СИСТЕМЫАВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
Рабочая программа, методические указания и контрольное задание для студентов сокращенного обучения, имеющих среднее специальное образование
Факультет промышленного менеджмента Специальность: 120100 - технология машиностроения
Вологда
2003г.
Системы автоматизированного проектирования конструкций и технологических процессов: Рабочая программа, методические указания и контрольное задание для студентов заочной формы обучения. — Вологда: ВоГТУ, 2003г. - 48с.
Приведены методические указания для изучения дисциплины “Системы автоматизированного проектирования конструкций и технологических процессов”, включающие рабочую программу дисциплины, основные понятия курса со ссылками на рекомендуемую литературу, контрольное практическое задание и контрольные вопросы для самопроверки. Методические материалы рекомендуются для студентов машиностроительных специальностей,имеющих среднее специальное образовани.
Утверждено издательско-библиотечным советом ВоГТУ
УДК: 658.512.2.
Составитель: Б.А.Шкарин, канд.техн.наук, доц.
Рецензент: В.П.Полетаев, канд.техн.наук, доц.
Оглавление
Введение…..……………………………………………………………………..5
1.Рабочая программа…….……………………………………………………...6
2.Методические указания.……………...………………………………………8
2.1.Введение в САПР К и ТП….…………………………………………….8
2.2.Информационная структура процесса автоматизированного
проектирования в САПР К и ТП……………………………………………9
2.3.Основные задачи САПР К и ТП…………………………………………10
2.4.Основные общесистемные принципы создания САПР К и ТП…….....11
2.5.Методология автоматизированного проектирования конструкций
и технологических процессов………………………………...…………13
2.5.1.Классификация методов автоматизированного
проектирования конструкций и технологических процессов………….13
2.5.2.Укрупненная структура процесса автоматизированного
проектирования в САПР К и ТП………………………………..………....15
2.6.Способы создания графических изображений в САПР К и ТП…….….16
2.6.1.Способы задания команд в графических редакторах………….…...17
2.6.2.Выбор системы координат и способы ввода координат….…….….18
2.6.3.Создание двухмерных изображений способом
графического редактирования……………………………………………..18
2.6.4.Создание трехмерных изображений способом
графического редактирования……………………………………………..20
2.6.5.Создание изображений способом графического
программирования…………………………………………………………..22
2.6.6.Способ параметризации изображений…………………………….…24
2.7.Классификация и группирование объектов проектирования……………24
2.8.Автоматизированное проектирование технологических процессов.…...26
2.8.1.Основные этапы проектирования технологических процессов…….26
2.8.2.Состав задач автоматизированного проектирования ТП……………26
2.8.3.Автоматизированное проектирование ТП методом адресации……..28
2.8.4.Автоматизированное проектирование ТП методом синтеза………..29
2.9.Математические модели, используемые в САПР К и ТП………………..30
2.9.1.Табличная модель……………………………………………………....30
2.9.2.Сетевая модель………………………………………………………….31
2.9.3.Перестановочная модель……………………………………………….32
2.9.4.Определение средств технологического
обеспечения технологических процессов в САПР…………………….……34
2.9.5.Выбор рационального варианта технологического процесса………...34
2.10.Основные компоненты САПР……………………………………………...35
2.10.1.Методическое обеспечение САПР……………………………………35
2.10.2.Математическое обеспечение САПР…………………………….……35
2.10.3.Лингвистическое обеспечение САПР…………………………………36
2.10.4.Программное обеспечение САПР……………………………………...37
2.10.5.Информационное обеспечение САПР………………………………...38
2.10.6.Техническое обеспечение САПР………………………………………39
2.10.7.Организационное обеспечение САПР…………………………………40
2.11.Системы автоматизированной подготовки программ
для оборудования с ЧПУ………………………………………………………….41
3.Контрольные вопросы для самопроверки………………………………… …….41
4.Контрольное задание………………………………………………………………43
5.Методические указания к выполнению контрольного задания…………………43
6.Литература………………………………………………………………………….45
Приложение 1.Форматы некоторых команд САПР AutoCAD…………………….46
Приложение 2.Пример графической программы…………………………………..47
Введение
Основной целью курса является изучение средств автоматизированного проектирования конструкций и технологических процессов (САПР К и ТП), освоение принципов создания и практического использования САПР К и ТП в процессе конструкторской и технологической подготовки машиностроительного производства.
Ежегодно в мире создаются и модернизируются десятки тысяч новых изделий. Это требует привлечения большого количества специалистов и координации их действий на всех этапах производственного цикла: от проведения маркетинговых исследований, разработки концепций новых изделий, конструирования, разработки технологических процессов их изготовления - до организации производства, изготовления и контроля качества полученных изделий. В соответствии с требованиями современного рынка необходимо обеспечить увеличение многообразия изделий, их потребительских свойств, надежности, уменьшения сроков поставок. Удовлетворение этих требований, как показывает практика, возможно только при автоматизации всех этапов производственного цикла. Эта задача решается путем создания интегрированных гибких автоматизированных производств (ГАП), причем автоматизированное проектирование конструкций и технологических процессов является одним из основных этапов ГАП.
Рассмотрим исходные понятия дисциплины САПР К и ТП.
Конструкция (от латинского constructio — составление, построение) — это технический объект, имеющий определенный состав и взаимное расположение элементов, предназначенный для выполнения заданных функций.
Технологический процесс – это часть производственного процесса, связанная с изменением формы и физических свойств объекта и представляющая собой последовательность выполняемых при этом технологических операций.
Проектирование конструкции (конструирование) — это процесс создания модели предполагаемого (или возможного) объекта, результатом чего является конструкторская документация, необходимая для разработки технологического процесса изготовления объекта.
Разработка технологического процесса – это создание модели технологического процесса, представляющей собой технологическую документацию, необходимую для изготовления объекта.
В настоящее время практически все виды работ по проектированию конструкций и технологических процессов поддаются автоматизации с помощью современных САПР К и ТП, обеспечивающих не только увеличение производительности в процессе проектирования, но и значительное повышение эффективности всего производственного цикла изготовления изделий.
Рабочая программа
1.1. Введение в САПР К и ТП.
Особенности конструкторской и технологической подготовки машиностроительного производства в современных условиях. Место САПР К и ТП в гибком автоматизированном машиностроительном производстве.
1.2. Информационная структура процесса автоматизированного проектирования.
Последовательность процесса проектирования. Основные подсистемы процесса проектирования: информационная, обработки и отображения информации, документирования. Определение САПР. Проектирующие и обслуживающие САПР.
1.3. Основные задачи САПР К и ТП
Основные задачи конструкторского проектирования: геометрическое и топологическое проектирование. Задачи геометрического проектирования: геометрическое моделирование и геометрический синтез. Задачи топологического проектирования: компоновка, размещение и трассировка. Основные задачи технологического проектирования: разработка структур и определение параметров технологических процессов, оптимизация технологических процессов.
1.4. Основные общесистемные принципы создания САПР К и ТП
Принципы системного единства, адаптации, развития, комплексности, совместимости и унификации. Основные особенности построения САПР К и ТП. Классификация САПР.
1.5. Методология автоматизированного проектирования конструкций и технологических процессов
Классификация методов автоматизированного проектирования конструкций и технологических процессов. Укрупненная структура процесса автоматизированного проектирования в САПР К и ТП.
1.6. Способы создания графических изображений в САПР К и ТП
Основные понятия о способах графического редактирования, графического программирования, параметризации. Способы задания команд в графических редакторах. Выбор системы координат и способы ввода координат точек в процессе формирования графических изображений.
Создание двухмерных изображений методом графического редактирования. Создание блоков и вставка их в чертежи, объектная привязка, редактирование изображений, получение справок, простановка размеров на чертежах, штриховка изображений. Использование слоевой техники в САПР.
Создание трехмерных изображений методом графического редактирования. Вычерчивание изометрических проекций с помощью двухмерных графических примитивов. Построение каркасной модели трехмерного объекта. Построение геометрических моделей поверхностей в трехмерном пространстве: вращения, переноса, из прямолинейных четырехугольников, натянутой на две заданные кривые, натянутой на четыре смыкающиеся граничные кривые, по точкам, произвольно расположенным в пространстве. Построение чертежей трехмерных объектов с помощью комбинации трехмерных геометрических фигур. Построение геометрических моделей объемных изображений с помощью комбинации моделей сплошных тел. Гибридные геометрические модели. Визуализация трехмерных изображений объектов. Создание изображений методом графического программирования. Основные задачи, решаемые при использовании метода графического программирования: классификация и группирование объектов проектирования, разработка унифицированных графических изображений, разработка алгоритмов графических программ, разработка, отладка и тестирование графических программ. Создание графических изображений методом параметризации.
1.7. Классификация и группирование объектов проектирования в САПР
Основные конструкторские и технологические характеристики, используемые при классификации. Классификатор ЕСКД. Структура кода по классификатору ЕСКД. Технологический классификатор деталей машиностроения и приборостроения. Структура кода по технологическому классификатору.
1.8. Методы автоматизированного проектирования технологических процессов
Состав основных задач автоматизированного проектирования ТП.. Автоматизированное проектирование ТП методом адресации. Основные задачи, решаемые при использовании метода адресации. Разновидности метода адресации: полного заимствования, заимствования с параметрической настройкой, заимствования со структурной и параметрической настройкой. Автоматизированное проектирование ТП методом синтеза: с использованием фрагментов ТП, с использованием элементов ТП, без использования аналогов (чистый синтез).
1.9. Математические модели, используемые в САПР К и ТП
Табличная, сетевая, перестановочная модели. Математические модели определения средств технологического обеспечения ТП в САПР ТП. Выбор рациональных вариантов ТП.
1.10. Основные компоненты САПР
Методическое, математическое, лингвистическое, программное, информационное, техническое, организационное обеспечение САПР. Математическое обеспечение САПР: используемые математические методы, формализованное описание технологии автоматизированного проектирования. Лингвистическое обеспечение САПР: машинно-ориентированные, процедурно-ориентированные и проблемно-ориентированные языки программирования. Основные требования, предъявляемые к языкам программирования в САПР. Программное обеспечение САПР: системное и прикладное. Информационное обеспечение САПР: банки данных, базы данных, системы управления базами данных. Модели данных: иерархическая, сетевая, реляционная. Техническое обеспечение САПР: аппаратные средства ЭВМ, внешние запоминающие устройства, технические средства теледоступа и сети ЭВМ, устройства ввода, вывода и документирования информации.. Варианты конфигурации технических средств в САПР
1.11. Системы автоматизированной подготовки программ для оборудования с ЧПУ
Структура САП, укрупненная схема процесса автоматизированной подготовки программ.
Методические указания
2.1. Введение в САПР К и ТП [1,кн.1,c. 9-12], [2,c. 3-24], [3,c.3-13],
[4,c.5-10], [8,c.8-12]
В настоящее время наибольшую долю в общем объеме машиностроительного производства составляет серийное производство и роль его непрерывно возрастает в соответствии с требованиями современного рынка. Автоматизация такого производства осуществляется с использованием средств, способных оперативно переналаживаться на изготовление различных изделий - гибких автоматизированных производств (ГАП). Полный сквозной цикл производства изделий в ГАП обеспечивается следующими основными взаимосвязанными автоматизированными системами: планирования, исследований, конструкторской подготовки производства, технологической подготовки производства, изготовления продукции.
Система планирования осуществляет разработку и оптимизацию режимов производственной деятельности предприятия по выпуску требуемой номенклатуры и объема продукции.
Система исследований выполняет поисковые исследования с целью определения оптимальной номенклатуры и характеристик выпускаемых изделий, а также осуществляет функции центра моделирования производственной системы с целью оптимальной организации производства изделий.
Система конструкторской подготовки производства обеспечивает проектирование новых и модернизацию выпускаемых изделий. К основным задачам конструкторской подготовки относятся:
- управление процессом конструкторской подготовки;
- разработка технических заданий на новые изделия, узлы, детали;
- эскизное, техническое и рабочее проектирование изделий;
- стандартизация и унификация конструкций, их элементов и конструкторской документации.
Система технологической подготовки производства осуществляет разработку технологических процессов изготовления изделий, подготовку программ для оборудования с числовым программным управлением (ЧПУ), разработку средств производства (оборудования, оснастки, режущих и мерительных инструментов и др.), необходимых для выполнения разработанных
технологических процессов. Технологическая подготовка производства охватывает:
- управление технологической подготовкой производства;
- отработку изделий на технологичность;
- проектирование технологических процессов изготовления и сборки изделий;
- техническое нормирование;
- проектирование специальных инструментов и оснастки;
- технологическую подготовку производства специальных инструментов и оснастки;
- изготовление специальных инструментов, оснастки и их внедрение;
- расчет производственных мощностей и сводных технологических нормативов на изделия;
- подготовку программ для программно-управляемого технологического оборудования;
- типизацию и нормализацию технологических процессов и оснастки.
В результате выполнения своих функций системы конструкторской и технологической подготовки производства создают информационную базу в виде нормативно-технических данных, необходимых для организации управления всем предприятием в целом, включая экономику, материально-техническое снабжение, организацию производства и др.
Система изготовления продукции обеспечивает все операции по реализации разработанных технологических процессов. Эти задачи решаются в ГАП с помощью гибких производственных систем (ГПС).
2.2. Информационная структура процесса автоматизированного проектирования в САПР кК и ТП [6,c.6-17]
Процесс проектирования осуществляется в следующей последовательности:
- восприятие исходной информации, содержащейся в задании на проектирование;
- разработка стратегии проектирования;
- поиск необходимой для проектирования информации;
- обработка информации и разработка проектных решений;
- анализ и выбор рациональных вариантов полученных проектных решений;
- документирование результатов.
Совокупность этих этапов процесса автоматизированного проектирования обеспечивается тремя основными подсистемами: информационной, обработки и отображения информации, документирования.
Информационная подсистема обеспечивает процесс проектирования всей необходимой информацией. Она содержит информацию о накопленном ранее опыте, существующих методиках проектирования, включает руководящие, справочные и архивные материалы.
Подсистема обработки и отображения информации обеспечивает процесс проектирования заданных объектов. Она содержит средства ввода-вывода и отображения информации и средства обработки информации.
Подсистема документирования осуществляет представление полученных решений в виде документации на машинных, бумажных или других видах носителей.
По определению (ГОСТ 23501.0-79) "САПР представляет собой организационно-техническую систему, состоящую из комплекса средств автоматизации проектирования, взаимосвязанного с подразделениями проектной организации, и выполняющую автоматизированное проектирование".
В соответствие с ГОСТ подсистемы САПР по назначению делят на 2 вида: проектирующие и обслуживающие.
Проектирующие подсистемы выполняют проектные процедуры и операции, обеспечивающие собственно проектирование. Обслуживающие подсистемы обеспечивают необходимой информацией проектирующие подсистемы.
2.3. Основные задачи САПР К и ТП [1,кн.6,с.7-12],[2,c.15-24],[6,c.25-28]
САПР в машиностроении решают задачи конструкторского проектирования (что производить?) и задачи технологического проектирования (как производить?).
Основные задачи конструкторского проектирования: реализация принципиальных схем проектируемых объектов, конструирование отдельных деталей, компоновка узлов и агрегатов, оформление технической документации. При этом одна группа задач определяет геометрические параметры (например, параметры формы) объектов: задачи геометрического проектирования. Другая группа задач обеспечивает синтез структур объектов: задачи топологического проектирования.
Задачами геометрического проектирования являются: геометрическое моделирование и геометрический синтез. Геометрическое моделирование - это решение позиционных и метрических задач на основе преобразования геометрических моделей объектов. Примеры позиционных задач: определение координат точек пересечения элементов геометрических объектов, касания, взаимного расположения объектов и др. Примеры метрических задач: вычисление длины, площади, центра масс, моментов инерции и др. Геометрический синтез - это формирование изображений сложных геометрических объектов из элементарных. Так, например: создание изображений сложных по конфигурации деталей осуществляют с помощью отрезков прямых, окружностей, дуг, поверхностей и др.
Задачи топологического проектирования: компоновка, размещение и трассировка. На основании решения задачи компоновки и размещения определяется рациональное пространственное расположение объектов (например: расположение валов, зубчатых колес и опор в приводе станка). Трассировка позволяет определить пространственное расположение связей (соединений, коммуникаций) между элементами проектируемых объектов (например: проведение трубопроводов между элементами гидравлических, пневматических систем).
Основные задачи технологического проектирования: разработка структур, определение параметров, оптимизация технологических процессов и оформление технологической документации.
При разработке структуры технологического процесса определяется последовательность и состав его элементов: операций и переходов. Решение задачи определения параметров технологического процесса обеспечивает назначение размерных параметров обрабатываемых поверхностей, выбор необходимого оборудования, приспособлений инструментов и др., выполнение необходимых расчетов (режимов обработки, норм и др.). Оптимизация технологического процесса осуществляется с целью определения наиболее эффективного технологического процесса из возможного множества вариантов технологических процессов изготовления данного изделия.
2.4. Основные общесистемные принципы создания САПР К и ТП [2,c.24-30], [3,c.40-44], [6c.9-11,c.23-25]
При создании и модификации САПР используются общесистемные принципы: системного единства, адаптации, развития, комплексности, совместимости, унификации.
Принцип системного единства обеспечивает: целостность системы в целом и ее элементов, единство терминов, условных обозначений, систем классификации и кодирования для всех подсистем, средств обеспечения и компонентов САПР, единство информационной и технической базы, используемых языков программирования.
Принцип адаптации предполагает возможность настройки САПР при различных внешних условиях (например, на различных предприятиях) в диапазоне характеристик использования САПР и эффективное ее функционирование.
Принцип развития предполагает возможность дополнения САПР новыми компонентами, совершенствования имеющихся компонентов, а также взаимодействия и расширения взаимосвязей с другими автоматизированными системами.
В соответствии с принципом комплексности САПР создается как интегрированная система, в которой автоматизируется ряд этапов проектирования (в идеале - все этапы), например: поисковые научные исследования, проектирование конструкций изделий и разработка технологических процессов их изготовления.
Принцип совместимости обеспечивает совместное функционирование составных частей САПР (например: подсистем научно-технической информации, стандартов, справочных данных и др.) и сохраняет ее открытой в целом (например, САПР конструкций изделий должна быть совместимой с АСУП, САПР технологических процессов изготовления изделий и т.д.).
Принцип унификации ориентирует на преимущественное создание и использование типовых и унифицированных элементов САПР (например, программных модулей), что обеспечивает их многократное применение в различных САПР.
Разработка САПР - сложная научно-техническая проблема и накопленный опыт позволяет выделить следующие основные особенности их построения:
- САПР создается как человеко-машинная система, то есть важную роль в процессе проектирования с помощью САПР играет инженер, который, во-первых, решает те задачи, формализация которых до сих пор не достигнута, а, во-вторых, принимает решения, которые решаются на основе его эвристических способностей более эффективно, чем с помощью ЭВМ;
- САПР - иерархическая система, основанная на блочно-иерархическом подходе к проектированию. Принцип иерархичности означает структурирование представлений об объектах по степени детальности описаний, что обеспечивается с помощью использования иерархических уровней. Каждый элемент предыдущего уровня может рассматриваться как сложный объект, состоящий из ряда взаимосвязанных объектов последующего уровня, которые, в свою очередь, также могут рассматриваться как сложные объекты. Подобное разделение продолжается вплоть до получения на некотором уровне элементов, которые дальнейшему делению не подлежат. Такие элементы по отношению к рассматриваемому объекту называются базовыми элементами. Например, в металлообрабатывающем станке базовыми элементами являются детали, которые, в свою очередь, являются элементами предыдущих иерархических уровней - сборочных единиц (коробки скоростей, коробки подач, суппорта и др.);
- САПР - совокупность информационно согласованных подсистем, то есть все или большинство задач проектирования обслуживаются информационно согласованными программами. Две программы являются информационно согласованными, если все данные, являющиеся объектами переработки в обеих программах, входят в числовые массивы, не требующие изменений при переходе от одной программы к другой;
- САПР - открытая и развивающаяся система, что позволяет постоянно увеличивать и улучшать возможности системы, вводя в нее новые, более совершенные модули;
- САПР - система с максимальным использованием унифицированных модулей, что позволяет оперативно разрабатывать новые специализированные САПР с помощью разработанных ранее модулей.
В настоящее время разрабатывается большое количество САПР, имеющих различные области применения и возможности. Для обеспечения рационального выбора подходящей для заданных условий САПР создана система классификации САПР. В соответствие с ГОСТ 23501.108-85 САПР характеризуют по следующим 8 признакам: типу, разновидности и сложности объекта проектирования, уровню и комплексности автоматизации проектирования, характеру и числу выпускаемых проектных документов, количеству уровней в структуре технического обеспечения САПР. Три первых признака отражают особенности объектов проектирования, следующие четыре - возможности систем, восьмой признак - особенности технической базы САПР.
Методология автоматизированного проектирования конструкций и технологических процессов
2.5.1. Классификация методов автоматизированного проектирования конструкций и технологических процессов [2,c.106-132], [6,c.51-65]
Автоматизированное решение задач конструкторского и технологического проектирования должно обеспечивать возможности эффективного использования как предшествующего опыта проектирования, так и осуществление проектирования оригинальных конструкций и технологических процессов. В связи с этим, методы автоматизированного проектирования подразделяются на две основные группы: адресации и синтеза. Системы, основанные методе адресации, называют поисковыми или вариантными. Системы, основанные на методе синтеза, называют генерирующими.
Метод адресации основан на принципе унификации - рациональном сокращении количества вариантов проектирования конструкций и технологических процессов. Для использования этого метода в САПР К и ТП предварительно создают унифицированные конструкторские решения (например, комплексные детали) и унифицированные технологические решения (например, групповые технологические процессы). Метод заключается в нахождении для заданного конкретного случая подходящего унифицированного решения и его настройки в соответствии с заданными конкретными параметрами проектируемого объекта. Поиск осуществляется с помощью поискового описания (адреса), которое определяется кодом, полученным в результате классификации и кодирования проектируемого объекта. При этом возможны три варианта реализации метода адресации:
- если проектируемый объект создан ранее, то задача заключается лишь в его нахождении и соответствующем использовании (документировании на бумажных носителях, использовании для дальнейших этапов подготовки производства и т.д.); поэтому этот метод называют полным заимствованием;
- если проектируемый объект отличается от найденного унифицированного только параметрами (размерами, моделями оборудования и др.) и полностью совпадает по структуре (топологии конструкции, количестве и содержанию операций и др.), то задача заключается в настройке (изменении) значений параметров унифицированного объекта (размерных, моделей оборудования и др.); поэтому этот метод называют заимствованием с параметрической настройкой;
- если проектируемый объект отличается от найденного унифицированного как структурой (топологией конструкции, количеством и содержанием операций технологического процесса и др.), так и параметрами (размерами, моделями оборудования и др.), то задача заключается в изменении структуры унифицированного решения путем исключения из него отдельных фрагментов или элементов (элементов конструкции, операций технологического процесса и др.) и в настройке (изменении) значений параметров унифицированного объекта; поэтому этот метод называют заимствованием со структурной и параметрической настройкой;
Метод синтеза основан на создании конструкции или технологического процесса из отдельных, более простых составляющих - фрагментов и/или элементов. Очевидно, что этот метод наиболее рационально использовать в тех случаях, когда отсутствуют унифицированные решения создания объекта в целом, то есть невозможно применение метода адресации. Кроме того, этот метод используется для создания унифицированных решений, которые впоследствии будут использованы для проектирования методом адресации.
Различаются три варианта реализации метода синтеза:
- в случае, если имеются ранее созданные унифицированные фрагменты решений (фрагменты конструкций и технологических процессов), то они используются как отдельные модули, в результате объединения которых осуществляется синтез объекта проектирования; поэтому этот метод называется синтезом из фрагментов;
- в случае, если унифицированные фрагменты отсутствуют, то в качестве объектов, из которых осуществляется синтез, используются простейшие элементы (например, для проектирования графических изображений в качестве таких элементов могут быть: точка, отрезок, окружность, дуга, цилиндр, призма, конус, шар и др.; для проектирования технологических процессов в качестве элементов могут использоваться: технологические операции, переходы, модели технологического оборудования, обозначения инструментов и др.); поэтому этот метод называется синтезом из элементов;
- третья разновидность метода синтеза основана на использовании логических правил и аналитических зависимостей между входными (исходными) данными для проектирования (например, для разработки технологического процесса в качестве таких данных используются данные из рабочего чертежа детали) и возможными вариантами проектируемого объекта (например, технологического процесса); этот метод называется чистым синтезом.
2.5.2. Укрупненная структура процесса автоматизированного проектирования в САПР К и ТП [2,c.91-106], [6,c.238-257]
Процесс автоматизированного проектирования начинается с постановки задачи проектирования – детального описания объекта проектирования (например, при разработке конструкции таким описанием является техническое задание на проектирование изделия, а при разработке технологического процесса - рабочий чертеж изделия и данные о типе производства). На следующем этапе осуществляется разработка проектных решений - создание электронных моделей объекта проектирования с помощью САПР К и ТП, образы которых можно воспроизвести на экране дисплея и осуществлять над ними манипуляции (при проектировании конструкций это может быть чертеж детали, при проектировании технологических процессов - технологические карты). На этом этапе осуществляется классификация и группирование изделий, моделирование и синтез конструкций и технологических процессов. На этапе оценки проектных решений осуществляется проверка возможности реализации разработанных решений (например: отсутствие столкновений элементов изделия в процессе работы, возможность размещения их в заданном пространстве и др.), а также определяются экономические показатели разработанных решений, на основании которых осуществляется выбор рационального (оптимального) варианта. Причем процесс разработки и оценки проектных решений должен быть итерационным, то есть после разработки решения осуществляется его оценка, на основании которой определяется направление в корректировке параметров решения, их изменение и последующая оценка. Этот процесс должен повторяться до тех пор, пока полученное решение не будет удовлетворять выбранному критерию оптимальности. Представление и документирование результатов заключается в автоматическом изготовлении чертежей, технологических карт и другой необходимой документации.
Методы автоматизированного проектирования как конструкций, так и технологических процессов имеют свои особенности. Однако, учитывая, что они взаимосвязаны (так как конструкция определяет технологический процесс, а технологический процесс может влиять на создаваемую конструкцию) методология автоматизированного проектирования должна опираться на создание, так называемых, интегрированных САПР К и ТП, включающих следующие основные процедуры: классификацию и кодирование проектируемого изделия, поиск конструкции изделия-аналога, ее редактирование, поиск и редактирование технологического процесса-аналога. В случае, если аналог отсутствует в базе данных, проектирование конструкций и технологических процессов осуществляется путем синтеза из элементов или из фрагментов. По окончании проектирования осуществляется выбор рационального варианта конструкции и технологического процесса из возможных и документирование полученных результатов.
Классификация и кодирование изделий осуществляется с помощью систем классификации и кодирования. В России для этих целей должны использоваться: "Классификатор ЕСКД" и "Технологический классификатор изделий машиностроения и приборостроения". Результатом классификации является определение группы, к которой принадлежит проектируемое изделие, и, соответственно, кода этого изделия. Если в базе данных найдено спроектированное ранее изделие-аналог, то дальнейший процесс проектирования конструкции заключается в редактировании (модификации) аналога. При этом могут быть изменены размерные параметры и отдельные элементы изделия-аналога. В результате будет получена конструкция проектируемого изделия. Если же в базе данных изделия - аналога не обнаружено (так как оно ранее не проектировалось), то приступают к методу проектирования конструкции, основанному на синтезе ее из элементов или фрагментов. Дальнейшее проектирование заключается в разработке технологических процессов изготовления спроектированного изделия, что осуществляется подобно разработке конструкции изделия. В базе данных на основании классификационного кода детали осуществляется поиск техпроцесса-аналога. Если он спроектирован ранее и занесен в базу данных, то он используется как основа (шаблон) для разработки интересующих технологических процессов. Есл