Проектирование автоматизированнь2х станков и комплексов (830798), страница 56
Текст из файла (страница 56)
Вспомогательные элементы используются как инструменты построения и наложения различных взаимосвязей, но сами непосредственно необразуют эскиз. В современных системах используются как самые простыевзаимосвязи-касательность, перпендикулярность,так и более сложные-симметричностьи др.,кривые, определенные с помощью формул с различными математическими функциями. Одни элементы построения могут зависеть от других элементов построения. При изменении одного из элементовмодели все зависящие от него элементы перестраиваются в соответствии сосвоими параметрами и способами их задания.Вариационная параметризация-когда элементы модели определенным образом взаимодействуют между собой по правилам, определяемымнабором уравнений.
При создании вариационной параметрической моделикроме обычных параметрических зависимостей определяются размеры объекта проектирования. Размеры изначально рассматриваются как переменные, которые в данный момент характеризуются определенным числовымзначением. Зависимости между размерными переменными задаются в видеразличных формул. При этом варьируемыми переменными могут быть какэлементы эскиза, так и значения параметров ЗD-операций. Вариационнаяпараметризация позволяет произвольно модифицировать объекты проектирования.Основной задачей САD-систем является формирование геометрическоймодели проектируемого изделия.
В силу того что геометрическая модель является базисом для построения соответствующих моделей в САЕ- и САМ-15.3. Пакеты програ.мм автоматизированного проектирования257системах, САD-системы можно считать одним из ключевых компонентовсредств автоматизации разработки и создания изделий.В общем случае САЕ называются программные средства для проведенияинженерных расчетов, моделирования рабочих процессов, прогнозированияработоспособности изделий, оптимизации конструктивных решений и др.Использование таких программ позволяет не только ускорить выполнениеработ и значительно сократить число ошибок, но и существенно уменьшитьстоимость проекта в результате замены дорогостоящего физического моделирования на математическое.Все объекты и явления окружающего мира непрерывно взаимодействуют между собой и, таким образом, результирующее движение исследуемогообъекта представляет собой суперпозицию множества факторов различнойприроды.
Учет всего множества этих факторов на практике не представляется возможным в силу их сложности в своем детальном определении. Способом решения этой проблемы является выделение наиболее значимых факторов и исключения из рассмотрения второстепенных. Выделенные факторы представляют в виде математических соотношений, формирующих врезультате расчетную модель этого объекта. Расчетная модель должна достаточно точно отражать характерные черты рассматриваемого объекта сучетом принятых допущений и одновременно быть сравнительно простойдля использования в исследованиях. В качестве инструмента анализа и исследования расчетныхмоделей выступают численные методы решениядифференциальных уравнений.В основе подобных программ лежат численные методы счета, такие какметод конечных разностей, метод конечных элементов (МКЭ), метод конечных объемов, метод граничных элементов и др.
В инженерной практикенаибольшее распространение получил МКЭ. Возможности, предоставляемыеэтим методом, позволяют использовать его во многих областях инженерногоанализа-расчеты напряжений, деформаций, задачи теплообмена, движенияжидкостей и газов, расчеты электрических и магнитных полей и др.Основная идея МКЭ состоит в том, что исследуемую непрерывную область можно представить в виде модели, определенным образом разделеннойна конечные участки. Каждый из этих участков, которые называются конечными элементами, имеет определенное количество характерных точек-узлов, с помощью которых он соединяется с соседними элементами. В реальной детали любой выделенный элементарный объем имеет бесконечное множество точек сопряжения с соседними элементами.
В расчетной моделисилы, эквивалентные распределенной по граням элементов нагрузке, прикладываются к узлам конечных элементов. Каждому узлу ставится в соответствие некая неизвестная величина, например смещение в заданном направлении.
Задав значения смещений в узлах при помощи функций формы элемента, можно определить смещения внутри самого конечного элемента. Дляисследуемой области задают характеристики материала и граничные уело-15. Автоматизированное проектирование металлоре;1,сущих станков258вия - внешние нагрузки, смещения и др., которые сопоставляются с узламиграничныхконечных элементов.Впроцессе работысистемыконечноэлементного анализа устанавливаются функциональные зависимости междузаданными граничными условиями и искомыми неизвестными величинами вузлах конечных элементов с их последующим решением.МКЭ является эффективным средством решения задач, возникающих впроцессе создания новых изделий, в первую очередь благодаря его универсальности.
Однако использование данного метода предполагает пониманиесути явлений, происходящих внутри нагруженного тела. В первую очередьэто касается поведения искомой непрерывной величины на границах конечных элементов. Анализ значений функции в критических областях исследуемого объекта позволяет определить степень точности проведенного расчета ив итоге корректно интерпретировать полученные результаты.В настоящее время к числу наиболее распространеннь1х конечно-элементных систем относятсяANSYS(США),MSC Nastran(США),Abaqus(Франция).После анализа и коррекции геометрической модели в САЕ-системе онапередается в САМ-систему.
Технолог анализирует поверхности, подлежащие обработке, определяет положение заготовки в рабочем пространствестанка, задает оптимальную форму заготовки, определяет способы обработки поверхностей и на основе этого выбирает инструмент и режимы резания,а также другие параметры обработки.
По выбранным параметрам САМсистема рассчитывает траекторию движения режущего инструмента. Послевизуального контроля и отладки полученных траекторий программа готовак адаптации под конкретную систему ЧПУ в соответствующем постпроцессоре.При помощи различных САМ-систем технологи создают управляющиепрограммыЧПУ-длявсегомногообразиятехнологическогооборудованиястокарных и фрезерных станков, станков для лазерной и электроэрозионной обработки и других, что может быть определено как модель обобщенный станок-обобщенная ЧПУ. Практически невозможно учесть всетехнологические особенности станков в рамках одной, пусть даже весьмасложной, системы. На этом этапе возникает задача адаптации информации,производимой САМ-программой, к конкретной системе станок - ЧПУ.Большинство САМ-систем генерируют программу в инвариантном независимом формате, который называетсяCLDAТА.Полученный файл содержит описание перемещения инструмента в пространстве и набор команд дляуправления узлами какого-то обобщенного станка, т.
е. он является промежуточной формой хранения.Для дальнейшей обработки этого файла в САМ-системах используютпостпроцессоры. Их функция заключается в преобразовании информации опараметрах обработки в конкретную УП, учитывающую всю специфику используемого комплекса станок -ЧПУ.15.3. Пакеты програ.мм автоматизированного проектирования259В настоящее время на рынке представлено большое количество САМрешений, отвечающих всем потребностям современного производства. Срединаиболее известных производителей САМ можно выделить такие фирмы, какDassault Systemes (Франция), Siemens PLM Software (Германия),Delcam plc (Великобритания), CNC Software, Inc.
(США) и др.РТС (США),По мере развития проекта количество данных, которыми обмениваютсяучастники процесса проектирования, многократно возрастает, что приводит кзадержкам, связанным с поиском и согласованием различной информации.Кроме того, возможны трудности технического характера, такие как передачаинформации между различными САD/САМ-системами. Все это способно нетолько замедлить ход реализации проекта, но и повлиять на качество принимаемых решений. Для решения этих проблем были разработаны РDМсистемы.РDМ-система управления данными об изделии используется на всехэтапах работы над изделием. Ее основной задачей является обеспечениеуправления всеми проектными данными в соответствии с правилами, устанавливаемыми для всех участников проекта на каждом этапе работ над изделием.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
