» элемент вытягивания, то этот элемент образует на модели выступ, а при «вычитании» элемента на модели образуется углубление. Если при построениях доступны одновременно несколько твердотельных объектов, то над любыми двумя твердотельными объектами, пересекающимися в пространстве, можно выполнять булевы операции объединения, вычитания и пересечения. Твердотельное моделирование предполагает возможность установки параметрических зависимостей между элементами твердого тела или нескольких тел. При этом изменение одного из параметров (например, длины элемента) приводит к соответствующей перестройке всех параметрически связанных элементов. Такое моделирование, называемое параметрическим, дает конструктору дополнительные удобства. Так, можно установить параметрические зависимости между элементами твердотельной сборки и, тем самым, автоматизировать контроль собираемости изделия.

Date: 2015-09-24; view: 3963; Нарушение авторских прав