Компоненты обеспечения систем автоматизации проектирования и подготовки производства изделий из древесины

⇐ ПредыдущаяСтр 6 из 6

Совокупность компонентов образует средство обеспечения САПР. Выделяют следующие виды обеспечения САПР: 1)Техническое обеспечение (ТО) - совокупность связанных и взаимодействующих технических средств, обеспечивающих работу САПР, включающая различные аппаратные средства (ЭВМ, периферийные устройства, сетевое оборудование, линии связи, измерительные средства). 2)Математическое обеспечение (МО), объединяющее математические методы, модели и алгоритмы используемые для решения задач автоматизированного проектирования. 3)Программное обеспечение (ПО), представляемое компьютерными программами необходимыми для осуществления процесса проектирования. 4)Информационное обеспечение(ИО) - совокупность сведений, необходимых для выполнения проектирования, состоит из описания стандартных проектных процедур, типовых проектных решений, комплектующих изделий и их моделей, правил и норм проектирования. 5)Лингвистическое обеспечение (ЛО) - совокупность языков, используемых в САПР для представления информации о проектируемых объектах, процессе и средствах проектирования, а также для осуществления диалога проектировщик-ЭВМ и обмена данными между техническими средствами САПР, включаеттермины, определения, правила формализации естественного языка, методы сжатия и развертывания. 6)Методическое обеспечение (МетО) - описание технологии функционирования САПР, методов выбора и применения пользователями технологических приемов для получения конкретных результатов, включающее в себя теорию процессов, происходящих в проектируемых объектах, методы анализа, синтеза систем и их составных частей, различные методики проектирования, иногда к МетО относят также МО и ЛО. 7)Организационное обеспечение(ОО) - совокупность документов, определяющих состав проектной организации, связь между подразделениями, организационную структуру объекта и системы автоматизации, деятельность в условиях функционирования системы, форму представления результатов проектирования. В ОО входят штатные расписания, должностные инструкции, правила эксплуатации, приказы, положения и т. п.

В САПР как проектируемой системе, выделяют также эргономическое и правовое обеспечения.

Эргономическое обеспечение объединяет взаимосвязанные требования, направленные на согласование психологических, психофизиологических, антропометрических характеристик и возможностей человека с техническими характеристиками средств автоматизации и параметрами рабочей среды на рабочем месте. Правовое обеспечение состоит из правовых норм, регламентирующих правоотношения при функционировании САПР, и юридический статус результатов ее функционирования.

88 Основные требования к САПР и средствам их реализации.

1. Простата и доступность пользования САПР. В процессе работы для описания расчетного процесса наиболее рационально использовать специальный язык, содержащий типовые понятия процесса проектирования в виде команд и функций. Логика проектирования должна быть доступна для любого сотрудника, даже не имеющего достаточной квалификации в области программирования, но владеющего знаниями по своей основной специальности, что позволит совершенствовать разработку специалистам.

2. Прямой доступ пользования к САПР. Пользователь должен иметь прямой доступ к базам данных, возможностям их изменять, использовать.

3. Универсальность программного обеспечения. В процессе работы должен решаться весь комплекс задач от анализа задания до разработки полного объемаконструкторской и технологической документации.

4. Адаптация САПР к условиям проектирования. Некоторые предприятия имеют свои формы технологических документов, у других уже есть готовые таблицы нормативно-справочной информации, третьи желают иметь свои формы диалогов редактирования параметров. Поэтому вместе с системой поставляется так называемый мастер настройки ТП. Он позволяет быстро менять оформление технологических карт под конкретное предприятие и т.п. Также предоставляются инструменты для работы с базами данных.

89 Основные принципы построения САПР

Разработка САПР представляет собой крупную научно-техническую проблему, а ее внедрение требует значительных капиталовложений. Накопленный опыт позволяет выделить следующие основные принципы построения САПР. 1. САПР - человеко-машинная система. Все созданные и создаваемые системы проектирования с помощью ЭВМ являются автоматизированными, важную роль в них играет человек – инженер. Роль человека: 1) решения задач, формализация которых не достигнута 2) решения задач, которых человек осуществляет на основе своих эвристических способностей более эффективно, чем современная ЭВМ на основе своих вычислительных возможностей. Тесное взаимодействие человека и ЭВМ в процессе проектирования - один из принципов построения и эксплуатации САПР.2. САПР - иерархическая система, реализующая комплексный подход к автоматизации всех уровней проектирования. Иерархия – соподчинение т.е принцип подчинение нижних структур верхним. Иерархическое построение относится не только к специальному программному обеспечению, но и к техническим средствам САПР, разделяемых на центральный вычислительный комплекс и автоматизированные рабочие места проектировщиков.3 Принцип информационно единства и совместимости. Относиться к связям между крупными подсистемами и к связям между более мелкими частями подсистем. Информационная согласованность означает, что все или большинство возможных последовательностей задач проектирования обслуживаются информационно согласованными программами. Две программы являются информационно согласованными, если все те данные, которые представляют собой объект переработки в обеих программах, входят в числовые массивы, не требующие изменений при переходе от одной программы к другой. Так, информационные связи могут проявляться в том, что результаты решения одной задачи будут исходными данными для другой задачи.4.Принцип развития. Разработка сложного объекта, как САПР, занимает продолжительное время, и экономически выгодно вводить в эксплуатацию части системы по мере их готовности. Введенный в эксплуатацию базовый вариант системы в дальнейшем расширяется. Постоянный прогресс техники, проектируемых объектов, вычислительной техники и вычислительной математики приводит к появлению новых, более совершенных математических моделей и программ, которые должны заменять старые, менее удачные аналоги. 5.Принцип стандартизации. В использовании унифицированных, типовых и стандартизированных подсистем и компонентов, которые независимы к проектируемым объектам отраслевой специфике.

90 Классификация и специфика САПР изделий из древесины

1.Основные типы классификации САПР: 1)Объект проектирования (тип, разновидность, сложность) 2)уровень автом-го проектирования 3) комплектность автом-го проектирования 4)выпускаема проектная документация(характер, кол-во).

2.По типу объектов проектирования: программные изделия, организационные системы, прочие.3. По сложности объекта проек-ния: простые (число составных частей до 10²), ср. сложности(от 10²до 10³), сложные(от 10³ до 10⁴), очень сложные (от 10⁴ до 10⁶), объекты очень высокой сложности ( свыше 10⁶).4. Уровню автоматизации проек-ния: низко 25%, средне 25-50%,высоко <50%.5. По комплектности автоматизации проек-ния: одноэтапные (выполняет один этап проек-ния), многоэтапные (выполняет несколько этап проек-ния)и комплексные (выполняет все этапы прек-ния).6. По характеру выпускаемых проектных документов: текстовые, на машинных носителях, фотоносителях, комбинированные.7.Характеру базовой под системы: а) САПР на б) на базе систем управления базами данных. в) на базе конкретного прикладного пакета г) комплектные САПР.8.По назначению : а)уникальные межотраслевые для проектирования объектов сложных для научно-технического прогресса б) универсальные отраслевые(коллективного пользования) в) специализированныедля конструкторских организаций г) индивидуальные для выполнения не типовых видов конструкторских работ д)учебно-исследовательские для обучения персонала.

91 Роль и место технического обеспечения в структуре САПР. Компоненты и функции технического обеспечения, преимущества и недостатки.

Техническое обеспечение САПР -представляет собой совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих технических средств, предназначенных для автоматизированного проектирования. Компонентами ТО САПР относится средства вычислительной, коммуникационной и другой техники, предназначенные для обеспечения систем обработки информации и выполнения проектно-конструкторских работ. ТО должно предоставлять возможность: ввода визуального контроля, редактирования, хранения, защиты, вывода и передачи информации по каналам связи, создания загрузки и использования ПО. Указанные устройства могут входить в состав автоматизированного проблемно-ориентированного рабочего места-АРМ или комплекс АПР.

Электронно-вычислительные машины обеспечиваютобработку и хранения информации. Дигитайзер-планшет для полуавтоматического ввода с оцифровкой контурных изображений и эскизного рисования. Координатно-измерительная машина-для ввода информации о форме и размерах натурного прототипа или контроля геометрии изделия. Сканеры используются для ввода текстов и графических изображений. Принтеры для вывода текста и графики на бумагу или пленку.Графопостроитель для вывода графической документации на бумагу или пленку. Для визуализации и презентации объекта компьютерного проектирования на экране могут быть использованы мультимедийные проекторы и панели.

92 Программное обеспечение конструкторских САПР ИД: классификация, общие требования, преимущества и недостки.

Общие требов: 1. Адаптируемость - приспосабливаемость ПО к функционированию в различных условиях; 2. Гибкость – возм легко вводить изменения; 3. Компактность – потребл минимум ресурсов ЭВМ; 4. Мобильность – спос функц-ать по САПР в различных технич средствах; 5. Надежность – обеспечение полученных достов-ых результ проектирования; 6. Оперативность – обеспечение быстрого решения з-чи; 7. Эволюционирование – пополнение САПР новыми программами.

Классификация: 1. Базовые прогр-ые интерактивные графики: AutoCAD, Компас-3D, T-flex CAD, 3D Max, Solidworks; 2. По технологической разработке объекта проектирования: непараметрические, параметрические, адаптивные, гибридные; 3. Специализированные САПР мебели и др. ИД: bCAD Базис-конструктор-мебельщик, К3 Мебель, WOODY, СуперОкна, OptimaWIN, CADWork; 4. Офисные программы: Pro100, Visio+1C. Предназначена для моделирования мебели и оформление помещений этой мебели.

Критерии выбора: 1. Специфика и сложность объекта разработки. 2. Возможность интеграции с другими САПР. 3. Гарантии сопровождения и развития. 4. Наличие средств адаптации к конкретным условиям. 5. Наличие кадров. 6. Возможность обучения. 7. Сложность освоения. 8. Стоимость и др.

93 Методы построения чертежа: параметрический, непараметрический, автоматическая параметризация.

1. Параметрический чертеж. Можно создать чертеж, который будет легко изменятся. Можно применять в качестве элемента параметрической библиотеки для использования его в других, более сложных, чертежах.

2. Непараметрический чертеж – эскиз. Строится с использованием стандартного набора ф-ий. Не требуется существенная последующая модификация.

3. Автоматическая параметризация – быстрое построение параметрического чертежа. Позволяет автоматически создавать параметрические чертежи, используя для черчения только средства эскиза. Позволяет строить только линии изображения, пользуясь объектными привязками. Система автоматически связывает эти линии параметрическими зависимостями.

94 Основные принципы и понятия трехмерного моделирования. Методы создания трехмерных моделей.

Модель в CAD-системе представляет собой набор связанных или не связанных геометрических компонентов. Создание 3D модели заключается в построении твердотельных или листовых 3D объектов, описывающих определенный объем или поверхность в 3D пространстве. Создание и последующая модификация таких объектов ведется с помощью операций. Операцией называется любой шаг по созданию 3D модели, ведет к появлению нового или измененного уже существующего твердотельного или листового геометрического объекта. Геометрической основой для выполнения большинства базовых операций является 3D элемент построения. 3D модели используются для создания трехмерных контуров, задания ориентир в пространстве, определение направлений векторов, осей, траекторий.

Методы созд 3D модели. 1. Основной метод. После создания нового документа, сразу приступают к построению 3D модели по схеме «Рабочая плоскость – Эскиз – Модель». 2. Метод «от 2D к 3D». Позволяет использовать при построении модели готовые 2D чертежи или вспомогательные построения в 2D пространстве. 3. Создание сборочных моделей. Каждый док., содержащий 3D модель, можно вставить в другую 3D модель в качестве детали. Собранная таким образом модель наз сборочной. 4. Проектирование сборок «сверху-вниз». Позволяет создать новые детали, опираясь на любые геометрические элементы сборочного документа. Отпадает надобность задавать привязки и взаимное расположение деталей. Сохраняет параметрические зависимостями между элементами сборки.

95 Моделирование ИД. Требования к математическим моделям в САПР. Виды математических моделей.

Математическая модель предст собой упрощенное описание реальных объектов с помощью математических понятий. Процесс построения и исследования математических моделей реальных процессов и явлений наз математическим моделированием. Если процесс изучения модели выполняется на компьютере – компьютерное моделирование.

Преимущества математического моделирования: 1. Удешевляет процесс исследования объектов проектирования. 2. Над моделями можно выполнять любые виды исследований. 3. Модель доступна в любое время и не разрушается в процессе исследования. 4. Модель позволяет исследовать нереализованные в природе объекты. Недостатки ММ: модель создается при помощи абстракции.

Требования к ММ: 1. Высокая степень универсальности. 2. Адекватность. 3. Достаточная точность полученных результатов. 4. Максимальная экономичность.

Виды ММ. В зависимости от х-ра отображаемых св-в объекта модели: 1. Структурные – предназначена для отображения структурных св-в объектов. 2. Функциональные – для описания информационных и физических процессов. По способу представления св-в объекта модели: 1. Аналитические – явные математические зависимости выходных параметров от входных. 2. Алгоритмические – определение взаимосвязи между выходными, внутренними и внешними параметрами в виде алгоритма. 3. Имитационные – предназначены для моделирования физических и информационных процессов в исслед объекте во времени при заданных внешних воздействиях на него.

Применяется 3 вида математич аналитических моделей: каркасные, поверхностные, твердотельные.

96 Методы расчета и моделирования ИД и их конструктивных элементов.

Прочность, долговечность и экономичность ИД обеспечивается обоснованным выбором материалов, размеров деталей, элементов и назначения х-их соединений. Размеры деталей и элементов определяются с учетом требований станд к изделию, эстетических критериев, размерных х-ик исходных материалов, крепежных изделий и фурнитуры. В наиболее ответственных случаях размеры деталей и элементов устанавливаются расчетным путем или на основе статических данных, накопленных в результате эксплуатации изделий.

Расчетные методы решения задач. ИД выполнены в статически неопределимых силовых схемах. Наиболее рациональными схемами при изготовлении ИД явл трижды статически неопределимые. Большинство рассм задач связанны с исследованием прочности и деформации ИД и их элементов, сводится к решению одного или нескольких дифференциальных уравнений равновесия элемента. Точное решение таких уравнений не представляет затруднений лишь в некоторых элементарных случаях. При решении реальных задач часто приходится сталкиваться с таким объемом вычислительных работ, что от точного решения отказываются и используют приближенные методы решения.

97 Приближенные методы решения задач. Метод конечных элементов. Основные принципы расчета по методу конечных элементов.

1.Вариационные методы-дают приближ.аналит.выражения искомой ф-ции. Методы Ритца и др.

2.Численные методы-дают знач.искомой ф-ции при тех или иных знач.аргумента. Метод сеток и метод конечных эл-нтов, а также ряд графич.и полуграфич.методов. Преим-во вариац.методов: задача сводится обычно к решению сист.2-ух,3,редко 4 ур-ний, которые дают хорошее приближение к действит. сост. конструкции. Недост.:возможности ограничены сложными контурами и сложными законами распредел. внешней нагрузки. Численные методы имеют более универсальный характер, т.к. не треб. аналит. выражений условий задачи. Для получ. удовл. решения они требуют разбиения исслед. области на достаточно большое число эл-нтов, что неизбежно влечет за собой решение сист. алгебраических ур-ний с большим числом неизвестных. Что возможно только при использ. ЭВМ.

Метод конечных элементов. Сущность МКЭ - идеализация исх. конструкции, сост.из 3-ех осн. этапов: 1этап - предст. исх. конструкции в виде совокупн.исх.элементов, взаимод.м/у собой в конечном числе точек. 2 этап - задание внешних силовых факторов и граничных условий. 3этап - задание з-на взаимодействия м/у конечными эл-нтами в узловых точках для опред. напряженно-деформированного сост.тела. При испол. МКЭ задача свод. к расчету сист. с конечным числом степеней свободы.

Основные принципы расчета по МКЭ. Разбиение КЭ должно происходить так, чтобы это привело к удовл. ур-ний равновесия и совместимости деформаций. Надежные критерии разбиения отсутсвуют. Сист. связ. между собой КЭ статически неопределима, при расчетах за осн. неизвестные приним. либо усилие, либо перемещение. При разбиении исх.конструкции на КЭ исп.ряд простейших эл-нтов: 1)эл-нт стержня, работ. на одноосное раст.-сжатие (две степени свободы).

2)эл-нт стержня, раб. на раст.-сжатие в осевом направл., скручивание и изгиб в 2-ух взаимно перпендикулярных направл.(12 степеней свободы).

3)плоский треуг. эл-нт пластины при рассмотр. плоской задачи теории упругости(6 степ.свободы).

4)плоский прямоуг. эл-нт пластины (8 ст.свободы).

5)тетраэдр–эл-нт объемного тела при рассм. объемной задачи теории упругости(24ст.св.).

6)плоский прямоуг. эл-нт, работ. на изгиб(12 ст.св.).

7)плоский четырехугол. эл-нт, работ. на раст.-сжатие и изгиб во всех областях(24 ст.св.)

98 Правила создания расчетных моделей и разбиения их на конечные элементы. Особенности моделирования ИД.

Разбиение конечных элементов (КЭ) должно происходить так, чтобы это привело к удовл. ур-ний равновесия и совместимости деформаций. Надежные критерии разбиения отсутсвуют. Сист. связ. между собой КЭ статически неопределима, при расчетах за осн. неизвестные приним. либо усилие, либо перемещение. При разбиении исх.конструкции на КЭ исп.ряд простейших эл-нтов:

1)эл-нт стержня, работ. на одноосное раст.-сжатие (две степени свободы).

3)плоский треуг. эл-нт пластины при рассмотр. плоской задачи теории упругости(6 степ.свободы).

4)плоский прямоуг. эл-нт пластины (8 ст.свободы).

5)тетраэдр–эл-нт объемного тела при рассм. объемной задачи теории упругости(24ст.св.).

6)плоский прямоуг. эл-нт, работ. на изгиб(12 ст.св.).

7)плоский четырехугол. эл-нт, работ. на раст.-сжатие и изгиб во всех областях(24 ст.св.).

В процессе моделирования можно задавать все типы внешних нагрузок: сосредоточенная нагрузка, давление, сосредоточенный крутящий момент и т.д. Внешние силовые факторы в зависимости от типа воздействия могут задаваться двумя способами:

1.как сосредоточенная в узлах (точечное усилие);

2.распределенная по поверхности КЭ (давление).

В случае неравномерного распределения нагрузок закон изменения можно задавать двумя способами:

-разностью значений действ. фактора в узлах;

-законом распределения.

Граничные условия задаются в узлах КЭ и по линии контакта между ними. В качестве граничных условий могут использоваться шарнирные соединения, жесткие заделки, поверхности контакта, подвижные соединения. Граничными условиями могут являться и силовые воздействия, например, касательные напряжения на поверхности при движении с трением.

99 Компьютерный инженерный анализ. Системы автоматизации инженерных расчетов.

Метод конечных элементов (МКЭ) положен в основу анализа виртуальной 3D-модели изделия в компьютерных системах CAE. Сущность МКЭ - идеализация исх. конструкции. На основе МКЭ и САЕ-систем возможно: определение объема, массы, центра тяжести и инерционных моментов, анализ теплоотдачи и др. Инженерный анализ в процессе проектирования позволяет найти параметры, наиболее полно удовлетворяющие требованиям к будущему изделию, оценивать их в соответствии с условиями эксплуатации и обеспечить соответствующий экономический эффект. Компьютерная реализация МКЭ позволяет конструктору сосредоточиться на процессе проектирования и оптимизации модели изделия, избавившись от проведения расчетов и визуализации их результатов.

Решение о применении МКЭ должно быть обосновано в зависимости от сложности, ответственности изделий. Целесообразность проведения инженерного анализа в процессе конструирования должна учитывать вид изделия и конкретные условия выпуска продукции. В деревообработке применение САЕ-систем затруднено специфичностью и разнообразием материалов, неполнотой экспериментальных и теоретических характеристик древесины, отсутствие или недостаточностью проработки имитационных моделей.

В качестве примера распространенной САЕ-системы можно назвать комплекс ANSYS. A CAD-системы: AutoCAD, T-FLEX CAD.

100 Структурная организация и этапы анализа конструкции в системах конечно-элементного моделирования.

Сущность метода конечных элементов – идеализация исходной конструкции. Состоит из 3 основных этапов:

1.Представление исходной конструкции в виде совокупности исходных элементов, взаимод. между собой в конечном числе точек.

2.Задание внешних силовых факторов и граничных условий.

3.Задание закона взаимодействия между конечными элементами в узловых точках для определения напряженно-деформированного состояния тела.

При использования метода конечных элементов задача сводится к расчету системы с конечным числом степеней свободы.

При разбиении исх.конструкции на КЭ исп.ряд простейших эл-нтов:

1)эл-нт стержня, работ. на одноосное раст.-сжатие (две степени свободы).

3)плоский треуг. эл-нт пластины при рассмотр. плоской задачи теории упругости(6 степ.свободы).

4)плоский прямоуг. эл-нт пластины (8 ст.свободы).

5)тетраэдр–эл-нт объемного тела при рассм. объемной задачи теории упругости(24ст.св.).

6)плоский прямоуг. эл-нт, работ. на изгиб(12 ст.св.).

7)плоский четырехугол. эл-нт, работ. на раст.-сжатие и изгиб во всех областях(24 ст.св.).

101 Интеграция систем автоматизации конструкторской, технологической подготовки производства и изготовления столярных изделий

Система конструкторского проектирования наз. система CAD. Проектирование технологических процессов составляет часть технологической подготовки производства и выполняется в системе CAM. Функции координации работы системы CAE/CAD/CAM, управления данными и проектирования возложены на систему управления проектными данными PDM.

На стадии проектировании требуется услуги системы управления цепочками поставок (SCM), иногда наз. системы CSM. Информационная поддержка производства продукции осуществляется в АСУ (АСУП) – предприятием или технологическими процессами (АСУТП). К АСУТП относятся сист. проектирования и управления предприятием ERP, планирования производства и требований к материалам MRP-2, произв. исполнительные системы MES.

Маркетинговые задачи возлагаются на систему S8SM, которые используются для решения проблем обслужив. изделий. Для выполнения диспетчерских функций и разработки ПО для встроенного оборудования в состав АСУТП вводят систему SCADA. Программное управление технологическим оборудованием осуществляется CNC на базе контроллеров.

Интегрированный производственный комплекс (ИПК) представляет собой совокупность автоматизированных систем, взаимодействующих под единым управлением на базе информационно-вычислительной сети. В состав ИПК входят:

АСНИ-система автоматизации научных исследований и анализа объектов проектирования

АСТПП - автоматизированная система ТПП и обработки данных

САПР - автоматизированное проектирование и конструирование

АСУП автоматизированная система управления производством и технологическим процессом

АСКИ - автоматизированная система контроля, испытаний и управления качеством

ACMTO - автоматизированная система материально-технического обеспечения, обработки заказов и планирования производства

САУ -система административного управления

102 Компьютерные технологии поддержки жизненного цикла ИД. Место САПР среди других автоматизированных систем.

Жизненный цикл промышленных изделий включает ряд этапов, начиная от зарождения идеи нового продукта до утилизации. В промышленности появились также системы управления жизненным циклом объекта конструирования и производства:

PLM (Product Lifecycle Management) - система управления предприятием и поддержка изделия в цепочке «заказ, техническое задание, концептуальное проектирование, конструирование, ТПП, управление проектами, инженерным документооборотом и архивом»;

PDM (Product Date Management) - система управления данными по изделиюп в цепочке «ТПП, концептуальное проектирование, конструирование, управление проектами, инженерный документооборот и архив». Она входит в систему PLM.

Эффективность САПР проявляется в процессах:

1.разработки проектной и конструкторской документации;

2.реализации проектов объектах строительства, конструктивных решений в продукции и оборудовании;

3.эксплуатации производственных объектов и при использовании произведенной продукции.

Экономическая эффективность САПР определяется с учетом затрат на компоненты обеспечения, строительно-монтажные работы, а также относительного изменения расходов на проектирование.

Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 341; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 2 3 4 56

Мы поможем в написании ваших работ!