2.6.2 Автоматизация проектирования технологической оснастки
2.6.2.1 Классификация систем автоматизированного проектирования (cad систем)
Работа с CAD (англ. Computer-Aided Design) программным обеспечением обычно подразумевает компьютерное создание геометрической модели изделия (двумерной или трёхмерной, твердотельной), генерацию на основе этой модели конструкторской документации (чертежей изделия, спецификаций и проч.) и последующее его сопровождение. Предусмотрена возможность как локального проектирования, например, компрессоры, вентиляторы, турбины и т.д., так и глобального – системы отопления, системы нефтепроводов и газопроводов любой длины, промышленные объекты и системы коммуникаций.
Проектирование
– процесс составления описания,
необходимого для создания в заданных
условиях ещё не существующего объекта
на основании первичного описания объекта
и алгоритма его функционирования.
Существуют
два основных способа 3D моделирования.
Исторически первыми были параметрические
системы с деревом построения. Моделированию
с деревом построения уже около 20 лет, и
данный метод хорошо знаком большинству
конструкторов. Примером данного метода
является Компас 3D. Второй способ —
системы без дерева построения, или
системы прямого моделирования(T-Flex).
В системах с деревом построения модель
в процессе ее создания и редактирования
подразделяется на конструктивные
элементы, которые управляются размерами,
поэтому автоматически проводимые
изменения геометрии оказываются
надежными и предсказуемыми. Однако
достижение такой предсказуемости
поведения модели требует предварительного
планирования всех построений с учетом
того, как именно будет редактироваться
модель. Любые незапланированные изменения
в конструкции модели могут потребовать
значительных переделок и больших затрат
времени на пересчет всего дерева
построения [8].
Типичные представители: Pro/ENGINEER, AutoCAD, SpaceClaim, KOMPAS-3D, Solid Edge, SolidWorks, CADMATIC и т.д. Рассмотрим некоторые из них.
Компас — семейство систем автоматизированного проектирования с возможностями оформления проектной и конструкторской документации согласно стандартам серии ЕСКД и СПДС. Разрабатывается российской компанией «Аскон». Система ориентирована на поддержку стандартов ЕСКД и СПДС.
Основные задачи, которые решает система КОМПАС-3D - формирование трехмерной модели детали, отдельных деталей и сборочных единиц, содержащих как типичные, так и нестандартные конструктивные элементы с целью передачи геометрии в различные расчетные пакеты или пакеты разработки управляющих программ, а также создание конструкторской документации на разработанные детали.
КОМПАС-3D
позволяет быстро получать модели типовых
изделий на основе однажды спроектированного
прототипа. Программа имеет собственное
математическое ядро и параметрические
технологии, при помощи которых, можно
произвести некоторые расчеты (масса,
объем, площадь поверхности, характеристики
детали) непосредственно в КОМПАС-3D. 
Основной набор задач, выполняемых КОМПАС-3D:
- моделирование изделий с целью создания конструкторской и технологической документации (сборочных чертежей, спецификаций,
деталировок и т.д.);
- моделирование изделий с целью расчета их технических характеристик;
- моделирование изделий для передачи геометрии в расчетные пакеты;
- моделирование деталей для передачи геометрии в пакеты разработки управляющих программ;
- создание изометрических изображений (например, для составления каталогов, создания иллюстраций к технической документации и т.д.).
Модель детали является отдельным типом документа системы КОМПАС. Общепринятым порядком моделирования является последовательное выполнение операций (сложения и вычитания) над объемными примитивами (сферами, призмами, цилиндрами, конусами, пирамидами и т.д.).
В КОМПАС-3D объемные объекты образуются путем выполнения такого перемещения плоской фигуры в пространстве, след от которого определяет форму объекта (например, поворот окружности вокруг оси образует сферу, а смещение многоугольника - призму).
Удобный
прием моделирования изделий, которые
отличаются лишь некоторыми конструктивными
элементами - использование в качестве
основания детали ранее подготовленной
модели - детали-заготовки. Деталь-заготовку
можно вставить в модель, сохранив ссылку
на содержащий ее файл (иначе говоря,
сохранив связь с файлом-источником). В
этом случае любые изменения модели в
файле-источнике будут передаваться во
все модели, содержащие данную заготовку.
Использование детали-заготовки в
некоторых случаях позволяет значительно
ускорить работу системы при моделировании
деталей высокой сложности. 
Эскиз изображается на плоскости стандартными средствами чертежно-графического редактора КОМПАС-ГРАФИК. При этом доступны все команды построения и редактирования изображения, команды параметризации и сервисные возможности. Единственным исключением является невозможность ввода некоторых технологических обозначений и объектов оформления. В эскиз можно перенести изображение из ранее подготовленного в КОМПАС-ГРАФИК чертежа или фрагмента. Это позволяет при создании трехмерной модели опираться на существующую чертежно-конструкторскую документацию. Эскиз может располагаться в одной из ортогональных плоскостей координат, на плоской грани существующего тела или во вспомогательной плоскости, положение которой задано пользователем.
Операции над эскизом:
-вращение эскиза вокруг оси, лежащей в плоскости эскиза;
-выдавливание эскиза в направлении, перпендикулярном плоскости эскиза;
-кинематическая операция - перемещение эскиза вдоль указанной направляющей;
- построение тела по нескольким сечениям-эскизам.
Каждая операция имеет дополнительные опции, позволяющие варьировать правила построения тела:
-при вращении эскиза можно задать угол и направление поворота относительно плоскости эскиза и выбрать тип тела;
-при выдавливании эскиза можно задать расстояние и направление выдавливания относительно плоскости эскиза и при необходимости ввести угол уклона;
-при
выполнении кинематической операции
можно задать ориентацию образующей
относительно направляющей; 
-при построении тела по сечениям можно указать, требуется ли
замыкать построенное тело.
Во всех типах операций можно включить опцию создания тонкостенной оболочки и задать толщину и направление построения стенки - внутрь, наружу или в обе стороны от поверхности тела, образованного операцией.
Дополнительные операции позволяют упростить задание параметров распространенных конструктивных элементов - фаски, скругления, цилиндрического отверстия, уклона, ребра жесткости. Так, для построения фаски не нужно рисовать эскиз, перемещать его вдоль ребра и вычитать получившийся объем из основного тела. Достаточно указать ребро или несколько ребер или грани для построения фаски и ввести ее параметры - величину катетов или величину катета и угол.
На любом этапе работы тело можно преобразовать в тонкостенную оболочку (для этого нужно будет исключить одну или несколько граней, которые не должны входить в оболочку). Порядок работы с получившейся оболочкой будет прежним - добавление и вычитание тел, формирование фасок, скруглений, отверстий, ребер жесткости и т.д. Кроме того, на любом этапе работы можно удалить часть тела по границе, представляющей собой плоскость или цилиндрическую поверхность, образованную выдавливанием произвольного эскиза [9]. Интерфейс системы представлен на рисунке 2.15
Рисунок 2.15– Интерфейс системы «Компас 3D»