Часть 1 автоматизация проектирования. Основные понятия. Технические средства

Применение ЭВМ на этапах конструкторско-технологической подго­товки производства оказало сильное воздействие на организацию самого процесса проектирования, что выразилось в структурном изменении во всей этой сфере деятельности в целом.
Однако главная роль в автоматизированном проектировании с помощью ЭВМ по-прежнему принадлежит конструктору или технологу, кото­рые, используя соответствующие технические и программные средства, выполняют работу, нахо­дясь на специализированных автоматизирован­ных рабочих местах.
Техника САПР тесно связана с такими разделами геометрии как аксио­матика, проективная геометрия, топология, ана­литическая и начертательная геометрии. В каче­стве средства изображения каких-либо объектов в САПР наиболее широкое применение нашли методы машинной графики.
Создатели современных машин и механиз­мов в большинстве случаев не могут позволить себе немедленной физической реализации того или иного проектного решения. Поэтому необходимым предварительным этапом проектирования современных машин стало исследование поведения объекта проектирования с помощью математического и физического моделирования.

Лекция №1

Автоматизация разработки и выполнения конструкторской документации при помощи САПР

Теоретические вопросы:

1.1. Предмет, цель и задачи дисциплины

1.2. Структура и основные принципы построения САПР

1.3. Автоматизированные рабочие места инженеров-конструкторов

1.1. Предмет, цель и задачи дисциплины

Рост доли автоматизированных производств в мировой промышлен­ности, поставил также проблему централизованного автоматизированного управ­ления этими производствами. Сложность реализации такой системы управления привела к тому, что специалисты в области АСУ занялись в первую очередь автоматизацией собственного рабочего места, а не автоматизацией производства в целом. Поэтому целью изучения дисциплины “Основы автоматизированного проектирования” является изучение основных принципов автоматизации проектирования технологии и оборудования кузнечно-штамповочного производства (КШП), а также методов создания моделей и оптимизации конструкций применительно к принятию решений в системах автоматизированной разработки и проектирования (САПР).

Сам же термин САПР является смысловым эквивалентом английского CAD (Computer Aided Design) и означает проектирование с помощью ЭВМ. Этап появления вычислительных машин и массовое их внедрение в человеческую деятельность принято считать началом второй промышленной революции. Результатом этого стало повсеместное применение ЭВМ, как в инженерной деятельности, так и в повседневной жизни, что объясняется теми огромными возможностями, которые заложили создатели ЭВМ первого поколения.

С самого начала развития вычислительной техники образовались два основных направления ее использования. Первое направление - применение вычислительной техники для выполнения численных расчетов, которые слишком долго или вообще невозможно производить вручную и автоматизации чертежно-графических работ. Становление этого направления способствовало интенсификации методов численного решения сложных математических задач, развитию класса языков программирования, ориентированных на удобную запись численных алгоритмов, становлению обратной связи с разработчиками новых архитектур ЭВМ.

Второе направление - это использование средств вычислительной техники в автоматических или автоматизированных информационных системах. В самом широком смысле информационная система представляет собой программный комплекс, функции которого состоят в поддержке надежного хранения информации в памяти компьютера, выполнении специфических для данного приложения преобразований информации и/или вычислений, предоставлении пользователям удобного и легко осваиваемого интерфейса. Обычно объемы информации, с которыми приходится иметь дело таким системам, достаточно велики, а сама информация имеет достаточно сложную структуру.

Современные системы автоматизированного проектирования, в силу сложности решаемых задач, объединили в себе оба эти направления и стали основным инструментом современного конструктора, и представляют собой организационно-техническую систему, состоящую из комплекса средств автоматизации проектирования, взаимодействующего с подразделениями проектной организации, и выполняющее автоматизированное проектирование.

Ускорение выпуска изделий, необходимость сокращения материальных затрат на их изготовление обуславливают жесткие требования к качеству и гибкости производства. Осуществление этих требований стало возможным благодаря широкому применению вычислительной техники на всех этапах производства: конструкторского проектирования, изготовления изделия, оценки качества производства на основе требуемых и реальных характеристик.

Одними из основных компонентов автоматизированного производства являются системы автоматизированного проектирования (САПР) - структуры, наиболее организованные методически и информационно. Средства реализации систем САПР предоставляет машинная графика, обеспечивающая создание, хранение и обработку моделей геометрических объектов (ГО) и их графических изображений (ГИ) с помощью ЭВМ, в частности персонального компьютера (ПК). Использование ПК в конструкторской деятельности как электронного кульмана значительно облегчает подготовку конструкторской документации и других графических документов, связанных с изготовлением изделий(например спецификация узлов машины), сокращает сроки их разработки с улучшением качества. Необходимым условием реализации алгоритмизированных проектных процедур является наличие соответствующих средств вычислительной техники. В результате процесс автоматизированного проектирования сводится к необходимости решения конечной последовательности задач приемлемой сложности в режиме взаимодействия человека и ЭВМ. Таким образом, автоматизация проектирования (АП) как научно-техническая дисциплина включает в себя:

0. - методологию АП;

1. - математическое обеспечение, объединяющее математические модели, методы и алгоритмы для выполнения различных проектных процедур;

2. - вопросы комплексирования технических средств;

3. - вопросы разработки, внедрения и использования программно-информационного обеспечения банков данных, пакетов прикладных программ, операционных систем ЭВМ.