ФГАОУ ВПО Российский государственный профессионально-педагогический университет Машиностроительный институт

ФГАОУ ВПО «Российский государственный профессионально-педагогический университет» Машиностроительный институт Кафедра «Технология машиностроения и методики профессионального обучения» Лекции по дисциплине «Системы автоматизированного проектирования технологических процессов» (САПР ТП) Автор презентации – Штерензон В. А.

Тема 1: Основные понятия и определения 1. 1 Общие сведения о САПР 1. 2 История возникновения и развития САПР 1. 3 Основные принципы создания САПР 1. 4 Состав и структура САПР 1. 5 Виды обеспечения САПР 1. 6 Классификация САПР Автор презентации – Штерензон В. А.

1. 1 Общие сведения о САПР Проектирование – процесс создания описания несуществующего объекта (исследования, расчеты, конструирование, технология изготовления и сборки). В процессе проектирования первичное описание объекта (техническое задание на его создание) преобразуется в проектную документацию. Проектная документация – полный комплект документов для изготовления изделия в условиях конкретного производства.

Рассмотрим распределение времени проектирования при отсутствии САПР Общее время проектирования (100%) Вычерчивание (70%) Организация архивов (15%) Собственно проектирование (15%) Копирование прототипов (70%) Модификация прототипов (20%) Исправление ошибок (9%) Создание принципиально нового (1%)

Автоматизированное проектирование – способ повышения производительности инженернотехнического труда. Автоматизированным называется проектирование, в ходе которого первичное описание (техническое задание) преобразуется в проектную документацию путем взаимодействия человека, вычислительной техники и программного обеспечения. САПР – это организационно-техническая система, которая осуществляет автоматизированное проектирование (автор аббревиатуры – Айвен Сазерленд, Масачусетский технологический ин-т, США).

Объекты проектирования в САПР: изделия (результат проектирования – конструкторская документация КД); технологические процессы изготовления изделия (результат проектирования технологическая документация); технологические процессы сборки узлов и машин (результат проектирования - технологическая документация). В САПР пользователь всегда имеет дело с моделями проектируемых объектов. Цели автоматизированного проектирования: повышение производительности труда и качества инженерных решений; снижение материальных затрат на проектирование изделия, снижения количества инженерно-технических работников; снижение сроков проектирования.

1. 2 История возникновения и развития САПР Этап № 0: 1945 … 1950 гг. создание первой ЭВМ в 1946 г. , появление информатики и кибернетики (Н. Винер). Этап № 1: 1955… 1960 гг создание мощных отечественных ЭВМ. Гильманом впервые реализован алгоритм проектирования токарной обработки и доказана принципиальная возможность автоматизированного проектирования. Этап № 2: 1960… 1965 гг – проектирование локальных подсистем САПР (например, расчет режимов резания для различных видов обработки), отсутствие сложных проектных алгоритмов т. к. объем памяти ЭВМ еще недостаточен для их хранения.

Этап № 3: 1965… 1970 гг – внедрение АСУП, работы по стандартизации программ и процедур обработки информации. Этап № 4: 70 –е годы – создание комплексных САПР на базе ЕС ЭВМ, интеграция автоматизированных систем проектирования и изготовления (САПР+ГПС). Этап № 5: 80 -е годы – создание CAD-систем на базе персональных компьютеров. Этап № 6: 90 -е годы – создание CAD/CAM/CAEсистем на базе персональных компьютеров. Этап № 7: наст. время – создание и применение на базе технологий локальных и глобальных сетей.

1. 3 Основные принципы создания САПР отражены в специальном стандарте по САПР. Принцип 1: принцип диалогового взаимодействия человека и ЭВМ. Пользователь принимает решения в наиболее ответственные моменты процесса проектирования и решения задач, формализация которых затруднена. Принцип 2: принцип системного единства. САПР состоит из подсистем, связи между которыми должны обеспечивать целостность САПР. Разбиение на подсистемы должно учитывать иерархию уровней проектирования. Принцип 3: принцип совместимости подсистем между собой. Подсистемы САПР должны быть совместимы по лингвистическим, информационным, техническим особенностям.

Принцип 4: принцип открытости и развития САПР. Открытость структуры САПР, взаимонезависимость и автономность подсистем обеспечивают ее развитие, пополнение и совершенствование. Принцип 5: принцип стандартизации и унификации модулей в САПР. Принцип 6: принцип комплексной автоматизации всех стадий проектирования и производства.

1. 4 Состав и структура САПРР Любая Система – совокупность взаимосвязанных элементов и компонентов, имеющая четкую структуру и вполне конкретное целевое назначение. Любая система состоит из подсистем. Подсистема n Подсистема 4 Подсистема k СИСТЕМА Подсистема 1 Подсистема 2 Подсистема 3

Подсистема САПР – это выделенная по каким-то признакам часть САПР, в которой при помощи специальных средств обеспечивается получение законченных решений и соответствующих документов. Подсистемы создаются как самостоятельные системы по перечисленным выше принципам. По назначению подсистемы делят на проектирующие обслуживающие. Проектирующие подсистемы предназначены для реализации определенного этапа проектирования. Обслуживающие подсистемы имеют общесистемное применение и обеспечивают функционирование проектирующих подсистем, а также оформление, передачу и выдачу результатов.

Монитор (управитель) – обслуживающая (самая главная) подсистема САПР, которая управляет процессом проектирования и организует взаимодействие подсистем САПР. К обслуживающим подсистемам относятся: Системы управления базами данных, Информационно-поисковые системы, Графический интерфейс пользователя (машинная графика, диалоговый режим), Подсистемы интеграции САПР и ОС И т. д.

1. 5 Виды обеспечения САПР Математическое обеспечение САПР – это математические модели объектов проектирования, математические методы и алгоритмы решений задач, формализованное описание технологии автоматизированного проектирования. Математическое обеспечение определяет производительность и эффективность работы САПР, по нему разрабатывается программное обеспечение. Создание математического обеспечения – самый сложный этап создания САПР. Техническое обеспечение САПР – комплекс технических средств, служащих для автоматизированного проектирования: подготовка и ввод данных (передача данных; обработка данных; хранение и запись данных; отображение данных).

Программное обеспечение САПР – совокупность программ, осуществляющих автоматизированное проектирование. Информационное обеспечение САПР – это совокупность баз и банков данных, необходимых для автоматизированного проектирования. Лингвистическое обеспечение САПР – совокупность языков, необходимых для автоматизированного проектирования. Методическое обеспечение САПР – совокупность документов, устанавливающих условия эксплуатации САПР. Организационное обеспечение САПР – это совокупность документов, устанавливающих функции подразделений, взаимодействующих с САПР.

1. 6 Классификация САПР 1. По типу объекта проектирования САПР изделий машиностроения; САПР изделий приборостроения; САПР технологических процессов в машиностроении и приборостроении; САПР объектов строительства; САПР технологических процессов в строительстве; САПР программных изделий; САПР организационных систем; Резервные. 2. По комплексности проектирования Одноэтапные САПР; Многоэтапные САПР; комплексные САПР(автоматизированы все этапы).

3. По сложности объектов проектирования САПР простых объектов (число составных частей n<100); САПР объектов средней сложности (n = 100… 1000); САПР сложных объектов (n=1000… 10000); САПР очень сложных объектов (n=10000… 1000000); САПР суперсложных объектов (n>1000000). 4. По уровню автоматизации проектирования а) низкоавтоматизированные САПР (проектные процедуры составляют < 25%); б) среднеавтоматизированные САПР ( проектные процедуры составляют 25%. . . 50%); в) высокоавтоматизированные САПР (проектные процедуры составляют 50%). 5. По выпускаемым проектным документам САПР с результатами на бумажных носителях; САПР с результатами на машинных носителях; Комбинированные САПР.