Головна

Основні принципи створення САПР

  1. Amp; 10. Основні напрямки сучасної філософія історії
  2. CASE-технологія створення інформаційних систем
  3. I Основні інформаційні процеси і їх реалізація за допомогою комп'ютерів
  4. I. 2.4. Принципи та методи дослідження сучасної психології
  5. I. Основні і допоміжні процеси
  6. II. 6.4. Основні види діяльності та їх розвиток у людини
  7. II. Основні завдання та їх реалізація

Однією з основних функцій інженера є проектування об'єктів того чи іншого призначення або технологічних процесів їх виготовлення. Проектування в найзагальнішому вигляді може бути визначено як процес спрямованої дії проектувальника (групи проектувальників), необхідний для вироблення технічних рішень, достатніх для реалізації створюваного об'єкта, що задовольняє заданим вимогам. Завершальним етапом проектних робіт є випуск комплекту документації, що відображає прийняті рішення в формі, необхідної для виробництва об'єкта.

Проектування, здійснюване за допомогою засобів автоматизації, називають автоматизованим. В автоматизованому проектуванні колектив фахівців різного профілю і засоби автоматизації об'єднуються в спеціалізовану організаційно-технічну систему САПР. Роботу САПР забезпечує її персонал, а також комплекс засобів автоматизації проектування, який містить у своєму складі технічне, математичне, програмне, інформаційне, лінгвістичне, методичне і організаційне забезпечення. Взаємодія цих видів забезпечення, яке здійснюється персоналом системи відповідно до цілей і завдань проектування, становить істота функціонування САПР, яке призводить до необхідних кінцевих результатів.

Реалізація основних вимог до САПР пов'язана з формуванням її типової структури, виконаної на рівні засобів лінгвістичного, інформаційного та програмного забезпечення.

засоби лінгвістики САПР визначають склад мов, необхідних для її функціонування і взаємодії з користувачем. Лінгвістичне забезпечення включає в себе три групи мов:

1. Мови користувача, призначені для його взаємодії з системою і службовці для опису об'єкта, базових елементів і чисельних значень параметрів цих елементів. Базові елементи в залежності від цільового призначення САПР описують конструкцію елемента, алгоритм його функціонування, операції технологічного процесу обробки елемента, форми документації, що випускається САПР і т. Д. Директиви управління формують технологічний процес проектування, т. Е. Послідовність операцій при проектуванні конкретного об'єкта.

2. Мови внутрішнього представлення даних (ЯВПД), призначені для опису інформаційної моделі об'єкта в оперативній базі даних. ЯВПД задають формати внутрішнього представлення даних і забезпечують оперативну взаємодію між проектними процедурами, що ініціюється, як правило, програмними модулями.

3. Мова машинного архіву, призначений для зберігання графічної і текстової інформації по спроектованому об'єкту (ЯГТІ). Мова забезпечує єдину форму подання документації в архіві, необхідну для випуску її на різних технічних засобах.

Засоби інформаційного забезпечення.Типовими структурними одиницями інформаційного забезпечення САПР є три групи сховищ інформації САПР. Кожне сховище має свої програмні засоби управління і мови представлення даних.

Першим постійним сховищем даних, що становлять основу бази даних САПР, є бібліотека базових елементів (БЕ) різного рівня, в які входять:

- Опис моделей, елементів різного цільового призначення і рівнів інтеграції;

- Опис форматів документів;

- Опис технологічних даних;

- Різна нормативно-довідкова інформація.

Другим є тимчасове (в межах часу проектування об'єкта) сховище - робочий масив, призначений для зберігання описів структури (елементів і зв'язків) об'єкта проектування на різних етапах створення. Форма і склад опису відповідають умовам роботи з модулями проектування. За своїм змістом робочий масив є інформаційною моделлю об'єкта.

Інформаційна модель (ІМ) об'єкта проектування є ядром процесу автоматизованого проектування конкретного об'єкта. За змістом ІМ являє собою структуру об'єкта, описану в словнику бібліотеки базових елементів і необхідну для формування математичних моделей, що використовуються в різних проектних модулях САПР. Інформаційна модель створюється в результаті трансляції вихідного опису об'єкта.

В процесі виконання проектних операцій ІМ служить засобом інформаційної взаємодії між окремими модулями САПР. При виконанні проектних операцій ІМ безперервно оновлюється і модифікується. На завершальному етапі ІМ являє собою закінчений опис об'єкта проектування в форматах мови внутрішнього уявлення і служить для формування документації по ньому.

Третім є тимчасове або довгострокове (на час розробки проекту) сховище документації по об'єкту проектування. Оскільки в САПР можуть йти роботи одночасно по декількох об'єктах, сховище повинне зберігати документацію до моменту випуску її у відповідній формі. Подальшим розвитком цього сховища даних по спроектованому об'єкту є автоматизована архівна служба, яка виконує всі функції, властиві архіву технічної документації. До таких функцій відносяться введення змін, формування зведених документів, облік розсилок та ін.

Засоби програмного забезпечення. Програмний комплекс типовий САПР включає наступні програмні компоненти:

1. Трансляцію вихідного завдання.

2. Формування структури інформаційної моделі.

3. Управління базою даних САПР (СУБД САПР).

4. Управління обчислювальним процесором - «Монітор-САПР».

5. Інтерфейс бази даних.

6. Моделі проектування.

7. Формування документації.

8. Ведення архіву САПР.

9. Постпроцесори випуску документації

Програми трансляції здійснюють граматичний розбір і інтерпретацію завдання на виконання проектних робіт в САПР, що включає опис об'єкта проектування, опис базових елементів і директиви управління. За результатами трансляції формуються діагностичні дані для користувача про склад помилок.

програми формування структури розгортають оттранслировать опис об'єкта з використанням бібліотеки базових елементів в режимах інтерактивної взаємодії з користувачем САПР, забезпечують оперативний автоматичний обмін даними бібліотеки БЕ з робочим модулем (РМ) за запитами програми формування вихідного модуля (ІМ).

Програма «Монітор-САПР» забезпечує управління послідовністю виконання проектних робіт відповідно до керуючого директивами.

Програми інтерфейсу бази даних забезпечують переклад семантично узгодженого тексту ІМ, представленого в РМ на ЯВПД, в форму, необхідну для програм, що виконують проектні процедури і зворотне перетворення результатів проектування в формати ЯВПД робочого масиву.

Програмні модулі проектування є прикладним програмним забезпеченням, що визначає проблемну орієнтацію САПР. Кожен модуль є системним компонентом програмного забезпечення САПР і виконує певну закінчену процедуру або групу процедур. Основу процедур складають процедури моделювання та синтезу проектних рішень. Вихідними даними є ІМ. Вихідні дані ПФД (графічні і текстові документи) зберігаються в форматах єдиного ЯГТІ, прийнятого для даної системи САПР.

Програми ведення архіву документації по спроектованому об'єкту забезпечують зберігання, пошук і видачу документації, сформованої в САПР по групі об'єктів, що знаходяться в процесі проектування.

постпроцесоривипуску документації призначені для перетворення графічних і символьних текстів зі стандартної архівної форми, прийнятої в САПР, в форму, необхідну для використання на конкретному пристрої. Постпроцесори діляться на три основні класи:

- Постпроцесори випуску текстової документації на автоматах друку;

- Постпроцесори формування графічної документації на графобудівниках;

- Постпроцесори формування технологічної документації автоматизованого виробництва.

3.3. Застосування ЕОМ для автоматизації процесу проектування

Для промислового виробництва системи автоматизованого проектування набувають все більшого значення. Застосування ЕОМ впливає на конструювання, технологію і неминуче призводить до структурних змін і розширення поля діяльності конструкторів і технологів в цих сферах діяльності.

 Мал. 3.1. Модульна структура програмного забезпечення

САПР - це системи, призначені для переробки різної буквено-цифровий інформації, необхідної в процесі конструювання і розробки технології виготовлення виробу. За допомогою САПР можливе виконання розрахунків при проектуванні, оформлення і випуск креслень, геометричне моделювання та моделювання функціональних і динамічних характеристик, рішення проблем, пов'язаних зі складанням специфікацій, технологічних карт, а також виготовлення програм-носіїв для верстатів з ЧПУ і супровідної документації до керуючих програм (рис. 3.1).

 Мал. 3.2. Області використання ЕОМ в процесі проектування

При сучасному розвитку техніки оптимальне рішення всіх перерахованих вище завдань за допомогою однієї САПР неможливо. САПР спеціалізується по галузях, наприклад, існують різні системи в
 верстато-, літако-, автомобіле-, приладобудуванні, електроніці, будівництві та ін.

Різноманітні завдання проектування, які вирішуються в системі САПР, можна об'єднати в чотири групи функцій, які відповідають чотирьом заключних фаз процесу проектування за системою Шіглі (рис. 3.2).

геометричне моделювання в рамках САПР пов'язано з отриманням зрозумілого машині математичного опису геометричних властивостей об'єкта. При наявності такого опису образ проектованого об'єкта можна відтворити на екрані графічного терміналу, а з ним можна маніпулювати за допомогою різних сигналів, що йдуть від центрального процесора САПР.

Для проведення геометричного моделювання розробник конструює графічне зображення об'єкта на екрані терміналу системи ІМГ, вводячи в машину команди трьох типів. Команди першого типу забезпечують формування базових геометричних елементів, таких як, точки, лінії і кола. За командам другого типу здійснюється масштабування, повороти зображення та інші перетворення базових елементів. За допомогою команд третього типу виробляється компоновка різних елементів в цілісне зображення проектованого об'єкта.

В ході геометричного проектування машина перетворює надходять сигнали в компоненти математичної моделі, запам'ятовує

потрібну інформацію в файлах даних і відображає отриману модель проектованого об'єкта на екрані терміналу. Надалі ця модель може вилучатись з машинних файлів з метою проведення огляду, аналізу, зміни.

Існує кілька різних методів представлення об'єкта при геометричному моделюванні. Основним є уявлення об'єкта в каркасної формі, коли він зображується сукупністю сполучних ліній. Каркасне геометричне моделювання існує в трьох видах - в залежності від конкретних можливостей системи ІМГ:

- 2-мірне (типу 2Д) - для плоских об'єктів;

- 2,5-мірне, що дозволяє відтворювати на екрані тривимірні об'єкти, які не мають деталей з бічними стінками;

- 3-мірне (типу 3Д) - дає можливість моделювати складні геометричні об'єкти в тривимірному відображенні.

Необхідно відзначити, що в разі, коли досить тривимірного проектування для відображення складних форм проектованого об'єкта, існують різні методи розширення каркасного моделювання.

Найбільш досконалий метод геометричного моделювання - це об'ємне уявлення монолітних тел. При використанні цього методу проектований об'єкт конструюється їх монолітних геометричних тіл, званих графічними монолітами.

Ще одна можливість САПР - це кольорова графіка, що дозволяє виділяти окремі компоненти складальних вузлів, підкреслювати об'ємність і досягати інші цілі.

Інженерний аналіз.При виконанні проекту потрібне проведення процедури аналізу. Цей аналіз може включати розрахунки механічної напруги і зусиль, теплових процесів, диференціальних рівнянь, що описують динамічну поведінку проектованого об'єкта, апаратурний розрахунок і т. Д. У цілому в ряді випадків для цього вдається використовувати універсальні програми інженерного аналізу, в інших випадках потрібна розробка спеціальних програм для вирішення конкретних завдань.

У готових до безпосереднього застосування САПР такі кошти або передбачаються в складі системного програмного забезпечення, або можуть включатися потім в бібліотеку програм і викликатися для використання в процесі роботи з кожною конкретною моделлю проектованого об'єкта. Якщо отримані результати аналізу свідчать про небажані властивості поведінки проектованого об'єкта, конструктор має можливість змінити його форму і повторити аналіз, наприклад, методом кінцевих елементів для переглянутої конструкції.

Огляд і оцінка проектних рішень.Перевірку точності проектування можна легко виконати з використанням графічного терміналу. Напівавтоматичні стандартні програми визначення розмірів і допусків, які прив'язують розмірні характеристики до вказуються користувачем поверхонь, дозволяють скоротити число помилок у визначенні розмірів. Часто в процесі огляду використовується процедура розбиття на шари. Наприклад, можливе накладення геометричного образу контурів готової деталі після механічної обробки на верстаті на зображення чорновий заготовки. Зазначена процедура може застосовуватися поетапно з метою контролю кожної окремої стадії виготовлення деталі.

Ще одна процедура, яка реалізується в аналізі проектних рішень, полягає в перевірці взаємних накладень. Ця процедура пов'язана з контролем розташування елементів компоновочного вузла, так як існує ризик установки їх на місця, вже зайняті іншими компонентами. Подібний ризик особливо реальний при проектуванні хімічних заводів, холодильних установок і різного роду трубопроводів складної конфігурації.

Одне з найбільш цікавих засобів оцінки проектних рішень - це кінематичні моделі. Стандартні комерційні пакети кінематики забезпечують можливість динамічного відтворення руху простих проектованих механізмів на зразок шарнірів і зчленованих ланок. Наявність таких коштів аналізу розширює можливості конструктора в частині візуального спостереження за роботою механізму і допомагає гарантувати відсутність зіткнень з іншими об'єктами.



Попередня   27   28   29   30   31   32   33   34   35   36   37   38   39   40   41   42   Наступна

Розділ 12. Дані для розрахунку, конструювання і вибору основного промислового технологічного обладнання та захисту будівельних конструкцій | Вихідні дані для проектування обладнання типових хіміко-технологічних процесів | Перелік вихідних даних для проектування установок процесів ректифікації, перегонки, абсорбції | Перелік вихідних даних, необхідних для розрахунку і вибору обладнання процесів фільтрації | Перелік вихідних даних для розрахунку і вибору обладнання випарних установок | Перелік вихідних даних для проектування технологічних вузлів дозування, змішування і розуміли | Перелік даних для проектування процесів електролізу | курсове проектування | дипломне проектування | Приклад використання АвтоЛІСПа |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати