Система автоматизированного проектирования
Поможем в ✍️ написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

РТУ МИРЭА

ЛЕКЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Система автоматизированного проектирования

(наименование дисциплины (модуля) в соответствии с учебным планом)

Уровень бакалавриат   (бакалавриат, магистратура, специалитет) Форма обучения очная   (очная, очно-заочная, заочная) Направление(-я) подготовки 15.03.01 « Информационное обеспечение технологий соединения  материалов »   (код(-ы) и наименование(-я))     Институт Физико - технологический (ФТИ)   (полное и краткое наименование) Кафедра информационных технологий в машино- и приборостроении   (полное и краткое наименование кафедры, реализующей дисциплину (модуль)) Лектор к.т.н. доцент Чунихин Н.Н.   (сокращенно – ученая степень, ученое звание; полностью – ФИО)

 

Используются в данной редакции с учебного года

2018/19

 

(учебный год цифрами)

Проверено и согласовано «____» ________20___г.  
 

(подпись директора Института/Филиала
с расшифровкой)

 

 

Москва 2018 г.


Введение

При разработке конспекта лекций по курсу «Системы автоматизированного проектирования в сварке» были использованы литературные источники [1-7].

Совершенствование методов проектирования - одна из важнейших задач повышения качества и эффективности общественного производства. Потребности в проектировании всё более сложных технических объектов и требования сокращения сроков и повышения качества проектов противоречивы. Удовлетворить эти требования с помощью простого увеличения численности проектировщиков нельзя, т.к. возможность параллельного проведения проектных работ ограничена, и численность инженерно-технических работников в проектных организациях страны не может быть сколько-нибудь заметно увеличена. Выходом из этого положения является совершенствование методов проектирования, т.е. широкое применение вычислительной техники для решения проектных задач. Применение вычислительных машин для выполнения отдельных инженерных задач началось почти одновременно с появлением ЭВМ.

Под автоматизацией проектирования будем понимать систематическое применение ЭВМ в процессе проектирования при научно обоснованном распределении функций между проектировщиком и ЭВМ и при научно обоснованном выборе методов машинного решения задач.

Научно обоснованное распределение функций между человеком и ЭВМ подразумевает, что человек должен решать проектные задачи, а ЭВМ - задачи удовлетворяющие требованиям:

1. возможности алгоритмизации;

2. большей эффективности исполнения алгоритма на ЭВМ по сравнению с ручным решением.

Требование обоснованного распределения функций выливается в частности, в требование автоматического составления систем уравнений и рабочих программ самой ЭВМ по лаконичному исходному описанию анализируемого объекта в виде перечня типов элементов системы и способов их связи между собой.

Автоматическое составление уравнений освобождает проектировщика от необходимости знания общих языков и техники программирования и утомительной работы по выводу системы уравнений.

В настоящее время организации процесса проектирования достигается при применении систем автоматизированного проектирования (САПР), основными частями которых являются технические средства, общее и специальное программное и математическое обеспечение. Часто к отдельным частям САПР относят информационное обеспечение — банк данных, включающее различного рода справочные каталоги, значения параметров, сведения о тиковых решениях и т.п.

В САПР решение задач обеспечивается совокупностью программ общего и специального программного обеспечения, разрабатываемых не инженером-пользователем, который, используя эти программы, может не знать многих особенностей их построения и реализованных в них методов, а специалистами по САПР. Программы разрабатываются единожды, а применяются многократно в различных ситуациях, возникающих при проектировании многих объектов. Однако знание методов и алгоритмов, реализованных в программах САПР позволяют инженеру-пользователю избежать многих ошибок в формулировке задач, назначении исходных данных, анализе результатов.

 САПР включает  в себя:

1.  методологию САПР;

2. мат. обеспечение, объединяющее математические модели, методы и алгоритмы для выполнения различных проектных процедур;

3. вопросы разработки специализированной аппаратуры для САПР;

4. вопросы разработки и использования программно-информационного обеспечения банков данных, пакетов прикладных программ, операционных систем ЭВМ.

Лекция 7. Содержание работ и структура автоматизированной системы проектирования

Применение роботов в сварочном производстве — путь эффективного решения проблем автоматизации сварочных операций. Прежде всего это связано с повышением качества выполнения работ, недоступного ручным технологиям. Понятны очевидные и весомые достоинства роботизирован­ной сварки:

• высокая точность перемещений сварочного инструмента и траектории наложения сварных швов;

• высокая точность поддержания всех технологических параметров сварки;

• «неутомляемость» и способность работать круглые сутки.

По сравнению с другими путями автоматизации сварочных работ, та­кими, как применение автоматических многоточечных машин в контактной сварке, сварочных автоматов и автоматических установок при дуговой свар­ке или термическом резании, идея роботизации выгодно отличается гибко­стью переналадки оборудования и технологии, в том числе и возможностью постоянного изменения программ при последовательной сварке весьма раз­личных изделий.

Недостатки идеи роботизации сварочных технологий также имеются, и в большинстве практических случаев они делают нереальной нарисован­ную выше идиллическую картину. Эти недостатки прежде всего связаны с чрезвычайно высокой стоимостью сварочных роботов для дуговой и кон­тактной сварки и другого оборудования, необходимого для их успешной работы в составе сварочных роботизированных технологических комплек­сов (РТК). Это управляемые двух- и трехстепенные манипуляторы изделий, гораздо более дорогой сварочный инструмент. Для успешной работы сва­рочных РТК предъявляются существенно более высокие требования к сварочным горелкам для дуговой сварки в защитных газах, механизмам подачи сварочной проволоки, к самим сварочным проволокам, качеству их покры­тий, качеству намотки на катушки и т. д.

Другая группа проблем промышленного использования сварочной ро­бототехники связана с большими затратами средств и времени на подготов­ку роботизированного сварочного производства. К ним можно отнести бо­лее высокие требования к проектированию сварной конструкции, предна­значенной для изготовления с применением роботов, проектирование сборочно-сварочных приспособлений и сварочного инструмента, пригодных для работы в составе сварочных РТК для изготовления конкретного изде­лия. Много времени занимают программирование (обучение) сварочных роботов, оптимизация и синхронизация их работы применительно к жест­ким требованиям автоматических производственных линий.

Вместе с тем и первая, и, тем более, вторая группа проблем, препят­ствующих широкому использованию сварочной робототехники в отечест­венном сварочном производстве, может быть решена. Что касается чрез­мерно высокой стоимости сварочных роботов, то это связано с тем, что легкие роботы для дуговой сварки в России не производят. Роботы для контактной сварки производят по лицензии фирмы KUKA, но системы управления поставляются из-за рубежа. В настоящее время имеется воз­можность организовать на отечественных заводах серийное производство легких сварочных роботов для дуговой сварки, термического резания, ок­раски. Разработаны и отечественные недорогие версии систем управления роботами, реализованные с использованием массовых и дешевых плат персональных компьютеров и работающие под управлением универсаль­ных операционных систем.

Проблема резкого сокращения стоимости и сроков конструктивно-технологической подготовки роботизированного производства успешно ре­шается за счет возможного широкого применения рассматриваемых ниже систем компьютерного проектирования и моделирования работы РТК. Та­кие системы давно и широко применяются за рубежом, имеется успешный опыт их использования и на крупных отечественных заводах.

Возможность и необходимость широкого применения роботизирован­ных сварочных технологий подтверждается опытом автомобильной про­мышленности, в которой сварочные роботы контактной сварки составляют основу кузовного производства. Многие сотни таких роботизированных ра­бочих мест имеются на каждом автомобильном заводе.

В роботизации дуговой сварки успехи гораздо более скромные, одна­ко неожиданно появилось понимание того, что, как ни странно, многие сварные конструкции сегодня вообще не могут быть изготовлены иначе, чем с применением роботизированной дуговой сварки. Ранее некоторые конструкции могли быть изготовлены с использованием ручной (или полу­автоматической) сварки. При постоянном повышении требований точности размеров,  стабильные сварочные деформации, обусловленные большим ко­личеством сварных швов в принципе не могут быть обеспечены при работе сварщиков-ручников. В гл. 8 показано, что по сравнению с ручной сваркой роботизированные сварочные технологии позволяют многократно умень­шить разброс размеров сварных конструкций.

Основным потребителем промышленных роботов в настоящее время является автомобильная промышленность, где они преимущественно ис­пользуются для точечной контактной (около 80 %) и дуговой сварки. Усло­вия жесткой конкуренции требуют от производителей как повышения каче­ства продукции, снижения ее себестоимости, так и сокращения сроков под­готовки производства. В связи с этим в автомобилестроении широкое распространение получают универсальные и специализированные САПР, которые позволяют связать воедино и автоматизировать процесс разработки конструкции, подготовку производства и само производство. Благодаря этому на ведущих автомобильных фирмах сроки освоения новой модели (от дизайнерской модели до выпуска с конвейера) сократились до одного года — полутора лет.

При традиционном проектировании роботизированных производств, когда указанные САПР не используются, наибольшие затраты связаны с уст­ранением ошибок в расположении роботов. Обычно такие ошибки выявляются уже после того, как оборудование изготовлено в металле. При этом оказыва­ется, что некоторые точки (швы) являются недоступными для сварки вследст­вие столкновений технологического инструмента с деталью либо недостижи­мыми (при требуемой ориентации инструмента) в связи с ограничениями рабо­чего пространства робота. Поэтому в некоторых руководствах по проектированию РТК сварки рекомендуется предусмотреть целую сетку кре­пежных отверстий для основания робота, что позволяет корректировать его расположение на фундаменте при наладке.

Большой трудоемкостью характеризуется и процесс программирова­ния РТК, при котором технологические операции представляются в виде последовательности движений робота и позиционера. Обычно каждое эле­ментарное движение определяется как переход из одной опорной точки тра­ектории в другую. Опорные точки задаются шестью параметрами (три де­картовы координаты и три угла ориентации либо шесть координат звеньев). Для каждого участка траектории задаются также способ интерполяции (ли­нейная или круговая в системе координат звеньев) и максимальные значе­ния скорости и ускорения. Кроме того, в программу включаются команды управления технологическим инструментом и команды, определяющие спо­соб сопряжения соседних участков траектории. При подготовке управляю­щих программ для РТК используют два основных метода — ручное обуче­ние и автономное программирование. В первом случае подготовка програм­мы производится непосредственно на РТК, в режиме on-line: оператор при помощи пульта управления или задающей рукоятки последовательно пере­водит робот из одной опорной точки в другую, записывая в каждой из них информацию о координатах и выполняемых действиях. Во втором случае программа создается без использования робота (в режиме off-line), а коорди­наты опорных точек рассчитываются по чертежу или математической модели.

Программирование путем обучения на уже установленном оборудова­нии дает удовлетворительные результаты лишь в условиях массового про­изводства и при обработке простых деталей. Для сложных деталей, таких, как сложная рама автомобиля, время программирования может достигать нескольких месяцев. В некоторых случаях, например при роботизированной сварке седлообразных патрубков, ручное обучение вовсе не позволяет дос­тичь требуемого качества технологического процесса. Поэтому более пер­спективным является off-line-программирование, к числу достоинств кото­рого относится возможность подготовки управляющих программ в процессе проектирования технологических линий (задолго до того, когда роботы бу­дут установлены в цехе) либо в процессе производства другой детали без остановки РТК (при смене выпускаемого изделия). Однако off-line-программирование требует решения ряда новых задач, которые не возникают при ручном обучении. К их числу относится обеспечение адекватности матема­тических моделей, которая достигается путем калибровки — точной доводки сгенерированной компьютером программы непосредственно на цеховом производственном оборудовании.

Простейшая система off-line-программирования представляет собой автономный модуль, включающий средства графического моделирования, текстовый редактор и средства передачи управляющих программ роботу. Но наибольшая эффективность от применения таких систем достигается при их интеграции с САПР технологической подготовки производства. Поэтому большинство специализированных САПР РТК обеспечивает и off-line-программирование.

 Постепенно системы прошли эволюцию от исследовательских пакетов, ориентированных на решение уникальных задач (например, моделирования копирующего манипулятора космического корабля Space Shuttle), до промышленных специализированных САПР, учи­тывающих особенности конкретных технологических процессов сварки, ок­раски, резания и т. д.

Типовой алгоритм работы технолога в рассматриваемой САПР ТП сварки включает следующие действия:

1. Выбрать из библиотеки требуемый конструкторско-технологический элемент (КТЭ) сварного шва.

2. Уточнить параметры КТЭ и автоматически получить план его обработки (фрагмент техпроцесса в виде последовательности операций и переходов с указанием средств технологического оснащения).

3. Поместить полученный фрагмент в техпроцесс.

4. Для основных переходов сварки получить в автоматизированном режиме информацию по сварочным материалам (включая нормы расхода), режимам сварки, нормы основного времени и др. Разместить полученные данные в техпроцессе.

5. По окончании проектирования запустить процесс автоматического формирования комплекта технологической документации.

     Рис. 7.1. Диалоговое меню Системы расчета режимов сварки

Отметим, что в помощь технологу-сварщику предусмотрены вспомогательные сервисы, которые позволяют вычислить количество участков при прерывистой сварке (прихватке), площадь прерывистой наплавки, оперативно определить геометрические параметры из чертежа и применить их в технологических расчетах (например, длину сварного шва), назначить допуски угловых и линейных размеров. Для этого предназначена Система администрирования сварочных КТЭ и режимы сварки:

  • дуговая сварка покрытым электродом (рис. 7.1);
  • дуговая сварка в углекислом газе сплошной проволокой;
  • дуговая сварка в инертных газах неплавящимся электродом с присадочным металлом;
  • дуговая сварка в инертных газах неплавящимся электродом без присадочного металла;
  • дуговая сварка под флюсом;
  • электрошлаковая сварка.

В составе комплекса программных продуктов АСКОН (САПР ТП ВЕРТИКАЛЬ, ЛОЦМАН:PLM, КОМПАС-3D и др.) обеспечивается полномасштабная автоматизация работ по виду производства «Сварка» в контексте технологической подготовки производства. Различными компонентами комплекса закрываются следующие задачи:

  • автоматизация проектирования техпроцессов сварки;
  • автоматическое формирование комплектов технологической документации по виду производства «Сварка» (согласно ГОСТ, СТП);
  • формирование сводных ведомостей расхода сварочных материалов и других технологических норм (на узел, изделие, заказ и пр.);
  • ведение базы данных по режимам сварки;
  • ведение справочника технологических операций сварки;
  • ведение справочника сварочного оборудования;
  • ведение справочника материалов и сортаментов, применяемых на производстве (включая ведение физических характеристик материалов);
  • укрупненный расчет норм трудовых затрат на сварочные операции.

Таким образом, разработанные специалистами АСКОН методы и средства автоматизированного проектирования обеспечили возможность полномасштабной автоматизации работ в контексте технологической подготовки сварочного производства. Система расчета режимов сварки (в составе комплекса программных продуктов АСКОН) успешно внедрена и применяется инженерами-технологами на промышленных предприятиях Российской Федерации и стран СНГ.

На заводах России имеются инсталляции мощного пакета RobCad американской фирмы Technomatics Technologies, включающего в себя об­ширную, свыше 100 моделей, библиотеку роботов, развитые функции про­ектирования сварочного инструмента, сварочной оснастки, различных робо­тизированных комплексов. Большинство таких же функций поддерживает отечественная разработка — программный комплекс РОБОМАКС, различ­ные версии которого имеются на автомобильных заводах и на сварочных кафедрах ряда вузов. Знакомство с комплексом РОБОМАКС полезно для понимания возможностей мощных современных САПР, работающих на ос­нове графического моделирования динамики работы технологического обо­рудования. В связи с этим методику и технологию автоматизированного проектирования сварочных РТК рассмотрим на примере этого программно­го продукта, реализованного на платформах массовых моделей компьюте­ров в операционных средах Dos и Windows. Комплекс программных средств РОБОМАКС является инструментом для решения задач технологической подготовки сборочно-сварочного производства. Объектами РОБОМАКС являются РТК дуговой и точечной контактной сварки, а также линии точеч­ной контактной сварки.

В РОБОМАКС используются понятия «проектирование изображения» и «подготовка образа». Под «проектированием» понимается создание объ­емного изображения объекта и готовых изображений комплектующих дета­лей с дорисовкой недостающих элементов. «Подготовка» — это нанесение на уже созданное изображение дополнительной информации (например, сварных швов) и обработка графической информации, создание математи­ческого образа изделия, с которым ведется вся последующая работа систем. Подготовка образов всех элементов комплекса обязательна перед началом работы расчетных программ.

Комплекс программных средств построен из нескольких систем, объ­единенных идеей сквозного проектирования: на входе — исходные дан­ные и образы деталей, а на выходе — готовая документация проекта и управляющие программы работы оборудования.

                                                                             

 7.1 – Упрощенная схема взаимодействия систем применительно к контакт­ной точечной и дуговой сварке программного комплекса РОБОМАКС

Основной модуль — проектирование РТК — работает с базами дан­ных и библиотеками:

• сварочных роботов;

• управляемых манипуляторов изделия;

• сварочных клещей, горелок, резаков и другого инструмента;

• вспомогательных элементов окружения (например, ограждений, элементов оборудования, шкафов управления);

• специально подготовленных образов свариваемых конструкций, за­крепленных в сборочно-сварочных приспособлениях.

Подсистема, предназначенная для конструирования сварочной осна­стки и формирования моделей, входящая в программный комплекс. Подсистема «сварочный инструмент» предназначена для подготовки графических образов и формирования моделей сварочного инструмента, обеспечивающих доступность к зоне сварки и исключающих столкновения при заходе инструмента на свариваемый узел.

Подсистема «сварная конструкция» имеет целью создание образа сварного узла из образов поверхностей и деталей, импортированных из «внешнего» пакета (например, пакета CATIA). Детали собираются в узлы, наносятся сварные точки и швы и готовится математический образ. Однако возможна «сквозная» работа в среде AutoCAD с использованием пакета AutoSURF фирмы AutoDesk без импорта данных об образе сварного узла.

С использованием большого объема данных вспомогательных под­систем подсистема РТК предназначена для формирования компоновок сварочных постов. Она обеспечивает выбор модели робо­та, установку сварного узла вместе со сборочным приспособлением на манипулятор, определение взаимного положения манипулятора изделия относительно системы координат РТК. Вы­полняется трехмерное моделирование как объектов РТК, так и движений робота и манипулятора изделия со свариваемым узлом с учетом реально действующих ограничений, накладываемых сварочной технологией, осна­сткой, приводами подвижности робота и манипулятора. Подсистема обес­печивает интерактивную работу с роботом при его обучении в составе РТК. Управление роботом и манипулятором изделия в интерактивном режиме с графическим отображением их движе­ний является необходимым условием эффективной работы пользователя с системой как при компоновке РТК, так и при его программировании. Мо­делирование обучения робота позволяет запомнить все положения относительно сварного узла и включить их в технологическую программу. Отладка технологических программ производится здесь же с использова­нием идеальной модели РТК. Это облегчает и делает более эффективной работу технологов-программистов. Последующую калибровку таких про­грамм применительно к конкретному реальному технологическому ком­плексу осуществляют на основе небольшого числа измерений, проводи­мых с помощью самого робота на одном из сварных узлов.

Базы данных роботов и манипуляторов связаны со своими подсисте­мами создания образов и моделей оборудования с возможностью моделиро­вания и программирования его работы. При этом разработка моделей манипуляторов изделий и запись их в базу данных доступна пользователям системы, поскольку в лю­бом сварочном производстве, приходится разрабатывать или покупать большое их количество самых разнообразных типов. Создание об­разов роботов со всеми их реальными ограничениями и характеристиками, а также с возможностью программирования ввиду сложности этой работы остается за разработчиками системы.

Все подсистемы предназначены и для подготовки конструкторской документации путем преобразования отработанных объемных моделей в плоские проекции и доводки их до вида чертежей.

Структура комплекса РОБОМАКС состоит из комплекта каталогов, подкаталогов и файлов, управление которыми осуществляется с помощью меню и реализуется программами монитора. РОБОМАКС — корневой каталог комплекса. Подкаталоги:

главный системный................................ ….. SYSTEM

роботов .................................................. ….. ROBOT

собранных инструментов ..................... ……TOOL

манипуляторов изделия......................... …… POSITION

изделий................................................... …….WPIECE

сечений................................................... ……  SECTION

фурнитуры (неподвижных элементов) . ……  FURNITURE

прототипов приспособлений................. …… FIXPROTO

пиктограмм ........................................... ……. ICO

электродов сварочных клещей ............. …… ELECTROD

электрододержателей сварочных клещей HOLDER

удлинителей и вылетов сварочных клещей  STRETCH

переходников сварочных клещей......... ………TRANSIT

приводов сварочных клещей ............... ……... BODY

цилиндров сварочных клещей ............. ……... CYLINDER

сварных швов......................................... ……… SEAMS

проектов оснастки.................................. ……….FIXPROC

процессов (сведений о конкретной работе)……PROCESS

системы столкновений .......................... ……… IMAGE

В главном системном подкаталоге SYSTEM содержатся исполняемые программные модули, реализующие основные функции комплекса Робомакс. В подкаталогах SEAMS, WPIECE и TOOL содержатся файлы исход­ных данных сварных швов, математического образа изделия и инструмента для решения задачи столкновений, графические образы и слайды. В катало­ге IMAGE содержатся файлы подсистемы подготовки математических обра­зов для задачи анализа столкновений. В подкаталоге POSITIONER содер­жатся данные для создания моделей манипуляторов.

РОБОМАКС как система проектирования оборудования и оснастки сварочного производства и моделирования ее работы в составе рабочей ячейки обязана содержать прежде всего графические образы элементов и компонентов в сборе как основу моделирования. Информация о них пред­ставлена в различных форматах, и прежде всего 3D-изображениями (DWG-файлы).

Текстовая информация составляет базу данных. Она может использо­ваться в нескольких режимах: как справочная, как поисковая для выбора элемента и для практических расчетов различного характера. Очевидно, что такая информация в полном объеме разнородна, велика и зачастую избы­точна, способы ее представления разнообразны и она должна пополняться постепенно: по мере разработки ее отдельных модулей — разработчиками, во время практической работы — пользователями.

Виды сведений, содержащихся в базах данных:

• условные обозначения, включая габаритные контуры оборудования и оснащения (стрелки направления движения и усилия, упоры, вентили и точки подводки энергоносителей, проезд, тара, опоры и т. п.). Здесь содер­жатся сведения, используемые в различных схемах: планировках, схемах
базирования, картах контроля, разводках и т. п.;

• 3D-изображения элементов или единиц оборудования. Как правило, они выполняют при моделировании ту же функцию, что и контуры оборудования на неподвижных планировках, определяя габаритные размеры и расположение элемента, но в пространстве. Поэтому 3D-образы обычно имеют точные размеры, но упрощенную форму без подробностей. Здесь очень важно специально отметить, что система, как правило, создает весьма точные формы и размеры образов и работает с ними. Однако с целью эко­номии вычислительных ресурсов при моделировании движения трехмерных объектов на экране специально упроща­ются, тем самым обеспечивается возможность работы системы на менее мощных компьютерах и видеокартах;

• данные текстового или табличного типа (технические характеристи­ки элементов, режимы, нормы, экономические сведения и т. п.), используе­мые для выбора или расчета.

Функции базы данных:

• хранить сведения о стандартных машинах и элементах (покупных и местных стандартизованных), реально существующих независимо от данной системы;

• хранить справочную информацию пользователя для проведения проектирования, расчетов, а также заказа на поставку деталей и комплект­ного оборудования;

• накапливать результаты, полученные на разных этапах в сис­теме;

• содержать сведения графического,текстового и численного характе­ра;

• служить программным средством при проектировании для автома­тизации поиска необходимых элементов сварочной оснастки по одному или нескольким признакам;

• служить программным средством для автоматизации формирования массива исходных данных.

Каждому графическому образу элемента должны соответствовать его технические характеристики, чертежи и контуры элементов. Технические характеристики заполняются после создания 3D-образа элемента как поля данных определенных разделов и параметров. Режимы и нормативы имеют форму таблиц и необходимы при раз­личных расчетах (силовых характеристик, электрических параметров режи­мов, мощностей и сечений, нормировочных расходов и экономических сравнений).

Особенность «первичных» элементов подсистем инструмента и осна­стки (электроды, вылеты, блочки, платики, зажимы) заключается в том, что они представлены лишь графическими изображениями. Готовые компоненты (сварочные клещи, роботы, манипуляторы) уже подго­товлены как математические образы для работы программы анализа столк­новений.


Заключение

Приведенный в настоящем учебном пособии материал охватывает многие (но не все) направления проектно-технических работ по подготовке производства сварных конструкций. Основное внимание уделено наиболее сложным расчетным задачам и наиболее проблемным задачам автоматиза­ции выполнения сварочных операций. Можно видеть, что применение мощ­ных современных компьютерных технологий позволяет с хорошей степенью визуализации моделировать как физико-металлургические процессы в ме­таллах, так и работу сложного технологического оборудования. Именно на основе весьма точного моделирования, проверяемого затем в цеховых усло­виях, сегодня можно и нужно совершенствовать принимаемые конструктор­ские и технологические решения. С этой целью в конструкторских и техно­логических отделах предприятий, связанных с выпуском сварных конструк­ций, и на кафедрах сварочной специальности необходимо изучение и освоение эффективных программных комплексов как общесистемных, так и по специальным направлениям. Материалы, приведенные в книге, можно использовать при подготовке лекционно-семинарских занятий и лаборатор­ного практикума. В последнем случае удобно использовать конкретные примеры, достаточно подробно рассмотренные в каждой главе после изло­жения общих принципов построения отдельных систем и подсистем.

Опыт практической работы показывает, что сложность программных комплексов совсем не означает, что они тяжело поддаются освоению. Ско­рее наоборот, хорошие системы, ориентированные на специалистов, могут быть освоены ими всего за несколько часов и уже далее опыт работы будет накапливаться в процессе конкретной практической деятельности.

РТУ МИРЭА

ЛЕКЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Система автоматизированного проектирования

(наименование дисциплины (модуля) в соответствии с учебным планом)

Уровень бакалавриат   (бакалавриат, магистратура, специалитет) Форма обучения очная   (очная, очно-заочная, заочная) Направление(-я) подготовки 15.03.01 « Информационное обеспечение технологий соединения  материалов »   (код(-ы) и наименование(-я))     Институт Физико - технологический (ФТИ)   (полное и краткое наименование) Кафедра информационных технологий в машино- и приборостроении   (полное и краткое наименование кафедры, реализующей дисциплину (модуль)) Лектор к.т.н. доцент Чунихин Н.Н.   (сокращенно – ученая степень, ученое звание; полностью – ФИО)

 

Используются в данной редакции с учебного года

2018/19

 

(учебный год цифрами)

Проверено и согласовано «____» ________20___г.  
 

(подпись директора Института/Филиала
с расшифровкой)

 

 

Москва 2018 г.


Введение

При разработке конспекта лекций по курсу «Системы автоматизированного проектирования в сварке» были использованы литературные источники [1-7].

Совершенствование методов проектирования - одна из важнейших задач повышения качества и эффективности общественного производства. Потребности в проектировании всё более сложных технических объектов и требования сокращения сроков и повышения качества проектов противоречивы. Удовлетворить эти требования с помощью простого увеличения численности проектировщиков нельзя, т.к. возможность параллельного проведения проектных работ ограничена, и численность инженерно-технических работников в проектных организациях страны не может быть сколько-нибудь заметно увеличена. Выходом из этого положения является совершенствование методов проектирования, т.е. широкое применение вычислительной техники для решения проектных задач. Применение вычислительных машин для выполнения отдельных инженерных задач началось почти одновременно с появлением ЭВМ.

Под автоматизацией проектирования будем понимать систематическое применение ЭВМ в процессе проектирования при научно обоснованном распределении функций между проектировщиком и ЭВМ и при научно обоснованном выборе методов машинного решения задач.

Научно обоснованное распределение функций между человеком и ЭВМ подразумевает, что человек должен решать проектные задачи, а ЭВМ - задачи удовлетворяющие требованиям:

1. возможности алгоритмизации;

2. большей эффективности исполнения алгоритма на ЭВМ по сравнению с ручным решением.

Требование обоснованного распределения функций выливается в частности, в требование автоматического составления систем уравнений и рабочих программ самой ЭВМ по лаконичному исходному описанию анализируемого объекта в виде перечня типов элементов системы и способов их связи между собой.

Автоматическое составление уравнений освобождает проектировщика от необходимости знания общих языков и техники программирования и утомительной работы по выводу системы уравнений.

В настоящее время организации процесса проектирования достигается при применении систем автоматизированного проектирования (САПР), основными частями которых являются технические средства, общее и специальное программное и математическое обеспечение. Часто к отдельным частям САПР относят информационное обеспечение — банк данных, включающее различного рода справочные каталоги, значения параметров, сведения о тиковых решениях и т.п.

В САПР решение задач обеспечивается совокупностью программ общего и специального программного обеспечения, разрабатываемых не инженером-пользователем, который, используя эти программы, может не знать многих особенностей их построения и реализованных в них методов, а специалистами по САПР. Программы разрабатываются единожды, а применяются многократно в различных ситуациях, возникающих при проектировании многих объектов. Однако знание методов и алгоритмов, реализованных в программах САПР позволяют инженеру-пользователю избежать многих ошибок в формулировке задач, назначении исходных данных, анализе результатов.

 САПР включает  в себя:

1.  методологию САПР;

2. мат. обеспечение, объединяющее математические модели, методы и алгоритмы для выполнения различных проектных процедур;

3. вопросы разработки специализированной аппаратуры для САПР;

4. вопросы разработки и использования программно-информационного обеспечения банков данных, пакетов прикладных программ, операционных систем ЭВМ.

Дата: 2019-11-01, просмотров: 169.