Системи фірми Autodesk. Найбільш поширеним і відомим програмним продуктом фірми Autodesk є пакет AutoCAD, перші версії якого були орієнтовані на двовимірне креслення і випуск конструкторської документації; а в процесі розвитку він перетворився на розвинене середовище тривимірного моделювання. Ядро написане на мові C++ і є об'єктно-орієнтованим середовищем, що є основою для безлічі прикладних програм, які створюються як самою фірмою Autodesk, так і її партнерами.
Для машинобудування фірма Autodesk пропонує інтегрований пакет Autodesk Mechanical Desktop (AMD), в який входять практично всі необхідні інженерові-конструкторові засоби моделювання геометричних об'єктів. Він об'єднує в собі можливості відомих програмних продуктів Autodesk:
• AutoCAD – як графічне середовище;
• AutoCAD Designer – для конструювання деталей і складальних вузлів;
• AutoSurf – для моделювання складних тривимірних поверхонь з використанням NURBS-геометрії;
• IGES Translator – для обміну файлами з іншими системами САПР
• MCAD – система меню для організації взаємодії з іншими машинобудівними застосуваннями.
Модуль AutoCAD Designer дозволяє автоматизувати процес створення робочих креслень деталей і складальних одиниць. Він дає можливість користувачеві оперувати із звичними конструкторсько-технологічними елементами і термінами (сполучення, фаска, отвір і так далі). У ньому реалізований принцип параметричного моделювання, що дозволяє вільно гнучко вносити зміни на будь-якій стадії проектування.
Процес створення тривимірних моделей в AutoCAD Designer відбувається в два етапи: спочатку задається плоский ескіз деталі, а потім йому додається третій вимір. При конструюванні складальної одиниці користувачеві досить задати параметричні зв'язки між існуючими об'єктами, обмежуючи число ступеней свободи проектованої механічної системи. Для розроблених моделей автоматично генеруються двовимірні проекції (види), причому постійно діє двонаправлений геометричний зв'язок модель—креслення. Це дозволяє завдяки можливості параметричного креслення вносити зміни як на самій тривимірній моделі, так і на її двовимірних видах шляхом коректування окремих розмірів. У модулі також є вбудовані функції, що виявляють взаємне пересічення деталей в складальних одиницях.
Модуль AutoSurf забезпечує побудову і редагування (формотворних кривих і складних поверхонь, побудова на їх основі нових об'єктів, створення каркасних моделей, проектування різних контурів на площину або поверхню.
IGES-транслятор використовується для точного і коректного обміну графічними моделями з іншими системами CAD/CAM/CAE. Наприклад, dwg-файлы формату AUTOCAD після обробки в AutoSurf можуть передаватися в інші системи, що здійснюють розрахунки на міцність, генерацію програм для ЧПУ і так далі.
Програмний пакет Autodesk WorkCenter призначений для управління процесом створення проекту і автоматизації ведення технічної документації. Він створений відповідно до архітектури клієнт-сервер і дозволяє працювати в локальній мережі робочим групам будь-якої чисельності.
Можливості пакету включають: розрахований на багато користувачів доступ до документації, вибір оптимальної структури; використання файлів центрального сховища; «управління» версіями документів протягом їх «активного» життя; електронне повідомлення; розсилку і затвердження документації; управління потоком необхідної інформації. Він також дозволяє в процесі проектування і перегляду документації вносити до неї зміни, доповнення, зауваження і вказівки. Передбачений перегляд файлів більш ніж 100 форматів, у тому числі файлів текстової і графічної інформації, файлів електронних таблиць, файлів баз даних і систем автоматизованого проектування.
Система Unigraphics. Система Unigraphics фірми EDS широко поширена в аерокосмічній і автомобільній промисловості, а також в машинобудуванні. Її відмітними особливостями є наявність засобів гібридного тривимірного моделювання, асоціативної бази даних, розвинених засобів моделювання складальних вузлів і створення креслень.
До складу системи Unigraphics входить декілька десятків модулів, основними з яких є:
• UG/Gateway — модуль, що підтримує інтерфейс системи з користувачем і взаємодію між її окремими компонентами;
• UG/Solid Modeling — базовий модуль тривимірного гібридного моделювання (дротяного, поверхневого, твердотільного і їх модифікацій);
• UG/Features Modeling — модуль, що дозволяє редагувати і параметрично задавати стандартні елементи виробів, такі, як отвори, щілини, виступи, прокладки, стержні, труби, жолоби і т. д.;
• UG/Freeform Modeling — модуль тривимірного моделювання складних «скульптурних» поверхонь;
• UG/User-Defined Features — модуль, що дозволяє представляти довільні групи деталей у вигляді одного стандартного об'єкту, що параметризується, який може використовуватися всіма конструкторами;
• UG/Drafting — модуль автоматизованого креслення, що підтримує всі основні промислові стандарти (ANSI, ISO, DIN, JIS) і що включає засоби формування ортогональних і ізометричних проекцій, розрізів, перетинів і т. д.;
• UG/Assembly Modeling — модуль, що дозволяє створювати асоціативні параметричні моделі складних складальних вузлів в режимі групової роботи конструкторів;
• UG/Mechanisms — модуль проектування і моделювання двовимірних і тривимірних механічних систем безпосередньо в середовищі пакету Unigraphics, що дозволяє здійснити повний кінематичний аналіз, оцінити зазори між елементами, виявити зіткнення, обчислити сили, моменти і так далі (для кінематичного аналізу використовується вбудований модуль ADAMS/Kinematis; для динамічного аналізу — зовнішній модуль ADAMS/Solver).
Система CATIA. Система CATIA, розроблена французькою фірмою Dassault Systemes, з'явилася на світовому ринку САПР в 1981 р. Спочатку вона призначалася для літакобудування, але поступово знайшла вживання в автомобільній промисловості і інших галузях. В даний час система CATIA поширюється фірмою IBM і активно використовується такими фірмами, як Boeing, Chrysler, ГАЗ і ВАЗ.
Система містить рішення для автоматизованого проектування в наступних областях:
- конструювання механізмів і вузлів (Mechanical Design);
- формоутворення поверхонь і дизайну (Shape Design and Styling);
- аналізу і моделювання (Analysis and Simulation);
- підготовки виробництва (Manufacturing);
- інженерних розрахунків (Equipment and System Engineering).
Система CATIA володіє однією з найдосконаліших методик проектування поверхонь (модулі Surface Design, Advanced Surface Design, FreeForm Design) і аналізу їх якості за кривизною, гладкістю, безперервністю в областях сполучення і так далі. За необхідністю поверхневі моделі можуть бути перетворені в твердотілі. Складні криві будуються на базі кривих Без’є. Поверхні, які не можна описати стандартними типами елементів, можуть бути апроксимовані точками із заданими координатами, за якими будуються біпараметричні поліноміальні функції.
В рамках системи CATIA можна використовувати цілий ряд модулів, що входять в «архітектуру прикладних програм» (САА — CATIA Application Architecture). Вони дозволяють виконати динамічний аналіз механізмів (CATDADS), моделювання роботизованих комплексів (Robuse), підготувати постпроцесори і програми для верстатів з ЧПУ (NC Postprocessor Generator, CAT4AXES), створити проекти трубопроводів і пневмосистем (3D-Tubing), а також створити фотореалістичні зображення (Visualisation Studio). В результаті співпраці IBM з фірмою BMW створений унікальний модуль перевірки збираності виробу (Fitting Simulation), який моделює весь процес збирання виробу з урахуванням доступності, способів установки і використовуваного оснащення. Цей же модуль дозволяє оцінити можливість знімання вузла для ремонту або обслуговування.
До істотних переваг системи CATIA належить досконала схема побудови параметрично зв'язаних моделей і можливість постпараметризації. Конструктор може почати побудову моделі, керуючись лише функціональністю і технологічністю, не займаючись на першому етапі параметризацією. Далі, на будь-якому етапі, можна визначити параметри і зв'язки між ними. При цьому допускається задати лише найбільш істотні параметри, а останні залишити за умовчанням. При зміні параметрів конструктор може дозволити асоціативно розповсюдити, зміни на всі об'єкти або обмежити зміни деякою зоною (тобто визначити деякі параметри як локальні). На будь-якому етапі можна прийняти рішення про розрив зв'язку. У системі CATIA реалізовані також розрахунки тривимірних допусків (Functional DIMENSIONING and 3D-Tolerancing), що дозволяють розрахувати розмірний ланцюг будь-якої складності і оптимальні допуски, досліджувати поведінку механізмів при варіації розмірів деталей.
Новим нетрадиційним засобом системи CATIA, не характерним для інших САПР, є «проектування за допомогою правил», що реалізовує, по суті, концепцію конструктивно-технологічної бази знань. Воно дозволяє конструктору визначити свої власні правила проектування і використовувати в повсякденній роботі. Наприклад, при проектуванні гідро- і пневмосистем можна визначити крок розставляння кріплення, допустимі і заборонені зони розташування, зони безпечної відстані від елементів конструкції, матеріали і так далі.
За допомогою системи CATIA можна автоматизувати і деякі процеси управління підприємством (фінансами, складським господарством, кадрами тощо). Для цього використовуються комерційні мережеві реляційні бази даних (Oracle, DB2) і інтерфейси з найбільш поширеними системами управління підприємствами (R3, Triton).
Solid Works. У комплект постачання входять:
· Solid Worksяк робоче середовище;
· eDrawings– система електронних креслень, які можна створити з документів деталі, збирання або креслення, що дозволяє обмінюватися файлами (наприклад, по електронній пошті, з причини їх вельми малого розміру); проглядання файлів в середовищі Windows, не вимагається додаткового ПЗ САПР, а у разі потреби при відправці файлу в повідомлення вкладають eDrawings Viewer (можна безкоштовно завантажити з Web-узла SolidWorks);
· FeatureWorks– це додаток, який розпізнає елементи на твердотільному елементі, що імпортується, в документі деталі SolidWorks. Розпізнані елементи розглядаються так само, як і елементи, створені в програмі SolidWorks. Можна редагувати визначення розпізнаних елементів для зміни їх параметрів. Для елементів, заснованих на ескізах, можна відредагувати ескізи для зміни геометрії цих елементів. Програма FeatureWorks призначена головним чином для механічно оброблюваних деталей, а також для деталей з листового металу;
· PhotoWorks– це додаток зі створення зображень, який дозволяє створювати реалістичні зображення моделей SolidWorks з фотографічною якістю. У PhotoWorks можна задати такі властивості поверхні моделі, як колір, текстура, коефіцієнт віддзеркалення і прозорість. Є бібліотека текстур поверхонь (метал, пластмаса і так далі), і, крім того, можна сканувати власні зображення поверхонь, матеріалів, декорацій і логотипів;
· SolidWorks Animator– використовуючи цей модуль можна анімувати і записувати складання SolidWorks в русі. SolidWorks Animator генерує файли *.avi, які можна відтворювати на будь-якому комп'ютері, що працює в середовищі Windows. У поєднанні з програмним забезпеченням PhotoWorks можна створювати реалістичні анімації з фотографічною якістю;
· SolidWorks Explorer– це інструмент управління файлами, що дозволяє: проглядати зв'язки документів для креслень, деталей і складок; використовуючи деревовидну структуру копіювати, перейменовувати або замінювати відповідні документи; знаходити і оновлювати посилання на документи; проглядати дані і попередні зображення або вводити дані, відповідно до використовуваної в даний момент функції;
· SolidWorks Toolboxмістить бібліотеку стандартних деталей, повністю інтегрованих в програму SolidWorks. SolidWorks Toolbox підтримує декілька міжнародних стандартів, включаючи ANSI, BSI, CISC, DIN, ISO і JIS. Містить декілька функціональних інструментів: розрахунок балки, розрахунок підшипника тощо;
· SolidWorks Утиліти– це набір інструментів, які дозволяють вивчити і відредагувати окремі деталі, а також порівняти елементи і геометрію твердих тіл пар деталей.
Конструювання деталі починається зі створення тривимірної моделі, за якою потім можна автоматично згенерувати креслення, вибравши кількість і розташування проекцій (видів), а також специфікації. Однією з найбільш зручних особливостей SolidWorks є відбиття будь-яких змін, що виконуються в деталі, в будь-яких зв'язаних кресленнях або складках. Процес проектування і всі елементи моделі відображаються у вигляді дерева конструювання (рис. 1.16).
Рисунок 1.16 – Вікно SolidWorks
SolidWorks дозволяє проектувати не тільки деталі, але і тривимірні складальні одиниці, моделювати роботу (анімувати) зібраних механізмів, можливе проектування ливарних форм, деталей з листового матеріалу, а також зварних з'єднань (рис. 1.17).
Рисунок 1.17 – Моделі зварних з'єднань в SolidWorks
Система I-DEAS.Торгівельна марка I-DEAS об'єднує цілий ряд програмних продуктів, які можна розглядати як інтегрований комплекс CAD/CAM/CAE. Ці програмні засоби створені фірмою SDRC (Structural Dynamics Research Corporation) і призначені для автоматизації розробки металевих конструкцій в аерокосмічній, автомобільній і інших галузях промисловості. Відмітною особливістю I-DEAS є можливість розподілу призначених для користувача ліцензій по неоднорідних локальних мережах, які містять робочі станції різних виробників (HP, IBM, SUN і ін.), а також наявність вбудованих засобів кінцево-елементного моделювання, оптимізації і автоматизації випробувань.
Типовий набір модулів I-DEAS для вирішення завдань проектування металоконструкцій (Product Design Package) включає наступні модулі:
• I-DEAS Master Surfacing — модуль тривимірного моделювання деталей із складними «скульптурними» поверхнями (поверхневого і твердотільного);
• I-DEAS Master Assembly — модуль для тривимірного моделювання складальних вузлів і простих механізмів;
• I-DEAS Drafting — модуль створення креслень виробу;
• I-DEAS Data Translation — модуль перетворення форматів графічних даних.
За допомогою модуля I-DEAS Master Modeler створюється твердотільна геометрична модель, яка використовується як початкова в більшості інших завдань (при прочностном аналізі, кресленні, підготовці програм для ЧПУ і т. д.). У нім реалізована NURBS-геометрия, а також «паралельна асоціативність», що підтримує групову роботу декількох конструкторів. Крім того, «історія» процесу проектування запам'ятовується у вигляді дерева, будь-яку гілку якого можна редагувати.
Модуль I-DEAS Master Surfacing призначений для створення моделей деталей із складними («скульптурними») поверхнями. При цьому передбачається, що первинний ескіз підготовлений за допомогою модуля I-DEAS Master Modeler.
У модулі Master Surfacing реалізована NURBS-геометрія з подвійною точністю, а також моделювання за допомогою кривих Без’є високого порядку. Для контролю гладкості отриманої поверхні використовуються спеціальні засоби візуалізація, які дозволяють виявити ділянки з різкими зламами.
Модуль I-DEAS Master Assembly дозволяє побудувати тривимірні моделі складальних вузлів, які складаються з великої кількості дрібніших елементів, кожен з яких також може бути складальним вузлом. Для зручності конструктора при вставці елементу в механізм не вимагається точного позиціювання. Досить лише задати зв'язки між елементами, за якими далі знаходиться точне взаємне розташування деталей. Для створеної збірки можна автоматично сформувати специфікацію, а для групи збірок — побудувати таблиці, що містять списки складальних вузлів. Крім того, можливі аналіз собираемости створеного вузла і оцінка допусків за допомогою I-DEAS Tolerance Analysis. За допомогою модуля Master Assembly можна також побудувати модель простого механізму. Але при створенні моделей складних просторових механізмів застосовується спеціальний модуль I-DEAS Mechanism Design, який також дозволяє провести повний динамічний аналіз (обчислити сили, моменти, переміщення, швидкості, прискорення і т. д.).
Модуль I-DEAS Drafting призначений для отримання креслень виробу, створеного в модулях I-DEAS Master Modeler, I-DEAS Master Surfacing, I-DEAS Master Assembly, або застосовується як самостійна система двовимірного креслення. Для взаємодії з користувачем I-DEAS Drafting використовує «Динамічного навігатора» — спеціальний засіб, що підтримує як розраховану на одного користувача, так і розраховану на багато користувачів роботу. За геометрією головної моделі (майстер-моделі) легко створюються проекції, перетини, розрізи, проставляються розміри. Креслення взаємозв'язані з головною моделлю в обох напрямах, тобто зміна будь-якого розміру на кресленні відразу ж відбивається в майстер-моделі і навпаки. В процесі креслення також автоматично створюється специфікація, яка оновлюється динамічно при зміні числа об'єктів, їх атрибутів і так далі
I-DEAS Data Translation є набором модулів для читання і запису графічних файлів у форматах IGES, STEP, VDA-FS, DXF, а також обмін даними з пакетами Pro/ENGINEER, CATIA, CADAM, CADDS і ін.
Завдання для виконання роботи
З метою набуття навичок із застосування засобів автоматизації побудови графічних моделей за допомогою системи AutoCAD накреслити зображення рис. 1.22. Розміри прийняти за власним бажанням.
