Основные особенности и перспективы развития современных САD/САМ систем

 
 
 
 
 

Содержание 

Введение  …………………………………………………………………….3

1. Основные  сведения  о  CAD/САМ  системах  ………………………..4

1.1CAD/CAM-системы  в ТПП  ……………………………………….5                                                                                                         1.2  Примеры CAD/CAM-систем ……………………………………. 7

2. Перспективы   развития систем CAD/CAM …………………………… 12

Заключение  …………………………………………………………………14

Список  использованных  источников  ………………………………….16

Приложение  ………………………………………………………………17 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение 

     Современное отечественное машиностроение должно развиваться  в направлении автоматизации производства с широким   использованием ЭВМ и роботов, внедрения гибких технологий,  позволяющих быстро и эффективно перестраивать технологические  процессы на изготовление новых изделий. Автоматизация  проектирования технологии и управления производственными  процессами — один из основных путей интенсификации  производства, повышения его эффективности и качества продукции.

Важное  место занимают комплексные компьютеризированные  системы проектирования — изготовления изделий. Применение   электронных компьютерных сетей обеспечивают дистанционное  обучение при подготовке инженеров-машиностроителей.

     Таким образом, данная  тема  представляет  интерес  в  связи  с  тем,  что тенденцией современного этапа автоматизации  проектирования является создание комплексных систем,   включающих конструирование, технологическое проектирование и  изготовление изделий. Спроектированный технологический процесс  должен оперативно реагировать на изменение производственных   ситуаций процесса изготовления изделий.

     Цель  контрольной работы – выявить  основные  особенности  и  перспективы  развития  современных САD/САМ  систем. 

     Задачи  данной работы:

1. Раскрыть основные  сведения  о CAD/САМ системах

2. Рассмотреть примеры CAD/CAM-систем

3. Выявить перспективы  развития систем CAD/CAM 

     При выполнении  контрольной  работы    были использованы различные источники: работы  российских  специалистов  по  теме  контрольной работы:                О. Н Михалева, Е.И. Яблочникова, А.А Мартыненко  и  др.,  использовались    интернет – источники  для    правильного и объективного отражения  рассматриваемой темы. 
 
 
 

1. Основные  сведения  о  CAD/САМ  системах 

     Системы САD (Computer Aided Design) — проектирование с помощью ЭВМ; системы САМ (Computer Aided Manufacturing) — производство с централизованным управлением от ЭВМ; системы САD/САМ— автоматизированное проектирование и изготовление деталей с использованием ЭВМ; системы САЕ (Computer Aided Engineering) — комплексно выполняемое конструирование (включая вычерчивание деталей и узлов), технологическая подготовка производства и изготовление деталей с использованием ЭВМ. При этом системы САЕ включают качественное обеспечение конструктора необходимыми информационно-технологическими средствами и предполагают в качестве составных частей подсистемы САD и САМ.

     Таким образом, автоматизированное проектирование—это проектирование под управлением  системы автоматизированного проектирования—  САПР. Но что же такое САПР?

     Согласно  представлениям, принятым у нас в  стране, САПР — это организационно-техническая  система, выполняющая автоматизированное проектирование,— комплекс средств  автоматизации проектирования, взаимосвязанный  с подразделениями проектной  организации.. Необходимыми компонентами САПР являются методическое, лингвистическое, математическое, графическое, информационное, техническое, организационное обеспечение.

     Методическое  обеспечение представляет документацию на состав и правила эксплуатации САПР. Лингвистическое обеспечение  отражает уровень тех языковых средств, с помощью которых производится преобразование информации в системе. Математическое обеспечение определяет те методы и алгоритмы проектирования, на которых, собственно, и возводится вся надстройка САПР. Машинная графика  в САПР выполняет функции формализации образов проектируемых конструкций, интерпретации результатов проектирования, получения твердых копий чертежей и компоновок. Информационное обеспечение  служит для своевременной передачи атрибутов информации о данном процессе проектирования с помощью гибкого  манипулирования информацией на магнитных носителях. Техническое  обеспечение — это комплекс технических  средств САПР, от компоновки которых  зависит ее назначение. Организационное  обеспечение регламентирует взаимоотношения  между проектировщиками и комплексом средств автоматизации проектирования. 

     Все перечисленные компоненты взаимодействуют  в САПР по определенным принципам  и являются той основой, на которой  базируется автоматизированное проектирование. 

1.1  CAD/CAM-системы в ТПП

     Итак,  в дословном переводе термин CAD/CAM означает компьютерное проектирование и изготовление.

     Под компьютерным проектированием в  общем случае понимается разработка конструкторского проекта изделия  на основе трехмерного геометрического  моделирования деталей и сборочных  единиц, с последующим автоматизированным формированием комплекта чертежно-конструкторской  документации. Система, выполняющая  компьютерное проектирование, называется СAD-системой.

     Если CAD-система при проектировании решает только задачу автоматизации получения  комплекта чертежно-конструкторской  документации, то ее относят к классу 2D систем. CAD-система, в которой проектирование выполняется на основе трехмерных моделей, относится к классу 3D систем.    Далее мы будем говорить о 3D системах.

     Под компьютерным изготовлением понимается автоматизированное формирование, на основе имеющейся геометрической модели изделия, управляющих программ для  изготовления деталей изделия на оборудовании с ЧПУ. Система, решающая данную задачу, называется СAM-системой. Некоторые САМ-системы имеют ограниченные средства для моделирования, но обычно модели деталей, на основании которых  строится процесс обработки, "принимаются" из CAD-системы через согласованные  интерфейсы.

     Построение  пространственной геометрической модели проектируемого изделия является центральной  задачей компьютерного проектирования. Именно эта модель используется в CAD/САМ-системе  для дальнейшего решения задач  формирования чертежно-конструкторской  документации, проектирования средств  технологического оснащения, разработки управляющих программ для станков с ЧПУ (рис. 1). Кроме того, эта модель передается в CAE-системы и используется там для проведения инженерных исследований. По компьютерной модели, с помощью методов и средств быстрого прототипирования может быть получен физический образец изделия.

       
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Рис. 1. Роль компьютерной модели изделия 

     Важно также, что при 3D-проектировании резко  уменьшается число ошибок в проекте. Это происходит по следующим причинам: 

     Конструктор может наглядно видеть результат  своей работы уже в процессе проектирования. Виды чертежа формируются на основании  модели автоматически и поэтому  исключаются ситуации, когда информация в одном виде не соответствует  другому. При проектировании сборочных  единиц имеется возможность проверять  собираемость и выявлять ошибки на уровне моделей.

     Создаваемая конструктором геометрическая модель хранится в памяти компьютера как  некоторое математическое описание и отображается на экране в виде пространственного объекта. Различают  поверхностное (каркасно-поверхностное), твердотельное и гибридное моделирование.

     Поверхностное моделирование. 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.

       Твердотельное моделирование. 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.

     Гибридное моделирование позволяет сочетать все удобства твердотельного моделирования  с возможностью построения объектов сколь угодно сложной геометрической формы. При гибридном моделировании  обеспечивается возможность одновременной  работы с твердотельными объектами  и с поверхностями. При этом можно "отрезать" поверхностью часть  твердого тела, превращать замкнутый  поверхностями объем в твердое  тело и т. п.

     В различных CAD/САМ-системах могут быть реализованы как некоторые из перечисленных типов моделирования, так и все из них. Созданные  модели могут передаваться из одной CAD САМ-системы в другую через  специальные интерфейсы - согласованные  форматы данных для обмена информацией. В ряде случаев СAD/САМ-системы  могут "понимать" внутренние форматы  друг друга, используемые для представления  моделей. В этом случае говорят о  наличии прямых интерфейсов между  системами.

       Одним из практических примеров  использования интерфейсов является  передача конструкторским бюро  информации о спроектированном  изделии (в электронном виде) на  завод-изготовитель, в случае, когда  конструкторское бюро и завод  применяют в своей работе разные CAD/САМ-системы. 

1.2  Примеры CAD/CAM-систем 

     Программные продукты CAD/CAM условно можно разделить на 3 группы: «легкие», «средние», «тяжелые». Пока существует «бумажная» конструкторская документация «легкие» CAD-системы необходимы предприятиям любого типа.

     Сегодня в мире предлагается большое число  различных CAD-, САМ- и CAD/CAM-систем, отличающихся по функциональной мощности, области  применения, степени сложности освоения системы пользователем, стоимости. Примерами CAD/CAM-систем верхнего уровня являются:

     • Pro/Engineer,

     • Unigraphics,

     • CATIA,

     • EUCLID,

     • I-DEAS

     Правильный  выбор CAD/CAM-системы - надежное условие  эффективного проектирования. Критерии выбора:

       - Распространенность

      - Цена

       - Широта охвата задач проектирования

       - Удобство работы системы и её «дружественность»

       - Наличие широкой библиотечной поддержки стандартных решений

       - Возможность и простота стыковки с другими CAD/CAM-системами

       - Возможность коллективной работы 

     Pro/ENGINEER - полнофункциональная САПР для разработки изделий любой сложности.

Благодаря мощным возможностям автоматизации  всех машиностроительных дисциплин, Pro/ENGINEER является общепризнанным 3D решением для  моделирования и разработки конкурентоспособных  коммерческих изделий.

Pro/ENGINEER обеспечивает вычислительную мощь  и масштабируемость, которые требуются  изготовителям штучной продукции  для разработки сложных проектов.

     Программный продукт Pro/ENGINEER поставляется в виде различных пакетов, способных удовлетворить потребности любого предприятия. Вне зависимости от того, что именно вам требуется: экономичная САПР с использованием 3D-технологий, в которой предусмотрены все основные возможности разработки проектов (Pro/ENGINEER Foundation XE), та же САПР в сочетании со средствами управления данными и дополнительными возможностями, такими как усовершенствованная сборка или проектирование.