Системы автоматизированного проектирования (САПР)

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

Структурными составляющими САПР являются подсистемы, обладающие всеми свойствами систем и создаваемые как самостоятельные системы. Это выделенные части САПР, обеспечивающие выполнение некоторых законченных проектных задач с получением соответствующих проектных решений и проектных документов.

Структура САПР:

-   проектирование (CAD/CAE);

-   подготовка производства (CAM);

-   управление производственной информацией (PDM).

CAD-системы (computer-aided design – компьютерная поддержка проектирования) предназначены для решения конструкторских задач и оформления конструкторской документации (более привычно именно они именуются системами автоматизированного проектирования – САПР). Как правило, в современные модули САПР входят модули моделирования трехмерной объемной конструкции (детали) и оформления чертежей и текстовой конструкторской документации (спецификаций, ведомостей и т. д.)

CAE-системы (computer-aided engineering – поддержка инженерных расчетов) – представляют собой обширный класс систем, каждая из которых позволяет решать определенную расчетную задачу (группу задач), начиная от расчетов на прочность, анализа и моделирования тепловых процессов до расчетов гидравлических систем и машин, расчетов процессов литья.

CAM-системы (computer-aided machine – автоматизируют разработку технологии обработки изделия на оборудовании с числовым программным управлением (ЧПУ). На основании трехмерной модели и заданных технологических параметров обработки автоматически генерируются управляющие программы для того или иного оборудования с ЧПУ. Сформированная технология в дальнейшем может быть передана в систему ЧПУ станка и выполнена.

Управление производственной информацией осуществляется с помощью Систем управления производственной информацией (PDM), которые являются инструментальным средством, помогающим администраторам, конструкторам, инженерам, технологам и другим специалистам управлять как данными, так и процессами разработки изделия на современном производственном предприятии.

САПР обладают огромным количеством разнообразных функций и возможностей призванных освободить конструктора, проектировщика от выполнения рутинных операций, а процесс проектирования с использованием

CAD/CAM/CAE-систем, представляет собой переход на информационные компьютерные технологии, электронное описание изделия.

Универсальной САПР является AutoCAD. Этот программный продукт дает пользователю персонального компьютера возможности, ранее доступные только на больших и дорогих вычислительных системах.

Основное назначение AutoCAD – обработка геометрической информации, изготовление чертежей при конструировании и разработке технологических процессов. При разработке конструкторско-технологической документации выделяют два основных подхода:

-   подход, базирующийся на двумерной геометрической модели и использовании компьютера как электронного кульмана; центральное место здесь занимает чертеж – традиционный процесс конструирования;

-   подход, в основе которого лежит пространственная геометрическая модель (ПГМ) изделия, позволяющая получать реалистическое изображение трехмерных объектов; чертеж в этом подходе выполняет вспомогательную роль.

При первом подходе построение изображений, обмен информацией осуществляется на основе конструкторско-технологической и нормативно-справочной информации; при втором – на основе внутримашинного представления геометрических объектов (ГО), с помощью специальных графических приемов, когда создается иллюзия трехмерных объектов и общей базы данных.

Система AutoCAD располагает средствами создания моделей ГО, содержащих информацию о геометрии объекта. Под моделью ГО понимают совокупность сведений, однозначно определяющих ее форму. Различают двумерные модели графических изображений (ГИ), когда чертеж формируется двумерными (2D) плоскими графическими примитивами и трехмерные (3D) модели, когда изделие представляется в трех измерениях с использованием специальных графических приемов или трехмерных графических примитивов.