Технології комп’ютерного проектування. Опорний конспект лекція 1

Тема. Введення в САПР.

Мета: вивчити основні поняття автоматизованого проектування, познайомитися з історією розвитку САПР та основними розробниками.

План лекції:

1. Введення в автоматизоване проектування.

2. Загальні відомості про CAD/CAM/CAE-системи.

3. Історія розвитку світового ринку САПР.

4. Основні розроблювачі CAD/CAM/CAE-систем.

5. Запитання для самоперевірки.

1. Введення в автоматизоване проектування

Для розвитку виробництва на сучасному етапі необхідно впроваджувати автоматизовані системи в різні сфери виробництва, і в першу чергу в проектування, керування встаткуванням і технологічними процесами.

Ціль автоматизації проектування - забезпечити бездефектне проектування, знизити матеріальні витрати, скоротити строки проектування й ліквідувати ріст кількості інженерно-технічних працівників, зайнятих проектуванням.

2. Загальні відомості про cad/cam/cae-системи

CAD-системи (computer-aided design – комп'ютерна підтримка проектування) призначені для рішення конструкторських завдань та оформлення конструкторської документації (більш звично вони іменуються системами автоматизованого проектування – САПР).

CAM-системи (computer-aided manufacturing – комп'ютерна підтримка виготовлення) призначені для проектування обробки виробів на верстатах із числовим програмним керуванням (ЧПУ) і видачі програм для цих верстатів (фрезерних, свердлильних, ерозійних, пробивних, токарських, шліфувальних й ін.).

САЕ- системи (computer-aided engineering – підтримка інженерних розрахунків) являють собою великий клас систем, кожна з яких дозволяє вирішувати певне розрахункове завдання (групу завдань), починаючи від розрахунків на міцність, аналізу й моделювання теплових процесів до розрахунків гідравлічних систем і машин, розрахунків процесів лиття.

3. Історія розвитку світового ринку сапр

Історію розвитку CAD/CAM/CAE-систем можна досить умовно розбити на три основних етапи, кожний з яких тривав, приблизно, по 10 років:

- перший етап почався в 70-і рр. У ході його був отриманий ряд науково-практичних результатів, що довели принципову можливість проектування складних промислових виробів;

- під час другого етапу (80-і рр.) з'явилися й почали швидко поширюватися CAD/CAM/CAE-системи масового застосування;

- третій етап розвитку ринку (з 90-х рр. дотепер) характеризується вдосконалюванням функціональності CAD/CAM/CAE-систем й їхнім подальшим поширенням у высокотехнологичных виробництвах (де вони найкраще продемонстрували свою ефективність).

4. Основні розроблювачі cad/cam/cae-систем

AutoDesk

Autodesk широко відома у світі, у першу чергу, своїми розробками в області CAD-систем: AutoCAD, Mechanical Desktop, Inventor й ін.

CAD-система середнього рівня AutoCAD призначена для проектування, оформлення креслень і конструкторської документації.

СAD-система середнього рівня Mechanical Desktop використається машинобудівниками для параметричного тривимірного твердотельного моделювання.

Однієї з останніх розробок компанії AutoDesk є CAD-система середнього рівня AutoDesk Inventor, що забезпечує повний цикл конструювання й створення конструкторської документації. AutoDesk Inventor призначений для проектування більших зборок (до десятків тисяч елементів), а також твердотельного моделювання. В AutoDesk Inventor реалізований адаптивний механізм керування даними (в SolidWorks застосовується параметрически-ассоциативный підхід), що підтримує сегментированную базу й забезпечує високу швидкість її завантаження.

Dassault Systems/IBM

Компанія Dassault Systems є одним з лідерів світового ринку CAD/CAM-систем.

В 1992 р. компанії Dassault Systems й IBM вирішили передати ПО CADAM дочірньої компанії - фірмі Dassault Systems of America. З тих пор CATIA й CADAM поступово уніфікуються шляхом злиття кращих технологічних досягнень обох систем.

За умовами партнерської угоди з Dassault, компанія IBM поширює в усім світі продукти CATIA, здійснює їхню підтримку й маркетинг. У жовтні 1997 р. Dassault Systems й IBM відкрили в Сеулі центр по підтримці користувачів CAD/CAM/CAE-системи CATIA. Крім того, компанії випустили Web-браузер на основі Java для моніторингу через Інтернет систем автоматизованого проектування й технологічної підготовки виробництва. Загальний доход компанії Dassault Systems/IBM в 2000 фінансовому році склав 632,4 млн євро.

CAD/CAM/CAE-система верхнього рівня CATIA (з ядром ACIS) розробляється компанією Dassault Systems і просувається компанією IBM. Вона призначена для автоматизованого проектування, твердотельного моделювання, розробки керуючих програм для верстатів зі ЧПУ, технологічної підготовки виробництва, оформлення креслень і конструкторської документації, інженерного аналізу.

Система CATIA спочатку розроблялася для проектування в авіаційній промисловості, однак згодом сфера її застосування була істотно розширена.

Пакет SolidWorks, розроблений корпорацією SolidWorks, що входить до складу Dassault Systems (США), являє собою додаток для автоматизованого объектно-ориентированного конструювання твердотельных моделей виробів машинобудування.

Пакет SolidWorks може також служити програмною платформою для деяких додатків, тобто у вікні цієї програми можна запускати сумісні додатки, розроблені корпорацією SolidWorks. Назвемо деякі програми, що працюють на платформі SolidWorks:

• SolidWorks Animator - створення відеороликів;

• Photo Works - засобу для одержання фотореалістичного зображення моделі;

• Feature Works - розпізнавання геометрії імпортованих елементів;

• COSMOS/Works - інженерні розрахунки;

• COSMOS/Motion - динамічний аналіз механізмів;

• COSMOS/Flow - модуль для аналізу поводження рідин і газів у широкому діапазоні чисел Рейнольдса;

• eDrawing - засіб колективної роботи над проектом;

• SolidWorks Piping - проектування трубопроводів;

• Toolbox - бібліотека стандартних виробів;

• Mold Base - бібліотека прес-форм.

CNC Software

Перші програмні засоби CNC Software були розроблені для комп'ютерів Apple II, а вже в 1985 р. була випущена система Mastercam для IBM PC (на відміну від інших пакетів, орієнтованих лише на потужні робочі станції

Mastercam являє собою CAD/CAM-систему середнього рівня (з ядром ACIS), призначену для автоматизованого проектування й технологічної підготовки виробництва. Звичайно Mastercam застосовується для високоточного виготовлення високоякісних деталей. Зокрема, Mastercam забезпечує 2-5-координатне фрезерування, токарську, ерозійну й лазерну обробку, проектування прес-форм, тривимірне конструювання, оформлення креслень і моделювання поверхонь.