Державний комітет РФ з вищої освіти

ДВГТУ

Електромеханічний факультет

Кафедра: Систем автоматизованого проектування.

РЕФЕРАТ

по темі: Система автоматизованого

ПРОЕКТУВАННЯ.

V - варіант

Група: 494

Виконав студ.:

Перевірив преп. : Столбов А.А.

г.Арсеньев

1996

ВСТУП.

Збільшення продуктивності праці розробників нових виробів,скорочення термінів проектування, підвищення якості розробки проектів --найважливіші проблеми, вирішення яких визначає рівень прискорення науно -технічного прогресу суспільства. Розвиток систем автоматизованоїпроектування (САПР) спирається на міцну науково-технічну базу. Це --сучасні засоби вичіслітельньной техніки, нові способи представленняі обробки інформації, створення нових чисельних методів рішенняінженерних задач і оптимізації ції. Системи автоматизованого проектуваннядають можливість на основі новітніх досягнень фундаментальних науквідпрацьовувати і вдосконалювати методологію проектування, стимулюватирозвиток математичної теорії проектування складних систем і об'єктів. Уданий час створені і при-змінюються в основному засоби і методи,забезпечують автоматизацію рутин-них процедур і операцій, таких, якпідготовка текстової документації, преоб-разованіе технічних креслень,побудова графічних зображень, тощо.

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

Наскрізні системи - це всеосяжний набір засобів для автоматизаціїпроцесів і технологічної підготовки виробництва, а також різнихоб'єктивнимтов промишленності.Сістеми містять у собі повний набір промислово АДАП -тірованних та підтвердили свою ефективність програмних модулів, функціо -нально охоплюють аналіз і створення креслень, підготовку виробництва навсіх етапах, а також забезпечують високу функціональну гнучкість всьогоциклу виробництва.

Дана система дозволяє виконувати розробку самих складних технічнихвиробів: джгути електропроводки, деталі з пластмаси, різнімеханічніконструкції. Це досягається за допомогою єдиного набору програмних засобівзадовольняють спеціальним вимогам виробництва.
Системи являють собою не просто об'єднаний набір окремих програм-

мних рішень, а цілісну інтегровану систему взаємозалежних інструме -нтальних модулів здатних функціонувати на різних технічних плат -формах, взаємодіяти з іншим виробничим устаткуванням, обро -ють дані, отримані шляхом досягнення розробок новітньої технології.
Системи CAD/CAM/CAE дозволяють у масштабі цілого підприємства логічнозв'язувати всю інформацію про виріб, забезпечувати швидку обробку і дос -туп до неї користувачів працюючих у різнорідних системах. Так само вонипідтри -жива технологію паралельного проектування і функціонування різнихпідрозділів погоджено виконуючих у рамках єдиної комп'ютерної моді-лиоперації проектування, зборки, тестування виробу, підготовку вироб -ництва і підтримку виробу протягом усього його життєвого циклу.

Створювана системою модель грунтується на інтеграції даних іпредстав-ляєт собою повний електронний опис виробу, де присутня,як конструк -Торського, технологічна, виробнича й інші бази данихвиробу.
Це забезпечує значне поліпшення якості, зниження собівартості іскорочення термінів випуску виробу на ринок.

Кожна система розробляється керуючись задачами об'єднання іопти -мізаціі праці розроблювачів і прийнятих при цьому технологій у масштабахусього підприємства для підтримки даною системою стратегії автоматичногопроектування.

2. Класифікація ЕОМ.

Технічні засоби і загальне системне програмне забезпечення єінструментальної базою САПР. Вони утворюють фізичне середовище, в якійреалізуються інші види забезпечення САПР. Інженер, взаємодіючи з цієїсередовищем та вирішуючи різні завдання проектування, здійснює автоматичнепроектування технічних об'єктів. Технічні засоби і загальне програм -мное забезпечення в процесі проектування виконують і вирішують такі завданняяк: а) введення вихідних даних опису об'єкту проектування; б) відображення введеної інформації з метою її контролю і редагує-

поліси страхування; в) перетворення інформації; г) зберігання та оперативного спілкування проектувальника з системою, і багато інших функції.

Для вирішення цих завдань технічні засоби САПР повинні міститипроцес-сори, оперативну пам'ять, зовнішні запам'ятовуючі пристрої,пристрої введення -виведення інформації, технічні засоби машинної графіки та багато інустрій-ства. На сьогоднішній день існує дуже багато різноманітних ЕОМ.
Основні технічні характеристики по яких ЕОМ розділені на групи це:Продуктивність, ємність оперативного пристрою, що запам'ятовує,пропускна спосіб-ність підсистеми вводу-виводу інформації, надійністьфункціонування та ін
ЕОМ, що використовуються в САПР, можна розділити на дві групи: 1) універсальнізагального призначення; 2) спеціалізовані.
Спеціалізовані ЕОМ призначені для вирішення вузького кола завданьпроектування конкретних технічних об'єктів. Можна умовно розділити ЕОМна групи по ціні/продуктивності, але дуже швидкий прогрес в областірозробки обчислювальної техніки розмивають цей кордон, перетворюючи Сегод -нящнюю супер-ЕОМ у простий калькулятор.

Розділяють обчислювальні машини на супер-ЕОМ, ЕОМ високою потужністю -ності та ЕОМ середньої продуктивності, вони використовуються в основному длявирішення складних обчислювальних завдань (наприклад, моделювання, параметри -чеський оптимізації і т.п.); міні-ЕОМ є основою для створення типовихпроблемно-орієнтованих комплексів; персональні ЕОМ призначені дляпоточної повсякденної роботи інженера; мікро-ЕОМ отримали широке розпрощався -поранення, оскільки легко вбудовуються в різні пристрої САПР. Наведемокілька прімереров, де можна проаналізувати технічні характеристикирізних типів ЕОМ (таб.1). таб.1.
| Параметри ЕОМ | Супер-ЕОМ | ЕОМ | ЕОМ середовищ-| суперміні-| Мікро-ЕОМ |
| | | Висо-кою | ній | | |
| | | Вироб. | произв. | ЕОМ. | |
| Назва. | Cray | | ЕС1046 | | РМ |
| | X-MP | IBM-3081 | | VAX11/780 | 50/60 |
| Виробниц. млн. | | | | | |
| опер/сек. | 200 | 14 | 1,2 | 1,1 | 0,15 |
| максим. | | | | | |
| Розрядної | | | | | |
| | 64 | 32 | 32 | 32 | 16 |
| машинного | | | | | |
| слова. | | | | | |
| Ємність ОЗП, | | | | | |
| | 64м | 32м | 8М | 8М | 128К |
| байт. | | | | | |

На початку 90-х років в нашу країну хлинув великий потік зарубіжноїобчислювальному котельної техніки, стався різкий стрибок у розвитку Російськогоринку компь -тернини та оргтехніки. Нам стали доступні останні досягнення у світі
Hardware, Software, Multimedia. Так маючи грошові кошти можна беззайвих зусиль придбати ЕОМ будь-якого класу і будь-якої конфігурації. Принципвідкритої архітектури, вперше використовується фірмою IBM, зробив самимирозпрощався-пораненими IBM-сумісні комп'ютери. По класах їх можнапідрозділити на офісні комп'ютери, мережеві робочі станції, графічністанції, файл-сервери, відео-сервери, комп'ютери мультимедіа, Desktop,
Laptop. Представники кожної групи мають різні технічніхарактеристики.

Ці невеликі на вигляд машини несуть у собі величезний обчислювальний поті -нціал, який знайшов своє застосування в системах автоматизованого прое -ктірованія, анімації, банківської справи, освіти та багатьох інших сферах.
Так, наприклад, Cray Research єдина компанія, що випускає обчислювальномутільну техніку для наукових високопродуктивних обчислень. Сучаснідорогі ЕОМ містять по кілька десятків і навіть сотень процесорів
(наприклад, MasPar MP-2 містить 16000 процесорів) досягаючи при цьомупікової продуктивності в кілька сотень Мфлоп. Прості ж ЕОМ містятьзазвичай один процесор (процесори умовно поділяють на покоління 286,
386, 486, 586 "Pentium"), кілька мегабайт оперативної пам'яті (зазвичай вонанарощує-ся), жорсткий диск (постійний запам'ятовуючий пристрій -
"Вінчестер", ємність від декількох Мб до декількох Гбайт), адаптери відео-
, Мульти-та ін (для підтри-жанія роботи різних пристроїв, як монітор,вінчестер і т. д.). Всі суперечить-сленние пристрої встановлюються наматеринську плату, до неї від блоку пита-ния подається електрична енергія і
ЕОМ може працювати. Це звичайно не пів-вий склад комп'ютера (насправдівін набагато складніше), але вже достатньо, щоб уявити собі йогосутність.

3. Організаційне забезпечення САПР.

Стандарти з САПР вимагають виділення в якості самостійногокомпонента організаційного забезпечення, яке включає в себе положення,інструкції, накази, штатні розклади, кваліфіковані вимоги іінші документи, що регламентують організаційну структуру підрозділівпроект-ної організації та взаємодію підрозділів з комплексом засобівавтоматизованого проектування. Функціонування САПР можливо тількиза наявності і взаємодії перерахованих нижче засобів: а) математичного забезпечення; б) програмного забезпечення; в) інформаційного обепеченія; г) технічного забезпечення; д) лінгвістичного забезпечення; е) методичного забезпечення; ж) комплектування підрозділів САПР професійними кадрами.

Тепер коротко розберемося з призначенням кожного компонента засобів САПР.

Математичне забезпечення САПР. Основа - це алгоритми, за якимирозробляється програмне забезпечення САПР. Серед різноманітних елементівматематичного забезпечення є інваріантні елементи-при -нціпи побудови функціональних моделей, методи чисельного рішенняалгебраїчних і диференціальних рівнянь, постановки екстремальнихзавдань, пошуки екстренума. Разрабтка математичного забезпечення єнайскладнішим етапом створення САПР, від якого найбільшою міроюзалежать виробиводітельность та ефективність функціонування САПР в цілому.

Програмне забезпечення САПР. Програмне обепеченіе САПР представляєсобою сукупність всіх програм та експлуатаційної документації до них,необхідних для виконання автоматизованого проектування. Програмнезабезпечення ділиться на загальносистемне та спеціальне (прикладне) ПЗ.
Загальносистемне ПО призначено для організації функціонування технічно -ких коштів, тобто для планування і керування обчислювальним процесом,розподілу наявних ресурсів, про представлено різними операційнимисистемами. У спеціальному ПО реалізується математичне забезпечення длябезпосереднього виконання проектних процедур.

Інформаційне забезпечення САПР. Основу становлять дані, якимикористуються проектувальники в процесі проектування безпосередньо длявироблення проектних рішень. Ці дані можуть бути представлені у вигляді тихабо інших документів на різних носіях, які містять відомості довідковогохарактеру про матеріали, параметрах елементів, відомості про стан поточнихрозробок у вигляді проміжних і остаточних проектних рішень.

Технічне забезпечення САПР. Це створення і використання ЕОМ, графопо -будівельників, оргтехніки та різноманітних технічних пристроїв, що полегшуютьпроцес автоматизованого проектування.

Лінгвістичне забезпечення САПР. Основу складають спеціальні мовнікошти (мови проектування). призначені для опису процедуравтоматизованого проектування та проектних рішень. Основна частиналінгвістичного забезпечення - мови спілкування людини з ЕОМ.

Методичне забезпечення САПР. Під методичним забезпеченням САПР розуміютьщо входять до її складу документи, що регламентують порядок її експлуатації.
Причому документи, що відносяться до процесу створення САПР, не входять до складуметодичного забезпечення. Так в основному документи методичногозабезпечення носять інструктивних характер і їх розробка є процесомтворчим.

Комплектування підрозділів САПР професійними кадрами. Цей пунктнаказує комплектування підрозділів САПР професійному-гра -матнею спеціалістами, які мають навички та знання для роботи з перерахований -нимі вище компонентами САПР. Від їх роботи буде залежати ефективність іякість роботи всього комплексу САПР (може навіть всього виробництва).

4. САПР плазаво-шаблонних робіт.

Раніше в машинобудівному виробництві всі складні деталі виготовляли

плазово-шаблонним методом. З впровадженням обчислювальних засобів, яквеликі, малі та мікро-ЕОМ, креслярські автомати, верстати з ЧПУ з'явиласяможливість відмовитися від цього трудомісткого з багатьма недоліками методупро -ізводства. На його його зміну прийшов розрахунково-плазовий метод, цекомбінований-ний спосіб ув'язування, більш прогресивний, ніж плазово-шаблоннийметод, але ще не досяг комплесной автоматизації. Розрахунково-плазовомуметоду (РПМ) при -сущи всі риси майбутнього методу автоматизованого формоутворення: широ -дещо застосування математичного апарату, комплексна нормалізація і тіпіза -ція конструкторського та технологічного процесів, їх природнесуміщеннята розвиток, шірое використання різних за потужністю обчислювальнихзасобів і обладнання з ЧПУ в усіх ланках основного виробництва і йогопід -готовки. З іншого боку, цілі групи елементів конструкції і оснащенняпри цьому методі проектують, пов'язують і виготовляють за традиційною, алемодер -нізірованной технології плазово-шаблонного методу.

Сутність РПМ полягає в такій побудові системи конструкторсько -техно-логічної підготовки виробництва, при якому забезпечуєтьсяєдність вихід-ної інформації, яка використовується у процесі проектуваннякеруючих прог-Рамм обробки деталей на верстатах з ЧПУ, з іншогобоку, і при створенні плазово-шаблонної та об'ємної оснащення, з іншого.
Це досягається:

а) розробкою і застосуванням єдиної вихідної геометричної інформації ввигляді математичних, інформаційних та графічних моделей колективногокористування;

б) більш повним проставленням розмірів на кресленнях із записом у нихвідомостей, необхідних і достатніх для однозначного їх читання різнимивиконавцями;

в) впровадженням широко варійованою схеми паралельно-последовальногоформоутворення об'єктів виробництва та їх геометричній ув'язки, позволя -ющей погоджувати форми і розміри деталей у процесі їх паралельноговиготовлення різними способами.

Особливості проектування та завдання поверхонь при РПМ полягаєперш за все в широке застосування для цих цілей сучасних обчислювальнихі технічних засобів, що дозволяє видати у виробництво будь-яке числоточних і повноцінних за обсягом інформації розрахункових таблиць. Важливою ланкоюпроцесуформоутворення деталей є ув'язка поверхонь, яка представляє

собою їх взаємне узгодження по геометричним параметрам. Ув'язкає одним з основних чинників моделювання геометричних об'єктів,забезпечують-БЕЗПЕЧУЮТЬ отримання правильної інформації. Графоаналітичних ув'язкапри РПМє найбільш распрастраненним і раціональним способом узгодженняформ і розмірів елементів конструкцій. При розрахунково-плазовом методі важливимджерелом узгодження стикуємих ділянок поверхонь є інфор -ційних моделі. Інформаційну модель зазвичай представляють у вигляді таблицікоординат точок та інших геометричних параметрів. При РПМ широко вико -ється можливість отримання з ЕОМ і розрахункових таблиць, і керуючої інфор -ції для креслення геометричної моделі на креслярському інструменті. Прирозрахунково-плазовом методі скорочується загальне число операцій з перенесення формі розмірів, тим самим зменшуються втрати точності, неминучі при Графічні -ських та візуальних способів передачі та оцінки геометричної інформації.
Крім того, автоматизується процес виготовлення основних обводообразующіхшаблонів на базі математичних моделей, ЕОМ і верстатів з ЧПУ, що також сік-

звертати кількість допоміжної оснастки. Точність виготовлення шаблонів,

якість їх взаємної ув'язки все більше залежать від об'єктивних чинників, під-

що даються обліку та регулювання.

РПМ створює широкі перспективи для автоматизації технологічних процес -сов не тільки в області підготовки виробництва, а й у сфері основноговироб -ництва-заготівельного, складального і особливо механічної обробки. При РПМтех -технічних і економічний ефекти досягаються завдяки:

а) скорочення термінів підготовки пр?? ізводства; б) зменшення технологічного циклу виготовлення дослідних ісерійних деталей; в) підвищення якості ув'язки і точності відтворення зовнішніхформ усіх елементів каркасу; г) поліпшення геометричній взаємозамінності деталей і вузлівагрегату.

Скорочення термінів підготовки виробництва і зменшеннявиробничого циклу обумовлюється не лише застосуваннямвисокопродуктивного облад -вання, але і можливістю заздалегідь, ще до запуску чергового вироби,провестивелику роботу з підготовки прикладного програмного забезпечення.

Поряд з перерахованих вище впровадження розрахунково-плазового методу позво -ляєт одержати й інші позитивні результати:

а) послідовну ліквідацію важких робіт і скорочення загальноїчасткифізичної праці в процесі підготовки основного виробництва; б) стирання межі між фізичною та розумовою працею, щознаходить ви -раженіе в появі змішаних спеціальностей, наприклад, інженера-настройщі -ка, техніка-оператора та ін; в) різнобічне интелектуальное розвиток робітника, зайнятогообслуговуючи-ням новітній програмно-керованої та електронно-обчислювальноїтехніки; г) створення більш високої культури виробництва, кращих умовпраці наділянках, які оснащені новим автоматичним обладнанням.

Однією з характерних особливостей РПМ є можливість широкої КООП -рації на всіх стадіях проектування і виробництва нових зразків техніки,атакож гнучкість, можливість широко варіювати організацію технологічногопроцесу з метою максимального використання виробничих потужностей і в

першу чергу - сучасного устаткування з ЧПУ.

РПМ є сполучною ланкою між двома різними принципамиформоутворення і базою для послідовного переходу від традиційного,але застарілого плазаво-шаблонного методу до методу автоматизованого фор -мообразованія.

V - варіант

1. Поняття про системи CAD/CAM/CAE (наскрізні системи).
2. Класифікація електронно-обчислювальних машин (ЕОМ).
3. Організаційне забезпечення САПР.
4. САПР плазаво-шаблонних робіт.

Використана література: А. В. Петров Проблеми і принципи створення САПР. Москва
"Вища школа" 1990

Д. М. Жук Технічнікошти та операційні системи САПР. Москва
"Вища школа" 1986

В. Г. Федорчук
Інформаційне та прикладне програмне забезпечення
САПР. --//---//---//---//--

В. А. Вайсбург
Автоматизація процесів під-готовки авіаційноговиробництва на базі ЕОМ і обладнання з ЧПУ.
Москва "машиностр-ние" 1985

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

# 1 за 1995