Файл: Содержание Введение. Cadcamcae системы. История развития и перспективы развития. Виртуальные предприятия.docx

6. Типы параметризации. Способы создания параметризованной геометрической модели. Параметрическое конструирование с полным набором связей. Параметрическое конструирование с неполным набором связей. Ассоциативное конструирование. Объектно - ориентированное конструирование.
Одним из главных принципов создания средств автоматизации конструирования является параметрический подход. Параметрическое описание модели позволяет в дальнейшем получать альтернативные варианты и выбирать оптимальный вариант автоматически.

Параметрическое конструирование является основой для параллельного ведения проектно-конструкторских работ и позволяет уточнить конечную цель конструирования ещё на ранних стадиях реализации проекта, что определяет эффективность совмещения процессов конструирования, инженерного анализа и производства.

Параметризация подразумевает использование разных видов взаимодействий между компонентами моделей и приложениями, которые используют данную модель. Использование технологии параметрического конструирования позволяет при необходимости легко изменять форму модели, в результате чего пользователь имеет возможность быстро получать альтернативные конструкции или пересмотреть концепцию изделия в целом. Важной особенностью параметрического конструирования является возможность создания геометрических моделей с использованием связей и правил, которые могут переопределяться и дополняться на любом этапе ее создания. Преимущества – скорость. Недостаток - пользователь должен полностью задать параметры и ориентацию элемента, прежде чем приступить к созданию следующего элемента.

Параметризация с полным набором связей (жесткая параметризация).

Такой режим параметрического конструирования, при котором конструктор полностью задает все необходимые связи, тем самым однозначно определяя форму геометрической модели изделия.

Параметризация с неполным набором связей (мягкая параметризация).

Режим, при котором конструктор может работать, не задумываясь о порядке, в котором определены и учтены связи, а также об их достаточности для полного описания геометрии конструкции. С точки зрения практической реализации мягкая параметризация — это метод для нахождения необходимых размеров и уточнения ориентации элементов, определяющих формы конструкции.

---

Ассоциативная геометрия — это обобщающее название технологии параметрического конструирования, обеспечивающая единую и двухстороннюю информационную взаимосвязь между геометрической моделью, расчетными моделями, программами для изготовления изделий на станках ЧПУ, конструкторской БД.

Объектно-ориентированное конструирование.

Этот подход реализован на основе определенного набора правил и атрибутов, задаваемых при выполнении базовой операции в дополнение к уже заданным связям и ассоциативной геометрии. Составляющие - базовые операции (фаски, скругления, канавки) и макро функции (задают свойства базовых операций). Требования к базовым операциям:

1. БО должна быть полностью определена;

2. Определение БО должно включать в себя правила, определяющие поведение геометрической формы, а также средства контроля за соблюдением этих правил после выполнения базовой операции.

3. Для повышения эффективности процессов параллельной разработки приложения должны иметь доступ к описанию объекта, не требуя при этом от пользователя информации об объекте, которая была ранее использована или применена этой базовой операции.

7. Управление инженерными и проектными данными. PDM - системы. Принципы реализации PDM – систем. Уровни интеграции PDM – системы и других компьютерных приложений.

Одной из ключевых CALS технологий интеграции данных об изделии является технология PDM (Product data management).

PDM технология — это технология управления всеми данными об изделии и информационными процессами жизненного цикла изделия. Для реализации PDM технологии существуют PDM системы. В отличии от АСУП, которой управляют информацией обо всех ресурсах предприятия, PDM системы направлены на управление на предприятии информацией о продукте.

PDM системы интегрируют информацию любых форматов и типов, поступающую от различных источников, предоставляя её пользователям уже в структурированном виде.

Часто структура изделия представляется в виде дерева.

В PDM системах существуют модули CDO - для подготовки, хранения и сопровождения необходимых документов. В системах PDM как правило имеются специализированные системы управления документами и документооборотом.

Наряду с информацией, PDM системы управляют процессом изготовления изделия. PDM управляет процессом разработки изделия, при этом контролируя информацию об изделии-продукте, о состоянии объекта, об

---

утверждении вносимых изменений, осуществляя авторизацию и другие операции, которые влияют на данные об изделии и режим доступа к ним конкретного пользователя.

Можно выделить несколько уровней интеграции PDM системы - Использование на предприятии единой модели данных. Это означает, что все компьютерные системы работают с единой, совместно используемой базой данных.

- Прямой доступ к БД - все компьютерные системы имеют свои базы данных, но каждая из них имеет возможность читать и писать данные в базе данных другой системы.

- Наиболее распространенным уровнем интеграции является использование для организации взаимодействия систем прикладных программных интерфейсов.

- Самый простой уровень интеграции - использование файлов для обмена данными между системами.

Принципы:

1. В основе хранилища данных лежит какая-либо коммерческая СУБД;

2. Поддержка основных стандартных форматов для обмена данными между системами (STEP \ IGES \ CDM \ DXF);

3. Использование различных платформ;

4. Поддержка графического интерфейса с пользователем;

5. Предоставление доступа к PDM системе через интернет.

ПО: Windchill, SmarTeam, Союз-PLM.

8. Состав САПР. Программное обеспечение САПР. Структура ПО.

САПР состоит из модулей или подсистем.

Проектирующие подсистемы выполняют проектные процедуры. Примеры: подсистемы геометрического трехмерного моделирования, изготовления конструкторской документации, схемы технического анализа.

Обслуживающие подсистемы обеспечивают функционирование проектирующих подсистем. Типичными обслуживающими подсистемами являются подсистемы управления проектными данными, подсистемы разработки и сопровождения программного обеспечения, обучающие подсистемы для освоения пользователями технологий, реализованных САПР.

Их совокупность часто называют системной средой или оболочкой САПР.

Структурирование САПР по различным аспектам обуславливает появление видов обеспечения САПР. Принято выделять семь видов обеспечения:

1. Техническое обеспечение - технические средства для автоматизации проектирования;

2. Математическое обеспечение - математические модели объектов проектирования, методы и алгоритмы выполнения проектных операций и процедур;

3. Программное обеспечение;

4. Информационное обеспечение - БД, PDM системы, содержит сведения, необходимые для выполнения проектирования.

---

5. Лингвистическое обеспечение - совокупность языков для записи алгоритмов описания исходных данных и результатов.

6. Организационное обеспечение

7. Методическое обеспечение - включает совокупность документов

Программное обеспечение САПР – системное и прикладное:

• 
  Системы 3D моделирования
  
• 
  Системы инженерного анализа
  
• 
  Системы 2D
  
• 
  Системы эргономического анализа
  
• 
  Простые приложения
  

Требования к ПО САПР:

1. Адаптивность, приспособленность к функционированию в различных условиях.

2. Гибкость

3. Компактность

4. Мобильность

5. Надежность

6. Реактивность – обеспечение быстрого решения задачи при ориентации на пользователя.

7. Модифицруемость – пополнение программами, расширение возможностей системы.

Структура ПО САПР:

1. Общесистемное ПО, к которому относят ОС используемых компьютерах и ВС, сетевое ПО телекоммуникационных услуг;

2. Системные среды - PDM системы (системы управления проектными данными) совместно с СУБД, кроме того инструментальные средства поддержки принятия проектных и управленческих решений;

3. Прикладное ПО - пакеты прикладных программ для выполнения проектных и бизнес процедур.

4. Заказное ПО - программное обеспечение, созданное пользователем.
9. Средства двумерного черчения. Средства двумерного черчения. Двумерные системы. Вариантное проектирование. Принципиальное проектирование. Проектирование методом генерирования. Конструктивная геометрия.
С помощью 2D пакетов создается большинство конструкторских чертежей изделий в ортогональных проекциях и электрических схем. Системы двумерного моделирования распознают геометрические формы, определенные точками, кривыми и прямыми только на плоскости. 2D системы не могут генерировать дополнительные виды тех форм, которые уже построены на экране дисплея. Каждый вид компонента можно выполнить как отдельную форму, которая рассматривается системой вне связи с другими изображениями видов. С помощью двумерных систем создается большинство конструкторских чертежей изделий в ортогональных проекциях и электрических схем.

Основное назначение 2D САПР — это изготовление чертежей с помощью ЭВМ, оформление конструкторской документации.

В зависимости от принципа обработки геометрических элементов различают:

• 
  вариантные системы;
  
• 
  генерирующие системы.
  

---

Вариантное проектирование. Принципиальное проектирование.

Вариантный метод предполагает описание комплексной детали. Для этого из группы геометрически похожих деталей составляется искусственная комплексная деталь, которой присущи геометрические признаки деталей группы. Дополнительно определяется, на базе каких параметров и в каком диапазоне изменения этих параметров можно создавать отдельные варианты группы.

В простейшем случае изменяются только размеры, а конструкция отдельных вариантов деталей семейства остается неизменной. Это так называемое принципиальное проектирование.

Применение метода предполагает, что уже сделан выбор геометрии для проектируемого изделия. Областями применения являются проектирование отдельных деталей, проектирование комплексных функциональных узлов, проектирование готовых изделий.

Метод генерирования. Конструктивная геометрия

В основе - использование определенных геометрических элементов, введенных в систему проектирования и поддающихся переработке. Это отрезки, окружности, дуги, плоскости. Описание детали выполняется разложением реальных объектов на элементы, которые могут быть обработаны той или другой системой. Эти элементы по их названиям вызываются из БД, позиционируются и получают размеры.

Различают следующие группы элементов:

1) основные (функциональные) - описывается геометрическая форма детали

2) вспомогательные - более подробное описание детали, что позволяет полностью передать геометрическую форму детали

3) технологические - влияют на простановку размеров.

ПО: Graphics CAD Professional , Microsoft Design, AutoCAD.
10. Средства трехмерного моделирования. Каркасное моделирование. Поверхностное моделирование. Типы поверхностей. Твердотельное моделирование. Твердотельное моделирование методом конструктивного представления (C-Rep). Твердотельное моделирование методом граничного представления (B-Rep). Гибридное моделирование.
Типы поверхностей:

• 
  Базовые геометрические поверхности - плоские поверхности, которые можно получить, начертив сначала отрезок прямой, а затем применить команду, которая разворачивает в пространстве образ этого отрезка на заданное расстояние; таким же образом можно разворачивать и поверхности.
  
• 
  Поверхности вращения, которые создаются вращением плоской грани вокруг определенной оси;
  
• 
  Поверхности сопряжений и пересечений;
  
• 
  Аналитически описываемые поверхности (каждая такая поверхность определяется одним математическим уравнением с неизвестными X,Y,Z). Эти неизвестные обозначают искомые координаты поверхности.
  
• 
  Скульптурные поверхности (поверхности свободных форм или произвольные поверхности).
  
• 
  Составные поверхности. Составную поверхность можно полностью определить, покрыв его сеткой четырехугольных кусков, то есть участками, ограниченными параллельными продольными и поперечными линиями на поверхности. Каждый кусок имеет геометрическую форму топологического прямоугольника, который отличается от обычного тем, что его стороны не обязательно являются прямыми и попарно перпендикулярными.
  

---