Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Пояснительная записка.docx
Скачиваний:
56
Добавлен:
24.02.2016
Размер:
232.82 Кб
Скачать
  1. Применение средств автоматизированного проектирования при разработке устройства

    1. Обоснование выбора пакетов прикладного программного обеспечения для моделирования и проектирования устройства

Пакет прикладных программ – набор взаимосвязанных модулей, предназначенных для решения задач определённого класса некоторой предметной области. По смыслу ППП было бы правильнее назвать пакетом модулей вместо устоявшегося термина пакет программ. Отличается от библиотеки тем, что создание библиотеки не ставит целью полностью покрыть нужды предметной области, так как приложение может использовать модули нескольких библиотек. Требования же к пакету программ жёстче: приложение для решения задачи должно использовать только модули пакета, а создание конкретного приложения может быть доступно непрограммистам[14].

Для расчета и проектирования печатного модуля был выбран САПР P-Cad 2006. Данный программный пакет хоть и является на сегодняшний день устаревшим и больше не поддерживается производителем, однако имеет достаточно большие возможности.

Программа P-CAD 2006 является очень популярной в России, что обусловлено, с одной стороны, хорошей функциональностью программы и, с другой стороны, по ассоциации с распространенными здесь старыми версиями P-CAD 4.5 - 8.7. В 1996 г. фирма ACCEL Technologies впервые представила версию широко известной системы разработки печатных плат P-CAD на платформе Windows. Обновленный продукт получил новое название ACCEL EDA. С этого момента продукт ACCEL EDA приобрел широкую популярность среди разработчиков электронных устройств. В сентябре 1999 г. вышла последняя 15 версия продукта. 17 января 2000 г. произошло слияние двух ведущих разработчиков систем САПР печатных плат - фирм Protel International и ACCEL Technologies, которые объединили свои совместные усилия под торговой маркой Protel (ныне Altium). С марта 2000 г. продукт ACCEL EDA сменил свое название на P-CAD. Продаваемый в настоящее время продукт носит название P-CAD 2006.

Система P-CAD 2006 выполняет полный цикл проектирования печатных плат, а именно:

– графический ввод электрических схем;

– смешанное аналого-цифровое моделирование на основе ядра SPICE3;

– упаковку схемы на печатную плату;

– интерактивное размещение компонентов;

– интерактивную и автоматическую трассировку проводников;

– контроль ошибок в схеме и печатной плате;

– выпуск документации;

– анализ целостности сигналов и перекрестных искажений;

– подготовку файлов Gerber и NC Drill для производства печатных плат;

– подготовку библиотек символов, топологических посадочных мест и моделей компонентов.

Основные возможности P-CAD 2006:

– Удобный пользовательский интерфейс, похожий на большинство популярных программ для Windows.

– Хранение проектной информации в бинарных и текстовых файлах.

– Удобная справочная система.

– Проект схемы может содержать 999 листов, проект платы – до 999 слоев (11 из них стандартных).

– Число цепей в проекте – до 64000.

– Число вентилей в компоненте – до 5000.

– Максимальное число выводов у компонента – 10000.

– Максимальные размеры листа схемы или чертежа печатной платы 60х60 дюймов.

– Поддержка дюймовой и метрической систем мер.

– Предельное разрешение 0.0001 дюйма (0.1 мила) или 0.01 мм (10 микрон).

– Минимальный угол поворота компонентов на плате – 0.1 град.

– Длина имен компонентов – до 30 символов, максимальный объем текстовых надписей и атрибутов – до 20000 символов.

– Механизм переноса изменений печатной платы на схему и наоборот (Engineering Change Order, ECO).

– Библиотеки компонентов, содержащие более 27000 элементов и сертифицированные по стандарту ISO 9001.

Однако P-Cad не имеет возможности подготовки технической документации в соответствии с ЕСКД. Однако имеется возможность экспортирования как чертежа в целом, так и поэлементно в формат DXF, поддерживаемый многими САПР. Для подготовки технических чертежей было выбрано наиболее распространённое программное обеспечение AutoCad версии 2012 года.

AutoCAD – двух- и трёхмерная система автоматизированного проектирования и черчения, разработанная компанией Autodesk. Первая версия системы была выпущена в 1982 году. AutoCAD и специализированные приложения на его основе нашли широкое применение в машиностроении, строительстве, архитектуре и других отраслях промышленности. Программа выпускается на 18 языках. Уровень локализации варьируется от полной адаптации до перевода только справочной документации. Русскоязычная версия локализована полностью, включая интерфейс командной строки и всю документацию, кроме руководства по программированию.

Широкое распространение AutoCAD в мире обусловлено не в последнюю очередь развитыми средствами разработки и адаптации, которые позволяют настроить систему под нужды конкретных пользователей и значительно расширить функционал базовой системы. Большой набор инструментальных средств для разработки приложений делает базовую версию AutoCAD универсальной платформой для разработки приложений. На базе AutoCAD самой компанией Autodesk и сторонними производителями создано большое количество специализированных прикладных приложений, таких как AutoCAD Mechanical, AutoCAD Electrical, AutoCAD Architecture, GeoniCS, Promis-e, PLANT-4D, AutoPLANT, СПДС GraphiCS, MechaniCS, GEOBRIDGE, САПР ЛЭП, Rubius Elecric Suite и других.

Ранние версии AutoCAD оперировали небольшим числом элементарных объектов, такими как круги, линии, дуги и текст, из которых составлялись более сложные. В этом качестве AutoCAD заслужил репутацию «электронного кульмана», которая остаётся за ним и поныне. Однако на современном этапе возможности AutoCAD весьма широки и намного превосходят возможности «электронного кульмана».

В области двумерного проектирования AutoCAD по-прежнему позволяет использовать элементарные графические примитивы для получения более сложных объектов. Кроме того, программа предоставляет весьма обширные возможности работы со слоями и аннотативными объектами (размерами, текстом, обозначениями). Использование механизма внешних ссылок (XRef) позволяет разбивать чертеж на составные файлы, за которые ответственны различные разработчики, а динамические блоки расширяют возможности автоматизации 2D-проектирования обычным пользователем без использования программирования. Начиная с версии 2010 в AutoCAD реализована поддержка двумерного параметрического черчения. В версии 2014 появилась возможность динамической связи чертежа с реальными картографическими данными (GeoLocation API).

Наиболее удобным и практичным методом проектирования корпусов изделий является трехмерное моделирование, позволяющее рассмотреть изделие со всех сторон, в любом сечении, проверить взаимодействие деталей и т.д.

Несмотря на то, что в AutoCad включен модуль трехмерного моделирования, он предоставляет весьма скудный набор инструментов по анализу модели.

В связи с этим, для проектирования корпуса изделия применялся САПР SolidWorks3D.

SolidWorks – программный комплекс САПР для автоматизации работ промышленного предприятия на этапах конструкторской и технологической подготовки производства. Обеспечивает разработку изделий любой степени сложности и назначения. Работает в среде Microsoft Windows. Разработан компанией SolidWorks Corporation, ныне являющейся независимым подразделением компании Dassault Systemes (Франция). Программа появилась в 1993 году и составила конкуренцию таким продуктам, как AutoCAD и Autodesk Mechanical Desktop, SDRC I-DEAS и Pro/ENGINEER.

Решаемые задачи:

– Конструкторская подготовка производства (КПП):

– 3D проектирование изделий (деталей и сборок) любой степени сложности с учётом специфики изготовления.

– Создание конструкторской документации в строгом соответствии с ГОСТ.

– Промышленный дизайн.

– Реверсивный инжиниринг.

– Проектирование коммуникаций (электрожгуты, трубопроводы и пр.).

– Инженерный анализ (прочность, устойчивость, теплопередача, частотный анализ, динамика механизмов, газо/гидродинамика, оптика и светотехника, электромагнитные расчеты, анализ размерных цепей и пр.).

– Экспресс-анализ технологичности на этапе проектирования.

– Подготовка данных для ИЭТР.

– Управление данными и процессами на этапе КПП.

– Технологическая подготовка производства (ТПП):

– Проектирование оснастки и прочих средств технологического оснащения

– Анализ технологичности конструкции изделия.

– Анализ технологичности процессов изготовления (литье пластмасс, анализ процессов штамповки, вытяжки, гибки и пр.).

– Разработка технологических процессов по ЕСТД.

– Материальное и трудовое нормирование.

– Механообработка: разработка управляющих программ для станков с ЧПУ, верификация УП, имитация работы станка. Фрезерная, токарная, токарно-фрезерная и электроэрозионная обработка, лазерная, плазменная и гидроабразивная резка, вырубные штампы, координатно-измерительные машины.

– Управление данными и процессами на этапе ТПП

– Управление данными и процессами:

– Работа с единой цифровой моделью изделия.

– Электронный технический и распорядительный документооборот.

– Технологии коллективной разработки.

– Работа территориально-распределенных команд.

– Ведение архива технической документации по ГОСТ

– Проектное управление.

– Защита данных. ЭЦП.

– Подготовка данных для ERP, расчет себестоимости.

Система включает программные модули собственной разработки, а также сертифицированное ПО от специализированных разработчиков (SolidWorks Gold Partners).