Комп. проектирование все что есть

1. Основные понятия САП. Автоматизация проектирования - синтетическая дисциплина, ее составными частями являются многие другие современные информационные технологии. Так, техническое обеспечение (САП) основано на использовании вычислительных сетей и телекоммуникационных технологий. В САП используются персональные компьютеры и рабочие станции. Проектирование технического объекта - это создание, преобразование и представление в понятной форме этого еще не существующего объекта. Образ объекта или его составных частей может создаваться в воображении человека в результате творческого процесса или генерироваться в соответствии с некоторыми алгоритмами в процессе взаимодействия человека и ЭВМ. Проектирование включает в себя разработку технического предложения (задания), отражающего это потребности и реализацию в виде проектной ориентации. Обычно техническое задание представляют в виде некоторых документов. Результатом проектирования как правило служит полный комплект документации, содержащий достаточные сведения для изготовления объекта в заданных условиях. Эта документация и есть проект или точнее описание объекта. Более коротко проектирование - процесс, заключающийся в получении или преобразовании исходного описания объекта в окончательное описание на основе выполнения комплекса работ исследовательского, расчетного и конструкторского характера. Преобразование исходного описания в окончательное порождает ряд промежуточных описаний, подводящих итоги в решении некоторых задач и используемых для обсуждения и принятия проектных решений для окончания или продолжения проектирования. Проектирование, при котором все проектные решения или их часть получают путем взаимодействия человека и ЭВМ называют автоматизированным, в отличие от ручного или автоматического, без участия человека на промежуточных этапах. Система, реализующая автоматизированное проектирование, представляет собой САП. Проектирование сложных объектов основано на применении идеи и принципов, изложенных в ряде теорий и подходов.

2. Структура САП. Как и любая сложная система САП состоит из подсистем. Различают проектирующие и обслуживающие подсистемы. Проектирующие подсистемы непосредственно выполняют проектные процедуры. Примерами проектирующих подсистем могут служить подсистемы геометрического трехмерного моделирования механических объектов, изготовление конструкторской документации, схематического анализа, трассировка соединений в печатных платах. Обслуживающие подсистемы обеспечивают функционирование проектирующих подсистем. Их совокупность часто называют системной средой или оболочкой САП. Типичными обслуживающими подсистемами являются подсистемы управления проектными данными (PDM), управление процессом проектирования (DSPL), пользовательского интерфейса для связи обработчиков с ЭВМ, для разработки и сопровождения программного обеспечения САП. Обучающие подсистемы служат для освоения пользователями технологий, реализованных в САП.

3. Виды обеспечения САП. Структурирование САП по различным аспектам обуславливает появление видов обеспечения. В САП принято определять 7 видов программного обеспечения:

• Техническое обеспечение, включающее различные аппаратные средства (ЭВМ, периферийные устройства, сетевое коммутационное оборудование, линии связи, измерительные средства).

• Математическое обеспечение, объединяющее математические методы, модели и алгоритм для выполнения проектирования.

• Программное обеспечение (компьютерная программа САП).

• Информационное обеспечение, состоящее из баз данных, систем управления БД, а также других данных. Отметим, что вся совокупность используемых при проектировании данных называется информационных фондом САП, а базы данных вместе с системами управления БД носит название банка данных.

• Лингвистическое обеспечение, выражаемое языками программирования, языками обмена данными между техническими средствами САП.

• Методическое обеспечение, включающее различные методики проектирования. Иногда сюда же относят математическое обеспечение.

• Организационное обеспечение, представляемое штатными расписаниями, должностными инструкциями и другими документами, регламентирующими работу проектного предприятия.

4. Классификация САП. Классификацию САП делают про приложению, целевому назначению, масштабу, характеру базовой подсистемы и т.д. По приложениям наиболее представительными и хорошо используемыми являются следующие группы САП: САП для применения в отраслях общего машиностроения (машиностроительные САП), САП для электроники, САП в области архитектуры и строительства. Кроме того известно большое число специализированных САП, выделяемых в указанных группах или представляющих самостоятельную ветвь в спецификации. Примерами являются САП для летательных аппаратов, электрических машин и др. По целевому назначению различают САП или подсистемы САП, обеспечивающие разные аспекты проектирования. Так в составе САП появляются CAE, CAD, CAM системы. САП функционального проектирования, конструкторские САП общего машиностроения, технологические САП общего машиностроения (автоматизированные системы технологической подготовки производства). По масштабу различают отдельный программно-методические комплексы, например, комплекс анализа прочности механических изделий в соответствии методов конечных элементов или комплекс анализа электронных схем. Системы ПМК – системы с уникальными архитектурами не только программного, но и технического обеспечения. По характеру базовой подсистемы различают следующие разновидности САП:

• САП на базе машинной графики и математического моделирования. Эти САПР ориентированы на приложения, где основной процедурой проектирования является конструирования, то есть определение пространственных форм и взаимного расположения объектов. Поэтому к этой группе систем относится большинство графических ядер САПР в области машиностроения.

• САПР на базе СУБД (системы управления базами данных). Они ориентированы на приложения, в которых при сравнительно несложных математических расчетах перерабатывается большой объем данных. Такие САПР преимущественно встречаются в технико-экономических приложений (при проектировании бизнес-планов), но имеют место также при проектировании объектов подобных щитам управления.

• САПР на базе конкретного прикладного пакета. Фактически это автономно используемые программно-методические комплекты, например, комплекс имитационного моделирования производственных процессов, расчета прочности по методу конечных элементов, комплексы синтеза и анализа систем автоматического управления и т.п. Часто такие САПР относятся к системам CAE. Примером могут служить программы логического проектирования, математические пакеты типа MathCAD.

• Комплексные интегрированные САПР, состоящие из одсовокупности систем предыдущих видов. Характерными системами являются CAE, CAD, CAM системы в машиностроении или САПР ВИС. Так САПР ВИС включает в себя СУБД и подсистему проектирования компонентов, принципиальных, логических и функциональных схем, технологии кристаллов, тесты для проверки готовности изделий. Для управления столь сложными системами применяют специальные системные среды.

5. Основные компоненты ПО САПР. Структура ПО САПР зависит от следующих факторов: предметная область, аспекты и уровни обеспечения описания проектируемых объектов; степень автоматизации отдельных проектных операций и процедур; архитектура и состав технических средств, режим функционирования; ресурсы, отпущенные на завод программного обеспечение.

Программное обеспечение САПР может быть разделено на проектирующие и обслуживающие подсистемы. К обслуживающим подсистемам ПО относится диалоговая подсистема, СУБД, инструментальная подсистема, монитор (обеспечивает взаимодействие всех подсистем и управление их выполнением). Диалоговая подсистема организует интерактивное взаимодействие пользователя САПР с управляющими и проектирующими элементами ПО, подготовку и редактирование исходных данных, просмотр результатов проектирующих подсистем, функционирующих подсистем. Подсистема СУБД организует единообразный доступ к общей базе данных САПР. Назначение базы данных: хранение сведений нормативно-справочного характера, хранение результатов выполнения этапов текущего проекта, обеспечение информационной согласованности различных подсистем САПР. Инструментальная подсистема программирования, основу которой составляет генератор прикладных программ, синтезирующих новые программы из унифицированных модулей и программ, разработанных пользователем (необходима для обеспечения открытости ПО САПР). Генератор прикладных программ включает в себя также средства автоматической разработки трансляторов для основный языков проектирующий подсистем САПР.

Проектирующие подсистемы ПО могут быть объектно-зависимыми или объектно-независимыми. Объектно-независимая подсистема ПО ориентирована на решение задач проектирования при наличии предварительно выполненной математической установки, например, подсистема решения уровней в частных производных. Объектно-независимые подсистемы составляют основу для генерации проблемно-ориентированных подсистем САПР.

Проектирующими подсистемами ПО САПР могут быть простые программы, ориентированные на узкий класс объектов и использующих аналитические модели, но чаще проектирующие подсистемы программного обеспечения представляют собой универсальные пакеты прикладных программ сложной структуры, обладающие своими мониторами, локальными базами данных и СУБД.

Подсистема интерактивной машинной графики занимает промежуточное место между проектирующими и обслуживающими подсистемами ПО САПР. С одной стороны средство машинной графики обслуживают ряд проектирующий подсистем, например для наглядного представления информации в виде графиков, гистограмм. С другой стороны они входят во многие подсистемы конструкторского проектирования, как основная часть.

Взаимодействие управляющих подсистем ПО осуществляется через стандартный интерфейс, представляющий собой формальные правила передачи фактических параметров. В проектирующие подсистемы ПО передаются: параметры, передающие режим функционирования; адресат точки входа в обслуживающие подсистемы ПО; адреса динамически распределенных областей памяти, предназначенных для информационного обмена между различными подсистемами ПО.

Каждый проектирующий пакет, входящий в САПР, имеет паспорт, хранящийся в БД САПР. Паспорт содержит следующие сведения о проектируемом пакете: размер занимаемой области ОЗУ; имена требуемых обслуживающих подсистем; имена режимных параметров и их значения по умолчанию; имя языка программирования, в стандарте которого пакет использует представление структур данных; место нахождения в пакете обработчика прерывания от дисплея пользователя; указатели на возможные способы обмена информацией с другими системами (ОЗУ, СУБД, файловая система).

Важной функцией управляющей подсистемой САПР является динамическое распределение памяти, необходимое всегда, когда пакет работает с данными переменного объема. Средство динамического распределения памяти – обязательный компонент всех современных языков программирования.

Для эффективной работы коллектива пользователей необходим множественный доступ к САПР. Эту проблему решает режим распределения времени, реализуемый с помощью ПО ОС ЭВМ.

02.03.2012

При вводе текста, чтобы наклон текста был 75 гр. надо вводить угол 15 гр.

Текстовые стили. Команда для создания и редактирования стилей текста располагается в панели инструментов «аннотация» (вкладка «главная») в дополнительно раскрывающемся списке и имеет вид А рядом с кисточкой. После выбора этой команды открывается диалоговое окно «текстовые стили». Оно содержит название стиля и различные параметры его настройки, а именно: имя шрифта, его высота и угол наклона. Для создания стиля необходимо нажать кнопку «новый». В появившемся диалоговом окне задаем имя стиля, указывая при этом цифрой высоту шрифта в этом стиле (например «Шрифт 5»). Далее нажимаем кнопку «Enter». В появившемся новом стиле задаем имя шрифта (для российского госта подходят шрифты geniso). В поле «высота» задаем высоту шрифта. В поле «угол наклона» вводим обязательно цифру 15. Далее нажимаем кнопку «применить». После создания требуемого количества стилей нажимаем кнопку «закрыть».

Размерные стили. Команда для создания и редактирования размерных стилей находится там же, где и текстовые стили и имеет вид (размерная стрелка + кисточка). После выбора этой команды открывается диалоговое окно «диспетчер размерных стилей», которое состоит из поля с названием стилей, поля, где располагается образец нанесения размеров и набора кнопок. На основании стиля ISO-25 создаем новый с помощью кнопки «новый». В появившемся диалоговом задаем имя нового стиля, в котором указываем цифрой высоту текста и размеров значений. Нажимаем кнопку далее. После нажатия кнопки появляется диалоговое окно «новый размерный стиль» с названием стиля. Во вкладке «линии», в поле «выносные линии», в строке «удаление за размерные» устанавливаем цифру 2, а в строке «отступ от объекта» - 0. Во вкладке «символы и стрелки» задаем размер стрелки, равный высоте текста данного стиля. Во вкладке «текст» в строке «текстовый стиль» выбираем нужный из существующих и созданных. Расположенная рядом кнопка (внутри комбо-бокса) позволяет, не выходя из без выхода из настроек размерного стиля создать текстовый стиль. В поле «размещение текста» в строке «по вертикали:» установить «над линией»; в строке «по горизонтали» - «по центру»; в строке «отступ от размерной линии» должен быть не менее 1 мм. В поле «ориентация текста» устанавливаем согласно ISO. После всех настроек нажимаем кнопку «ОК» и переходим обратно в окно «диспетчер размерных стилей».

16.03.2012

Наиболее важными аспектами для автоматизированного проектирования являются конструкторский, технологический и функциональный аспекты. Исходя из этих аспектов, строятся системы автоматизированного проектирования. Функциональный аспект связан с основными принципами функционирования, характера физических и информационных процессов, протекающих в объекте, и находит выражение в принципиальных, функциональных, структурных, кинематических схемах и сопровождающих их документах. Конструкторский аспект связан с реализацией результатов функционального проектирования, то есть с определением геометрических форм объектов и их взаимного расположения в пространстве. Технологический аспект относится к реализации результатов конструкторского проектирования, то есть, связан с методами и средствами изготовления объектов. Процесс проектирования разделяется на стадии (этапы), проектные процедуры и операции. Этап проектирования – это часть процесса проектирования, включающая в себя формирование всех требующихся описаний объекта. Составные части этапа проектирования называют проектными процедурами. Проектная процедура – это часть этапа, которая заканчивается получением проектного решения. Более мелкие части процесса проектирования, входящие в состав проектных процедур, называются проектными операциями.

Этапы проектирования.

При нисходящем проектировании формулировка технического задания (ТЗ) на разработку элементов иерархического уровня относится к проектным процедурам одного уровня. Соответственно проектирование объекта по ТЗ называют внутренним. На практике сочетание процессов внутреннего и внешнего проектирования требуют корректировки технического задания.

Стадии проектирования. Первой стадией является предпроектное исследование – проводится обоснование целесообразности проектирования объекта, оформление технического отчета и его утверждение. Этот процесс включает следующие мероприятия: оценка возможности создания объекта, сбор данных, описание и анализ существующих объектов, сбор предложений по созданию объектов, формирование технический требований к проектированию объекта. Второй стадией является ТЗ – является необходимым документом для разработки проекта и содержит все необходимые требования и данные для создания объекта. Формирование ТЗ состоит из двух этапов: изучение принципов и путей решения задач проектирования; непосредственно разработка ТЗ. В состав ТЗ входят:

1. Наименование и область применения проектируемого объекта.

2. Основания для создания (приказы, распоряжения и другие директивные документы).

3. Характеристика объектов проектирования (назначение, состав, условия применения объектов проектирования, цель и назначение проектируемого объекта).

4. Характеристика процессов проектирования (содержит общее описание процессов проектирования, требования к разделению проектных процедур и операций; то есть, здесь необходимо описать, как и каковы стадии разработки чертежей детали).

5. Требования к создаваемому объекту (эргономические характеристики, высокий ресурс изделия, соответствие характеристикам металлов и многие другие).

6. Технико-экономические показатели (затраты на создание объекта, за счет чего будет создана экономия).

7. Источники разработки (методические материалы и другие пособия).

Техническое предложение (ТПред). Цель разработки ТПред – выбор рациональных вариантов проектируемых объектов в соответствии с требованиями ТЗ. Работы на стадии ТПред: анализ процессов создания объектов, выбор рациональных вариантов проектирования и составление дополнительных требований к проекту по сравнению с ТЗ. Разделы ТПред: цель разработки, назначение и область применения объекта, описание объекта, описание процесса проектирования, характеристика проектируемого объекта, технико-экономическое обоснование, предложение по организации работ.

Эскизный проект. Цель выполнения эскизного проекта – принятие предварительных решений по составу, структуре и функционированию объекта в соответствии с требованиями ТЗ. Разработка эскизного проекта включает: предварительную проработку процесса проектирования, разработка требований и принятие решений для подготовки чертежей. Результатом работы на стадии эскизного проектирования является следующие документы:

1. Ведомость эскизного проекта (перечень всех документов).

2. Конструкторская документация (общие положения, назначение и область применения объекта, схемы, чертежи объекта)

3. Рабочий проект. Целью рабочего проекта является разработка документации, достаточной для изготовления объекта. Состав рабочего проекта: полный комплект конструкторской документации (сборочный и рабочие чертежи разрабатываемого объекта; документация для монтажа, настройки и эксплуатации объекта). Комплектность документов должна соответствовать ЕСКД.

4. Ввод действия.

Компьютерная графика. Существует 2 вида графики: растровая графика, векторная графика. В векторной графике изображение строится с помощью математических описаний объекта. В растровой графике изображение строится с помощью соединения множества пикселей.

Создание блока. Команда «Создание блока» находится в панели инструментов «Блок», вкладка «Главная» и выглядит как прямоугольник с закрашенным кругом в правом нижнем углу. В появившемся диалоговом окне вводим имя в поле «имя». С помощью кнопки «выбрать объекты» в поле «объекты» выбираем те объекты, которые должны стать блоком и нажимаем ввод. Выбираем кнопку «указать» в поле «базовая точка». После этого нажимаем ОК.

30.03.2012

Пространство листа (лист 1 и так далее). Методичка стр. 65.

Каждое пространство листа содержит образец листа с определенным размером и рамку в виде прямоугольника, называемую «видовой экран», в котором располагается все то, что начерчено в модели. Штриховые линии, изображенные в пространстве листа, ограничивают область печати и зависят от настроек принтера и могут быть изменены пользователем.

Начало оформления чертежа в пространстве листа.

1. Выделяем и удаляем уже имеющийся видовой экран (прямоугольник, отражающий чертежи существующей модели).

2. Настройка размера листа под требуемый формат. Правой кнопкой мыши нажимаем на вкладки «Лист». В открывшемся списке выбираем диспетчер параметров листов. В появившемся диалоговом окне «диспетчер наборов параметров листов» нажимаем кнопку «редактировать». В окне «имя принтер плоттер» выбираем установленное устройство. Для настройки листа без установленного принтера или плоттера, выбираем DWF 6 ePlot pc 3. Далее в появившемся диалоговом окне «параметры листа – лист 1» в поле «формат листа» выбираем требуемый формат. Лучше всего выбирать ISO без полей, например А3. В поле «ориентация чертежа» уточнить расположение. Далее нажать ОК и закрыть диспетчер наборов параметров листов.

3. Для вычерчивания рамки в пространстве листа необходимо выбрать команду «отрезок», для первой точки указать координаты 0,0, далее в режиме «орто» по краям листа провести отрезки согласно размерам выбранного формата и известным способом начертить основную надпись.

4. Для создания видового экрана во вкладке «вид» панели «видовые экраны» выбираем команду «создать». В открывшемся диалоговом окне «видовые экраны» выбираем из списка стандартных конфигураций пункт «Один». Далее нажимаем ОК и с помощью мыши указываем первую точку у края рамки формата, после чего указываем вторую точку у противоположного края рамки. Для настройки масштаба чертежа необходимо в строке состояния, которая расположена рядом с режимом рисования, нажать кнопку «лист», после чего видовой экран станет доступным для изменения чертежа, находящегося в модели. И в строке состояния появится дополнительная кнопка, нажатием на которую мы может выбрать нужный масштаб чертежа. После чего закрепим выбранный масштаб нажатием на кнопку блокировки в виде замочка. Далее в строке состояния нажимаем на кнопку «модель», и перейдем в режим лист-лист, и чертеж будет готов к печати.

Печать чертежей.

Для вывода на печать воспользуемся вкладкой «печать» во вкладке «вывод», которая позволит открыть диалоговое окно печати. Выбираем принтер-плоттер для печати, формат, на который будем выводить, если он еще не определен. Далее в окне «что печатать» выбираем пункт «рамка», после чего система автоматически убирает диалоговое окно и задает вопрос «первый угол». Мы устанавливаем левый верхний угол формата, а затем самый нижний правый угол формата с помощью кнопки мыши. Автоматически опять появляется диалоговое окно «печать», в котором мы устанавливаем галочки в пунктах «вписать» и «центрировать», нажимаем ОК.

13.04.2012

Геометрическое моделирование.

Геометрические модели в САПР используются для решения многих задач:

1. Визуализация.

2. Построение расчетных сеток и анализа на прочность, устойчивость и т.д.

3. Генерация управляющих программ ЧПУ (числовое программное управление станков).

В первую очередь геометрические модели предназначены для хранения информации о форме объектов, их взаимном расположении, для обработки в более удобном виде. В этом и есть ключевое отличие электронной геометрической модели от чертежа.

Каркасное моделирование. Данный вид моделирования естественным образом реализуется в 2D черчении. Это самый простой способ представления трехмерных моделей. Каркасы используются для построения проекционных видов. Недостатком каркасного моделирования является то, что программы не могут отобразить всех особенностей поверхности. Каркасное моделирование не позволяет построить сечение и не дает возможности однозначно интерпретировать увиденное.

Поверхностное моделирование. В отличие от каркасного представления, поверхностное моделирование имеет меньшее ограничение, так как позволяет видеть всю оболочку трехмерного объекта. Геометрические модели на основе поверхностного представления обеспечивают качественную визуализацию и ряд полезных функций, таких как построение пространственных сопряжений, определение линий пересечения оболочек. Поверхностные модели различаются по способу аппроксимации поверхности. Более простым в части структуры данных и используемых для работы с ними алгоритмов является полигональная аппроксимация, когда поверхность представляется набором плоских взаимосвязанных граней, на практике чаще всего треугольных. Традиционно в САПР используется несколько типов создания поверхности:

1. Плоская поверхность – получается заполнением плоского контура или набор замкнутых кромок, лежащих на замкнутой плоскости.

2. Поверхность вытяжки – образуется в результате плоско-параллельного вытягивания замкнутого или разомкнутого эскиза в определенном направлении.

3. Поверхность вращения – получается вращением произвольного профиля относительно оси.

4. Поверхность на траектории – создается движением эскиза вдоль криволинейной образующей.

5. Поверхность по сечениям – аналог поверхности по траектории, отличается тем, что строится не по одному, а по нескольким поперечным сечениям.

6. Граничная поверхность – аналог поверхности по сечениям, отличается тем, что строится по нескольким произвольно сориентированным а пространстве кромкам. При построении могут быть использованы направляющие кривые.

7. Поверхность свободной формы – строится разбиением сетки с управляющими точками на поверхности грани модели. Изменение формы поверхности достигается перетаскиванием контрольных точек.

8. Линейчатая поверхность – строится под углом к выбранной кромке и предназначена для построения грани с уклоном.

Твердотельное моделирование. Несмотря на достаточно широкие возможности, которые представляет поверхностное моделирование, и оно имеет ряд существенных ограничений с точки зрения использования в САПР, а именно:

1. Невозможность вычисления объемов, масс, моментов инерции объектов,

2. Ограниченность применения к ним операция вычитания, объединения, пересечения.

Данные ограничения снимаются при использовании твердотельного моделирования. Существуют различные алгоритмические методы представления твердотельных моделей. Наиболее широко используемая технология базируется на граничном представлении элементарных односвязных тел в совокупности с конструктивной геометрией, описывающей операции над телами. Граничное представление определяет сплошное тело путем описания ограничивающих его поверхностей. Суть данной технологии заключается в том, что твердое тело описывает замкнутая пространственная область, ограниченная набором элементарных тонких поверхностей (граней) с общим образующим контуром на границе поверхности и обеспечивающим следующий ряд операций: