- •Введение
- •1.2 Структура и основные принципы построения сапр
- •1.3 Построение систем автоматизированного проектирования
- •Лекция №2 Виды обеспечения сапр
- •2.1 Инструментальная база сапр
- •2.2 Основные функции и состав операционных систем
- •2.3 Классификация устройств, обеспечивающих получение твердых копий конструкторской документации
- •Сканеры
- •Получение твердых копий
- •Технология печати
- •Струйные принтеры
- •Лазерные принтеры
- •Плоттеры
- •Архитектура системы
- •Лекция №3 Организация и управление данными в сапр
- •3.1 Общие положения
- •Языки бд
- •Типовая организация современной субд
- •Организация систем автоматизированного проектирования на базе бд
- •3.2 Внутримашинное представление объектов проектирования
- •3.3 Организация обмена данными. Компьютерные сети
- •4.2 Автоматизация инженерных расчетов при проектировании
- •4.3 Автоматизация проектирования технологических процессов
- •Лекция №5 Геометрическое моделирование и организация графических данных. Автоматизация процесса проектирования
- •5.1 Назначение и область применения систем обработки геометрической информации
- •5.2 Двухмерное проектирование с помощью системы AutoCad
- •5.3 Параметрическое проектирование с применением системы SolidWorks
- •6.2 Предпосылки автоматизации проектирования технологических процессов
- •6.3 Математическое обеспечение виртуального производства
- •Лекция №7 Алгоритмы и автоматизация расчетных методик, применяемых при проектировании кузнечно-прессового оборудования
- •7.1 Предпосылки автоматизации проектирования деталей приводных устройств
- •7.2 Инженерные расчеты
- •7.3 Автоматизация инженерных расчетов и подготовки рабочих чертежей
- •Лекция №8 Принципы построения и организация технического документооборота в масштабе предприятия
- •8.1 Автоматизация управления подготовкой производства
- •8.2 Структура и принципы организации работ
- •Документ – версия – итерация
- •Выбор целевой функции
- •Назначение ограничений
- •Нормирование управляемых и выходных параметров
- •9.2 Классификация оптимизационных задач
- •9.3 Подходы к решению обобщенных задач оптимизации. Математическая формулировка задач оптимизации
- •Библиографический список
- •Оглавление
- •Часть 1. Автоматизация проектирования. 3
- •Часть 2 задачи автоматизации проектирования механизмов и машин в машиностроении 50
- •Часть 3 совершенствование кузнечно-прессовых машин на основе методов оптимизации 114
- •394026 Воронеж, Московский просп., 14
С.Л. Новокщенов А.Ю. Бойко Г. Л. Дегтярёв
ОСНОВЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ: КУРС ЛЕКЦИЙ
Учебное пособие
Воронеж 2006
ГОУВПО «Воронежский государственный
технический университет»
С.Л. Новокщенов А.Ю. Бойко Г. Л. Дегтярёв
ОСНОВЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ: КУРС ЛЕКЦИЙ
Утверждено редакционно-издательским советом
университета в качестве учебного пособия
В
УДК 621.77.06
Новокщенов С.Л. Основы автоматизированного проектирования: курс лекций: учеб. пособие / С.Л. Новокщенов, А.Ю. Бойко, Г.Л. Дегтярёв. Воронеж: ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет», 2006. 124 с.
В курсе лекций «Основы автоматизированного проектирования» изложены основы современных систем автоматизированного проектирования (САПР), описаны базовые компоненты этих систем, рассмотрены модели проектирования технологических процессов и кузнечного оборудования.
И
Курс лекций подготовлен в электронном виде в текстовом редакторе Ms Word 2003 и содержится в файле «ОСНОВЫ АП 2006».
Табл. 4. Ил 30. Библиогр.: 6 назв.
Научный редактор профессор В.М. Пачевский
Рецензенты: кафедра начертательной геометрии и графики
Воронежского государственного архитектурно-строительного университета (зав. кафедрой д-р техн. наук проф. Ю.А. Цеханов);
д-р техн. наук, проф. А.Н. Осинцев.
© Новокщенов С.Л., Бойко А.Ю.,
Дегтярёв Г. Л, 2006
© Оформление. ГОУВПО
«Воронежский государственный
т
Введение
В данном конспекте лекций изложены основные этапы развития и роль в производственном процессе современных систем автоматизированного проектирования (САПР), базовые компоненты этих систем, рассмотрены модели проектирования технологических процессов, штампов и кузнечно-штамповочного оборудования. Одними из основных задач инженерной деятельности является решение задач анализа и синтеза конструкций, в связи с чем, в данном конспекте рассматриваются следующие вопросы: виды анализа, подготовка расчетной схем и математических моделей, представление результатов, специализированные интегрированные системы анализа, многовариантный анализ и оптимизация. Рассмотрены интегрированные комплексы САПР. Приведена характеристика специализированных систем инженерного анализа.
Знаний, полученных студентами специальности 150201 «Машины и технология обработки металлов давлением» при изучении данного курса лекций помогут в освоении дисциплин САПР ТО, САПР ТП, а также при выполнении курсовых и дипломных проектов.
ЧАСТЬ 1. АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ.
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ. ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА
Лекция №1
Автоматизация разработки и выполнения конструкторской документации при помощи САПР
Теоретические вопросы:
1.1 Предмет, цель и задачи дисциплины
1.2 Структура и основные принципы построения САПР
1.3 Построение систем автоматизированного проектирования
1.1 Предмет, цель и задачи дисциплины
Рост доли автоматизированных производств в мировой промышленности, поставил также проблему централизованного автоматизированного управления этими производствами. Сложность реализации такой системы управления привела к тому, что специалисты в области АСУ занялись в первую очередь автоматизацией собственного рабочего места, а не автоматизацией производства в целом. Поэтому целью изучения дисциплины “Основы автоматизированного проектирования” является изучение основных принципов автоматизации проектирования технологии и оборудования кузнечно-штамповочного производства (КШП), а также методов создания моделей и оптимизации конструкций применительно к принятию решений в системах автоматизированной разработки и проектирования (САПР).
Сам же термин САПР является смысловым эквивалентом английского CAD (Computer Aided Design) и означает проектирование с помощью ЭВМ. Этап появления вычислительных машин и массовое их внедрение в человеческую деятельность принято считать началом второй промышленной революции. Результатом этого стало повсеместное применение ЭВМ, как в инженерной деятельности, так и в повседневной жизни, что объясняется теми огромными возможностями, которые заложили создатели ЭВМ первого поколения. С самого начала развития вычислительной техники образовались два основных направления ее использования. Первое направление - применение вычислительной техники для выполнения численных расчетов, которые слишком долго или вообще невозможно производить вручную и автоматизации чертежно-графических работ. Становление этого направления способствовало интенсификации методов численного решения сложных математических задач, развитию класса языков программирования, ориентированных на удобную запись численных алгоритмов, становлению обратной связи с разработчиками новых архитектур ЭВМ.
Второе направление - это использование средств вычислительной техники в автоматических или автоматизированных информационных системах. В самом широком смысле информационная система представляет собой программный комплекс, функции которого состоят в поддержке надежного хранения информации в памяти компьютера, выполнении специфических для данного приложения преобразований информации и/или вычислений, предоставлении пользователям удобного и легко осваиваемого интерфейса. Обычно объемы информации, с которыми приходится иметь дело таким системам, достаточно велики, а сама информация имеет достаточно сложную структуру. Современные системы автоматизированного проектирования, в силу сложности решаемых задач, объединили в себе оба эти направления и стали основным инструментом современного конструктора, и представляют собой организационно-техническую систему, состоящую из комплекса средств автоматизации проектирования, взаимодействующего с подразделениями проектной организации, и выполняющее автоматизированное проектирование.
Ускорение выпуска изделий, необходимость сокращения материальных затрат на их изготовление обуславливают жесткие требования к качеству и гибкости производства. Осуществление этих требований стало возможным благодаря широкому применению вычислительной техники на всех этапах производства: конструкторского проектирования, изготовления изделия, оценки качества производства на основе требуемых и реальных характеристик. Одними из основных компонентов автоматизированного производства являются системы автоматизированного проектирования (САПР) - структуры, наиболее организованные методически и информационно. Средства реализации систем САПР предоставляет машинная графика, обеспечивающая создание, хранение и обработку моделей геометрических объектов (ГО) и их графических изображений (ГИ) с помощью ЭВМ, в частности персонального компьютера (ПК). Использование ПК в конструкторской деятельности как электронного кульмана значительно облегчает подготовку конструкторской документации и других графических документов, связанных с изготовлением изделий(например спецификация узлов машины), сокращает сроки их разработки с улучшением качества. Необходимым условием реализации алгоритмизированных проектных процедур является наличие соответствующих средств вычислительной техники. В результате процесс автоматизированного проектирования сводится к необходимости решения конечной последовательности задач приемлемой сложности в режиме взаимодействия человека и ЭВМ. Таким образом, автоматизация проектирования (АП) как научно-техническая дисциплина включает в себя:
методологию АП;
математическое обеспечение, объединяющее математические модели, методы и алгоритмы для выполнения различных проектных процедур;
вопросы комплексирования технических средств;
вопросы разработки, внедрения и использования программно-информационного обеспечения банков данных, пакетов прикладных программ, операционных систем ЭВМ.