3. Принципы создания сапр

1. САПР строится как открытая развивающаяся система.

1.1 Базовый вариант системы имеет возможность расширяться за счет введения более совершенных моделей и программ, а также за счет возможности введения новых объектов проектирования.

1.2 Введение САПР в эксплуатацию целесообразно по мере готовности ее составных частей.

2. САПР создается как иерархическая система. В САПР технических процессов обычно включаются следующие подсистемы:

- структурная;

- функционально-логическая;

- элементное проектирование.

Разработка схем тех. процесса - проектирование техмаршрута, проектирование и разработка управления программ для станков с ЧПУ.

3. САПР представляет совокупность информационно-согласованных подсистем.

4. САПР необходимо строить на использовании унифицированных составных частей.

При автоматизированном проектировании тех процессов необходимо учитывать принципы:

1. Системность автоматизированного проектирования. Должна обеспечить качество изготавливаемых изделий и экономическую эффективность разрабатывающей технологии/

2. Оптимизацию проектируемого процесса, обеспечивающую взаимосвязь структуры, качество изготавливаемых изделий и режимы обработки.

3. Рациональное сочетание типовых и индивидуальных тех. решений.

Лекция 2 Системы трехмерного твердотельного моделирования конструирования и черчения

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

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

Функционируя в составе корпоративных комплексов CAD/CAM/CAE/PDM, решающих задачи оптимизации конструкторско-технологической подготовки производства, КОМПАС-3D взаимодействует с системой ведения электронного архива и управления данными ЛОЦМАН:PLM (или с другими PDM-системами, применяемыми заказчиком) и едиными базами данных (корпоративными справочниками).

Система КОМПАС-3D предназначена для создания трехмерных ассоциативных моделей отдельных деталей и сборочных единиц, содержащих как оригинальные, так и стандартизованные конструктивные элементы. Параметрическая технология позволяет быстро получать модели типовых изделий на основе однажды спроектированного прототипа.

Основная задача, решаемая системой - моделирование изделий с целью существенного сокращения периода проектирования и скорейшего их запуска в производство. Эти цели достигаются благодаря возможностям

• быстрого получения конструкторской и технологической документации, необходимой для выпуска изделий (сборочных чертежей, спецификаций, деталировок и т.д.);

• передачи геометрии изделий в расчетные пакеты;

• передачи геометрии в пакеты разработки управляющих программ для оборудования с ЧПУ;

• создания дополнительных изображений изделий (например, для составления каталогов, создания иллюстраций к технической документации и т.д.).

Моделирование изделий в КОМПАС-3D можно вести различными способами: "снизу вверх" (используя готовые компоненты), "сверху вниз" (проектируя компоненты в контексте конструкции), опираясь на компоновочный эскиз (например, кинематическую схему) либо смешанным способом. Такая идеология обеспечивает получение легко модифицируемых ассоциативных моделей.

Система обладает мощным функционалом для работы над проектами, включающими несколько тысяч подсборок, деталей и стандартных изделий. Она поддерживает все возможности трехмерного твердотельного моделирования, ставшие стандартом для 3D САПР среднего уровня:

• булевы операции над типовыми формообразующими элементами;

• ассоциативное задание параметров элементов;

• построение вспомогательных прямых и плоскостей, эскизов, пространственных кривых (ломаных, сплайнов, различных спиралей);

• создание конструктивных элементов - фасок, скруглений, отверстий, ребер жесткости, тонкостенных оболочек;

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

• создание любых массивов формообразующих элементов и компонентов сборок;

• вставка в модель стандартных изделий из библиотеки, формирование пользовательских библиотек моделей;

• моделирование компонентов в контексте сборки, взаимное определение деталей в составе сборки;

• наложение сопряжений на компоненты сборки (при этом возможность автоматического наложения сопряжений существенно повышает скорость создания сборки);

• обнаружение взаимопроникновения деталей;

• возможность гибкого редактирования деталей и сборок;

• переопределение параметров любого элемента на любом этапе проектирования, вызывающее перестроение всей модели.

Средства импорта/экспорта моделей (КОМПАС-3D поддерживает форматы IGES, SAT, XT, STEP, VRML) обеспечивают функционирование комплексов, содержащих различные CAD/CAM/CAE системы.

Чертежный редактор КОМПАС-ГРАФИК предоставляет широчайшие возможности автоматизации проектно-конструкторских работ в различных отраслях промышленности. Она успешно используется в машиностроительном проектировании, при проектно-строительных работах, составлении различных планов и схем.

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

Система изначально ориентирована на полную поддержку стандартов ЕСКД. При этом она обладает возможностью гибкой настройки на стандарты предприятия.

Средства импорта/экспорта графических документов (КОМПАС-ГРАФИК поддерживает форматы DXF, DWG, IGES) позволяют организовать обмен данными со смежниками и заказчиками, использующими любые чертежно-графические системы

Этот пакет обеспечивает:

• многодокументный режим работы с чертежами;

• разнообразные способы и режимы построения графических примитивов (в том числе ортогональное черчение, привязка к сетке и т.д.);

• мощные средства создания параметрических моделей для часто применяемых типовых деталей или сборочных единиц;

• создание библиотек типовых фрагментов без какого-либо программирования;

• любые стили линий, штриховок, текстов;

• многочисленные способы простановки размеров и технологических обозначений;

• автоподбор допусков и отклонений;

• быстрый доступ к типовым текстам и обозначениям;

• встроенный текстовый редактор;

• встроенный табличный редактор.

КОМПАС-ГРАФИК автоматически генерирует ассоциативные виды трехмерных моделей (в том числе разрезы, сечения, местные виды, виды по стрелке). Все они ассоциированы с моделью: изменения в модели приводят к изменению изображения на чертеже.

Стандартные виды автоматически строятся в проекционной связи.

Данные в основной надписи чертежа (обозначение, наименование, масса) синхронизируются с данными из трехмерной модели.

Формирование спецификаций

Система проектирования спецификаций позволяет выпускать разнообразные спецификации, ведомости и прочие табличные документы.

Спецификация может быть ассоциативно связана со сборочным чертежом (одним или несколькими его листами) и трехмерной моделью сборки.

Возможна автоматическая передача данных из чертежа или модели в спецификацию или из спецификации в подключенные к ней документы. Из спецификации в чертеж передаются номера позиций компонентов сборки (стандартных изделий, деталей и т.д.). Из сборочного чертежа в спецификацию передаются номера зон, в которых расположено изображение соответствующих компонентов сборки. Из моделей деталей и сборочных единиц в спецификацию передаются наименование, обозначение, масса и другие данные.

Если в сборочный чертеж вставлены изображения стандартных элементов из прикладных библиотек, то информация о них передается в спецификацию.

Система проектирования спецификаций поддерживает заполнение разделов и подразделов и стандартную сортировку строк внутри них. Правила сортировки строк по умолчанию соответствуют стандарту; при необходимости они могут быть изменены пользователем.

Разнообразие параметров и настроек, в особенности применение пользовательских бланков, позволяет создавать не только спецификации в соответствии с ГОСТ. Механизмы модуля разработки спецификаций отлично подходят для работы с различными ведомостями, перечнями, каталогами и списками: их строки можно нумеровать, сортировать, связывать с документами и графическими объектами и т.д. Комбинируя различные настройки спецификации, можно создавать ведомости спецификаций, ведомости ссылочных документов, ведомости покупных изделий, таблицы соединений, листы регистрации изменений и прочие документы.

К функциям импорта данных из большинства форматов относятся:

• чтение графических файлов форматов DXF, DWG и IGES;

• чтение файлов трехмерных моделей форматов IGES, SAT, XT, STEP;

• запись файлов трехмерных моделей форматов IGES, SAT, XT, STEP, VRML и STL;

• запись данных спецификации в форматы DBF и Microsoft Excel;

• запись документов КОМПАС в различные растровые форматы (TIFF, GIF, JPEG, BMP, PNG, TGA);

• чтение и запись текстовых файлов форматов ASCII (DOS), ANSI (Windows); чтение текстовых файлов формата RTF.

Библиотеки. К пакету может подключаться до 40 библиотек.

Существует огромное количество деталей и узлов, подобных по форме и отличающихся лишь своими параметрами - размерами.

При работе с КОМПАС-3D Вы можете сохранять созданные изображения и модели в файлах, а затем вставлять их в новые документы. Однако это не всегда удобно, так как каждый раз после вставки фрагмента или модели приходится редактировать объект для получения необходимых размеров.

Для упрощения и ускорения разработки чертежей и сборок, содержащих типовые и стандартизованные детали (крепеж, пружины, подшипники, резьбовые отверстия, канавки, элементы электросхем, строительные конструкции и т.п.) очень удобно применять готовые параметрические библиотеки.

Библиотека - это приложение, созданное для расширения стандартных возможностей КОМПАС-3D и работающее в его среде. Типичными примерами приложений являются поставляемая вместе с системой библиотека KOMPAS.RTW (она содержит команды построения изображений часто встречающихся геометрических фигур, гладких и резьбовых отверстий и т.д.), а также такие продукты семейства КОМПАС, как библиотека стандартных машиностроительных элементов и библиотека крепежа, значительно ускоряющие проектирование сборочных моделей и оформление сборочных чертежей.

Прикладная библиотека может быть создана в одной из стандартных сред программирования для Windows (Borland C++, Microsoft Visual C++, Borland Pascal и т.д.) с использованием функций специального комплекта разработки приложений КОМПАС-МАСТЕР 5. По своей архитектуре библиотека является стандартным динамически подключаемым модулем (DLL) Windows. По умолчанию файлы библиотек имеют расширения *.DLL или *.RTW.

В прикладных библиотеках через языковые средства могут использоваться все возможности КОМПАС-3D, предоставляемые при интерактивной работе (создание и редактирование объектов, работа с моделью документа, открытие и сохранение чертежей и фрагментов и т.д.)

Следует отметить, что возможности использования библиотек отнюдь не ограничиваются простым вводом в чертеж параметризованных стандартных элементов. Библиотека может представлять из себя сложную, ориентированную на конкретную задачу подсистему автоматизированного проектирования, которая после выполнения проектных расчетов формирует готовые конструкторские документы или их комплекты. Можно сказать, что в виде прикладных библиотек вполне реально разрабатывать целые СAПP объектов опpеделенного клaссa.

КОМПАС-3D не накладывает никаких ограничений на размер и сложность функций библиотек, а скорость исполнения библиотечных функций зависит в основном от характеристик компьютера (объем оперативной памяти, скорость доступа к жесткому диску и т.д.).

КОМПАС-3D поддерживает одновременную работу с несколькими подключенными библиотеками. Режимы работы с библиотекой могут быть различными (окно, диалог, меню или панель).

После подключения библиотеки к системе пользователь выбирает нужную функцию из ее каталога и запускает на исполнение.

Конструкторская библиотека

Библиотека содержит более 200 параметрических изображений различных типовых машиностроительных элементов — болтов, винтов, гаек, заклепок и другого крепежа, подшипников, профилей, конструктивных мест, элементов соединений трубопроводов, манжет и т.д. Предусмотрена возможность создания и вставки в графический документ произвольного пакета стандартных крепежных изделий (например, шпилька-шайба-гайка-гайка). При вставке изображения пакета в чертеж длина стержня крепежного элемента подбирается автоматически из стандартного ряда. Возможна также отрисовка отверстий под крепеж. Библиотека содержит готовые наборы крепежных изделий; возможно сохранение созданных пользователем наборов.

Библиотека канавок для КОМПАС-3D

Библиотека предназначена для построения на наружных и внутренних цилиндрических поверхностях трехмерных твердотельных моделей КОМПАС-3D канавок следующих типов:

• канавка трапециевидная;

• канавка сферическая;

• канавка для уплотнительных колец (ГОСТ 9833-73);

• канавка для выхода резьбы (ГОСТ 10549-80);

• канавка для выхода шлифовального круга (ГОСТ 8820-69);

• канавка для выхода долбяка (ГОСТ 14775-81);

• проточка для запорных колец (МН 470-61).

• канавка прямоугольная;

Библиотека стандартных крепежных элементов для КОМПАС-3D

Библиотека содержит трехмерные параметрические модели стандартных крепежных элементов: болтов, винтов, гаек, шайб, шпилек, предназначенные для вставки в модели сборок КОМПАС-3D.

Вставленные в сборку библиотечные элементы легко редактируются, причем у большинства элементов можно изменить не только основные параметры (такие, как длина, диаметр и т.п.), но и номер стандарта. Например, винт с полукруглой головкой можно легко заменить винтом с цилиндри-ческой головкой, не удаляя исходный элемент и не меняя точку привязки.

Библиотека охватывает более шестидесяти ГОСТов.

Библиотека редукторов

Библиотека редукторов предназначена для работы инженеров-конструкторов, занимающихся проектированием электромеханических приводов различного назначения.

Библиотека содержит изображения и технические характеристики серийно выпускаемых редукторов общего и специального назначения, а также сведения о производителях и поставщиках.

В Библиотеке указаны следующие технические характеристики редукторов:

• варианты передаточных отношений,

• номинальный крутящий момент на выходном валу в непрерывном режиме работы,

• номинальные радиальные нагрузки на входном и выходном валах,

• КПД,

• масса редуктора,

• варианты климатических исполнений.

Кроме того, указаны значения номинальных моментов и нагрузок при тяжелых, средних, легких условиях работы, а также приведены параметры (размеры, конусность, число и модуль зубьев) входных и выходных валов редукторов в различных вариантах.

В Библиотеке также можно найти сведения о вариантах сборки редукторов, подобрать редуктор по заданным параметрам (тип, передаточное отношение, номинальный момент).

После подбора необходимого редуктора пользователь может автоматически получить его изображение на чертеже и передать соответствующую информацию в спецификацию.

Все сведения о редукторах соответствуют данным официальных каталогов предприятий-изготовителей и фирм-поставщиков (сведения о них также имеются в Библиотеке).

Библиотека электродвигателей

Библиотека ориентирована на применение конструкторами, занимающимися разработкой электромеханических приводов различного назначения.

Библиотека содержит сведения об асинхронных электродвигателях переменного и постоянного тока и имеет 6 разделов:

• Асинхронные трехфазные двигатели переменного общего назначения

• Асинхронные трехфазные двигатели переменного тока взрывозащищенные

• Асинхронные однофазные двигатели переменного тока

• Промышленные двигатели постоянного тока с независимым возбуждением

• Шаговые двигатели различного применения

• Универсальные коллекторные двигатели

Для каждой марки двигателя в Библиотеке имеются данные о:

• мощности,

• синхронной частоте вращения вала,

• реальной частоте вращения с учетом скольжения,

• коэффициенте полезного действия,

• массе,

• диаметре выходного конца вала.

Для многих двигателей также приведены данные о моменте инерции вала и о документе на поставку. Кроме того, даны сведения об исполнениях по степеням защиты, по способу охлаждения, по номинальным режимам работы, по соотношениям вращающих моментов на валу и о климатических исполнениях. В Библиотеке приводятся краткие данные о предприятии-разработчике и производителях конкретных моделей электродвигателей.

Библиотека снабжена системой поиска двигателей в базе данных.

После выбора в базе необходимой марки и типоразмера двигателя пользователь может автоматически получить его изображение на чертеже и передать соответствующую информацию в спецификацию. Изображение двигателя полностью соответствует габаритным и присоединительным размерам изделия, приводимым в каталогах фирм-производителей.

Специальный модуль Библиотеки — "Мастер подбора электродвигателя" — предназначен для укрупненного расчета параметров привода и выбора на их основе конкретной модели электродвигателя.

Библиотека элементов кинематических схем

Используется при построении чертежей различных кинематических схем. Содержит типовые изображения кинематических паp, звеньев, винтов, гаек, кулачков, маховика, мальтийских и храповых механизмов, передач (зубчатых, ременных, фрикционных и цепных), подшипников, пружин, толкателей, шкивов и других элементов.

Условные обозначения пневмо- и гидросхем

Библиотека "Условные обозначения пневмо- и гидросхем" содержит отсортированные по категорям условные обозначения:

• Блоков подбора воздуха;

• Вентилей;

• Гидрозамков;

• Гидрораспределителей (3/2, 4/2, 4/3, 5/2);

• Дросселей;

• Ёмкостей (гидробаков);

• Пневмоклапанов;

• Клапанов давления;

• Кондиционеров рабочей среды;

• Насосов;

• Пневмораспределителей;

• Органов управления;

• Средств измерения (манометров и термометров);

• Цилиндров.

Библиотека элементов станочных приспособлений

Библиотека используется при построении чертежей технологической оснастки.

Содержит типовые параметрические изображения различных часто используемых конструктивных элементов (специальных болтов и винтов, втулок, гаек, кулачков, опор, осей, призм, прихватов и т.д.).

САПР Фрез

Система автоматизированного проектирования фрез предназначена для использования конструкторами-инструментальщиками, проектирующими режущий инструмент.

Основные задачи, которые решает САПР Фрез:

• проектирование червячных фрез;

• создание текстовой и графической документации для изготовления разработанных фрез;

• моделирование прямой и обратной задач процесса обката (профиль фрезы — деталь, деталь — профиль фрезы).

Червячные фрезы проектируются для следующих типов деталей:

• зубчатые колеса ГОСТ 1643-81 — фреза ГОСТ 9324-80;

• шлицевые валы ГОСТ 1139-80 — фреза ГОСТ 8027-86;

• звездочки — фреза ГОСТ 15127-83;

• нестандартные детали (острошлицевые валы и др.).