Ознакомиться с технологиями САПР, назначением и функциональными возможностями программного комплекса КОМПАС 3D. Ознакомиться с преимуществами 3D моделирования

В ходе данной работы я ознакомился с основными принципами работы над строками в языке программирования С, выделил основные способы ввода текста, как массива (в частности из файла и с клавиатуры). Также я нашёл способ совместить эти две разновидности ввода для дальнейшей успешной работы программы. В большинстве случаев разработанная мной программа будет не востребована, но передо мной стояла задача в написании программы, которая, может, и не была бы столь актуальна, но зато в большой степени показывала мои текущие знания и умения в языке программирования С.

ТЕХНОЛОГИИ САПР. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА КОМПАС 3D ДЛЯ ЗАДАЧ САПР

Цель работы:

Ознакомиться с технологиями САПР, назначением и функциональными возможностями программного комплекса КОМПАС 3D. Ознакомиться с преимуществами 3D моделирования.

 

По целевому назначению различают САПР, которые обеспечивают различные аспекты проектирования:

§ CAD (англ. Computer-Aided Design/Drafting) - средства САПР, предназначенные для автоматизации двумерного и/или трехмерного геометрического проектирования, создания конструкторской и/или технологической документации.

§ CADD (англ. Computer-Aided Design And Drafting) — проектирование и создание чертежей.

§ CAGD (англ. Computer-Aided Geometric Design) — геометрическое моделирование.

§ CAE (англ. Computer-Aided Engineering) — средства автоматизации инженерных расчётов, анализа и симуляции физических процессов, осуществляют динамическое моделирование, проверку и оптимизацию изделий. Средства САЕ выполняют самую разнообразную работу по расчету напряжений, деформаций, теплообмена, распределения магнитного поля, потока жидкостей и других параметров сплошных сред.

§ CAA (англ. Computer-Aided Analysis) — подкласс средств CAE, используемых для компьютерного анализа.

§ CAM (англ. Computer-Aided Manufacturing) — средства технологической подготовки производства изделий, обеспечивают автоматизацию программирования и управления оборудования с ЧПУ (числовым программным управлением) или ГАПС (гибких автоматизированных производственных систем). Русским аналогом термина является АСТПП - автоматизированная система технологической подготовки производства. Подготовка производства с трудом поддается автоматизации, поэтому полностью автоматических систем технологической подготовки в настоящий момент не существует. Однако существует множество хороших программных пакетов, генерирующих код для станков с числовым программным управлением (PowerShape, PowerMill). Станки такого класса позволяют получить деталь нужной формы по данным, хранящимся в компьютере. ЧПУ заключается в использовании запрограммированных команд для управления станком, который может шлифовать, резать, фрезеровать, штамповать, изгибать и иными способами превращать заготовки в готовые детали. К системам автоматизированного производства относят также программные пакеты, управляющие движением роботов при сборке компонентов и перемещении их между операциями, а также пакеты, позволяющие программировать координатно-измерительную машину, используемую для проверки изделий.

Многие системы автоматизированного проектирования совмещают в себе решение задач относящихся к различным аспектам проектирования CAD/CAM, CAD/CAE, CAD/CAE/CAM. Такие системы называют комплексными или интегрированными.

PLM (англ. Product Lifecycle Management) – технология управления жизненным циклом изделия. Жизненный цикл изделия — все этапы «жизни» продукции. Включает этапы дизайнерской задумки, конструкторской и технологической подготовки производства, изготовления, обслуживания и ремонта, утилизации и т. п. Вся информация об изделии, начиная с чертежей и заканчивая крепежом при сборке, до мельчайших подробностей вносится в электронную базу данных, где прослеживается жизненный цикл изделия и каждой детали: где и кто изготовил, из какого металла и каким способом штамповали, на каких станках фрезеровали и т.д. - все до мельчайших подробностей. Принципиальным свойством такой информационной системы является возможность не только описать структуру выпускаемого изделия, но и технологии изготовления, и более того - накапливать на последующих этапах всю информацию об изготовлении каждой детали и узла, произведенных ремонтах и заменах и т.д. Информация в достаточной мере детализируется, чтобы при необходимости можно было восстановить полную историю каждой детали, выявить причины отказов и быстро внести необходимые изменения.

PLM получают информацию от систем планирования ресурсов предприятия (ERP), управления поставками (SCM) и управления взаимоотношениями с заказчиками (CRM). Неотъемлемой частью PLM-систем являются PDM-системы.

PDM (англ. Product Data Management — система управления данными об изделии) — организационно-техническая система, обеспечивающая управление всей информацией об изделии. При этом в качестве изделий могут рассматриваться различные сложные технические объекты (корабли и автомобили, самолёты и ракеты, компьютерные сети и др.). Базовые функциональные возможности PDM-систем охватывают следующие основные направления:

§ управление хранением данных и документами;

§ управление потоками работ и процессами;

§ управление структурой продукта;

§ автоматизация генерации выборок и отчетов;

§ механизм авторизации.

Еще совсем недавно на рынке систем трехмерного геометрического моделирования господствовали зарубежные фирмы. Однако за последние 2-3 года больших успехов в этой области добились российские компании, которые предлагают собственные решения на базе стандартных персональных компьютеров в среде операционной системы Windows по стоимости, в несколько раз меньшей стоимости аналогичных зарубежных систем.

КО́МПАС — семейство систем автоматизированного проектирования с возможностями оформления проектной и конструкторской документации согласно стандартам серии ЕСКД (единая система конструкторской документации) и СПДС (система проектной документации для строительства). Разрабатывается российской компанией «АСКОН».

Возможности:

- быстрое получение конструкторской и технологической документации, необходимой для выпуска изделий (сборочных чертежей, спецификаций, деталировок и т.д.);

- передача геометрии изделий в расчетные пакеты и в управляющие программы для оборудования с ЧПУ;

- создание дополнительных изображений изделий (например, для составления каталогов, создания иллюстраций к технической документации и т.п.).

Ключевой особенностью «Компас-3D» является использование собственного математического ядра и параметрических технологий, разработанных специалистами АСКОН. Пользователями программного обеспечения АСКОН являются более 6000 предприятий в России и за рубежом.

История версий программы:

§ 1989 — выпуск первой коммерческой версии КОМПАС 1.0;

§ 1997 — выпуск первой версии КОМПАС 5.0 под Windows;

§ 2000 — выпуск версии КОМПАС-3D 5.10;

§ 2003 — выпуск версии КОМПАС-3D V6;

§ 2009 — выпуск КОМПАС-3D V11;

§ 19.05.2010 — выпуск КОМПАС-3D V12;

§ 13.05.2011 — выпуск КОМПАС-3D V13.

Современные компьютерные технологии подарили инженеру качественно более совершенное средство общения – трехмерную модель, которая хотя и существует в виде цепочки битов и байтов в памяти компьютера, но, тем не менее, обладает вполне реальными физическим свойствами: объемом, плотностью, массой, центром тяжести, моментами инерции и т.д. Ее можно рассмотреть с разных сторон, разобрать и собрать (если речь идет о сборочной единице) и даже заглянуть внутрь.

Ограничения 2D-систем особенно наглядно проявляются, когда поверхность детали имеет сложную форму или когда необходимо построить аксонометрическую проекцию (рисунок 1). Сложность понимания взаимного положения и взаимодействия деталей в сборочных единицах, сложность или невозможность передачи данных в системы инженерного анализа и подготовки управляющих программ для станков с ЧПУ также являются недостатками 2D проектирования.

 

Рисунок 1 – Центрирующая балочка

 

Основной недостаток 2D-систем заключается в том, при создании плоского чертежа конструктору приходится мыслить в терминах традиционного набора геометрических примитивов – отрезок, дуга, окружность и т.д. Используя наглядные методы создания объемных элементов, конструктор оперирует простыми и естественными понятиями: основание, бобышка (короткий выступ или выпуклость из поверхности поковки или отливки, часто цилиндрической формы), ребро жесткости, отверстие, фаска, оболочка (рисунок 2).

 

 

Рисунок 2 – Элементы детали

 

Преимущества 3D проектирования:

- процесс проектирования часто воспроизводит технологический процесс изготовления детали;

- в процессе построения трехмерных моделей сборочных единиц конструктор имеет возможность временно отключать отображение любых элементов модели. Это особенно удобно, если модель включает в себя корпусные детали, в которых размещены остальные компоненты изделия;

- конструктор может выполнить разрез модели стандартными или дополнительными плоскостями проекций, или построить свой, самый невероятный разрез;

- после построения 3D-модели детали или сборки, либо непосредственно в ходе построения, конструктор может получить ее чертеж, избежав таким образом рутинного создания видов средствами плоского черчения;

- по трехмерной модели детали система легко определяет ее физические характеристики: площадь поверхности, объем, координаты центра тяжести и т.д. Если пользователь определяет свойства материала, то автоматически вычисляется масса.

Трехмерные твердотельные модели включают в себя всю геометрическую информацию, необходимую для работы систем инженерного анализа. В этом заключается одно из главных преимуществ 3D-моделирования. Такая модель может быть передана в какую-либо систему инженерных расчетов для выполнения ее анализа: расчёта напряжений и деформаций, частотного анализа для определения собственных частот и форм колебаний, тепловых расчетов и связанных с ними температурных деформаций и напряжений (рисунок 3).

 

Рисунок 3 – Расчет на прочность МКЭ

 

Кроме создания любой аксонометрической проекции, 3D-системы позволяют легко строить разнесенные виды изделия, с помощью которых можно демонстрировать порядок сборки, разборки или технического обслуживания изделия (рисунок 4).

 

Рисунок 4 – Разнесенный вид пассажирского вагона

 

Разнесенные виды и анимационные ролики могут быть использованы как наглядные пособия при подготовке производства, при обучении и переподготовке персонала, занимающегося техническим обслуживанием выпускаемой продукции, а также в отделе маркетинга для демонстрации заказчику возможностей и характеристик предлагаемой продукции ещё до выпуска первых опытных образцов.

 

Задание

1) Найти по несколько продуктов каждой технологии САПР, расписать их возможности и сферу применения. Какие мировые предприятия используют эти продукты в производстве.

2) Перечислить форматы файлов КОМПАС-3D предназначенные для экспорта модели в CAE и CAM средства.

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

Выполнил студент группы _______________

_______________________________________

Проверил ______________________________

_______________________________________

Лабораторная работа №3