обработки концентрированными потоками энергии

профессионального образования

Самарский государственный технический университет

Кафедра Физические технологии

 

КУРС ЛЕКЦИЙ

по дисциплине САПР ТП ОБРАБОТКИ КПЭ

для студентов специальности 150206

"Машины и технология высокоэффективных процессов обработки".

 

Самара 2007

Системы автоматизированного проектирования процессов

обработки концентрированными потоками энергии

ГОС

Состав и структура системы автоматизированного проектирования процесса обработки КПЭ;

место баз данных, алгоритмов оптимизации и прочих компонентов САПР;

математическое описание основных физических процессов, протекающих при обработке КПЭ;

статическое и физическое моделирование в САПРе;

пути упрощения и совершенствования структур САПР;

сущность процесса проектирования технологии обработки (оборудования) для КПЭ;

состав оборудования рабочего места САПР;

требования к вычислительным средствам САПР;

роль внешних запоминающих устройств в системе;

перфокарты, перфоленты, накопители на магнитной ленте;

графические станции в САПР;

стандартный набор процедур и источники погрешности при статической идентификации моделей;

системы автоматизации экспериментов.

 

 

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

 

1.3.1. Наименование тем, их содержание, объем в часах лекционных занятий

Лекционный курс

Порядковый номер лекции	Раздел, тема учебного курса, содержание лекции	Кол-во часов
	ДЕВЯТЫЙ СЕМЕСТР Раздел 1 Тема 1.1. Введение. Предмет и задачи курса.. Производство и управление. Тема 1.2. Системный характер технологических процессов (ТП) и сложных объектов; требования современного производства к автоматизации проектирования; ТП и управление Тема 1.3. Основные задачи создания системы автоматического проектирования технологических процессов (САПР ТП) и свойства САПР ТП Раздел 2. Тема 2.1. Требования к разработка САПР ТП обработки концентрированными потоками энергии. Тема 2.2. Состав и структурная схема системы автоматизированного проектирования процесса обработки КПЭ. Компьютерные средства проектирования и графического моделирования. Тема 2.3. Базы данных, алгоритмы оптимизации компоненты САПР. Раздел 3. Тема 3.1. Элементы математики: булева алгебра, свойства множеств. Математическое описание основных физических процессов, протекающих при обработке КПЭ; Тема 3.2. Статическое и физическое моделирование в САПРе; динамическая, информационная, логическая модели процесса проектирования. Моделирование физических процессов. Тема 3.3. Кибернетические модели процесса проектирования технологии обработки концентрированными потоками энергии. Общие вопросы автоматизации проектирования технологии обработки. Тема 3.4. Структура САПР ТП. Пути упрощения и совершенствования структур САПР ТП обработки КПЭ. Раздел 4. Тема 4.1. Сущность процесса проектирования технологии обработки (оборудования) для КПЭ. Обработка и представление исходных данных. Тема 4.2. Разработка критериев и функционалов оптимизации процесса САПР ТП Тема 4.3. Состав оборудования рабочего места САПР; Требования к вычислительным средствам САПР;   Тема 4.4. Роль внешних запоминающих устройств в системе; перфокарты, перфоленты, накопители на магнитной ленте; графические станции в САПР. Тема 4.5. Стандартный набор процедур и источники погрешности при статической идентификации моделей.   Раздел 5. Тема 5.1. Системы автоматизации экспериментов. Тема 5.2. Разработка алгоритмов проектирования и оптимизации технологических процессов обработки КПЭ. Формирование марщрутной и операционной технологии обработки.
ИТОГО

 

1.3.4. Самостоятельная работа студентов. Разделы, темы, перечень примерных контрольных вопросов и заданий для самостоятельной работы. Сроки выполнения, объем

Содержание и объем самостоятельной работы студентов

Разделы и темы рабочей программы для самостоятельного изучения	Перечень домашних заданий и других вопросов для самостоятельного изучения	Сроки выпол-нения	Объем часов
Раздел 1. Тема 4.	Самостоятельное изучение теоретического материала	В течение семестра
Раздел 1, тема 1.3	Подготовка к лабораторной работе № 1	-
Раздел 2, тема 2.2	Подготовка к лабораторной работе № 2	-
Раздел 4, тема 4.1.	Подготовка к лабораторной работе № 3	-
Раздел 5, тема 5.2.	Подготовка к лабораторной работе №4	-
Раздел 3, тема 3.1.	Самостоятельное изучение теоретического материала
Подготовка к экзаменам
ИТОГО

 

ЛЕКЦИЯ 1

Тема 1.1. Введение. Предмет и задачи курса.. Производство и управление.

Цель курса – на основе теоретических знаний в области методологии построения САПР технологических процессов (ТП) обработки КПЭ научить студентов осознанной работе с современными САПР ТП.

Задачи курса состоят в изучении:

· общих вопросов проектирования;

· теоретических основ САПР ТП;

· вопросов практической реализации автоматизированного проектирования ТП в современных САПР технологических процессов обработки КПЭ

·

Основы знаний необходимых для изучения курса САПР ТП обработки КПЭ

Для успешного освоения курса необходимо знание следующих основных понятий и тем из приведенных ниже дисциплин:

1. Математика: основы теории множеств и теории графов; основы теории оптимизации.

2. Информатика: блок – схемы алгоритмов решения различных задач; языки программирования; конструкции и основные характеристики современных компьютеров; операционные системы современных компьютеров.

3. Технология конструкционных материалов: заготовительное производство в машиностроении (технология получения основных видов заготовок).

4. Обработки КПЭ: методика расчета режимов обработки.

5. Обрабатывающие головки: конструкции, технологическое назначение основных оптических систем лазерных установок, плазмотронов, электронных пушек. Технологическая оснастка:

виды и конструкции основных приспособлений для лазерных, электронно-лучевых и плазменных установок.

6. Оборудование для обработки КПЭ: Конструкции и принцип функционирования оборудования для обработки КПЭ.

7. Основы технологии машиностроения: методика разработки технологических процессов обработки деталей.

8. Технология машиностроения: изготовление деталей на металлорежущих станках.

9. Основы программирования станков с ЧПУ: основы разработки управляющих программ станков с ЧПУ.

10. Экономика и планирование: себестоимость изделия (структура, методы расчета).

11. Математическое моделирование процессов в машиностроении: математическая модель объекта моделирования (определение, представление, состав); постановка и методы решения задач оптимизации.

 

1. Общие вопросы и подходы к автоматическому проектированию ТП обработки КПЭ

1.1. Общие вопросы, терминалогия

Производство и управления. Процесс – последовательная смена состояний, стадий развития, совокупность действий. Управление связи – совокупность действий, выбранных на основании определенной информации и направленных на поддержание или улучшение функционирование объекта в соответствующей программой (алгоритмом) или целью функционирования. Прямая связь – поток информации от системы управления к объекту управления. Обратная связь - поток информации от объекта к системе управления. Управление ТП – информационный процесс, обеспечивающий выполнение какого-либо материального процесса и достижение их определенных целей.

ТП и управление. Управление ТП может охватывать отдельные операции, отдельные участки или процесс производства в целом. Основные функции управления ТП можно реализовывать ручными методами, механизированными, автоматизированными и автоматическими.

При ручных методах управления оператор затрачивает физический и умственный труд.

При механизированных методах управления предполагается применение оборудования, которое частично или полностью заменит его физический труд.

При автоматизированных методах управления ТП применяется оборудование, обеспечивающее частичную или полную замену физического труда, а также частичную замену умственного труда оператора по управлению процессом.

Автоматические методы правления ТП предполагают использование оборудования, которое полностью или почти полностью заменяют физический и умственный труд оператора по контролю и оперативному управлению объектом, оставляя оператору контроль за работой оборудования и процессом.

Основные операции управления ТП. Подготовительные операции:

контроль готовности оборудования;

контроль наличия сырья и материалов;

контроль готовности прочих элементов процесса.

Пусковые операции:

Включение;

Параметры ТП. Параметры ТП можно классифицировать по следующим признакам: по отношению к областям наук; по качественно-количественному признаку; по характеру физи­ческих величин; по характеру изме­рений; по характеру изме­рительных сигналов; по характеру кван­тования; по характеру диск­ретизации; по цели извлечения информации; по отношению к участкам техноло­гического процесса; по информативно­му признаку; по возможности контроля; по направлению управления; по степени локали­зации.

По характеру физических величин параметры можно в свою очередь классифицировать no ряду признаков: по видам явлений (в ещественные, энергетические, информационные ); по принадлежности к различным группам процессов ( пространственно-временные, механи­ческие, электри­ческие и магнит­ные, тепло­вые, акустические, световые, ионизи­рующих излучений );

по степени условной зависимости от других величин данной группы: (основные условно-независимые, производные условно-зависимые):

по величине размерности (размерные или абсолютные, безразмерные или относительные).

По характеру измерений параметры можно также подразделить: по характеру измерительных сигналов параметры можно классифицировать в соответствии с классификацией измерительных сигналов. Под сигналом в общем случае понимается материальный носитель информации. Измерительный сигнал несет информа­цию в виде отражения физического процесса, представляет собой кодовый или дискретный сигнал. Поэтому параметры технологического процесса как отражение свойств этого процесса определяются измерительны­ми сигналами, несущими информацию о процессе.

По характеру квантования параметры классифицируются на непрерывные и кванто­ванные (дискретные) по уровню. Непрерывный параметр может иметь в заданном диапазоне беско­нечно большое число значений (например, ток, температура, длина и т. д.). Кванто­ванный параметр характеризуется величи­ной, имеющей в заданном диапазоне ограни­ченное число значений (например, малый электрический заряд, определяемый заряда­ми электронов, и г. п.).

По видам явлений: вещественные, энергетические, информационные.

По принадлежности к различным группам физических процессов: пространственно-временные, механические, электрические и магнитные, тепловые, акустические, световые, ионизирующих излучений.

По степени условной зависимости от других величин данной групп: основные условно-независимые, основные условно-зависимые.

По величине размерности: размерные или абсолютные, безразмерные или относительные.

ЛЕКЦИЯ 2

Тема 1.2. Системный характер технологических процессов (ТП) и сложных объектов; требования современного производства к автоматизации проектирования; ТП и управление

2.1. Системный подход. Система – комплекс элементов, находящихся во взаимодействии

Системный подход – понятие, подчеркивающее значение комплексности, широты охвата и четкой организации в исследовании, проектировании и планировании.

Проектные работы в технологической подготовке производства являются наиболее трудоемким участком и включают в себя анализ конструкторских чертежей, проектирование технологических процессов и средств оснащения, а также отработку технологии.

Автоматизация проектирования и технология управления производственными процессами – основной путь интенсификации производства, повышения эффективности и качества продукции. Автоматизация проектирования ТП в ГПС прежде всего должна учитывать гибкость технологических процессов – возможность быстрого перехода на новые ТП при обеспечении заданных параметров качества и производительности.

ГПС - автоматизированное производство с широким использованием компьютерной и процессорной техники роботов, внедрение гибких технологий, позволяющих быстро и эффективно перестраивать ТП на изготовление новых изделий.

ГПС – безлюдная технология, - совокупность или определенная единица технологического оборудования и системы его функционирования в автоматическом режиме, обладающая свойствами автоматизированной переналадки при производстве изделий производственной номенклатуры в установленных пределах их характеристик.

 

2..2.Требования современного производства к автоматизации проектирования

Суть проблемы гибкой производственной системы:

1. создание автоматов с различными производственными функциями;

2. создание системы управления производством в целом и автоматическими линиями и их элементами на общей методологической основе;

3. автоматизация технологии проектирования.

Решение этих задач требует автоматизации всех работ подготовительного и производственного цикла.

При построении гибких производственных систем (ГПС) должны быть выдержаны следующие принципы:

сокращение времени подготовки производства;

универсальность системы автоматизированного проектирования и процесса управления процессами изготовления, т.е. способность автоматизированных систем (АС) получить результаты решения независимо от производственных ситуаций;

использование многоцелевых средств изготовления, обеспечивающих высокую скорость изготовления при заданном качестве;

минимизация времени перемещения изготавливаемо продукции между рабочими местами при транспортировании и складировании;

обеспечение высокой точности перемещения и установки.

При разработке системы проектирования технологии машиностроения должны быть учтены следующие условия их функционирования:

- конструкция изделия часто не имеет аналогов и характеризуется сложной формой и высокими требованиями к качеству;

- этапность технологической подготовки производства: анализ конструкции с точки зрения ее изготовления и оптимизации технологии, получение проекта технологии, моделирование изготовления;

- изменение номенклатуры изделий;

- изменение структуры ГПС;

- изменение режима выпуска изделий.

Система автоматического проектирования (САПР) должна обеспечивать:

- получение проекта для различных (включая новые) конструкторских решений, которые можно осуществить средствами ГПС;

- функционирование на различных этапах ПП (анализ чертежей конструкции, моделирование изготовления, отработка технологических звеньев предприятия, определение правил изготовления для каждого конкретного задания на каждом рабочем месте);

- решение задач проектирования с учетом факторов, связанных с системами автоматизации решения задач организации производства и управления, такими, как: адаптация технологи и изменение производственных условий (гибкая технология); обеспечение сокращения времени наладок и переналадок средств изготовления в ГПС; оптимальная загрузка оборудования; надежность технологических решений для повышения общей надежности ГПС; совместимость с другими системами проектирования и конструирования изделий.

Т.о., САПР ТМ должны обладать такими свойствами, как универсальность, многофункциональность, комплексность, и для них должна быть характерна общность свойств любых сложных компьютерных систем (открытость для дополнения их новыми программами, надежность работы, доступность информации, адаптивность к внешней среде, тиражируемость).

В целом автоматизация труда инженера охватывает следующие вопросы: планирование задания, технологическая подготовка производства (ПП), управление производственной системой.

Автоматизация проектирования технологии машиностроения (ТМ) – часть комплексной проблемы автоматизации производства. В связи с этим систему автоматизации процессов проектирования необходимо рассматривать в комплексе с системой управления производством и, в частности, с автоматизацией управления технологической ПП. Задачами технологической ПП являются: проектирование технологических процессов и средств его оснащения, решение которых обеспечивает САПР технологии; проектирование и организация производственных структур, решение которых обеспечивает САПР организации.

САПР технологии обеспечивает получение программными средствами технологической документации и состоит из систем:

- анализа чертежей на технологичность и соответствие их возможностям производства;

- проектирование технологических процессов изготовления изделия;

- проектирование средств оснащения ТП изготовления;

- проектирование ТП изготовления средств оснащения.

При осуществлении ТП ставят задачу получения изделия высокого качества при минимальных затратах на его изготовление. Несмотря на многие известные законы и закономерности, влияющие на ТП обработки известно далеко не все.

Например, рассмотрим один из разделов технологии – размерная электроэрозионная обработка (размерная лазерная обработка).

Вопрос образования лунки заданного размера с требуемой погрешностью δ и качеством R_Z иΔ(R_Z – шероховатость поверхности, Δ – точность исполнения) требует решения задач электрофизики, гидродинамики, термодинамики, теории пластичности и других задач ФТТ. Каждую из этих задач вне внутренней связи с другой, т.е. величины δ, R_Z, Δ определяют из законов электрофизики или гидродинамики и т.п. Практически решение в полной мере не определено из-за отсутствия внутренних связей различных теорий. Все это устанавливается в этом случае опытным путем.

Проектирование технологии включает в себя основные требования: требования основного служебного назначения, технологические требования, технико-экономические требования и эргономические (эрго –работа, номика – закон; эргономика – изучает человека или группу людей и его(их) деятельность в условиях современного производства с целью оптимизации орудий, условий и процесса труда, т.е. основной объект исследования эргономики – это система «человек – машин», выработка системного подхода к этой проблеме). Каждый класс требований выражается через соответствующие параметры, действия над которыми определяют процесс проектирования.

Для обеспечения полноты информации о проектируемом объекте следует рассматривать иерархию его свойств с позиций следующих требований (табл. 1.1):

- основного служебного назначения;

- технических, обеспечивающих вспомогательные функции и основные связи со средой;

- экономических, определяющих рациональное решения;

- эргономических.

Основу проектирования конструкций составляют законы преобразования параметров требований в связи и параметры поверхностей конструкций.

Основу проектирования технологии изготовления составляют законы превращения заготовки в готовое изделие. Результаты проектирования технологии выражаются в технологических картах и чертежах средств оснащения ТП. Технологическая карта содержит описание этапов изготовления: описание состояния элементов изготавливаемого объекта и описаний условий выполнения действий, ведущих к получению требуемого изделия.

 

Для создания систем автоматизированного проектирования технологических процессов (САПР ТП) необходимо решить следующие основные задачи:

1. Разработать формализованный технологический язык, с помощью которого всю исходную и справочно-нормативную информацию можно было записать в виде, удобном для введения в компьютер.

2. Разработать достаточно универсальный технологический метод, пригодный для моделирования и алгоритмизации процессов проектирования технологии обработки различных деталей.

3. На основе принятого методов и формализованного языка создать алгоритмы и программы проектирования технологических процессов.

4. Создать комплекс технических средств, сопрягаемых с компьютером и предназначенных для механизации кодирования и подготовки исходной информации к вводу в систему, отображения хода проектирования на дисплее и оперативной связи технолога с компьютером, а также устройства для выдачи результатов проектирования на естественном языке.

Методология решения задач проектирования технологии машиностроения (ТМ) является определяющей в автоматизации проектирования – на ее основе строится общая теория решения задач автоматизации проектирования ТМ. В ней рассматривается взаимосвязь содержания процесса проектирования технологии с абстрактным описанием его, пригодным для программирования, т.е. используется метод абстрагирования.

На первом уровне абстракции строится модель зависимостей выхода от входа системы.

На втором уровне – математическая модель процесса проектирования технологии, рассматривающая машинные (компьютерные) свойства процесса проектирования.

На третьем уровне – логико-математическая модель, составляющая основу математического описания процесса проектирования.

Процедуры формирования проекта технологии, подчиненная закону изменения качественного состояния изготовления деталей, обеспечивают поэтапное построение элементов проекта и возможность оценки их с точки зрения различных критериев (качественных, стоимостных и др.).

ЛЕКЦИЯ 3

Тема 1.3. Основные задачи создания системы автоматического проектирования технологических процессов (САПР ТП) и свойства САПР ТП

3.1. Основные задачи создания САПР ТП.

Обработка концентрированными потоками энергии (КПЭ) материалов и заготовок является одной из основных в ряде отраслей промышленности (автомобилестроение, авиация и ракетостроение и некоторые другие). Технология обработки КПЭ является быстро развивающейся направлением. Причинами бурного развития технологии обработки КПЭ являются широкие возможности автоматизации процессов обработки, широкий спектр видов технологий (термообработка, легирование, сварка, наплавка, резка, размерная обработка и ряд других), возможность обрабатывать любые материалы и ряд других. Технологическая подготовка производства для обработки широкого спектра деталей, узлов требует значительного меньшего времени и затрат по сравнению с механическими видами обработки.

Известно, что на каждую деталь разрабатывается технологический процесс ее обработки, на каждую сборочную единицу разрабатывается технологический процесс ее сборки. Кроме этого в ходе технологической подготовки производства разрабатываются технологические процессы изготовления заготовок, термической обработки деталей, покраски изделий и т.д.

В условиях рынка спросом пользуется только конкурентоспособная продукция. Производители продукции должны постоянно ее обновлять. Т.е. количество модификаций изделий, изготовляемых производителем, постоянно увеличивается.

Указанные выше причины указывают на то, что на современных предприятиях, в том числе и машиностроительных, значительное количество времени и средств тратится на проектирование в целом и на разработку (проектирование) технологических процессов в частности.

Целями и задачами автоматизации технологической подготовки производства (ТПП) являются следующие:

1. Сокращение трудоемкости технологической подготовки производства.

2. Сокращение сроков технологической подготовки производства.

3. Автоматизации технологической подготовки производства

Сокращение ТПП приводит к сокращению числа инженер -технологов и соответственно к уменьшению себестоимости изделия. Сокращения сроков ТПП приводит к сокращению сроков выпуска продукции от момента ее разработки, что дает фирме больше вероятности выжить в конкурентной борьбе при прочих равных условиях, т.к. она окажется в более выгодном положении на рынке. Например, станкостроительная фирма считается конкурентоспособной, если время от идеи создания нового современного станка до выхода первого образца этого станка не превышает 1,5 лет.

Автоматизация ТПП приводит к повышение качества разрабатываемых технологических процессов, что требует к постоянного технического перевооружения производства.

Техническое перевооружение современного машиностроительного производства может осуществляться по двум направлениям:

1. Замена универсального оборудования с ручным управлением, обслуживаемого рабочим высокой квалификации, оборудованием с автоматическим циклом обработки. В связи с увеличением дефицита квалифицированных рабочих это направление достаточно перспективно, особенно в условиях средне – и крупносерийного и массового производства.

2. Внедрение станков с ЧПУ, обладающих гораздо большей степенью универсальности. Их переналадка занимает меньшее время, чем в первом случае. Но и здесь необходимо тщательно прорабатывать технологические процессы и затем составлять управляющие программы.

Необходимость тщательной проработки технологических решений в приведенных выше случаях объясняется тем, что указанное оборудование является дорогостоящим и использовать его нужно рационально.

Принцип накопления технологических знаний, реализованный во многих современных системах автоматизированного проектирования технологических процессов (САПР ТП) обработки КПЭ, позволяет разрабатывать качественные технологические процессы. Знания опытных технологов, накапливаемые в САПР ТП, сами технологические процессы, разработанные ими, которые могут быть взяты за основу при разработке новых технологических процессов, позволяют повысить общий уровень технологической подготовки производства.

При ручном проектировании технолог сравнивает в уме ряд вариантов разрабатываемого технологического процесса (состав и содержание операций, варианты станков, инструментов и т.д.) и интуитивно выбирает лучшие на его взгляд решения. Подробного экономического обоснования не производится за неимением времени. Применение ЭВМ на базе соответствующих математических моделей позволяет находить оптимальные технологические решения и практически исключить субъективные ошибки технолога.

3.2. САПР как объект проектирования

 

Проектирование - приведение изделия в соответствие с обстановкой при максимальном учете всех требований (Грегори).

Проектирование – творческая деятельность, которая вызывает к жизни нечто новое и полезное, чего ранее не существовало (Ризуик).

Проектирование – процесс, который кладет начало изменениям в искусственной среде (Дж. К. Джонс). Под искусственной средой здесь понимаются: транспорт, здания, средства связи, изделия и т.д.

Проектирование – процесс составления описания, необходимого для создания в заданных условиях еще не существующего объекта, на основе первичного описания данного объекта и (или) алгоритма его функционирования … (ГОСТ 22487).

Проектирование является сложным творческим процессом целенаправленной деятельности человека, основанным на глубоких научных знаниях, использовании практического опыта и навыков в определенной сфере.

Автоматизированное проектирование – проектирование, при котором отдельные преобразования описаний объекта и (или) алгоритма его функционирования …, осуществляются взаимодействием человека и ЭВМ (ГОСТ 22487).

Функции между человеком и ЭВМ должны быть рационально распределены. Человек должен решать задачи творческого характера, а ЭВМ – задачи, допускающие формализованное описание в виде алгоритма рутинного характера.

Преимуществом автоматизированного проектирования является возможность проводить на ЭВМ эксперименты на математических моделях. Это значительно сокращает дорогостоящее физическое моделирование. Математические модели при этом должны удовлетворять требованиям универсальности, точности, адекватности и экономичности.

Система автоматизированного проектирования (САПР) – комплекс средств автоматизации проектирования, взаимосвязанных с необходимыми подразделениями проектной организации или коллективом специалистов (пользователей системы), выполняющий автоматизированное проектирование (ГОСТ 22487).

Объектами проектирования в САПР могут быть здания, сооружения, металлорежущие станки и т.д., в САПР ТП – технологические процессы.

Проектирование по содержанию – это процесс переработки определенного объема различной информации. Входами такого процесса (рис. 2.1) являются:

1. Замысел (цель) проектирования, выраженный в виде определенной совокупности условий и требований, которым должен удовлетворять искомый объект.

2. Средства, т.е. факторы, которыми можно варьировать при проектировании.

 

 

 

Выход процесса – такое описание искомого объекта, которое необходимо и достаточно для материально – вещественного воплощения идеи проектирования в конкретный физический объект (т.е. его информационная модель в виде схем, чертежей, спецификаций, технологических карт и другой документации).

Таким образом, смысл процесса проектирования в любой САПР независимо от объекта проектирования один и тот же: получить в соответствие с замыслом такую информационную систему – модель, которая позволяет создать систему – оригинал, полностью соответствующую замыслу.

 

3.1. Свойства САПР ТП

В процессе проектирования с помощью САПР в качестве промежуточных и окончательных решений используют математические модели:

· формы и геометрических параметров;

· структуры;

· временных и пространственно – временных отношений;

· функционирования;

· состояний и значений свойств объекта;

· имитационные.

Модели формы и геометрических параметров – это плоские и объемные изображения объектов проектирования, выполненные в соответствии с правилами ЕСКД, ЕСТД, ЕСТПП (чертежи, схемы, карты эскизов и т.д.).

Модели структуры – это кинематические, гидравлические, электронные и др. схемы. Для технологического процесса – это его структура, представленная, например, в виде маршрутной, операционной карты, а в процессе проектирования – в виде графа.

Модели временных и пространственно – временных отношений – это циклограммы, сетевые графики и т.д.

Модели функционирования – это, например, динамические и кинематические схемы, выполненные в режиме анимации.

Модели состояний и значений свойств объекта – это формальное (упрощенное) описание объекта (процесса) в виде отдельных формул, систем уравнений и т.д. Они предназначены для расчетов параметров объекта, проведения численных экспериментов (для технологического проектирования – это математические модели для расчета припусков и межпереходных размеров, режимов резания и т.д.).

Имитационные (статистические) модели позволяют, учитывая большую совокупность случайных факторов проигрывать (имитировать) на ЭВМ многочисленные и разнообразные реальные ситуации, в которых может оказаться будущий объект проектирования.

При создании и приобретении САПР и их составных частей необходимо руководствоваться следующими принципами:

· системного единства;

· совместимости;

· типизации;

· развития.

Принцип системного единства обеспечивает целостность системы и иерархичность проектирования отдельных частей и объекта в целом.

Принцип совместимости обеспечивает совместное функционирование составных частей САПР и сохраняет открытой систему в целом.

Принцип типизации предусматривает разработку и использование типовых и унифицированных элементов САПР. Типизируют элементы, имеющие перспективу многократного использования.

Принцип развития дает возможность пополнения, совершенствования и обновления составных частей САПР.

Современные САПР, в том числе и САПР ТП базируются на новых информационных технологиях. Вследствие этого для них характерен ряд признаков:

1. Объектно – ориентированное взаимодействие человека и ЭВМ. Пользовательработает в режиме манипулирования изображениями заготовок, деталей, сборочных единиц, со схемами, текстом и т.д. в реальном масштабе времени. В основу манипулирования заложено программирование соответствующих процедур, выполняемы ЭВМ. Человек видит информационные объекты, получаемые посредством средств вывода информации, и воздействует на них за счет средств ввода информации.

2. Сквозная информационная поддержка на всех этапах обработки информации на основе интегрированной базы данных. База данных предусматривает единую унифицированную форму представления, хранения, поиска, отображения, восстановления и защиты информации.

3. Безбумажный процесс обработки информации. Все промежуточные варианты и необходимые численные данные записываются на машинных носителях и доводятся до пользователя через экран монитора. На бумаге фиксируется только окончательный вариант документа: технологическая карта, карта эскизов и т.д.

4. Интерактивный режим решения задач, выполняемый в режиме диалога пользователя и ЭВМ. Новые информационные технологии требуют высокого интеллектуального уровня, профессиональной и психологической подготовки пользователя. Пользователь должен досконально знать принципы и все нюансы работы САПР, ее возможности, уметь свободно пользоваться средствами общения с компьютером, квалифицированно ставить задачи и осмысливать результаты их решения.

Состав и структура САПР

Составными частями САПР являются подсистемы. В каждой подсистеме решается функционально законченная последовательность задач.

Любая САПР состоит из проектирующих подсистем и обслуживающих подсистем.

Проектирующие подсистемы выполняют процедуры и операции получения новых данных. Они имеют объектную ориентацию и реализуют определенный этап проектирования или группу взаимосвязанных проектных задач. Примеры: подсистемы проектирования технологических процессов сборки, механической обработки, расчета режимов резания и т.д.