Проектирование автоматизированнь2х станков и комплексов (831035), страница 53

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 53)

Это привело к разработке концепции системобъемного твердотельного моделирования. В основе этой концепции нахо­дится электронная ЗD-модель изделия, которая предоставляет не только гео­метрическую информацию (координаты любой точки на поверхностях объек­та проектирования), но и физические параметры изделия (масса, объем, пло­щадь поверхности, момент инерции и т. д.) в зависимости от назначенногоматериала. При необходимости системы твердотельного моделирования мо­гут создавать обычные двухмерные чертежи с необходимыми видами, разре­зами и сечениями.В силу специфики сфер применения системы ЗD-моделирования возниклодва способа создания модели-поверхностный и твердотельный. При по­верхностном моделировании контуры модели характеризуются множествомповерхностей, которые имеют нулевую толщину и служат для определениямножества точек в пространстве, составляющих модель изделия.

В случаетвердотельного моделирования изделие создается посредством упорядоченияи последующей модификации множества геометрических ЗD-примитивов.Современные системы объемного твердотельного параметрического модели­рования, как правило, предоставляют оба способа построения моделей в за­висимости от специфики решаемых задач.Следующим важным следствием использования ЗD-систем моделирова­ния стало развитие методов построения и модификации сборок. Возникли дваметода построения сборок: снизу-вверх, когда сборка создается из множествасозданныхузел,илиа затемстандартныхэлементов,исверху-вниз,происходит последовательноекогдапроектированиекомпонуетсясоставляющихэлементов.По мере развития средств вычислительной техники и программного обес­печения рослапроизводительностьСАПР.ОднакоопытиспользованияСАПР в промышленности показал, что их применение как средств автомати­зация отдельных этапов работ не вносит существенных изменений в срокипроектирования.

Стало очевидно, что эффективность от внедрения информа­ционных технологий может быть намного больше, если автоматизированнаясистема сможет объединить конструкторскую и технологическую составля­ющие процесса создания изделия.Для реализации способности САПР обеспечивать одновременную работунад проектом множества специалистов, при этом часто представляющих раз­личные области знаний, в САПР появился один из ключевых компонентовсистемы управления данными об изделии илиPDM.-Необходимость обработ­ки большого объема специфических данных, используемых параллельно раз­ными группами специалистов, быстрая реакция на изменения изделия и свя­занных с ним процессов определили переход к электронной форме веденияработ над изделием, которая объединяет информацию об изделии от всех со­ставляющих процессов его создания.25215.Автоматизированное проектирование металлоре;1,сущих станковТаким образом, эволюция средств и методов информационной поддержкисозданияизделияпривела квозникновениюпонятия«полноеэлектронноеописание изделия», которое отныне представляет объект разработки в отли­чие от традиционного комплекта конструкторской и технологической доку­ментации.

Электронное описание включает все данные об изделии, такие какЗD-твердотельные и конечно-элементные модели для проектирования и рас­четов, данные о технологических процессах и т. д. При этом эти данные по­стоянно дополняются и меняются в процессе жизненного цикла изделия.Понятие о жизненном цикле изделия было введено в международныхстаНдартах серииненный циклISO 9004. В соответствии со стандартом ISO 9004-1, жиз­изделия - это совокупность процессов, выполняемых от момен­та выявления потребностей общества в определенной продукции до моментаудовлетворения этих потребностей и утилизации продукта. К основным ста­диямжизненногоциклаизделияотносятся:маркетинговыеисследования,проектно-конструкторские работы, технологическая подготовка производ­ства, организация закупок материалов и комплектующих, организация произ­водства и контроля изделий, реализация, эксплуатация и техническое обслу­живание, утилизация по окончании срока службы.

Для реализации концепцииподдержки жизненного цикла изделия была разработана технологияCALS(непрерывные поставки изделия и поддержка его жизненного цикла). Под­держка жизненного цикла понимается как мероприятия по оптимизации про­цессов создания, модернизации, обслуживания, снабжения запасными частя­ми и т. д. Непрерывные поставки определяют оптимизацию процессов взаи­модействия заказчика и поставщика в ходе создания изделия.СтратегияCALSбазируется на следующих положениях: электронный до­кументооборот, реинжиниринг бизнес-процессов, параллельная разработка,электронно-цифровая подпись, а способом реализацииCALSявляется орга­низация единого информационного пространства (ЕИП) для всех участниковжизненного цикла изделия.CALS являетсябизнес-стратегией по организацииэлектронной поддержки изделия во время всего периода его жизнедеятельно­сти и основой для разработки стандартов для представления, хранения и об­мена данными в течение жизненного цикла изделия, его информационнойподдержки и логистики.В настоящее время большое распространение получила концепция(управлениежизненным(США).

В общем случаецикломPLMизделия),предложеннаяфирмойPLMIВМможно определить как технологию внедренияинтеграционной платформы в масштабах всего предприятия для объединенияотдельных участков в рамках единого информационного пространства, реа­лизующую таким образом полную поддержку жизненного цикла изделия отзарождения концепции изделия до его утилизации. В этом смыслепользуется наряду с терминомминаPLM управляетго цикла.CALS.PLMис­В практическом понимании этого тер­информацией об изделии на протяжении его жизненно­15.3.

Пакеты програ.мм автоматизированного проектирования25315.3.2. Инструментальные средства автоматизациипроцессов проектированияПроцесс создания нового металлорежущего оборудования объединяетусилия специалистов различных областей знаний, а следовательно, возникаетзадача организации согласованной работы специализированных программно­аппаратных комплексов. В основе автоматизированного процесса проектиро­вания станка лежит его обобщенная электронная модель, объединяющая всебе проектную, производственную и экономическую модели. Таким обра­зом, обобщенная модель станка существует в едином для всех участниковпроцесса проектирования информационном пространстве. Практической реа­лизацией этой среды являются различные программные модули, обеспечива­ющиев совокупности полнуюкомпьютернуюподдержку процессов разра­ботки и создания изделий.БазовымипрограммнымисредствамиСАПРявляютсясистемыCAD/CAМ/CAE/PDM , реализующие компьютерную поддержку рабочих1процессов при проведении проектно-конструкторских работ и подготовкепроизводства изделий в рамках единого проекта.Главной задачей, решаемой с помощью САD-систем, является разработкагеометрической модели проектируемого изделия.

Геометрическая модель-достаточная совокупность знаний о компоновке и размерных соотношенияхобъекта проектирования. В зависимости от потребностей и среды построениягеометрические модели могут быть простыми-содержат только необходи­мые проекционные виды с определяющими размерами и текстовой информа­цией-и достаточно сложными-содержат кроме геометрических парамет­ров объекта информацию о физических свойствах, местоположении в про­странстве, цвете, освещении и т.

д. В большинстве случаев геометрическаямодель служит основой для построения других моделей, необходимость вкоторых возникает в процессе создания станка.В современных САD-системах выделяют три вида геометрического моде­лирования. Первой ЗD-технологией геометрических построений было кар­касное моделирование, при котором модель представлялась с помощью мно­жества характерных точек, образующих узлы каркаса, и совокупности соеди­няющих их линий. Каркасная модель дает представление о пространственнойконфигурации, но при этом не способна передать все особенности поверхно­стей, образующих модель. Математическое описание каркасной модели со­стоит из координат узловых точек, уравнений кривых и указаний о связностикривых и узловых точек.

Существенный недостаток каркасного моделирова­ния1неоднозначность в толковании модели, когда нельзя отличить види-Компьютерная поддержка конструирования (CAD), изготовления (САМ), инже­нерных расчетов (САЕ) и управления данными об изделии (РDМ).25415.Автоматизированное проектирование металлоре;1,сущих станковмые и невидимые грани. Математическое описание каркасной модели такжене различает внутренние и внешние поверхности, что делает невозможнымприменение подобных моделей в системах численного счета.

В настоящеевремя каркасное моделирование используют главным образом как один изинструментов визуализации.Этих недостатков в значительной степени лишена технология поверх­ностного моделирования. Математическое описание поверхностной моделивключает в себя не только информацию о точках и соединяющих их линиях,но и данные о поверхностях, выделяющих модель в пространстве. Поверх­ностная модель также несет в себе информацию о том, каким образом обра­зующие ее поверхности сопрягаются между собой.

В силу указанных особен­ностей поверхностное моделирование часто используют для расчета траекто­рий движений режущих инструментов станков с ЧПУ. Еще одной областьюприменения поверхностного моделирования является получение фотореали­стичных объектов проектирования.В зависимости от поставленной задачи используют различные способыпостроения поверхностей. Одной из наиболее распространенных являетсятехнология NURВS (неравномерный рациональный би-сплайн).

NURВSуниверсальныйспособмоделированияповерхностейнаоснове-кривых.Иными словами, модель создается не на основе полигональной сетки, весьмаприближенно передающей конфигурацию реального объекта, а с помощьюгладкой поверхности, математическое описание которой позволяет болееточно реализовать специфику объекта проектирования. Существенным до­стоинством данной технологии является то, что поверхность произвольнойформы характеризуется математическим представлением, позволяющим точ­но воспроизводить ее в случае необходимости.Хотя поверхности и определяют границы тела, но самого понятия «тело»в поверхностном моделировании не существует, даже в том случае, когда по­верхности выделяют в пространстве некий замкнутый объем. Методы по­верхностного моделирования не распознают такие формы, как твердые объ­емные тела; в подобных системах они представляются как поверхности,определенным образом сопряженные между собой и выделяющие в про­странстве некий «пустой» объем.Дальнейшее развитие методов геометрического моделирования связанос технологией твердотельного моделирования.

Характеристики

Список файлов книги