Лекція 1 Введення в сапр SolidWorks 2005 лекція 1

Тема: Введення в САПР.

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

План:

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.

1. Введення в автоматизоване проектування

Стратегічна лінія сучасного розвитку на прискорення соціально-економічного розвитку - це вихід у короткий термін на самі передові науково-технічні позиції, на вищий світовий рівень продуктивності суспільної праці. Для реалізації цієї стратегії необхідні створення й швидке якісне впровадження високоефективних машин, устаткування, приладів і технологічних процесів, що забезпечують високі темпи науково-технічного прогресу.

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.

Сучасні завдання, що виникають перед наукою й технікою, викликають необхідність проектування усе більше складних технічних об'єктів у стислий термін. Задовольнити суперечливі вимоги підвищення складності об'єктів, скорочення строків і підвищення якості проектування за допомогою простого збільшення чисельності проектувальників не можна, тому що можливість паралельного проведення проектних робіт обмежена й чисельність інженерно-технічних працівників у проектних організаціях країни не може бути скільки-небудь помітно збільшена. Виходом із цього положення є широке застосування обчислювальної техніки для рішення проектних завдань (систем автоматизація проектування - САПР).

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

Знання математичного апарата, застосовуваного в інженерних дослідженнях, уміння користуватися математичними моделями при оптимальному проектуванні реальних об'єктів і систем, знання програмних і технічних засобів САПР й уміння користуватися ними як інструмент проектувальника повинні дозволити сучасним інженерам ставити й вирішувати завдання автоматизації проектування по галузях техніки.

На думку провідних світових аналітиків, основними факторами успіху в сучасному промисловому виробництві є: скорочення строку виходу продукції на ринок, зниження її собівартості й підвищення якості. До числа найбільш ефективних технологій, що дозволяють виконати ці вимоги, належать так називані CAD/CAM/CAE-системи (системи автоматизованого проектування, технологічної підготовки виробництва й інженерного аналізу).

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). Як правило, у сучасні CAD-системи входять модулі моделювання тривимірної об'ємної конструкції (деталі) і оформлення креслень і текстовий конструкторской документації (специфікацій, відомостей і т.д.). Провідні тривимірні CAD-системи дозволяють реалізувати ідею наскрізного циклу підготовки й виробництва складних промислових виробів.

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.). CAM-системи ще називають системами технологічної підготовки виробництва. У цей час вони є практично єдиним способом для виготовлення сложнопрофильных деталей і скорочення циклу їхнього виробництва. В CAM-системах використається тривимірна модель деталі, створена в CAD-системі.

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. В CAE-системах також використається тривимірна модель виробу, створена в CAD-системі. CAE-системи ще називають системами інженерного аналізу.

CAD/CAM/CAE-системи займають особливе положення серед інших додатків, оскільки представляють індустріальні технології, безпосередньо спрямовані в найбільш важливі області матеріального виробництва. У цей час загальновизнаним фактом є неможливість виготовлення складної наукомісткої продукції (кораблів, літаків, танків, різних видів промислового встаткування й ін.) без застосування CAD/CAM/CAE-систем. За останні роки CAD/CAM/CAE-системи пройшли шлях від порівняно простих креслярських додатків до інтегрованих програмних комплексів, що забезпечують єдину підтримку всього циклу розробки, починаючи від ескізного проектування й закінчуючи технологічною підготовкою виробництва, випробуваннями й супроводом. Сучасні CAD/CAM/CAE-системи не тільки дають можливість скоротити строк впровадження нових виробів, але й впливають на технологію виробництва, дозволяючи підвищити якість і надійність випускає продукции, що (підвищуючи, тим самим, її конкурентноздатність). Зокрема, шляхом комп'ютерного моделювання складних виробів проектувальник може зафіксувати нестиковку й заощаджує на вартості виготовлення фізичного прототипу. Навіть для такого щодо нескладного виробу, як телефон, вартість прототипу може становити кілька тисяч доларів, створення моделі двигуна обійдеться в полмиллиона доларів, а повномасштабний прототип літака буде коштувати вже десятки мільйонів доларів.

Наприклад, широко відомий проект розробки компанією Shorts Brothers фюзеляжу для літака Learjet 45 за допомогою сучасних CAD/CAM/CAE-систем. Раніше компанія Shorts використала в проектно-конструкторських роботах дротове моделювання деталей. У створюваних Shorts Brothers фюзеляжах літаків звичайно налічувалося до 9500 структурних деталей. Подібні проекти могли зажадати більше 440000 людино-днів (до 4-х років для завершення проекту).

Фюзеляж Learjet 45 виявився найбільш складним серед існуючих, але був розроблений у значно менший термін (на 40%), чим його попередники. Крім того, приблизно в 10 разів була поліпшена якість деталей і самої зборки фюзеляжу, а загальне число деталей скорочене на 60% (при зниженні обсягу основних переробок на 90% у порівнянні з попередніми проектами). У цілому, компанія Shorts змогла зменшити число компонентів з 9500 до 3700 (на 60%). Повний час на проектування й технологічну підготовку виробництва було скорочено до 125000 людино-днів. Загальний час розробки й технологічної підготовки виробництва – до 60000 людино-днів, а весь цикл розробки типового фюзеляжу скоротився з 4-х років до 1,5-2 років.