Построение векторных объектов в системах автоматизированного проектирования

Министерство образования и науки  РФ

Пензенский Государственный  Университет

Кафедра «Приборостроение»

 

 

 

 

 

 

 

Построение векторных  объектов в системах автоматизированного  проектирования

Курсовая работа по дисциплине

 «Компьютерная графика»

ПГУ 100101-КР 091.05 ПЗ

 

 

 

 

Проверил:

к.т.н., доцент

П.С. Чернов

                                 

Выполнил:

ст. гр. 09ПГ1

И.В. Горшкова

 

 

 

Пенза 2012

Содержание

Введение…………………………………………………………………………..3

1 Основы систем автоматизированного  проектирования………………….....4

1. Основные определения процесса проектирования……………………..4
2. Стадии и этапы проектирования………………………………………....5
3. Классификация систем автоматизированного производства………….7
2. Система автоматизированного проектирования КОМПАС-3D…………8

2.1 Новые возможности программы…………………………………………9

2.1.1 Интерактивное учебное  пособие «Азбука КОМПАС»………….9

2.1.2 Новые сервисы………………………………………………………9

2.1.3 Машиностроительное проектирование........................................10

2.1.4 Проектирование в приборостроении..............................................11

3 Система AutoCad………………………………………………………………11

3.1 Назначение системы AutoCad……………………………………………11

3.2 Разновидность AutoCad………………………………………………….13

3.3 Меню и панели инструментов…………………………………………..15

3.4 Способы выполнения  чертежей…………………………………………17

4 САПР CATIA………………………………………………………………….18

4.1 Описание САПР CATIA V5…………………………………………......18

2. Преимущества и недостатки системы……………………………………20
5. Система Pro/ENGINEER……………………………………………………21

5.1 Пакеты   Pro/ENGINEER……………………………………………….22

5.1.1 Pro/ENGINEER Foundation XE (Extended Edition)…………….22

2. Пакет Pro/ENGINEER Advanced SE (Standard Edition) ………22
6. Система Autodesk Inventor ……………………………………………...23

6.1 Autodesk Inventor Studio………………………………………………..23

6.2 Autodesk Inventor LT……………………………………………………23

6.3 Autodesk Inventor Fusion……………………………………………….24

Заключение……………………………………………………………………..25

Список литературы…………………………………………………………….26

Приложение ……………………………………………………………………27

 

 

 

 

 

Введение

Система автоматизированного проектирования (САПР) – это комплекс программно-технических средств автоматизированного проектирования, взаимосвязанных с необходимыми подразделениями проектной организации или коллективом специалистов, выполняющих проектирование.

Основная цель создания САПР – повышение эффективности труда  инженеров, включая:

- сокращение трудоемкости  проектирования и планирования;

- сокращение сроков проектирования;

- сокращение себестоимости  проектирования и изготовления, уменьшение затрат на эксплуатацию;

- повышение качества и  технико-экономического уровня результатов  проектирования;

- сокращение затрат на  натурное моделирование и испытания.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Основы систем автоматизированного  проектирования

1. Основные определения процесса проектирования

Проектирование – процесс, позволяющий провести некую техническую идею до её инженерной модели. Результатом этого процесса является проект, который представляет из себя, как правило, графическую часть (чертежи, схемы) и пояснительную записку (описание назначения изделия, функции, технические характеристики и т.д.).

Алгоритм проектирования – совокупность предписаний, необходимых для выполнения проектирования. Алгоритм проектирования может быть общим (для определенного класса объектов) и специальным (для одного объекта). Под выполнением проектирования понимается нахождение результата проектирования.

Результат проектирования – проектное решение (совокупность проектных решений), удовлетворяющее заданным требованиям, необходимое для создания объекта проектирования. В заданные требования должны быть включены требования к форме представления проектного решения.

Проектное решение – промежуточное или конечное описание объекта проектирования, необходимое и достаточное для рассмотрения и определения дальнейшего направления или окончания проектирования.

Типовое проектное решение – уже существующее проектное решение, используемое при проектировании.

Цель процесса проектирования состоит, прежде всего, в том, чтобы на основе исходной информации, получаемой в процессе проектирования, разработать техническую документацию для изготовления объекта проектирования. Проектирование включает в себя разработку технического задания (ТЗ), отражающего потребности, и реализацию ТЗ в виде проектной документации.

Проектирование, по существу, представляет собой процесс управления с обратной связью. Техническое задание  формирует входы, которые сравниваются с результатами проектирования, и  если они не совпадают, цикл проектирования повторяется вновь до тех пор, пока отклонение от заданных технических требований не окажется в допустимых пределах.

Проектная процедура соответствует части проектной подсистемы, в результате выполнения которой принимается некоторое проектное решение. Она состоит из элементарных проектных операции, имеет твердо установленный порядок их выполнения и направлена на достижение локальной цели в процессе проектирования.

Под проектной операцией понимают условно выделенную часть проектной процедуры или элементарное действие, совершаемое конструктором в процессе проектирования. Примерами проектных процедур могут служить процедуры разработки кинематической или компоновочной схемы станка, технологии обработки изделий и т.п., а примерами проектных операций – расчет припусков, решение какого-либо уравнения и т.п.

 

2. Стадии и этапы проектирования

Этапом проектирования называют часть стадии, включающая разработку одного или нескольких аспектов будущего изделия.

Согласно стандарту выделяют следующие стадии проектирования:

1 Предпроектное исследование (выполняет заказчик)

Здесь выполняется анализ потребностей внешней среды (ВС) в  новом изделии, также ведется  поиск возможного аналога, т.е. может  быть сделан вывод о необходимости  модернизации существующего изделия. Результатом является документ ИТ (исходные требования), в котором отражается информация о наличии и характеристиках  изделия.

2. Разработка технического задания (ТЗ)

Вообще ТЗ также должен разрабатывать заказчик на основе собственных  ИТ. ТЗ содержит основные характеристики изделия: габариты, вес, энергопотребление. В составе ТЗ производится уточнение  структур, функций, режимов работы будущего изделия, описываются требования к  дизайну, экономическим показателям. Иногда ТЗ требует уточнения исполнителем.

3. Разработка предложения технического (ПТ) (уточненного ТЗ)

Уточненное ТЗ или ПТ разрабатывает  исполнитель проекта, где отражает свое видение проблемы. Результатом  является документ УТЗ, который подписывается  исполнителем и заказчиком. Пункты 2 и 3 могут находиться в итерации. Бывает, что на этом процесс заканчивается, если исполнитель заказывает невозможное.

4. Эскизное проектирование (ЭП).

Выполняется на основе УТЗ. Здесь моделируются отдельные принципиальные узлы будущего изделия, отрабатываются математические модели поведения. Анализируется  и доказывается реальная возможность  создания будущего изделия. Проводятся многовариантные испытания, часто  строятся физические модели. Результатом  стадии ЭП являются уточненные технико-экономические  характеристики будущего изделия, принципиальный состав узлов, детализованные проработки важнейших составных частей (схемы, чертежи), ПЗ, возможно макеты. В отдельных  случаях процесс проектирования может быть закончен, прерван за бесперспективностью (отрицательный  результат), либо продолжен.

5 Техническое проектирование (ТП)

Здесь прорабатываются полностью  все компоненты изделия: дизайн корпуса, разрабатываются все части проекта. ТП содержит результаты полной параметрической  оптимизации, все чертежи, схемы  узлов, полное описание функционирования изделия, описание режимов работы. Результат, как правило, опытный образец  изделия. Принимается решение заказчиком о возможности передачи в серийное производство. При положительном  решении заказчика начинается разработка рабочего проекта (РП).

Результат – полная конструкторская  документация и, как правило, опытный  образец.

Проектная организация может  завершить работу на стадии ТП, передав  документацию заказчику, который передает в производственные предприятия (размещает заказ), где технический проект доводят до рабочего проекта (РП).

6 Рабочее проектирование (РП)

Рабочий проект – полный комплекс документов для промышленного  выпуска (массовый выпуск изделия).

 

1.3 Классификация систем  автоматизированного производства

Система автоматизированного  проектирования (САПР) – это система, объединяющая технические средства, математическое и программное обеспечение, параметры и характеристики которых выбирают с максимальным учетом особенностей задач инженерного проектирования и конструирования.

 

 

 

 

 

Рисунок 1 – Классификация систем автоматизированного проектирования

Легкие САПР применяют, в  основном, вместо кульмана. Можно сказать, что 2D черчение на компьютере легче, чем за кульманом, ведь программы настроены специальным образом так, чтобы чертить было максимально легко и комфортно. Здесь не нужно следить за качеством графики, все рисует компьютер. Можно без проблем выполнять чертежи любой сложности и размеров.

Средние САПР используются для 3D моделирования и построения чертежей по 3D моделям.

Тяжелые САПР – это целые  комплексы программ для крупного предприятия. В одной выполняется  3D модель детали (CAD - программа), во второй – рассчитывают ее на прочность (CAE - программа), в третьей – проектируется инструмент для ее изготовления, в четвертой – разрабатывается управляющая программа для станков с ЧПУ (CAM-программа).

 

2 Система автоматизированного  проектирования КОМПАС-3D

 

Система автоматизированного  проектирования КОМПАС-3D (далее - система КОМПАС-3D) предназначена для создания трехмерных ассоциативных моделей отдельных деталей и сборочных единиц, содержащих как оригинальные, так и стандартизованные конструктивные элементы. Параметрическая технология позволяет быстро получать модели типовых изделий на основе однажды спроектированного прототипа. Многочисленные сервисные функции облегчают решение вспомогательных задач проектирования и обслуживания производства, что делает проектирование в системе КОМПАС-3D достаточно простым.

Система КОМПАС-3D представляет собой программное обеспечение САПР. Программы САПР позволяют существенно облегчить проектирование. САПР Компас является одной из самых простых для изучения.

Ключевой особенностью КОМПАС-3D является использование собственного математического ядра и параметрических  технологий, разработанных специалистами  АСКОН. Основная задача, решаемая системой - моделирование изделий с целью существенного сокращения периода проектирования и скорейшего их запуска в производство.

Моделирование изделий в  КОМПАС-3D можно вести различными способами: "снизу вверх" (используя  готовые компоненты), "сверху вниз" (проектируя компоненты в контексте  конструкции), опираясь на компоновочный  эскиз (например, кинематическую схему) либо смешанным способом. Такая идеология  обеспечивает получение легко модифицируемых ассоциативных моделей.

Кроме этого, доработки коснулись  модуля проектирования листовых деталей, пространственной ломаной, режима упрощенного  отображения моделей, работы с таблицами, создания спецификаций, импорта и  экспорта и много другого.