BC / NW 2006, Nr. 2, (9): 11

Pr/ Nw 2006, №2, (9):11.1

INTEGRACIJOS TECHNOLOGIJŲ APŽVALGA CAD  IrCAE

Anikejevas G. E., vasiletsas A.N.

(Maskva, Maskvos energetikos institutas (techninis universitetas), Rusijos Federacija)

Anot pasaulyje pirmaujančių analitikų, pagrindiniai šiuolaikinės pramoninės gamybos sėkmės veiksniai yra šie: produktų laiko pateikimo rinkai laiko sumažinimas, jų sąnaudų sumažinimas ir kokybės gerinimas. Dabar visuotinai pripažintas faktas yra tai, kad neįmanoma gaminti sudėtingų mokslui imlių gaminių (laivų, orlaivių, įvairių rūšių pramoninės įrangos ir kt.) Nenaudojant modernių automatikos sistemų. Vadinamosios CAD / CAM / CAE sistemos (sistemos kompiuterinis projektavimas, gamybos technologinis paruošimas ir inžinerinė analizė). Nepaisant plačiai naudojamų sistemųCAD   dizainui ir sistemomsCAE   analizuojant šios sistemos nėra tinkamai integruojamos. Faktas yra tas, kad modeliaiCAD ir CAE   Tiesą sakant, jie naudoja skirtingus geometrinių modelių tipus, ir šiuo metu nėra bendro suvienyto modelio, kuriame būtų ir informacijos, ir projektavimo, ir analizės.

Straipsnyje apžvelgiami pagrindiniai šios problemos sprendimo būdai, nagrinėjami jų pranašumai ir trūkumai.

Sąlygos CAD, CAM, CAE   žymi šiuos dalykus:

CAD sistemos (kompiuterinis projektavimas) - kompiuterinis projektavimo palaikymas, skirtas išspręsti projektavimo problemas ir projektavimo dokumentus (jie dažniau vadinami CAD sistemomis).

CAM sistemos (kompiuterinė gamyba)  - kompiuterinė gamybos pagalba, skirta projektuoti produktų apdorojimą skaitmeniniu būdu valdomose mašinose (CNC) ir išleisti šių mašinų programas. CAM sistemos taip pat vadinamos priešgaminimo sistemomis.

SAE sistemos (kompiuterinė inžinerija)   - inžinerinių skaičiavimų palaikymas, tai yra plačios klasės sistemų, kurių kiekviena leidžia išspręsti konkrečią skaičiavimo problemą (užduočių grupė), taikymas, pradedant stiprumo skaičiavimais, šiluminių procesų analize ir modeliavimu, baigiant hidraulinių sistemų ir mašinų skaičiavimais, liejimo procesų skaičiavimais. CAE sistemose taip pat naudojamas trimatis gaminio modelis. CAE sistemos taip pat vadinamos inžinerinės analizės sistemomis.

CAD   sistemos, pagrįstos trimatine geometrija, dabar yra plačiai naudojamos projektuojant įvairius gaminius.  Tuo pat metu inžinerinė analizė naudojantCAE -sistemos, reikalingos projektuojant produktą. Todėl svarbiausias dalykas tobulinant projektavimo procesą yra griežta, sklandi integracija.CAD ir CAE . Griežtos integracijos galimybė priklauso nuo šių veiksnių: masto, ribų ir tikslųCAE -analizė; pobūdžio ir kokybės savybėsCAD -modeliai; reikalingas išsamumo lygisCAE

Yra keturi pagrindiniai požiūriai į integracijąCAD ir CAE:

1) CAD -orientuotas;

2) CAE -orientuotas;

3) CAD / CAE -orientuotas;

4) Gaminio informacijos valdymo technologijos naudojimas per visą jos gyvavimo ciklą (produkto gyvavimo ciklo valdymas, PLM).

Leiskite mums išsamiau apsvarstyti kiekvieną iš šių požiūrių.

CAD-orientuotas požiūris

CAD orientuotas požiūris, dizainas pagrįstasCAD -sisteminė ir interaktyvioji analizė, kuri atliekama siekiant patobulinti suprojektuotą produktą. Ši technika jau tapo plačiai paplitusi. Beveik visuose šiuolaikiniuoseCAD -Sistemos teikia papildomus analizės ir modeliavimo modulius, glaudžiai integruotus su modeliavimo sistema. Šie moduliai leidžia išspręsti kinematinio modeliavimo, baigtinių elementų analizės (FEM), tinklelio generavimo ir vėlesnio apdorojimo problemas tiesiogiai modeliavimo sistemoje. Pavyzdžiui, sistema„PTC Pro“ / inžinierius   apima moduliusPro / Mechanikaatlikti konstrukcinę, vibracijos, temperatūros ir variklio analizę.Pro / Mesh ir Pro / FEMPOST   - tai yra atitinkamai prieš ir po analizės atlikti FEM procesoriai.  Taigi FEM tampa populiariausiu analizės metodu. Deja, dažnai modeliai, sukurtiCAD   netinkamas FEM. Kaip parodyta fig. 1 atveju FEM daugeliu atvejų reikalingas koks nors abstraktus modelis, tuo tarpuCAD -sistema sukuria išsamų kietojo kūno modelį.

Piešimas 1 . Geometriniai modeliai: (a ) detalusCAD modelis; (b ) abstraktus modelisCAE

Todėl, kaip parodyta 2 pav., Norint gauti FEM būdingą modelį, reikalingas transformacijos procesas, kuris pašalina kai kuriuos elementus ir netgi sumažina pradinio modelio dydį. Elementų pašalinimas reiškia, kad maži geometriniai elementai, esantys modelyje, yra ignoruojami arba paslėpti. Yra specialios ekspertų sistemos, į kurias įkeliamas CAD modelis. Jos pasirinktinai slepia geometrinius elementus ir jų savybes, kad vėliau galėtų gauti modelį analizei. Ir keičiant dydį, yra tam tikras kietojo kūno modelio supaprastinimas. Rezultatas yra, pavyzdžiui, vielos rėmas arba paviršiaus modelis.

Piešimas 2 . Į CAD orientuotas požiūris į CAD ir CAE integraciją.

Modelio transformacijos procesas yra reikšminga integracijos kliūtisCAD ir CAE , taip pat gana nesvarbi užduotis, kuriai taip pat reikia didelių laiko sąnaudų. Norėdami išspręsti šią problemą, yra daug pokyčių, visų pirma susijusių su vieno modelio konvertavimo į kitą proceso automatizavimu. Tačiau visų šiuo metu egzistuojančių metodų galimybės yra gana ribotos, todėl reikia patobulinti modelių transformavimo proceso automatizavimo laipsnį.

Modelių transformacija taip pat priklauso nuo tam tikrų savybių buvimoCAD modeliai. Jei CAD -modelyje nėra informacijos apie būtinąCAE   savybės, šios savybės nustatomos analizuojant kietojo kūno modelį. Priešingu atveju reikalingos savybės paverčiamos savybėmisCAE -modeliai. Tuo atveju, jei savybėsCAD modeliai yra visiškai identiški savybėmsCAE -Modelai, konversija nėra atliekama. Konversijos procese naudojamos technologijos apima: projektavimą remiantis geometrinio modelio (bruožų) struktūriniais elementais, modelio savybių apibrėžimą, savybių konvertavimą, kai kurių modelio elementų pašalinimą ir dydžio keitimą. Jis taip pat naudoja kietojo kūno modelį ir savaime susikertantį topologinį modeliavimą (NMT ) Modelių bendrųjų briaunų skaičius turėtų būti šiek tiek mažesnis arba lygus dvigubam kraštų skaičiui. Jei šis skaičius yra daugiau nei dvigubai didesnis už kraštų skaičių, tada modelis laikomas savaime susikertančiu, kuriame vienas ar keli kraštai yra daugiau nei dviejų veidų sankirtoje, t. ji turi sutampančius šonkaulius. Savaime susikertantys modeliai leidžia sukurti topologiją, apimančią taškus, kreives, paviršius ir trimačius objektus, kuriuose yra taškai, kreivės ar paviršiai, kurie yra pritvirtinti arba nepririšti prie išorinės ribos.

CAE-orientuotas požiūris

CAE orientuotas požiūris, visų pirma, inžinerinė analizė atliekama remiantis abstrakčiu modeliu, siekiant nustatyti visus parametrusCAE -modeliai. Kaip parodyta 3 pav., Projektavimo modelis gaunamas pridedant papildomų elementų, taip pat reikalingą informaciją apie dydį.

3 pav CAE orientuotas požiūris į integracijąCAD ir CAE.

Šis metodas, pagrįstas modelio elementų pridėjimu ir matmenų nustatymu, yra visiškai priešingas.CAD orientuotas požiūris, kuriam reikia supaprastinti modelio geometriją, kad būtų galima suderinti FEM modelį. Orientacijos įCAE , reikalingos automatizuotos tvirtų modelių, pagrįstų abstrakčiais pirmtakais, formavimo procedūros. Priešingu atveju dizaineriams reikės rankiniu būdu atkurti geometriją iš projektavimo dokumentų. Tuo atvejuCAE -orientuotas požiūris, panašiaiCAD požiūris, yra įvairių konvertavimo technologijų, atsižvelgiant į nuosavybių prieinamumą ir turinįCAE   modeliai. Šis metodas naudoja projektavimo technologijas, pagrįstas ypatybėmis, nustatančias modelio savybes ir konvertuojančias savybes išNMT modeliai, taip pat pridedami elementai ir dydžiaiNMT -modeliai. Dydžių pridėjimas yra technologija, skirta sukurti tvirtus modelius iš abstrakčiųNMT modeliai, naudojamiCAE -orientuotas požiūris. Pridedamas paviršių storis, o rėmai sutirštėja.

CAD/ CAE-orientuotas požiūris

CAD ir CAE Orientuotas požiūris reikalauja dvigubų pastangų sukurti ir nuolat prižiūrėti du skirtingus to paties produkto modelius. Automatizuotos pertvarkymo iš vieno tipo modelio į kitą nebuvimas gali lemti tai, kad modelis turės būti atkurtas pagal dokumentus. Tai kliūtis integracijai.CAD - CAE . Be to, inžinerinei analizei dažnai reikia pakeisti išsamumo laipsnį (Lod ) ir (arba) abstrakcijos lygis (LOA ) nagrinėjamo modelio. Kai tik pasikeisLOD ir LOA , būtina iš naujo vesti transformacijos procesą. Kaip šių problemų sprendimas, siūlomos bendros modelio erdvės, taip pat dvikryptės integracijos galimybėsCAD - CAE   Tokiu atveju sistema leidžiaCAD -sistema automatiškai sukuria modelius analizei irCAE -sistema, skirta automatiškai modifikuoti dalių geometriją ir atlikti naują analizę. Transformacijos procesas kartojamas, kol pasiekiamas nurodytas kriterijus.

Šis metodas vadinamasCAD / CAE - integruotas požiūris, užtikrinantis vieningą modelį, užtikrinantį sklandžią integracijąCAD / CAE . 4 pav. Parodytas šio metodo duomenų srautas. Jis grindžiamas šiomis technologijomis: dizainas naudojant funkcijas,NMT , daugialypiai vaizdai.

4 paveikslas. Integruotas požiūrisCAD \\ CAE.

Taikant šį požiūrį, kartu sukurtą įvairių rūšių  geometriniai projektavimo ir analizės modeliai kiekvienai funkcijų modeliavimo operacijai. Visi modeliai yra integruoti į vieną bendrą modelį. Kietojo kūno modeliai su įvairiaisLod   lengvai gaunamas iš integruoto modelio. Be to, kiekvienamLod   gali pasidaryti abstraktusNMT   modelis su įvairiaisLOA ir perkelkite jį į CAE sistemą.

CAD / CAE atveju - integruotas požiūrisCAD ir CAE   modeliai kuriami vienu metu ir sujungiami į vienąNMT   modelis. Iš kombinuoto modelioCAD ir CAE   modeliai gaunami naudojant atrankos mechanizmą. Be to, šis požiūris palaiko modeliusCAD, CAE įvairiuose LOD ir LOA . Todėl čia naudojamos technologijos yra pagrįstos savybėmis, elementų atrankos, naikinimo ir dydžio keitimo algoritmais, daugialypėmis reprezentacijomis.

Technologijų naudojimas Plm

Priešingai nei anksčiau aprašyti integracijos principaiCAD ir CAE , produkto informacijos valdymo technologijos naudojimas per visą jos gyvavimo ciklą neturi įtakos atskiriems šių dviejų sistemų bendro tobulinimo klausimams, o labiau globaliems uždaviniams suvienyti visus techniškai sudėtingų gaminių projektavimo, gamybos, modernizavimo ir priežiūros procesus.

Kas yra PLM? Tikslų atsakymą į šį klausimą nėra lengva, nes nėra aiškaus apibrėžimo, o pagrindinių ideologų formuluotės, nors ir išsamios, yra labai neaiškios. Pavyzdžiui, bendrovė „CIMdata“, kuri specializuojasi analizuoti PLM rinką, teigia, kad tai yra strateginis požiūris į verslo organizavimą, kuris įmonėms leidžia kolektyviai kurti, skleisti ir naudoti informaciją apie produktus naudojant integruotą korporacinių sistemų rinkinį per visą jo gyvavimo ciklą - nuo projektas prieš šalinimą. EDS apibrėžia PLM kaip išsamią įmonės informacijos sistemą, kuri teikia valdymą visiems produkto gyvavimo ciklo aspektams, pradedant nuo reikalavimų kūrimo, rinkos analizės ir plėtros iki gamybos, pristatymo ir garantinio aptarnavimo.

Visi apibrėžimai skamba taip gražiai ir neaiškiai, kad iš pirmo žvilgsnio gali atrodyti, kad PLM yra labiau rinkodaros šūkis, o ne tikra technologija. Ir nors PLM yra tam tikras rinkodaros komponentas, būtų per anksti teigti, kad ši koncepcija yra išnaudota. Galų gale, jei nepaisysime veiksmingų formuluočių ir suprantame PLM esmę, tampa aišku, kad tai ta pati kompiuterinė technologija, kaip ir daugelyje kitų, turinti savo užduotis, pranašumus ir problemas.

Taigi apibendrinant tai, kas išdėstyta, pagrindinis PLM tikslas yra sujungti atskiras automatizavimo sritis vienoje informacinėje erdvėje ir įgyvendinti galutinio projekto, technologinį ir komercinį ciklą, pradedant projekto rengimu ir baigiant jo šalinimu. Toks požiūris žada didelę naudą įmonėms, iš kurių pagrindinės yra:

- paspartinti naujų produktų išleidimą;

- kokybės kontrolės stiprinimas;

- išlaidų sumažinimas keičiant fizinius maketus į virtualius;

- taupymas dėl pakartotinio dizaino duomenų naudojimo

- plečiamos produktų optimizavimo galimybės;

- taupymas mažinant gamybos atliekas;

- išlaidų sumažinimas visiškai integruojant inžinerinę darbo eigą.

Tačiau norint pasinaudoti šia koncepcija, būtina įveikti rimtus techninius sunkumus. Pagrindinė problema, su kuria susiduria vartotojai ir kūrėjai, yra poreikis įmonėje derinti nevienalytes automatikos sistemas ir užtikrinti kolektyvinį personalo darbą.

Paprastai kiekvienas padalinys išduoda savo informaciją ir apdoroja ją savaip. Taigi, projektavimo skyriai (naudojantCAD ) ir produkto analizė (CAE ) gali naudoti visiškai skirtingas specifikacijas ir standartus bei priimti sprendimus nepriklausomai vienas nuo kito. Todėl prieš įgyvendinant PLM, pirmiausia reikia nustatyti įmonių duomenų formatų standartus. Be to, daugelis įmonių naudoja programinę įrangą - įvairių tiekėjų programinę įrangą (dažniausiai CAD), kad atliktų atskiras gamybos proceso užduotis. Norint juos integruoti į PLM aplinką, būtina naudoti duomenų konvertavimo iš vieno formato į kitą priemones, kurios dažnai sukelia klaidas ir pablogina informacijos kokybę. Akivaizdžiausias būdas to išvengti yra įdiegti PLM produktus iš vieno pardavėjo. Tačiau tik nedaugelis tiekėjų siūlo visą PLM įrankių asortimentą, ir vargu ar įmonės nori pakeisti įprastą CAD naujiems. Vienintelė išeitis yra sukurti atvirą duomenų formatą. Tokių bandymų daroma, bet, deja, čia padaryta nedidelė pažanga. ISO išleido STEP (Standard for Exchange for Product Model Data) aprašydamas 3D CAD modelius, tačiau iš tiekėjų jis nesulaukė didelio palaikymo. Dabar kuriami formatai, pagrįsti XML metaanguage. Pavyzdžiui, EDS siūlo PLM XML formatą geometrijai vizualizuoti ir aprašyti. Šie pokyčiai dar tik pradedami diegti ir dar neaišku, ar jie taps visaverčio PLM standarto pagrindu.

Apibendrinant reikia pažymėti, kad beveik visos analitinės įmonės, veikiančios įmonių rinkoje, labai vertina integracijos perspektyvasCAD ir CAE , taip pat visų heterogeninių automatizavimo sistemų suvienodinimas įmonėje. Įmonės vis labiau domisi integracijos technologijomis ir aiškinasi savo verslo galimybes. Tačiau ekonominio nestabilumo sąlygomis jie elgiasi atsargiai, atidžiai analizuodami kūrėjų pasiūlymus ir atidžiai įvertindami investicijų grąžos santykį. Todėl, remiantis minėtos analizės rezultatais, programinės įrangos tiekėjams patariama atsižvelgti į realių gamybos procesų ypatybes ir tobulinti savo gaminius, užtikrinant sąveiką su kitų šios rinkos dalyvių sistemomis.

LITERATŪRA

1. Glinsky A. Pasaulinė CAD / CAM / CAE sistemų rinka. - „Computer-Inform“, Nr. 01 (117), 2002 m.

2. Goretkina E. Kas yra PLM? -PC savaitė, Nr. 34, 2003 m.

3. Zykov O. Pramonės automatika: perėjimas nuo CAD į PLM. IT žinios, 2005 m. Nr. 05.

4. Lee K. CAD pagrindai (CAD / CAM / CAE ) - Sankt Peterburgas: Petras, 2004 m.

5. Vidurys C. CAD / CAM / CAE: nuo skirtingų santrumpų iki vieno junginio. - „CNews Analytics“, 2005 m.

Lee Sang Hun. CAD-CAE integravimo metodas, naudojant daugialypės skiriamosios gebos ir abstrakcijos modeliavimo būdus. - Kompiuterinis dizainas Nr. 37, 2005 -941–955 psl

Pagal ankstesnį skyrių, kompiuterinis projektavimas (CAD) yra technologija, susidedanti iš kompiuterinių sistemų naudojimo, siekiant palengvinti projektų kūrimą, modifikavimą, analizę ir optimizavimą. Taigi, bet kuri programa, kuri veikia su kompiuterine grafika, kaip ir bet kuri programa, naudojama inžineriniuose skaičiavimuose, nurodo kompiuterio pagalba sukurtas projektavimo sistemas. Kitaip tariant, daugelis CAD įrankių yra nuo geometrinių formų programų iki specializuotų analizės ir optimizavimo programų. Tarp šių kraštutinumų tinka tolerancijų analizės, masės inercinių savybių skaičiavimo, baigtinių elementų modeliavimo ir analizės rezultatų vizualizavimo programos. Pati pagrindinė CAD funkcija yra nustatyti konstrukcijos geometriją (mechanizmo detales, architektūrinius elementus, elektronines grandines, pastato planus ir kt.), Nes geometrija nustato visus vėlesnius gaminio gyvavimo ciklo etapus. Šiuo tikslu paprastai naudojami kūrimo brėžiniai ir geometrinio modeliavimo sistemos. Štai kodėl šios sistemos paprastai yra laikomos   kompiuterinės projektavimo sistemos.  Be to, šiose sistemose apibrėžta geometrija gali būti naudojama kaip pagrindas toliau operacijos CAE ir CAM sistemose. Tai yra vienas reikšmingiausių CAD pranašumų, kuris taupo laiką ir sumažina klaidų, susijusių su poreikiu nustatyti struktūros geometriją nuo nulio, skaičių kiekvieną kartą, kai to reikia skaičiavimams. Todėl galima teigti, kad kompiuterinės darbo brėžinių projektavimo sistemos ir geometrinio modeliavimo sistemos yra svarbiausios kompiuterinio projektavimo dalys.

Automatizuota gamyba  (kompiuterinė gamyba - Cam) - tai technologija, susidedanti iš kompiuterinių sistemų naudojimo planuojant, valdant ir kontroliuojant gamybos operacijas per tiesioginę ar netiesioginę sąsają su įmonės gamybos ištekliais. Vienas iš brandžiausių požiūrių į pramonės automatizavimą yra skaitmeninis valdymas (NC). CNC sudaro užprogramuotų komandų valdymas mašina, kuri gali šlifuoti, pjaustyti, frezuoti, štampuoti, sulenkti ir kitais būdais paversti ruošinius gatavomis dalimis. Šiais laikais kompiuteriai gali generuoti dideles programas CNC mašinoms, remdamiesi produktų duomenų geometriniais parametrais iš CAD duomenų bazės ir papildoma operatoriaus pateikta informacija. Šios srities moksliniai tyrimai sutelkti į operatorių intervencijos poreikio sumažinimą.

Kita svarbi automatizuotų gamybos sistemų funkcija yra robotų, galinčių dirbti lanksčiose automatizuotose vietose, programavimas, pasirenkant ir montuojant įrankius ir apdirbtas dalis CNC mašinose. Robotai taip pat gali atlikti savo užduotis, pavyzdžiui, suvirinti, surinkti ir perkelti įrangą ir dalis dirbtuvėse.

Proceso planavimas taip pat palaipsniui automatizuojamas. Proceso plane galima nustatyti įrenginio gamybos operacijų seką nuo visos būtinos įrangos pradžios iki pabaigos. Nors visiškai automatizuotas proceso planavimas, kaip jau pažymėta, praktiškai neįmanomas, tam tikros dalies apdorojimo planą galima sudaryti automatiškai, jei jau yra planų perdirbti panašias dalis. Tam buvo sukurta grupavimo technologija, leidžianti sujungti panašias dalis į šeimas. Dalys laikomos panašiomis, jei jos turi bendrų gamybos ypatumų (lizdai, grioveliai, skylės, skylės ir kt.). Norint automatiškai nustatyti dalių panašumą, būtina, kad CAD duomenų bazėje būtų informacija apie tokias savybes. Ši užduotis atliekama naudojant objektinį modeliavimą arba elementų atpažinimą (5 skyrius). Grupavimo technologija yra aprašyta 10 skyriuje.

Be to, kompiuteris gali būti naudojamas norint nustatyti poreikį užsisakyti žaliavas ir įsigytas dalis, taip pat nustatyti jų kiekį remiantis gamybos grafiku. Ši veikla vadinama medžiagų poreikio planavimo MRP. Kompiuteris taip pat gali būti naudojamas mašinų būklei stebėti dirbtuvėse ir siųsti nm atitinkamas užduotis.

Kompiuterinis projektavimas(kompiuterinė inžinerija - CAE) Yra technologija, susidedanti iš kompiuterinių sistemų naudojimo CAD geometrijai analizuoti, modeliuoti ir nagrinėti gaminio elgseną, siekiant patobulinti ir optimizuoti jo dizainą. CAE įrankiai gali atlikti daugybę skirtingų analizės variantų. Pavyzdžiui, kinematinių skaičiavimų programos gali nustatyti mechanizmų jungčių judėjimo trajektorijas ir greitį. Didelės poslinkio dinaminės analizės programos gali būti naudojamos norint nustatyti apkrovas ir poslinkius sudėtiniuose sudėtiniuose įtaisuose, tokiuose kaip automobiliai. Logikos ir sinchronizacijos programų patikrinimas ir analizė imituoja sudėtingų elektroninių grandinių veikimą.

Iš visų kompiuterinės analizės metodų, matyt, plačiausiai naudojamas dizainas yra baigtinių elementų metodas (FEM). Jo pagalba apskaičiuojami įtempiai, deformacijos, šilumos perdavimas, magnetinio lauko pasiskirstymas, skysčių srautai ir kitos nuolatinės terpės problemos, kurias išspręsti kitu metodu tiesiog nepraktiška. Taikant baigtinių elementų metodą, analitinis struktūros modelis yra elementų derinys, todėl jis yra padalintas į atskiras dalis, kurias jau galima apdoroti kompiuteriu.

Kaip minėta anksčiau, norint naudoti baigtinių elementų metodą, reikia ne abstraktaus, bet tinkamo lygio abstraktaus modelio. Abstraktus modelis skiriasi nuo dizaino tuo, kad jis suformuojamas pašalinant nesvarbias detales ir sumažinant matmenis. Pavyzdžiui, mažo storio trimatis objektas gali būti vaizduojamas kaip dvimatis apvalkalas. Modelis sukuriamas interaktyviai arba automatiškai. Baigtas abstraktus modelis yra padalintas į baigtinius elementus, kurie sudaro analitinį modelį. Programinės įrangos įrankiai, leidžiantys sukonstruoti abstraktų modelį ir suskaidyti jį į baigtinius elementus, vadinami pirminiais procesoriais. Išanalizavęs kiekvieną elementą, kompiuteris surenka rezultatus kartu ir pateikia juos vaizdiniu formatu. Pavyzdžiui, aukštos įtampos sritys gali būti paryškintos raudonai. Vizualizacijos programinė įranga vadinama postprocesoriais. Baigtinių elementų metodas bus aptartas 8 skyriuje.

Yra daugybė programinės įrangos įrankių, skirtų optimizuoti dizainą. Nors optimizavimo įrankiai gali būti klasifikuojami kaip CAE, jie paprastai nagrinėjami atskirai. Vyksta tyrimai, siekiant automatiškai nustatyti struktūros formą derinant optimizavimą ir analizę. Laikantis šių požiūrių, laikoma, kad pradinė struktūros forma yra paprasta, kaip, pavyzdžiui, stačiakampio formos dvimatis objektas, sudarytas iš mažų skirtingo tankio elementų. Tada atliekama optimizavimo procedūra, leidžianti nustatyti konkrečias tankio vertes, kurios leidžia pasiekti konkretų tikslą, atsižvelgiant į įtampos apribojimus. Tikslas dažnai yra sumažinti svorį. Nustačius optimalias tankio vertes, apskaičiuojama optimali objekto forma. Jis gaunamas išmetant mažo tankio elementus. Įvadas į optimizavimą pateiktas 9 skyriuje.

Nepaprastas struktūrų analizės ir optimizavimo metodų pranašumas yra tas, kad jie leidžia dizaineriui pamatyti galutinio produkto elgseną ir nustatyti galimas klaidas prieš sukuriant ir išbandant tikrus prototipus, išvengiant tam tikrų išlaidų. Kadangi eksponentiškai padidėja projektavimo išlaidos paskutiniuose produkto kūrimo ir gamybos etapuose, ankstyvas optimizavimas ir tobulinimas (įmanomas tik CAE analizės priemonių dėka) atsiperka ženkliai sumažinus kūrimo laiką ir sąnaudas.

Taigi, CAD, CAM ir CAE technologijas sudaro automatizuoti ir padidinti efektyvumą tam tikruose produkto gyvavimo ciklo etapuose. Kurdamos savarankiškai, šios sistemos dar nevisiškai išnaudojo projektavimo ir gamybos integravimo galimybes. Šiai problemai išspręsti buvo pasiūlyta nauja technologija, vadinama kompiuteriu integruota gamyba (CIM). CIM bando sujungti „automatikos salas“ ir paversti jas vientisa ir efektyvia sistema. CIM reiškia kompiuterinės duomenų bazės naudojimą efektyvesniam visos įmonės valdymui, visų pirma apskaitai, planavimui, pristatymui ir viena kitos užduotims, o ne tik projektavimui ir gamybai, kurie buvo aprašyti. cAD sistemos, CAM ir CAE. CIM dažnai vadinama verslo filosofija, o ne kompiuterine sistema. Šiame vadove nebus nagrinėjamos CIM technologijos.

Kompiuterinis projektavimas) - programinės įrangos paketas, skirtas kurti brėžinius, dizainą ir (arba) technologinę dokumentaciją ir (arba) 3D modelius. Šiuolaikinėse sistemose cAD dizainas  gauna tai iš CAE (kompiuterinės inžinerijos) kietojo kūno modeliavimo sistemų ir perduoda ją į CAM (kompiuterinę gamybą), kad galėtų paruošti produkciją (pavyzdžiui, generuoti dalių apdorojimo programas CNC mašinoms arba GAPS (Flexible Automated Production Systems)).

Paprastai tai apima gaminio geometrinių modelių (tvirtų, trijų matmenų, kompozicinių) sukūrimą, taip pat gaminio brėžinių generavimą ir jų priežiūrą. Reikėtų pažymėti, kad rusiškas terminas „CAD“, kalbant apie pramonines sistemas, turi platesnį aiškinimą nei „CAD“ - jis apima ir CAD, ir CAM elementus, o kartais ir CAE elementus.

CAD komponentai:

CAD programinė įranga - jų paruošimo matematiniai modeliai, būdai ir metodai

CAD kalbinis palaikymas

CAD techninis palaikymas - duomenų įvesties, apdorojimo ir išvesties įrenginiai, projektavimo sprendimų archyvo palaikymo priemonės, duomenų perdavimo įrenginiai

CAD programinė įranga - CAD duomenų bazė, automatiniai duomenų bankai, duomenų bazių valdymo sistemos (DBVS)

CAD programinė įranga

CAD programinės įrangos komponentai (pavyzdys yra CAD geometrinis sprendimas)

Metodinė pagalba

Organizacinė parama

Detaliojo piešimo pavyzdys,
   kuriamas CAD

Tinkamas CAD pasirinkimas yra patikima efektyvaus projektavimo sąlyga. Atrankos kriterijai:

• CAD paplitimas
• CAD kaina, jos priežiūra ir modifikacijos
• Projektavimo užduočių aprėptis
• Paprastas CAD naudojimas ir jos „draugiškumas“
• Platus standartinių sprendimų bibliotekos palaikymas
• Galimybė ir paprastumas prijungti prie kitų CAD sistemų
• įmonės galimybė

CAD pavyzdžiai

Rusijos CAD

• Kompasas yra labiausiai paplitusi Rusijos CAD sistema.
• T-FLEX CAD - mechaninės inžinerijos CAD
• ADEM - CAD projektavimo ir technologinio mokymo bei CNC mašinoms

Nemokamas atvirojo kodo CAD

• „FreeCAD“ pateikė Aik-Siong Koh (A-S. Koh)
• „FreeCAD by Jurgen Riegel“ - atvira 3D projektavimo sistema
• „IndorCAD / Road“ - „IndorSoft“ kelių projektavimo sistema
• QCad - atvira 2D projektavimo sistema
• BRL-CAD - atvira 3D projektavimo sistema

  Kas yra „AutoCAD“?

„AutoCAD“  - 2 ir 3 matmenų   kompiuterinė projektavimo sistema irautodesk nuomonės. „AutoCAD“ produktų šeima yra viena iš plačiausiai naudojamų CAD sistemų pasaulyje.

„AutoCAD“ turi įmontuotą „Lisp AutoLISP“ kalbos tarmę, kuri suteikia daug galimybių automatizuoti.

„AutoCAD“ lango pavyzdys

Tai yra tradicinis jūsų idėjų projektavimas, vizualizavimas, dokumentų išleidimas ir efektyvus bei visiškas įgyvendinimas naudojant naująjį „Autodesk“ produktą. „AutoCAD 2007“ piešimo ir detalizavimo įrankiai padeda greičiau nei bet kada anksčiau įgyvendinti projekto idėją ir idėjas. Derindami tradicinius CAD su konceptualia projektavimo aplinka, naudodamiesi „AutoCAD 2007“, galite greitai sukurti reikiamus kėbulus ir paviršius, juos pakeisti ir išnagrinėti iš skirtingų kampų. Dinaminis įvestis piešimo metu leidžia užfiksuoti modelio pokyčius, 2D konstravimo komandas - sukurti pagrindines formas, ekstruzijos komandas ir panašiai, suteikiant kūnams tūrį. „AutoCAD 2007“ turi viską, kas garantuoja, kad kūnai ir ekrano paviršiai kuo tiksliau atitiktų jūsų idėjas.

Naujos „AutoCAD 2007“ funkcijos

„AutoCAD 2007“ siūlo visiškai naujas funkcijas, kurios leis jums įgyvendinti savo idėjas, aiškiai jas pateikti ir išleisti visą reikalingą dokumentaciją.

Koncepcinis dizainas

Kėbulų ir paviršių modeliavimas

Naudojant naujas „AutoCAD 2007“ funkcijas, labai lengva sukurti kėbulų ir paviršių modelius. Pridėtos naujos priemonės kūnams ir paviršiams kurti ir redaguoti. Jų pagalba dabar galite sukurti sudėtingus kietojo kūno objektus, kurių „veidą“ gali nulemti visas skirtingų paviršių kompleksas. Naujoje patobulintoje vartotojo sąsajoje kūnams ir paviršiams sukurti naudojama viena darbo aplinka.

Nauji projektavimo įrankiai

„AutoCAD 2007“ įgyvendina naują konceptualaus projekto iššokantįjį skydelį, kuriame integruotos visos priemonės, susijusios su kūnų ir paviršių modeliavimu. „AutoCAD 2007“ naudoja gerai žinomus ir intuityvius įrankius, paremtus „rašiklių“ technologijomis - ORTO, TRACKING, DYNAMIC INPUT. Tik dabar jie pritaikyti darbui su kūnais ir paviršiais, o tai leidžia greitai sukurti ir redaguoti šiuos elementus.

Modelio erdvės navigacija

„AutoCAD 2007“ praplečia ankstesnių įrankių galimybes. Dabar galite „priartinti“ perspektyvinio vaizdo režimu, „panoraminti“ „skaidrumo“ režimu ir redaguoti „Orbitos“ režimu. Naujasis „aplinkkelis“ režimas suteikia galimybę sekti modelį taip, kaip tai daroma kompiuteriniuose žaidimuose. Naujoji fotoaparato funkcija greitai fotografuoja modelį, su jų pagalba galite pamatyti, kaip jūsų projektas atrodys iš tam tikrų taškų. Visi šie navigacijos patobulinimai daro jūsų darbą produktyvesnį.

Vizualizacija

Vizualiniai stiliai

„AutoCAD 2007“ vaizdiniai stiliai padeda pasirinkti išvaizda  modeliai. Sistema numato naujų išorinių paviršių stilių kūrimą, kraštų efektus, medžiagų, šešėlių ir apšvietimo demonstravimą, taip pat perspektyvinius ir lygiagrečius vaizdus. Visos šios priemonės padeda perteikti modelį klientams vaizdine forma. Net žmonės, neturintys gilių techninių žinių, galės pateikti jūsų idėją ir jos įgyvendinimo metodus.

Animacija

Naudodamiesi „AutoCAD 2007“ animacijos režimais „Aplenkimas“ ir „Kelias“, pirmiausia galite nustatyti įdomias savo modelio vietas ir tuose taškuose sukurti aplinkkelio kelią arba tiesiog „pasivaikščioti su kamera“. Vaizdiniam darbui su klientu gali būti suformuotas animacinis failas su atitinkamais efektais. Naudodami animaciją kartu su įvairiais vaizdo stiliais ir šešėliniais režimais galite gauti tinkamus ir gražius vaizdinius efektus. Animacija leidžia jums surengti virtualią projekto apžvalgą savo klientams.

Sukurkite fotorealistinius vaizdus

„AutoCAD 2007“ naudojama pažangi fotorealistinio vaizdo technologija - mental ray® (įsivaizduojamo spindulių generatorius). Ši galinga „Autodesk® 3ds Max®“ naudojama technologija dabar integruota į „AutoCAD“ vartotojo sąsają. Tai leidžia lengvai ir greitai sukurti aukštos kokybės fotorealistinius vaizdus.

„AutoCad 2007“ sukurto fotorealistinio vaizdo pavyzdys
   (įprastoje 1-ojo plano nuotraukoje   įterpta  pastatyto pastato vaizdas „AutoCad“)

"Trijų butų platforma" :
   „AutoCad 2007“ sukurto fotorealistinio vaizdo pavyzdys

Šviesos šaltiniai

Naujos interaktyvios šviesos šaltinių valdymo priemonės programoje „AutoCAD 2007“ suteikia galimybę greitai ir tiksliai nustatyti brėžinio taškinius šviesos šaltinius ar prožektorius tam tikru atstumu. Norėdami tiksliai nustatyti šviesos šaltinį, galite naudoti specialų rašiklį. Veiksmo rezultatas matomas šešėliais realiuoju laiku.

Medžiagos

„AutoCAD 2007“ turi naujas galimybes medžiagas pritaikyti objektams, tereikia paimti medžiagą iš bibliotekos ir perkelti į objekto veidus ir paviršius. Jei medžiagos biblioteka nereikalinga, galite ją greitai sukurti medžiagos redaktoriuje.

Viso teksto paieška:

Kur ieškoti:

visur
tik vardu
tik tekste

Išėjimas:

aprašymas
žodžiai tekste
tik pavadinimas

Pradinis puslapis\u003e Anotacija\u003e Kompiuterių mokslas

Įvadas ……………………………………………………………………… .3

1. Pagrindinė informacija apie CAD / CAM sistemas ……………………… ..4

1.1CAD / CAM sistemos CCI …………………………………………… .5 1.2 CAD / CAM sistemų pavyzdžiai ……………………………………. 7

2. CAD / CAM sistemų plėtros perspektyvos 12

Išvada ………………………………………………… 14

Naudotų šaltinių sąrašas ………………………………… .16

Priedas ………………………………………………………………… 17

Įvadas

Šiuolaikinė vidaus inžinerija turėtų vystytis gamybos automatizavimo linkme, plačiai naudojant kompiuterius ir robotus, diegiant lanksčias technologijas, leidžiančias greitai ir efektyviai pertvarkyti technologinius procesus naujų produktų gamybai. Technologijų projektavimo automatizavimas ir gamybos procesų valdymas yra vienas iš pagrindinių būdų suaktyvinti gamybą, padidinti jos efektyvumą ir gaminio kokybę.

Svarbią vietą užima sudėtingos kompiuterizuotos gaminių projektavimo ir gamybos sistemos. Elektroninių kompiuterinių tinklų naudojimas suteikia galimybę mokytis mechanikos inžinierių nuotoliniu būdu.

Taigi ši tema domina dėl to, kad šiuolaikinio projektavimo automatizavimo etapo tendencija yra integruotų sistemų kūrimas, įskaitant projektavimą, technologinį dizainą ir gaminių gamybą. Suprojektuotas technologinis procesas turėtų greitai reaguoti į besikeičiančias gamybos situacijas gaminių gamybos procese.

Kontrolės darbo tikslas yra nustatyti pagrindines šiuolaikinių CAD / CAM sistemų ypatybes ir plėtros perspektyvas.

Šio darbo tikslai:

1. Atskleiskite pagrindinę informaciją apie CAD / CAM sistemas

2. Apsvarstykite CAD / CAM sistemų pavyzdžius

3. Identifikuoti CAD / CAM sistemų plėtros perspektyvas

Atlikdami kontrolinį darbą, buvo naudojami įvairūs šaltiniai: Rusijos ekspertų darbas kontrolės darbo tema: O. N Michailova, E.I. Yablochnikova, A. A. Martynenko ir kt., Naudodamiesi interneto šaltiniais teisingai ir objektyviai atspindėjo nagrinėjamą temą.

1. Pagrindinė informacija apie CAD / CAM sistemas

CAD sistemos (Computer Aided Design) - kompiuterinis projektavimas; CAM sistemos (kompiuterinė gamyba) - gamyba su centralizuotu valdymu iš kompiuterių; CAD / CAM sistemos - kompiuterinis dalių projektavimas ir gamyba naudojant kompiuterius; CAE sistemos (kompiuterinė inžinerija) - visapusiškai atliekamas projektavimas (įskaitant piešimo dalis ir mazgus), technologinis gamybos paruošimas ir dalių gamyba naudojant kompiuterius. Tuo pačiu metu CAE sistemos apima kokybišką dizainerio aprūpinimą reikalinga informacija ir technologinėmis priemonėmis ir yra laikomos CAD ir CAM posistemių komponentais.

Taigi projektavimas kompiuteriu yra kontroliuojamas kompiuterio palaikomos projektavimo sistemos CAD. Bet kas yra CAD?

Pagal mūsų šalyje priimtas idėjas, CAD yra organizacinė ir techninė sistema, atliekanti kompiuterinį projektavimą, projektavimo automatizavimo priemonių rinkinį, sujungtą su projektavimo organizacijos skyriais. Būtini CAD komponentai yra metodiniai, kalbiniai, matematiniai, grafiniai, informaciniai, techniniai, organizacinė parama.

Metodinis palaikymas pateikia CAD sudėties ir veikimo taisyklių dokumentus. Kalbinė parama atspindi kalbinių priemonių, kuriomis sistema keičiama informacija, lygį. Programinė įranga nustato tuos projektavimo metodus ir algoritmus, kuriais iš tikrųjų pastatytas visas CAD priedas. CAD kompiuterinė grafika vykdo suprojektuotų struktūrų vaizdų įforminimo, projekto rezultatų interpretavimo, piešinių ir maketų spausdintų kopijų gavimo funkcijas. Informacijos palaikymas skirtas laiku perduoti informacijos apie šį projektavimo procesą požymius, naudojant lankstų manipuliavimą informacija apie magnetines laikmenas. Techninė pagalba yra CAD techninių priemonių kompleksas, nuo kurio išdėstymo priklauso jo paskirtis. Organizacinė parama reguliuoja ryšį tarp dizainerių ir projektavimo automatizavimo priemonių rinkinį.

Visi šie komponentai sąveikauja CAD pagal tam tikrus principus ir yra pagrindas, kuriuo grindžiamas kompiuterinis projektavimas.

1.1 CAD / CAM sistemos CCI

Taigi, pažodžiui, terminas CAD / CAM reiškia kompiuterio projektavimą ir gamybą.

Apskritai, kompiuterinis projektavimas reiškia gaminio projektavimo projekto, pagrįsto dalių ir surinkimo mazgų geometriniu modeliavimu trimis matmenimis, vystymą, po kurio automatiškai sudaromas brėžinys ir projektinė dokumentacija. Sistema, atliekanti kompiuterio projektavimą, vadinama CAD sistema.

Jei CAD sistema projektavimo metu išsprendžia tik užduotį automatizuoti brėžinio ir projektavimo dokumentų rinkinio gavimą, tada ji klasifikuojama kaip 2D sistema. CAD sistema, kurioje dizainas atliekamas remiantis trimačiais modeliais, priklauso 3D sistemų klasei. Toliau kalbėsime apie 3D sistemas.

Kompiuterių gamyba suprantama kaip automatinis gaminio dalių gamybos CNC įrangoje, remiantis turimu gaminio geometriniu modeliu, formavimas. Sistema, kuri išsprendžia šią problemą, vadinama CAM sistema. Kai kuriose CAM sistemose yra ribotos modeliavimo priemonės, tačiau paprastai dalių modeliai, kuriais grindžiamas apdorojimo procesas, iš CAD sistemos „priimami“ per nuoseklias sąsajas.

Projektuoto produkto erdvinio geometrinio modelio sudarymas yra pagrindinė kompiuterio projektavimo užduotis. Būtent šis modelis yra naudojamas CAD / CAM sistemoje toliau sprendžiant piešimo ir projektavimo dokumentų problemas, projektuojant technologinę įrangą, kuriant CNC mašinų valdymo programas (1 pav.). Be to, šis modelis yra perkeltas į CAE sistemas ir naudojamas ten inžineriniams tyrimams. Pagal kompiuterinį modelį, naudojant greito prototipų sudarymo metodus ir priemones, galima gauti fizinio produkto pavyzdį.

Fig. 1. Produkto kompiuterinio modelio vaidmuo

Taip pat svarbu, kad projektuojant 3D, klaidų skaičius projekte smarkiai sumažėja. Taip nutinka dėl šių priežasčių:

Dizaineris gali aiškiai pamatyti savo darbo rezultatą jau projektavimo procese. Brėžinių rodiniai automatiškai sukuriami remiantis modeliu, todėl neįtraukiamos situacijos, kai vienos formos informacija neatitinka kitos. Projektuojant surinkimo agregatus, galima patikrinti surinkimą ir nustatyti klaidas modelio lygiu.

Dizainerio sukurtas geometrinis modelis yra saugomas kompiuterio atmintyje kaip matematinis aprašymas ir ekrane rodomas kaip erdvinis objektas. Yra paviršiaus (rėmo paviršiaus), kietojo kūno ir hibridinis modeliavimas.

Paviršiaus modeliavimas. Pirmiausia sukonstruojamas karkasas - erdvinė struktūra, susidedanti iš linijų segmentų, apskrito lankų ir atramų. Rėmas vaidina atraminį vaidmenį ir yra pagrindas tolesnei paviršių, kurie yra "ištempti" prie rėmo elementų, statybai.

Kietojo kūno modeliavimas. Kietojo kūno modelis yra holistinis objektas, užimantis uždarą erdvės dalį. Visada galite tvirtai pasakyti, ar taškas yra tvirtoje vietoje, jo paviršiuje ar kūno išorėje. Kai pakeisite bet kurio elemento modelį, pasikeis visi kiti su juo susiję elementai. Dėl to kietojo kūno forma keičiasi, tačiau jo vientisumas išsaugomas.

Hibridinis modeliavimas leidžia suderinti visus tvirto modeliavimo patogumus su galimybe statyti savavališkai sudėtingų geometrinių formų objektus. Hibridinis modeliavimas suteikia galimybę dirbti kartu su kietais objektais ir paviršiais. Tokiu atveju įmanoma kietą kūno dalį „nupjauti“ paviršiumi, paviršių uždengtą tūrį paversti vientisa ir kt.

Įvairiose CAD / CAM sistemose galima įgyvendinti kai kuriuos iš išvardytų modeliavimo tipų ir visus juos. Sukurtus modelius galima perkelti iš vienos CAD CAM sistemos į kitą naudojant specialias sąsajas - suderintus duomenų formatus keistis informacija. Kai kuriais atvejais CAD / CAM sistemos gali „suprasti“ vidinius formatus, naudojamus modeliams vaizduoti. Šiuo atveju jie kalba apie tiesioginių sąsajų tarp sistemų buvimą.

Vienas iš praktinių sąsajų naudojimo pavyzdžių yra projektavimo biuro perduodama informacija apie suprojektuotą gaminį (elektronine forma) gamintojui tuo atveju, kai projektavimo biuras ir gamykla savo darbe naudoja skirtingas CAD / CAM sistemas.

1.2 CAD / CAM sistemų pavyzdžiai

CAD / CAM programinės įrangos produktus galima sąlygiškai suskirstyti į 3 grupes: „lengvas“, „vidutinis“, „sunkus“. Kol yra „popierinės“ projektavimo dokumentacijos, bet kokio tipo įmonėms būtinos „lengvos“ CAD sistemos.

Šiandien pasaulyje yra siūloma daugybė skirtingų CAD, CAM ir CAD / CAM sistemų, kurių funkcinė galia, apimtis, vartotojo įsisavinimo sistemos sudėtingumas ir sąnaudos skiriasi. Aukščiausio lygio CAD / CAM sistemų pavyzdžiai:

Tinkama CAD / CAM sistema yra patikima efektyvaus projektavimo sąlyga. Atrankos kriterijai:

Paplitimas

Projektavimo užduočių aprėptis

Sistemos patogumas ir jos „draugiškumas“

Platus standartinių sprendimų bibliotekos palaikymas

Sujungimo su kitomis CAD / CAM sistemomis galimybė ir paprastumas

Komandinio darbo galimybė

Pro / ENGINEER  - Visapusiškas CAD bet kokio sudėtingumo gaminiams kurti.

Dėl galingų visų inžinerinių disciplinų automatizavimo galimybių, „Pro / ENGINEER“ yra pripažintas 3D sprendimas, skirtas modeliuoti ir kurti konkurencingus komercinius produktus.

„Pro / ENGINEER“ suteikia skaičiavimo galią ir mastelį, kurio reikia gabalų gamintojams, norint sukurti sudėtingus projektus.

Programinės įrangos gaminys „Pro / ENGINEER“ tiekiamas įvairiuose paketuose, kurie gali patenkinti bet kurios įmonės poreikius. Nepriklausomai nuo to, ko jums reikia: ekonomiškas CAD naudojant 3D technologiją, kuri suteikia visas pagrindines projekto kūrimo ypatybes („Pro / ENGINEER Foundation XE“), tas pats CAD kartu su duomenų tvarkymo įrankiais ir papildomomis funkcijomis, tokiomis kaip pažangios surinkimas ar dizainas.

MAGAZINĖ !!!

CAD / CAM Cimatron- Tai unikali integruotų technologijų filosofija, garantuojanti vartotojams praktinių rezultatų pasiekimą dėl visiško sistemos funkcionalumo.

Galingi hibridiniai modeliavimo įrankiai suteikia galimybę tiek aukštyn, tiek žemyn įgyvendinti sudėtingus produktų projektus, visiškai parametrizuojant ir asocijuojant bei naudojant aukštos kokybės paviršiaus geometriją.

Automatinis brėžinių ir grafinės dokumentacijos generavimas, visiškai laikantis ESKD ir ESTD, suteikia išskirtinį projekto rengėjo darbą ir kokybę.

Įvairių tipų apdirbimo CNC mašinose įrankių ir valdymo programų projektavimo įrankiai gali sumažinti naujų gaminių išleidimo laiką.

„Cimatron“ CAD modulis:

Sistema siūlo vieningą parametrinę hibridinę aplinką 2D / 3D vielos rėmo, paviršiaus ir tvirto modeliavimui, įskaitant logines operacijas skirtingo pobūdžio objektams. Palaikomi ir atitinkami hibridiniai mazgai. Dirbant su agregatais, yra visos dalių modeliavimo komandos.

Galingi įrankiai, skirti kurti ir naudoti standartinių dalių ir mazgų katalogus, apima vadinamųjų „pjovimo objektų“ palaikymą. Surinkdami detales ir agregatus, šie objektai automatiškai sukuria atitinkamus iškirpimus gretimuose modeliuose. Ypač patogu, kad „pjovimo objektai“ nuo pagrindinių dalių ir mazgų gali skirtis ne tik dydžiu, bet ir topologija.

„Cimatron E“ yra į procesą orientuota sistema. Kitaip tariant, sistema ne tik turi specializuotus modulius ir posistemius, bet ir įrankių kūrimo procesas joje yra padalintas į etapus pagal nusistovėjusią pasaulinę praktiką:

Produkto modelio gavimas iš kliento „Cimatron E“ ar kitomis CAD sistemomis,

Operatyvinių ruošinių (kaltinių, liejinių) modelių kūrimas,

originalaus modelio padalijimas į fiksuojančių paviršių rinkinius,

Formavimo įrangos projektavimas,

Antros eilės įrankių dizainas (elektrodai ir kt.),

Brėžinių ir grafinių dokumentų išdavimą,

CNC įrangos valdymo programų (UP) kūrimas.

Priede pateiktas detalės, pagamintos naudojant „Cimatron Ltd.“ kompiuterinę technologiją, pavyzdys.

Didelės sėkmės sulaukė ir vidaus plėtra - „Compass“, „T-Flex“ sistemos. Aštuonkojai ir kiti

Trimatio modeliavimo sistema KOMPAS-3D

„KOMPAS-3D“ sistema skirta sukurti trijų matmenų atskirų dalių ir surinkimo mazgų parametrinius modelius, kuriuose būtų ir tipinių, ir nestandartinių, unikalių, konstrukcinių elementų. Parametrinė technologija leidžia greitai gauti tipiškų gaminių modelius, remiantis sukurtu prototipu. Daugybė aptarnavimo funkcijų palengvina pagalbinių užduočių sprendimą projektuojant ir prižiūrint gamybą. Pagrindinis „KOMPAS-3D“ sistemos bruožas yra jos pačios matematinio branduolio ir parametrinių technologijų naudojimas. Pagrindinė sistemos išspręsta užduotis yra gaminių modeliavimas, siekiant žymiai sutrumpinti projektavimo laikotarpį ir ankstyvą jų paleidimą į gamybą. Šie tikslai yra pasiekiami naudojant šias galimybes:

Greitas projektavimo ir technologinės dokumentacijos, reikalingos gaminiams išleisti, gavimas (surinkimo brėžiniai, specifikacijos, detalės ir tt),

Gaminių geometrinių ir masinio centravimo charakteristikų apskaičiavimas ir vėlesnis gaminių geometrijos perkėlimas į skaičiavimo paketus.

Geometrijos perkėlimai, skirti valdyti CNC įrangos programinės įrangos kūrimo paketus,

Papildomų gaminių vaizdų kūrimas (pavyzdžiui, katalogams sudaryti, techninės dokumentacijos iliustracijoms kurti ir pan.).

Gaminių modeliavimas „KOMPAS-3D“ gali būti atliekamas įvairiais būdais: iš apačios į viršų (naudojant paruoštus komponentus), iš viršaus į apačią (komponentų projektavimas projekto kontekste), pasikliaujant maketo eskizu (pavyzdžiui, kinematinė schema) arba mišriu būdu. Tokia ideologija pateikia lengvai modifikuojamus asociacinius modelius. Modelių importo / eksporto priemonės (KOMPAS-3D palaiko formatus IGES, SAT, XT, STEP, VRML) suteikia galimybę keistis duomenimis su subrangovais ir klientais, taip pat vykdyti nevienalyčio komplekso, kuriame yra įvairios CAD / CAM / CAE sistemos, valdymą vienoje įmonėje.

Sistema turi galingą funkcionalumą dirbant su projektais, kuriuose yra keli tūkstančiai mazgų, dalių ir standartinių gaminių.

http://www.arbyte.ru/cadcam/solutions/comp3d.shtml

Taigi, šiuolaikiniai CAD / CAM / CAE sistemų programinės įrangos produktai leidžia išanalizuoti detalių gamybos procesus, kai užpildoma forma, jos aušinimas, liejinių susitraukimas ir deformavimas ir kt., Pateikiami atsakymai į klausimus, kuriuos anksčiau buvo galima gauti tik atlikus bandomojo liejimo ciklai. Kompiuterinis gaminio modelis leidžia gauti informacijos apie sankryžų linijų vietą, galimas silpnąsias konstrukcijos vietas ir oro gaudyklių buvimą, polinkį deformuotis ir vidinių įtempių atsiradimą liejant. Tai padeda optimizuoti technologinio proceso plėtrą ir pasirinkti racionalias gaminio projektavimo galimybes.

Pažymime keletą pagrindinių CAD / CAM sistemų plėtros tendencijų, kurios pastaraisiais metais tūkstančių kūrėjų pastangomis virto galingomis ir patikimomis sistemomis, automatizuojančiomis beveik visų įprastų projektavimo ir technologinio paruošimo gamybai operacijas. Naujausioms įprastų CAD / CAM sistemų versijoms būdinga keletas bendrų jų evoliucijos raidos taškų: - visų sistemų CAD sistemų vartotojo sąsaja su kiekviena versija tampa patogesnė;

- Vidutinės klasės CAD sistemos vis labiau integruojamos į CAM ir PDM sistemas ir jose yra keletas CAE sistemų elementų, o tai leidžia dizaineriams atlikti paprastus inžinerinius skaičiavimus nepaliekant vienos vartotojo sąsajos;

- CAD sistemose yra priemonių, skirtų aptikti ir ištaisyti dažniausiai pasitaikančias duomenų klaidas, atsirandančias perkeliant modelius iš vienos sistemos į kitą;

- CAD sistemas, skirtas tvirtai modeliuoti viduriniąją klasę, dabar sudaro sudėtingos formos paviršių modeliavimo įrankiai, kurie yra būtini dirbant su lakštinio metalo gaminiais;

- CAD modeliai tampa fotorealistiškesni.

2. CAD / CAM sistemų plėtros perspektyvos

Kompiuterizuotų projektavimo sistemų naudojimas yra būtinas žingsnis link technologinės pažangos. CAD / CAM sistemų naudojimas projektavimo, technologinėms ir kitoms problemoms spręsti, nors tam reikalinga medžiaga (pvz., Norint įsigyti ir įdiegti programinį paketą) ir laiko investicijos (programos įsisavinimui), tačiau ji gerai moka už save, nes tai daug kartų sumažina laiko sąnaudas. apie naujo produkto projektavimo ir gamybos paruošimą, dokumentaciją ir sprendžiant daugelį kitų problemų; taip pat palengvina darbą su esamų įrenginių bibliotekomis (duomenų bankais); specifikacijos ir kt.

Apskritai, CAD / CAM / CAE sistemos yra gana žinomos ir žinomos vidaus įmonių priemonės, kurios aktyviai naudojamos kasdienėje veikloje.

Pagrindinės CAD / CAM sistemų plėtros koncepcijos XXI amžiuje:

Intelektualių sistemų kūrimas naudojant žinių bazes leidžia inžinieriui suteikti reikšmingą pagalbą priimant sprendimus.

Integruotų sistemų kūrimas leis įgyvendinti kombinuotą dizainą. Jai įgyvendinti būtina naudoti vieną koncepcinį projektą ir technologinių duomenų modelį.

Individualių sistemų kūrimas. Šia koncepcija siekiama sumažinti ekonominį rodiklį: programinės ir aparatinės įrangos kainos santykį su sistemos efektyvumu. Norint pasiekti optimalų, kiekvienoje konkretaus funkcinio tikslo darbo vietoje turėtų būti įrengta techninė įranga, turinti šiam tikslui reikalingą našumą, taip pat būtinos ir pakankamos programinės įrangos priemonės. Tai reiškia, kad asmeniniai kompiuteriai taip pat turi turėti asmeninių kompiuterių galimybes.

Inžinerijoje pereinama nuo projektavimo prie modeliavimo (pavyzdžiui, jau atsirandanti skaitmeninio prototipo technologija).

Tradicinį aukštos klasės CAD įrenginį sudaro dizainerių ir technologų darbo vietos, taip pat greitos prototipų kūrimo priemonės, leidžiančios greitai materializuoti kuriamo produkto modelį. Mašinų prototipų kūrimo istorija siekia daugiau nei 15 metų, yra keletas technologijų, leidžiančių sukurti materialius objektus be klasikinio mašininio apdirbimo (pavyzdžiui, kontroliuojamas purškimas, sukepinimas ar polimerizacija, sluoksnių pjaustymas lazeriu, po to jų surišimas ar sukepinimas ir kt.). Pastaraisiais metais prototipų kūrimo technologijos tapo prieinamesnės ir tobulesnės. Ir dar tobulesni, kad buvo galima panaudoti kuriant ne prototipus, o tiesiogiai gaminius. Tokioje gamyboje yra daug privalumų (ir trūkumų dabartiniame išsivystymo lygyje). Tačiau pagrindiniai pranašumai pateisinami viskuo - atstumo nuo mašinos modelio iki objektyvaus objekto sumažinimas iki nulio ir esminė galimybė sukurti objektus, kurių geometrija nėra prieinama jokiais žinomais mašinų apdorojimo būdais.

Jūs neturėtumėte galvoti, kad mes kalbame apie kažką eksperimentinio ar egzotiško. Skaitmeninės gamybos „dirbtuvės“ jau įsibėgėja su reikliais kokybės gamintojais. Pavyzdžiui, BMW DDM dirbtuvėse gamina rankinius įrankius, kuriuos naudoja konvejeriai. Kadangi žmonės visą darbo dieną praleidžia su šiais įrankiais rankose, jų svoris yra labai svarbus rodiklis. DDM leidžia gaminti apvalkalus tuo pat metu patvaresniais ir 75% mažiau sunkiais, nei klasikiniai perdirbimo metodai - abu jie pasiekiami dėl kruopščiai suprojektuotos ir sumodeliuotos geometrijos bei jos įkūnijimo galimybės „metale“. http://kulman.com.

Artimiausiu metu, mano manymu, automatizuotos proceso paruošimo sistemos - MPM (gamybos proceso valdymas) bus labai paklausios. Dabar tokių sistemų yra daugybė pramonės gigantų, tačiau aš manau, kad netrukus prasidės jų aktyvaus diegimo vidutinėse įmonėse laikotarpis, juo labiau, kad nemažai tiekėjų rengia tokius sprendimus būtent šiam segmentui.

Valdymo sistemų gamintojai diegia pažangias koncepcijas ir novatoriškas technologijas kaip naujausią programinę ir techninę įrangą. Tai užtikrina suderinamumą su ankstesnėmis versijomis, o tai leidžia paleisti naujausios sistemos  anksčiau sukurta programinė įranga. Gamintojai nori kurti anksčiau sukurtas sistemas, išplėsdami jų funkcionalumą ir (arba) pakeisdami branduolį. Tai iš tikrųjų paaiškina faktą, kad neseniai revoliuciniai nauji techniniai sprendimai nepasirodo rinkoje, o valdymo sistemos sistemingai tobulėja.

Išvada

Taigi kompiuterinių CAD / CAM technologijų naudojimas leidžia modeliuoti galutinį projektavimo procesą ir gamybos technologinį paruošimą. Šiuolaikinių kompiuterinių technologijų diegimas Rusijos pramonės įmonėse leidžia joms išlikti ir sėkmingai įsitvirtinti inžinerijos gaminių rinkoje aršios konkurencijos sąlygomis.

Be gamybos nebus pardavimų. Niekas dėl to nesiginčys. „Japoniškas stebuklas“ remiasi maksimaliu sustiprėjimu - maksimaliais robotų, CNC mašinų ir automatizavimo galimybėmis su kuo mažiau darbuotojų. Šis požiūris padarė Japoniją viena labiausiai išsivysčiusių šalių per kelis dešimtmečius. Niekas su tuo taip pat nesiginčys.

Dizaino automatizavimas suteikia įmonėms galimybę greitai reaguoti į kintančią paklausą, per trumpą laiką išleisti naujų tipų gaminius, greitai atnaujinti gaminius, sekti gaminio gyvavimo ciklą ir efektyviai pagerinti gaminio kokybę. Šiuolaikinės pasaulio raidos tendencijos diktuoja jų sąlygas.

Pramonės inžinerijos technologijos, kaip žinia, yra skirtos sukurti materialius objektus, pasižyminčius dideliu žinių intensyvumu su ilgu gyvavimo ciklu. Todėl nepaprastai svarbus dalykas yra inžinerinių technologijų funkcijų išplėtimas gaminio projektavimui (modeliavimui) ir viso gyvavimo ciklo (LC) įgyvendinimas, apimantis ne tik medžiagą (gamybą), bet ir idealų etapą (planą, projektą, planą), taip pat vėlesnius etapus (vartojimas). ir šalinimas).

Kūrinio autorius pristato naujo produkto sukūrimą kaip viso jo gyvavimo ciklo modeliavimo ir šio ciklo suderinimo su gaminį supančios aplinkos modeliu procesą. Šis požiūris labiau atitinka šiuolaikines idėjas apie dizaino esmę.

Naujas, platesnis technologijos supratimas atspindi istorinį faktą, kad pramonės technologijos iš tikrųjų visada buvo pagrindinės technologijos, sukuriančios objektyvų mus supantį pasaulį ir pagrindinius socialinės pažangos generatorius.

Taigi projektavimo procesas virsta mus supančio pasaulio „virtualaus“ modeliavimo procesu, atveriančiu nenuspėjamas kūrėjo galimybes realizuoti savo kūrybinį potencialą.

Galima teigti, kad ateityje automatizuotam variklių kūrimui sunkiosios sistemos daugiausia bus naudojamos kartu su specializuotomis CAD sistemomis, nes jos žymiai sumažina projektavimo ir konstrukcijos sudėtingumą.

Pabaigoje pažymime, kad ateities automatizavimo technologija yra valdymo įtaisas, galintis sėkmingai pakeisti esamas ankstesnių kartų mechanines, elektromechanines ir elektronines valdymo sistemas, galintis reguliuoti vienos tekinimo staklės, siurblio, ventiliatoriaus ir bet kurio kito mechanizmo veikimą, tačiau naudojant keletą keitiklius, jūs galite valdyti visą proceso grandinę, gamybos liniją ar dirbtuves.

Ateinančiais metais sukurtos kompiuterinės projektavimo sistemos turėtų būti pakankamai funkcionaliai išplėtotos ir padėti sumažinti TP kūrimo sąnaudas ir sudėtingumą; pagerinti suprojektuotų procesų kokybę, taip pat bendradarbiauti kaip posistemis su kitais ASTPP posistemiais; turėti įrankius, skirtus prisitaikyti prie besikeičiančių gamybos sąlygų, taip pat įrankius, skirtus efektyviai valdyti ir valdyti TP projektavimo procesą. http://www.sapr.ru/

Naudotų šaltinių sąrašas

1. Gelmerich R., Shvindt P. Įvadas į kompiuterinį dizainą. M: Mash-e, 2005 m

2. Michahalev O. N. CAD / CAM sistemų automatizavimo laipsnio didinimas / O. N. Michahalev, A. S. Yanyushkin // Mokslas. Technologija. Naujovės: Visos Rusijos jaunųjų mokslininkų mokslinės konferencijos medžiaga 7-oje 3 dalies dalyje. - Novosibirskas: NSTU leidykla, 2007. - 25–29.

3. Martynenko A. A., Shkaberin V.A. Ontologinio požiūrio taikymas įgyvendinant intelektinės paieškos sistemą CAD-, CAM-, CAE-technologijų srityje // Briansko technikos universiteto biuletenis -2008- №2 - p. 103-110

4. Skhirtladze A.G., Yarushin S.G. Technologiniai procesai mechaninėje inžinerijoje “, Permės valstybinis technikos universitetas, Permė, 2006 m.

5. Yablochnikov E.I. Sankt Peterburgo ASTPP statybos metodiniai pagrindai: ITMO, 2005 m.

6. Inf. iš svetainių: http: //www.arbyte.ru

http://www.sapr.ru/

http://kulman.com.

P

taikymas