Основы САПР (CAD,CAM,CAE) - (Кунву Ли)(2004) (951262), страница 6
Текст из файла (страница 6)
С1М подразумевает использование компьютерной базы данных для более эффективного управления всем предприятием, в частности бухгалтерией, планированием, доставкой и другими задачами, а не только проектированием и производством, которые охватывались системами САГА САМ и САЕ. С1М часто называют философией бизнеса, а не компьютерной системой.
В этом учебнике технологии С1М рассматриваться не будут. 1.3. Сценарий интеграции проектирования и производства посредством общеи базы данных Приведенный ниже сценарий демонстрирует использование систем САГ)/САМ/ САЕ в рамках всего жизненного цикла продукта для достижения упоминавшихся целей: повьпиения качества (Я), снижения стоимости (С) и ускорения отгрузки (П).
Этот сценарий может показаться несколько упрощенным на фоне современных передовых компьютерных технологий, однако он иллюстрирует на- Ф'-,„:,':.'., ' 1 ( );;.'.-',. л Ф"::-:::"' в о й." ~-': ' м н С М.'!;:::: .. м 1зь сценарий интеграции проектирования и производства посредством общей базы данных 25 правление развития техники. Рассмотрим фазы разработки и производства шкафа для аудиосистемы (рис. 1.2). Жизненный цикл этого продукта будет похожим на жизненный цикл механической системы или здания, а значит, наш сценарий будет применим и к таким продуктам.
Рис. 1.2. Шкаф дпя аудиосистемы Предположим, что н технических требонаниях для разработчика указано, что шкаф должен иметь четыре полки: одну для проигрывателя компакт-дисков, одну для проигрывателя аудиокассет, одну для радиоприемника и одну для хранения компакт-дисков. Вероятно, разработчик сделает множество набросков конструкции, прежде чем придет к варианту, изображеннолгу на рис. 1.2.
На данном этапе он может пользоваться автоматизированной системой разработки рабочих чертежей (если задача решается в двух измерениях) или системой геометрического моделирования (н случае трех измерений). Концептуальный проект может быть отправлен в отдел маркетинга по электронной почте для получения отзыва.
Взаимодействие разработчика с отделом маркетинга может происходить и н реальном времени через объединенные н сеть компьк>теры. При наличии подходящего оборудования подобное взаимодейстние может быть удобным и продуктивным. Информация о готовом концептуъчьном проекте сохраняется в базе данных. Туда попадая>т сведения о конфигурации мебели (в нашем случае — вертикальное хранение компонентов аудиосистемы друг над другом), количестве полок, распределении полок по компонентам и тому подобные данные.
Другими словами, все особенности проекта, которые можно увидеть, нзглянув на рис. 1.2, упорялочиваются и помеша>отея н базу данных с возможностью считывания и изменения в любой последующий момент. Следующий шаг — определение размерон шкафа. Его габариты должны быть выбраны таким образом, чтобы на кажду>о полку люжно было поставить одну из множества имеющихся на рынке люделей аудиотехники соответствующего класса. Значит, нужно получить сведения об их размерах. Эти сведения можно взять в каталоге или н базе данных производителей пли постанщиков. Доступ к базе Глава 1.
Введение вСЛПР данных осуществляется аналогично доступу к книгам и их содерзкимому прн подключении к электронной библиотеке. Разработчик может даже скопировать сведения в свою собственную базу данных, если он планирует часто пользоваться ими. Накопление сведений о проекте подобно накопленшо форм н файлов прн работе с текстовыми процессорами. Форма конструкции, изображенной на рис. 1.2, долхгна изменяться в соответствии с полученными сведениями. Затем разработчик должен выбрать материал для шкафа. Он может взять натуральный дуб, сосну, ДСП, сталь илв что-нибудь еще. В нашем случае выбор осуществляется интуитивно или исходя из имеющегося у разработчика опыта. Однако в случае продуктов, рассчитанных на работу в жестких условиях, в частности механических устройств, разработчик обязательно учитывает свойства материалов.
На этом этапе также полезна база данных, потому что в ней могут быть сохранены свойства множества материалов. Можно воспользоваться даже экспертной системой, которая выберет материал по свойствам, хранящимся в базе данных. Информация о выбранном материале также помещается в базу.
Следующий шаг — определение толщины полок, дверец и боковых стенок. В простейшем случае, который мы рассматриваем, толщина может определяться главным образом эстетическими соображениями. Однако она должна бьп ь по крайней мере достаточной для того, чтобы избежать прогиба под воздействием установленной в шкаф техники. В механических устройствах высокой точности и структурах, рассчитанных на болывие нагрузки, такие параметры, как толщина, должны определяться точным расчетом, чтобы избежать деформации. Для расчета деформации структур широко используется метод конечных элементов.
Как уже было объяснено, метод конечных элементов применяется к аналитической модели конструкции. В нашем случае аналитическая модель состоит из каркасных сеток, на которые разбивается шкаф, рассматриваемый в приближении листов. Переход к приближенинг листов может быть выполнен автоматически при помощи алгоритлга преобразования к средним осям (глейа1 апз ггапь~оппаггоп— МАТ) [146]. Элементы оболочки приближения листов также могут генерироваться автоматически'.
Параметры нагрузки, которые в нашем случае есть просто веса соответствующих устройств, считываются из базы данных ~очно так же, как и сведения о размерах. Определяя зависимость прогиба полок от их толгцины, разработчик может выбрать подходящее значение этого параметра и сохранить его в базе данных. Этот процесс может быть автоматизирован путем интеграции метода конечных элементов с процедурой оптимизации. Аналогичным образом можно определить толщину гюковых стенок и лверец, однако сделать это моя<но н просто из эстетических соображений. Затем разработчик выбирает метод сбюрки полок и боковых стенок. В идеале метод также может быть определен из расчета прочности структуры в целом или при помощи экспертной системы, имеющей сведения о методах сборки.
После завершения этапов концептуализации проекта, его анализа и оптимизации разработчик переходит к работе над проектной документацией, описывающей шкаф с точностью до мельчайших подробностей. Чертежи отдельных деталей (полок, дверец и боковых стенок) нзготавливанпся в системе разработки рабочих ' Полностью автоматическое преобразование к средним осям н постгюение сеток для произвольного трехмерного объекта пока еше невыполнимы. 1.3. Сценарий интеграции проектирования н производства посредстеон общей базы данных 27 чертежей.
На этом этапе разработчик может лобавить некоторые эстетические летали, например декоративные элементы на дверцах и боковых стенках. Детальные чертемси помещаются в базу данных для использования в процессе производства. Изготовление шкафа осугцествляется в следующем порядке. Форма каждой детали наносится па необработанный материал (в нашем случае дерево) и вырезается пизой. Количество отходов можно снизить, располагая летали на кусках дерева оптнмалыю. Разработчик может иглытьшать разные варианты размещения на экране компьютера до тех пор, пока не будет найдена конфигурация с минимальным количеством отходов. Компьютерная программа может помочь в этой работе, рассчитывая количество отходов лля каждой конфигурации. Программа более высокого уровня может самостоятельно определить наиболее экономичное размещение деталей па заготовке.
В любом случае конечная конфигурация сохраняется в компьютере н используется лля расчета траектории лвижения пилы станка с числовым программным управлением. Более того, программные средства позволяют разработать зажимы и крепления для процедуры выпиливания, а также запрограммировать системы перелачи материала. Эти системы могут быть как простыми конвейерами, так и сложными роботами, перелшощими необработанный материал на распилку и забирающими готовые летали. Подготовленные детали должны быть собраны вместе.
Процесс сборки также может выполняться роботами, которые программируются автоматически на основании описания конечного продукта и его леталей. хранящегося в базе данных. Одновременно проектируются зажимы и крепления для автоматизированной сборки. Пакопец, робот может быть запрограммирован на покраску шкафа после сборки. В настоящее время зажимы и крепления для сборки проектируются или выбиракпся планировщиком процессов, а программирование роботов осуществляется в иьперактивном режиме путем перемещения рабочего органа робота вручную. Общий вид получившегося сценария показан на рис.
1.3, из которого видно, каким образом база данных позволяет интегрировать системы САП, САЕ и САМ, что и является конечной цельк> С1М. САЕ Рис. ! .3. Интеграция САС, САг' н САС через базу данных э Глава 1. Введение в САПР 1.4. Реальный пример использования САПР в разработке продукта В предыдущем разделе мы представили идеальный сценарий, в котором все операции проектирования и производства были интегрированы посредством общей базы данных.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
