9. Математические модели, используемые в сапр к и тп.

Табличная, сетевая, перестановочная модели. Математические модели определения средств технологического обеспечения ТП в САПР ТП. Выбор рациональных вариантов ТП.

10. Системы автоматизированной подготовки программ для оборудования с ЧПУ (САП).

Структура САП, укрупненная схема процесса автоматизированной подготовки программ.

11. Системы автоматизированного управления проектами на предприятиях (PDM-системы).

Элементы, документы, атрибуты в PDM. Использование PDM в процессе проектирования: определение применяемости, поиск объектов по группам характеристик, формирование выборок, отчетов. Принципы коллективной работы над проектами в PDM.

12. Основные компоненты САПР.

Методическое, математическое, лингвистическое, программное, информационное, техническое, организационное обеспечение САПР. Математическое обеспечение САПР: используемые математические методы, формализованное описание технологии автоматизированного проектирования. Лингвистическое обеспечение САПР: машинно-ориентированные, процедурно-ориентированные и проблемно-ориентированные языки программирования. Основные требования, предъявляемые к языкам программирования в САПР. Программное обеспечение САПР: системное и прикладное. Информационное обеспечение САПР: банки данных, базы данных, системы управления базами данных. Модели данных: иерархическая, сетевая, реляционная. Техническое обеспечение САПР: аппаратные средства ЭВМ, внешние запоминающие устройства, технические средства теледоступа и сети ЭВМ, устройства ввода, вывода и документирования информации. Варианты конфигурации технических средств в САПР. Организационное обеспечение САПР.

2. Методические указания

2.1. Введение в САПР К и ТП [1,c. 7-15], [2,c. 3-24], [3,c.3-13], [4,c.5-10], [7,с.5-12], [8,c.8-12]

В настоящее время наибольшую долю общего объема машиностроительного производства составляет серийное производство, причем роль его непрерывно возрастает в соответствии с требованиями современного рынка. Автоматизация такого производства осуществляется с использованием средств, способных оперативно переналаживаться на изготовление различных изделий - гибких автоматизированных производств (ГАП). Полный сквозной цикл производства изделий в ГАП обеспечивается следующими основными взаимосвязанными автоматизированными системами: планирования и организации производства, исследований, конструкторской подготовки производства, технологической подготовки производства, изготовления продукции, контроля качества продукции.

Система планирования и организации производства осуществляет разработку и оптимизацию режимов производственной деятельности предприятия по выпуску требуемых номенклатуры и объема продукции.

Система исследований выполняет поисковые исследования с целью определения оптимальной номенклатуры и характеристик выпускаемых изделий, а также осуществляет функции центра моделирования производственной системы с целью оптимальной организации производства изделий.

Система конструкторской подготовки производства обеспечивает проектирование новых и модернизацию выпускаемых изделий. К основным задачам конструкторской подготовки относятся:

• управление процессом конструкторской подготовки;

• разработка технических заданий на новые изделия, узлы, детали;

• эскизное, техническое и рабочее проектирование изделий;

• стандартизация и унификация конструкций, их элементов и конструкторской документации.

Система технологической подготовки производства осуществляет разработку технологических процессов изготовления изделий, подготовку программ для оборудования с числовым программным управлением (ЧПУ), разработку средств производства (оборудования, оснастки, режущих и мерительных инструментов и др.), необходимых для выполнения разработанных технологических процессов. Технологическая подготовка производства охватывает:

• управление технологической подготовкой производства;

• отработку изделий на технологичность;

• проектирование технологических процессов изготовления и сборки изделий;

• техническое нормирование;

• проектирование специальных инструментов и оснастки;

• технологическую подготовку производства специальных инструментов и оснастки;

• изготовление специальных инструментов, оснастки и их внедрение;

• расчет производственных мощностей и сводных технологических нормативов на изделия;

• подготовку программ для программно-управляемого технологического оборудования;

• типизацию и нормализацию технологических процессов и оснастки.

В результате выполнения своих функций системы конструкторской и технологической подготовки производства создают информационную базу в виде нормативно-технических данных, необходимых для организации управления всем предприятием в целом, включая экономику, материально-техническое снабжение, организацию производства и др.

Система изготовления продукции обеспечивает все операции по реализации разработанных технологических процессов. Эти задачи решаются в ГАП с помощью гибких производственных систем (ГПС).

2. Информационная структура процесса автоматизированного проектирования в САПР К и ТП [1,с.16-27], [6,c.6-17], [7,с.13-27]

Процесс проектирования осуществляется в следующей последовательности:

• восприятие исходной информации, содержащейся в задании на проектирование;

• разработка стратегии проектирования;

• поиск необходимой для проектирования информации;

• обработка информации и разработка проектных решений;

• анализ и выбор рациональных вариантов полученных проектных решений;

• документирование результатов.

Совокупность этих этапов процесса автоматизированного проектирования обеспечивается тремя основными подсистемами: информационной, обработки и отображения информации, документирования.

Информационная подсистема обеспечивает процесс проектирования всей необходимой информацией. Она содержит информацию о накопленном ранее опыте, существующих методиках проектирования, включает руководящие, справочные и архивные материалы.

Подсистема обработки и отображения информации обеспечивает процесс проектирования заданных объектов. Она содержит средства ввода-вывода и отображения информации и средства обработки информации.

Подсистема документирования осуществляет представление полученных решений в виде документации на машинных, бумажных или других видах носителей.

По определению (ГОСТ 23501.0-79) "САПР представляет собой организационно-техническую систему, состоящую из комплекса средств автоматизации проектирования, взаимосвязанного с подразделениями проектной организации, и выполняющую автоматизированное проектирование".

В соответствие с ГОСТ подсистемы САПР по назначению делят на 2 вида: проектирующие и обслуживающие.

Проектирующие подсистемы выполняют проектные процедуры и операции, обеспечивающие собственно проектирование. Обслуживающие подсистемы обеспечивают необходимой информацией проектирующие подсистемы.

2. Основные задачи САПР К и ТП [2,c.15-24],[6,c.25-28]

САПР в машиностроении решают задачи конструкторского проектирования (что производить?) и задачи технологического проектирования (как производить?).

Основные задачи конструкторского проектирования: реализация принципиальных схем проектируемых объектов, конструирование отдельных деталей, компоновка узлов и агрегатов, оформление технической документации. При этом одна группа задач определяет геометрические параметры (например, параметры формы) объектов: задачи геометрического проектирования. Другая группа задач обеспечивает синтез структур объектов: задачи топологического проектирования.

Задачами геометрического проектирования являются: геометрическое моделирование и геометрический синтез. Геометрическое моделирование - это решение позиционных и метрических задач на основе преобразования геометрических моделей объектов. Примеры позиционных задач: определение координат точек пересечения элементов геометрических объектов, касания, взаимного расположения объектов и др. Примеры метрических задач: вычисление длины, площади, центра масс, моментов инерции и др. Геометрический синтез - это формирование изображений сложных геометрических объектов из элементарных. Так, например: создание изображений сложных по конфигурации деталей осуществляют с помощью отрезков прямых, окружностей, дуг, поверхностей и др.

Задачи топологического проектирования: компоновка, размещение и трассировка. На основании решения задачи компоновки и размещения определяется рациональное пространственное расположение объектов (например: расположение валов, зубчатых колес и опор в приводе станка). Трассировка позволяет определить пространственное расположение связей (соединений, коммуникаций) между элементами проектируемых объектов (например: проведение трубопроводов между элементами гидравлических, пневматических систем).

Основные задачи технологического проектирования: разработка структур, определение параметров, оптимизация технологических процессов и оформление технологической документации.

При разработке структуры технологического процесса определяется последовательность и состав его элементов: операций и переходов. Решение задачи определения параметров технологического процесса обеспечивает назначение размерных параметров обрабатываемых поверхностей, выбор необходимого оборудования, приспособлений инструментов и др., выполнение необходимых расчетов (режимов обработки, трудоемкости и др.). Оптимизация технологического процесса осуществляется с целью определения наиболее эффективного технологического процесса из возможного множества вариантов технологических процессов изготовления данного изделия.