1.6. Принципы разработки сапр

При создании САПР и их составных частей обычно руководст­вуются следующими принципами:

• принцип включения обеспечивает разработку систем на основе требований, позволяющих включать эти системы в САПР более высокого уровня;

• принцип системного единства подразумевает, что при создании, функционировании и развитии САПР связь между подсистемами должна обеспечивать целостность всей системы;

• принцип развития – САПР должна создаваться и функционировать с учетом появления, совершенствования и обновления её подсистем и компонентов;

• принцип комплексности обеспечивает связность процесса проектирования элементов и объекта в целом на всех уровнях проектирования, позволяя согласовывать и контролировать характеристики элементов и объекта в целом;

• принцип информационного единства состоит в использовании в подсистемах, компонентах и средствах обеспечения САПР единых условных обозначений, терминов, символов, проблемно-ориентированных языков и способов представления данных в соответствии с принятыми нормативными документами;

• принцип совместимости – языки, символы, коды, информационные и технические характеристики, связи между подсистемами, средствами обеспечения САПР и компонентами должны обеспечить эффективное функционирование подсистем и сохранять открытую структуру системы в целом. Открытой называют систему, в которой интерфейсы взаимодействия с внешней средой определены стандартами;

• принцип стандартизации состоит в проведении унификации, оптимизации, стандартизации подсистемы компонентов инвариантных к проектируемым объектам, а также в установлении правил с целью упорядочения деятельности по созданию и развитию САПР.

Контрольные вопросы

1. Назовите основные цели и средства автоматизации процессов проектирования.

2. Охарактеризуйте основные этапы развития САПР.

3. Какое обеспечение входит в состав САПР?

4. Какие классификации САПР существуют в настоящее время?

5. Перечислите основные принципы разработки САПР.

2. CAD-СИСТЕМЫ

2.1. Функции cad-систем

CAD-система (сomputer-aided design – система компьютерного проектирования) – это комплекс прикладных программ, обеспечивающих проектирование, черчение, трехмерное геометрическое моделирование деталей и сложных конструкций. Дополнительно применение CAD позволяет выполнять проектирование с элементами анимации, визуализации и управления базами данных.

Обычно CAD-системы разделяют на системы автоматизированной разработки чертежей и системы геометрического моделирования. Соответственно и функции CAD-систем подразделяют на функции двухмерного и трехмерного моделипрования [4, 15, 18, 19, 30, 35, 48].

Функции систем автоматизированной разработки чертежей: черчение, оформление конструкторской документации.

Функции систем геометрического моделирования: трехмерное моделирование, метрические расчеты, реалистичная визуализация, взаимное преобразование 2D и 3D моделей.

Обычно современные CAD-системы объединяют в себе функции двухмерного и трехмерного проектирования.

К важным характеристикам CAD-систем относятся параметризация и ассоциативность.

Параметрические изображения – это изображения, состоящие из совокупностей примитивов, заданных узловыми точками, координаты которых могут быть рассчитаны в соответствии с заранее заданными геометрическими параметрами. Параметрическая модель легко адаптируется к разным конкретным реализациям и потому может использоваться во многих проектах [33].

Современная САПР должна обеспечивать параметризацию за счет соблюдения не только жесткой геометрии элемента, но и принципа его построения. В этом случае особое значение приобретают размеры и особенно взаимосвязь элементов (касательность, параллельность, концентричность и др.) и через реальное построение должен записываться ход конструкторской мысли.

Машиностроительная САПР должна обладать аппаратом ассоциативного автоматического формирования чертежно-графической конструкторской и технологической документации на основе геометрических моделей с возможностью редактирования вручную.

Ассоциативность в САПР означает, что любые изменения в конструкции детали, сборочного узла или чертежа немедленно отображаются во всех других документах. Например, при изменении размеров трехмерной модели изделия одновременно происходит пересчет параметров чертежа, управляющих программ, инженерных расчетов.

Современная CAD-система должна обладать возможностью создания баз данных (БД), простотой дополнения и видоизменения библиотек, как имеющиеся в ней, так и создаваемых самостоятельно [21].

САПР на современном предприятии должна включать в себя БД и библиотеки стандартных деталей, которые можно редактировать без применения средств программирования. БД может включать в себя любую информацию, начиная от библиотеки геометрических примитивов до сложных параметризованных геометрических объектов, сопровождаемых расчетами.

При совместном доступе конструкторов к единой БД предприятия, она должна устанавливаться на сервере предприятия, а доступ к ней обеспечиваться с каждого рабочего места конструктора. Такое расположение БД позволяет обеспечить оперативность корректировки и обновления. Подобные БД должны учитывать постоянное видоизменение элементов, составляющих сборку: будучи модифицированным один раз, элемент изменяет свое представление во всех сборках. Создав один раз БД элементов различных систем, становится возможным рассмотрение различных вариантов ее конфигурации в короткие сроки.

БД должна позволять конструктору добавлять простые и сложные параметрические 3D-элементы. Они могут быть внесены в общую БД или в специальное меню. При использовании таких пользовательских элементов конструктор должен иметь возможность выбрать требуемые размеры или другие параметры либо из связанной с ними БД, или ввести их с клавиатуры.

На машиностроительном предприятии используемая САПР должна обязательно содержать следующие БД и библиотеки: крепежных деталей; типовых (унифицированных) элементов конструкций, являющихся профильными для данного предприятия; элементы сборочных единиц; отверстия под крепежный элемент; подшипников; сварочных швов; параметрические элементы различных участков тел вращения; технических требований; стандартных профилей; различного вида спецификации; технологической оснастки.

Извлекаемые из БД типовые элементы деталей должны быть достаточно легко и просто использованы при проектировании. Они должны легко быть сориентированы и привязаны к уже имеющейся части конструкции. Обязательно должна иметься возможность автоматического образмеривания и привязка к уже имеющимся элементам и плоскостям 3D-модели, с обеспечением всех необходимых связей и зависимостей.

Наиболее известными CAD-системами являются: AutoCAD (Autodesk), Mechanical Desktop (Autodesk), CADMECH (НПО "Интермех", Минск), T-FLEX CAD (Топ-Системы, Москва), bCAD (ProPro Group, Новосибирск), КОМПАС (Аскон, Россия), Inventor (Autodesk), CADkey (Baystate Technologies, США), CADDS5(CV), DesignCAD Pro (ViaGrafix, США), IronCAD (Visionary Design Systems, США), CADdy (ZIEGLER-Informatics GmbH, Германия), SolidWorks (SolidWorks Corporation, США), SolidEdge (Unigraphics Solutions, США), HELIX (MicroCADAM Ltd., Великобритания), CADVANCE (Fit, США), REBIS (Rebis, США), Design WorkShop (Artifice, США).