САПР ЭОА

Диалоговый режим обеспечивается программно-методическими комплексами, осуществляющими ввод, контроль, редактирование, преобразование и вывод графической и/или символьной информации. Диалоговый удаленный ввод заданий обеспечивает ввод и редактирование заданий через каналы связи, выполнение заданий в пакетном режиме и вывод результатов через линии связи на удаленные терминалы. В САПР могут использоваться как диалоговые ПМК общего назначения, так и специализированные. ПМК общего назначения целесообразно применять на начальных стадиях создания и эксплуатации САПР для отработки и проверки методологии проектирования, технологии обработки данных и прикладных программ. В дальнейшее возможна модификация ПМК с учетом специфических требований по организации диалога в САПР. При этом необходимо учитывать наличие диалогового или пакетного режима обработки запросов; ориентацию системы на пользователя непрограммиста; возможность расширения системы путем включения диалоговых прикладных программ на языках высокого уровня; возможность управления диалогом с помощью «меню» и директив, желательность общения на родном языке и т. п.

Примеры ПМК обеспечения  диалоговых режимов: система диалогового  управления вводом заданий, система  режима разделения времени и др.

 

Существующие системы

В российском производстве в понятие системы автоматизированного  проектирования (САПР) принято включать CAD, CAE и CAM, хотя зарубежные проектировщики ассоциируют САПР только с CAD.

Тут стоить пояснить виды существующих систем:

• CAD - компьютерная помощь в дизайне, проще говоря, программа черчения
• CAM - компьютерная помощь в производстве.
• CAE - компьютерная помощь в инженерных расчетах.
• GIS - географическая информационная система

Непосредственно в машиностроении применяются специализированные пакеты и различные надстройки более  общих и распространенных систем проектирования, таких как Autodesk AutoCAD, ZwCAD, BricsCAD, Космос, SolidWorks и другие. Рассмотрим подробнее некоторые из систем.

 

 

Рис. 2. Распределение влияния участников рынка систем автоматизированной подготовки производства.

 

КОМПАС

Краткая  информация:

Компас - один из лидирующих российских продуктов. Является CAD-системой, предназначена для широкого спектра проектно-конструкторских работ, лёгка в освоении, удобна в работе и при этом имеет стоимость, приемлемую для комплексного оснащения российских предприятий, в том числе средних и малых. Позволяет осуществлять двумерное проектирование и конструирование, быструю подготовку и выпуск разнообразной чертёжно-конструкторской документации, создание технических текстово-графических документов.

Разработчик продукта - Аскон, Россия.

КОМПАС существует в нескольких версиях:

• КОМПАС-График
• КОМПАС-СПДС
• КОМПАС-3D
• КОМПАС-3D LT

КОМПАС-График может использоваться как полностью интегрированный  в КОМПАС-3D модуль работы с чертежами  и эскизами, так и в качестве самостоятельного продукта, полностью  закрывающего задачи 2D-проектирования и выпуска документации. А КОМПАС-3D LT является облегченной некоммерческой версией КОМПАС-3D.

В следующей таблице представлено сравнение продуктов семейства  «Компас».

КОМПАС-3D — система  трехмерного моделирования, ставшая стандартом для тысяч предприятий, благодаря удачному сочетанию простоты освоения и легкости работы с мощными функциональными возможностями твердотельного и поверхностного моделирования, которые решают все основные задачи пользователей.

Ключевой особенностью продукта является использование собственного математического ядра и параметрических  технологий, разработанных специалистами  АСКОН.

Основные компоненты КОМПАС-3D — собственно система трехмерного  твердотельного моделирования, универсальная система автоматизированного проектирования КОМПАС-График и модуль проектирования спецификаций. Все они легки в освоении, имеют русскоязычные интерфейс и справочную систему.

Рис. 3. Интерфейс программы.

Базовый функционал системы  включает в себя [6]:

• развитый инструментарий трехмерного моделирования, в том числе возможности построения различных типов поверхностей;
• механизм частичной загрузки компонентов и специальные методы оптимизации, позволяющие обеспечить работу со сложными проектами, включающими десятки тысяч подсборок, деталей и стандартных изделий;
• функционал моделирования деталей из листового материала — команды создания листового тела, сгибов, отверстий, жалюзи, буртиков, штамповок и вырезов в листовом теле, замыкания углов и т.д., а также выполнения развертки полученного листового тела (в том числе формирования ассоциативного чертежа развертки);
• специальные возможности, облегчающие построение литейных форм — литейные уклоны, линии разъема, полости по форме детали (в том числе с заданием усадки);
• инструменты создания пользовательских параметрических библиотек типовых элементов;
• возможность получения конструкторской и технологической документации: встроенная система КОМПАС-График позволяет выпускать чертежи, спецификации, схемы, таблицы, текстовые документы;
• встроенные отчеты по составу изделия, в том числе по пользовательским аттрибутам;
• возможность простановки размеров и обозначений в трехмерных моделях (поддержка стандарта ГОСТ 2.052–2006 «ЕСКД. Электронная модель изделия»);
• поддержку стандарта Unicode;
• средства интеграции с различными CAD/CAM/CAE системами;
• средства защиты пользовательских данных, интеллектуальной собственности и сведений, составляющих коммерческую и государственную тайну (реализовано отдельным программным модулем КОМПАС-Защита).

 

SolidWorks

Краткая информация:

Мощный машиностроительный CAD пакет для твёpдотельного пapaметpического моделиpовaния сложных деталей  и сборок. Системa констpуиpовaния  сpеднего клaссa, бaзиpующaяся нa пapaметpическом  геометpическом ядpе Parasolid. Создaнa специaльно для использовaния нa пеpсонaльных компьютеpaх под упpaвлением опеpaционных систем Windows 95 и Windows NT.

SolidWorks распространяется  в трех коммерческих и трех  образовательных вариантах:

• SolidWorks Mechanical
• SolidWorks Office Professional
• SolidWorks Office Premium

Основной продукт SolidWorks включает инструменты для трехмерного  моделирования, создания сборок, чертежей, работы с листовым металлом, сварными конструкциям и поверхностями произвольной формы. Присутствует возможность импортирования большого числа файлов 2D и 3D CAD программ. Имеется API для программирования в среде Visual Basic и C. Также включена программа для анализа методом конечных элементов начального уровня COSMOSWorks.

Пакет SolidWorks Office Professional включает в себя основной продукт и несколько расширений:

• Animator (создание AVI анимации модели в движении)
• Design Checker (Проверка заметок, размерностей и других параметров чертежей чтобы они соответствовали стандартам компании)
• eDrawings Professional (добавляет возможность рецензирования к бесплатному eDrawings)
• FeatureWorks (добавляет возможность редактирования к импортированым элементам)
• PDMWorks Workgroup (PDM система)
• PhotoWorks (создание фотореалистичных изображений построенных объектов)
• Task Scheduler (Планировщик для объёмной печати, импорта/экспорта файлов, и создания eDrawings)
• Toolbox (коллекция крепежа и соединений)
• Utilities (поэлементное сравнение деталей)
• 3D Instant Website (Публикация файлов SolidWorks как HTML документ, используя eDrawings для просмотра)

Пакет SolidWorks Office Premium Представляет собой SolidWorks Office Professional с дополнительными  инструментами:

• SolidWorks Simulation (ранее называвшийся CosmosWorks) — анализ методом конечных элементов
• CosmosMotion (Анализ движения)
• Маршрут (англ. Routing) (для создания пути маршрута трубопровода, труб или электрических кабелей между компонентами)
• ScanTo3D (утилита для конвертирования данных, полученных с 3D-сканера, в модель)
• TolAnalyst (GD&T Tolerance analyse tool)
• CircuitWorks (проектирование печатных плат)

Традиционно CAD-системы  ориентированы на создание геометрических моделей изделий из геометрических примитивов, и основное время в  работе с такими системами тратится на выбор элементов нужных типов  и, главное, на выбор оптимальной  последовательности их создания. Далее задействуются специальные программные продукты для выполнения инженерного или технологического анализа, по результатам которого модель корректируется, и порой весьма существенно.

Создатели SolidWorks начали внедрять в систему элементы экспертной системы, призванные сократить объем необходимых размышлений конструктора над CAD-системой как инструментом и минимизировать издержки неоптимальной последовательности работы над моделью, типичные для существующих параметрических CAD-систем. Программный пакет Solid Works глубоко развивает данный подход. Программный пакет SolidWorks во многом построен на базе технологии SolidWorks Intelligent Feature Technology, сокращенно SWIFT. Это комплекс встроенных экспертных систем, позволяющих на самых ранних этапах проектирования с высокой степенью автоматизации решать задачи оптимизации проекта. Это и инженерный экспресс-анализ (прочность, аэромеханика, кинематика и динамика механизмов), и анализ технологичности (применительно к механической обработке или требований к литью пластмасс), и комплексная проверка соответствия электронного документа выбранным стандартам, а также анализ размерных цепей, проверка собираемости изделия, поиск конфликтов, автоматическая простановка размеров и технологических обозначений, и даже автоматическое создание нового проекта на основе существующего по ряду формальных параметров.

В целом же в продукте содержится более 250 запрошенных пользователями усовершенствований, а также переработанный и оптимизированный пользовательский интерфейс. Также в SolidWorks существенно повышено быстродействие при работе со сложными сборками, добавлены новые функции анализа работоспособности сборок, улучшена работа с чертежами, добавлены новые типы сопряжений.

Моделирование и получение  чертёжно-конструкторской документации – это лишь один из этапов на пути от принятия решения о проектирования изделия до выпуска готовой продукции. Поэтому необходимо обеспечить доступ других приложений CAD/CAM к созданной в SolidWorks твёрдотельной модели.

Система поддерживает обмен информацией через следующие стандартные форматы:

• IGES, наиболее распространенный формат обмена между системами объёмного моделирования;

• X_T, формат для обмена с системами объёмного моделирования, использующими геометрическое ядро Parasolid;

• SAT, формат для обмена с системами объёмного моделирования, использующими геометрическое ядро ACIS;

• STL, формат для обмена с системами быстрого прототипирования (стереолитографическими системами);

• DXF для обмена данными с различными чертёжно-графическими системами;

• DWG для обмена данными с AutoCAD;

• VRML для обмена данными проектирования через Internet.

Пример работы, выполненной  в пакете SolidWorks:

Рис. 4. Модель, выполненная  в SolidWorks.

Пользователю предоставляются  несколько различных средств создания объёмных моделей. Основными формообразующими операциями в SolidWorks являются команды добавления и снятия материала. Система позволяет выдавливать контур с различными конечными условиями, в том числе на заданную длину или до указанной поверхности, а также вращать контур вокруг заданной оси. Возможно создание тела по заданным контурам с использованием нескольких образующих кривых (так называемая операция лофтинга) и выдавливанием контура вдоль заданной траектории. Кроме того, в SolidWorks необычайно легко строятся литейные уклоны на выбранных гранях модели, полости в твёрдых телах с заданием различных толщин для различных граней, скругления постоянного и переменного радиуса, фаски и отверстия сложной формы.

При этом система позволяет  отредактировать в любой момент времени однажды построенный элемент твердотельный модели.

Важной характеристикой  системы является возможность получения  развёрток для спроектированных деталей из листового материала. При необходимости в модель, находящуюся  в развёрнутом состоянии, могут быть добавлены новые места сгиба и различные конструктивные элементы, которые по каким-либо причинам нельзя было создать раньше.

При проектировании деталей, изготовляемых литьём, очень полезной оказывается возможность создания разъёмных литейных форм. Если для работы необходимо использовать какие-либо часто повторяющиеся конструктивные элементы, на помощь приходит способность системы сохранять примитивы в виде библиотечных элементов.

Кроме проектирования твёрдотельных  моделей, SolidWorks 97 поддерживает и возможность поверхностного представления объектов. При работе с поверхностями используются те же основные способы, что и при работе с твёрдыми телами. Возможно построение поверхностей, эквидистантных к выбранным, а также импорт поверхностей из других систем с использованием формата IGES.

Значительно упрощают работу многочисленные сервисные возможности, такие как копирование выбранных  конструктивных элементов по линии  или по кругу, зеркальное отображение  как указанных примитивов или  модели.

Постоянное совершенствование  и расширение функциональных возможностей САПР закономерно приводит к тому, что с каждой новой версией  начинающим пользователям все сложнее  становится осваивать программные  продукты. SolidWorks Corp. всегда лидировала и продолжает быть первой среди западных компаний, представляющих свои продукты на российском рынке, в поддержке русского языка и отечественных чертежных стандартов. Простота изучения – это сокращение затрат на освоение продукта и, в конечном счете, на внедрение системы. Русская документация SolidWorks среди пользователей САПР всегда считалась лучшим образцом описания технических возможностей системы, и с каждой новой версией системы документация становится все информативней, оставаясь при этом понятной и удобной для восприятия.