d9e5a92d

Шалумов - Система автоматизированного проектирования КОМПАС-ГРАФИК 2


В методическом пособии рассмотрены вопросы по работе с системой автоматизированного проектирования чертежей КОМПАС-Эб. Пособие состоит из двух частей.

Во второй части дается подробное описание вопросов управления проектной документацией, построения 3D чертежей, параметризации и построение спецификации на изделие в КОМПАС-Эй.
Пособие предназначено для студентов специальности 2203 Системы
автоматизированного проектирования при изучении дисциплин Компьютерная графика, Разработка САПР, Модели и методы анализа проектных решений, а также специальностей, занимающихся разработкой и построением чертежей в системе автоматизированного проектирования КОМПАС-Эй, при выполнении курсовых и дипломных проектов, для аспирантов и специалистов, занимающихся проектированием различных технических объектов. ВВЕДЕНИЕ
Широкое развитие компьютерных технологий в современный образовательной среде приводит к процессам глубокого изучения современных систем автоматизированного проектирования (САПР).
Это, в первую очередь, связано с приложением умственного труда обучающего, т.е. управление проектной документацией, исследованием объектов и анализом процессов происходящих в них.
Современные САПР позволяют вести проектирование комплексно, начиная с постановки задачи и кончая получением чертежей и программ для оборудования с числовым программным управлением (ЧПУ).
Современный рынок САПР предлагает широкий спектр программных продуктов для решения большого круга задач. Несмотря на отсутствие четко обозначенных границ, все эти продукты можно классифицировать по уровням:
Верхний Уровень - многофункциональные интегрирование системы с единой структурой данных и набором проблемно-ориентрованных приложений, а также узкоспециализированные системы (ANSYS, CATIA, EDS/Unigraphics, Pro/ENGINEER, EUCLID, Inventor, NASTRAN, ALIAS, ADAMS, I-DEAS и др.). В качестве технических средств чаще всего используются рабочие станции под управлением операционных систем Microsoft Windows NT, UNIX-SGI, RS/6000, HP, SUN.
Средний Уровень - представлен группой функционально-независимых продуктов, работающих на основе единой структуры данных, или полностью согласованных по представлению информации. Как правило, пакеты этого класса выпускаются промышленными партнерами разработчика структуры данных базовой моделирующей системы (Mechanical Desktop, PRELUDE, DesignSpace, Dinamic Designer Motion, Moldflow, SolidWorks и др.).

Многие из перечисленных пакетов ориентированы на структуру ACIS; некоторые на ядро Parasolid или на свои собственные процедуры описания данных. Техническим обеспечением для функционирования систем Среднего Уровня, как правило, являются вычислительные машины с процессором класса "Pentium III-IV" под управлением операционной системы Microsoft Windows NT или Microsoft Windows’ XP.
Нижний Уровень - совокупность программ, ориентированных на оформление конструкторской и технологической документации. Эти программы, как правило, не связаны единой структурой данных; их функциональные возможности ограничены плоским (или приближенным трехмерным представлением) машиностроительного объекта.

Тем не менее, программы этого уровня существенно повышают темпы и качество выпускаемой бумажной документации (AutoCAD, T-Flex, КОМПАС и др.). Системы Нижнего Уровня, как правило, устанавливаются на персональных компьютерах Pentium II-III и выше под управлением операционных систем Windows 95 и выше.
В 1983 году была адаптирована для персонального компьютера наиболее распространенная мире САПР - AutoCAD фирмы Autodesk, Inc.
Однако используемые зарубежные САПР не только не учитывают наши промышленные стандарты, но и предполагают дополнительную квалификацию пользователей. Многочисленные попытки адаптировать систему AutoCAD к нуждам отечественного конструктора привели к появлению множества новых систем.
В учебном пособии дано описание работы с отечественной САПР - КОМПАС (фирма АСКОН головной офис г. Санкт-Петербург, г. Москва, мозг программных разработок - г. Коломна). Программные продукты системы КОМПАС широко используют в учебном процессе многих высших и средних учебных заведений.

Это позволяет вести обучение на качественно новом уровне, обеспечивает сквозное обучение студентов, способствует росту престижа молодых специалистов - выпускников вузов и колледжей.
Российская компания АСКОН основана в 1989 году и в настоящее время является в России ведущим разработчиком систем для автоматизации предприятий. Основным направлением деятельности компании является разработка систем для автоматизированного проектирования, технологической подготовки производства, документооборота и систем управления жизненным циклом изделия (CAD/CAM/ PDM систем).
Основными качествами, которыми обладают программные продукты фирмы АСКОН, являются следующие:
- простота освоения и применения системы, удобный интерфейс и система помощи;
- приемлемые требования к конфигурации аппаратного и программного обеспечения;
- открытая архитектура;
- интеграция с системами управления предприятиями (ERP/MRP II систем);
- полное соответствие системы требованиям ЕСКД;
- соответствие системы принципам CALS;
- широкое распространение во всех отраслях промышленности;
- большое количество всевозможных расчетных программных библиотек (расчет валов, пружин, электродвигателей и др.);
- поддержка файлов обмена графической информацией между системами САПР и другими векторными приложениями (IGES, SAT, STL и др.);
- создание защищенных (кодированных) файлов;
- рекомендован Министерством образования и науки РФ к широкому применению в высших и общих образовательных учреждениях;
- большое количество учебно-методических материалов;
- оперативность сопровождения;
- доступная цена и др. качества.
За помощь оказанную при адаптации учебного пособия авторы приносят свои благодарности студентам группы П-102. Особенно Фирумяну Айдыну за его блестящие владения и навыки работы с КОМПАС-ЭР.
1. ЭТАПЫ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА ИЗДЕЛИЙ
Жизненным циклом (ЖЦ) - называется период времени от замысла изделия до его ликвидации по истечении сроков эксплуатации. Основным орудием поддержки ЖЦ являются CALS-технологии (Continues Acquisition and Life cycle Support пер. на русский информационная поддержка изделий).
CALS-технология - это технология комплексной компьютеризации промышленного производства, комплексность обеспечивается унификацией и стандартизацией спецификаций промышленных изделий на всех этапах ЖЦ.
Применение CALS-технологий позволяет существенно сократить объемы проектных работ, так как описания многих составных частей оборудования, машин и систем, проектировавшихся; существенно облегчается решение проблем ремонтопригодности, интеграции продукции в различного рода системы и среды, адаптации к меняющимся условиям эксплуатации, специализации проектных организаций и т. д. [4].
Основным достоинством CALS-технологий является их структура, построенная на открытых распределенных автоматизированных систем для проектирования и управления в промышленности. Главной проблема при этом является - обеспечение единообразного описания и интерпретации данных, независимо от места и времени их получения в общей системе, имеющей масштабы вплоть до глобальных.

Структура проектной, технологической и эксплуатационной документации, языки ее представления должны быть стандартизованными.

При этом особо следует отметить, что для реализации успешной работы над общим проектом разных коллективов, следует применять в рамках CALS различные CAE/CAD/CAM-системы.
Важными проблемами, требующие решения при создании комплексных САПР -управление сложностью проектов и интеграция программного обеспечения являются вопросы декомпозиции проектов, распараллеливания проектных работ, целостности данных, межпрограммных интерфейсов и др.
В последние годы на ряде российские предприятий и фирмах начаты работы по внедрению программных средств и технологий, являющихся системообразующими для последующего развития. Это в первую очередь средства и технологии управления данными об изделии и продукты управления ЖЦ изделия - PDM/PLM-системы (Product Data Management/Product Lificvcle Management).
По мнению аналитиков, PDM системы в настоящее время должны занять главенствующее место в развитии CALS-технологий [5]. Особую значимость при этом следует уделять Российским PDM-системам, например КОМПАС-Менеджер (АСКОН), PDM STEP SUITE (PSS) и др.
Рассмотрим PDM систему - КОМПАС-Менеджер.
Интерфейс программы КОМПАС-Менеджер представлен на рис. 1.
Самая верхняя строка окна - его заголовок. В нем отображены название и версия системы, затем, в зависимости от режима, либо состав текущей сборочной единицы, комплекта или комплекса для режима Иерархический просмотр, либо наименование режима - Линейный режим, Просмотр аннулированных или Работа с извещениями.
Под заголовком окна находится строка, содержащая названия страниц главного меню системы.
Под строкой основного меню может находиться панель инструментов. Ее видимость зависит от того, помечен ли пункт меню Панель инструментов на странице Настройка основного меню.
Ниже находится рабочая область окна, разделенная на четыре области:
- область элементов;
- область документов;
- область атрибутов;
- область применяемости.
Для перемещения между областями можно использовать клавиши Tab, Shift+Tab.
Под рабочей областью главного окна находятся информационная панель, содержащая дополнительные сведения об активном элементе (зона, позиция, обозначение, наименование, количество, примечание), выполненная в виде строки спецификации по ГОСТ 2.106-96, и панель закладок. Её видимость зависит от настройки основного меню.
Ниже находится строка состояния, отображающая текущие действия и подсказки.


ОБЛАСТЬ ЭЛЕМЕНТОВ представляет собой список элементов, разделенный на несколько колонок: обозначение элемента, его наименование, а также, возможно, позиция и количество.
Порядок столбцов можно менять, захватив и перетащив заголовок столбца указателем мыши при нажатой правой кнопке. Ширину столбцов также можно менять, меняя размер заголовков при помощи указателя мыши при нажатой левой кнопке.

Ширина столбцов области применяемости зависит от ширины соответствующих столбцов области элементов.


В графе ОБОЗНАЧЕНИЕ отражается тип и состояние элементов:
О - серийный элемент;
® - деталь;
О - опытный элемент;
- стандартное изделие
ЩУ - документация;
Ч!У - прочее изделие;
- комплекс;
- комплект;
- сборочная единица. Элемент, подсвеченный другим цветом, является активным - к нему относятся все команды, которые Вы захотите применить к элементу (редактировать, копировать и т.д.).
Элементы могут отображаться в одном из следующих режимов:
иерархический просмотр (Ctrl+F9);
линейный просмотр (Ctrl+F10);
просмотр аннулированных (Ctrl+F11);
работа с извещениями (Ctrl+F12);
работа с выборками (Ctrl+F8).
Команды переключения режимов просмотра вызываются со страницы Элементы - Вид основного меню.
ОБЛАСТЬ ДОКУМЕНТОВ содержит список документов, относящихся к активному элементу. Документы могут быть размещены на четырех страницах:
- КД - конструкторская документация;
- проработки;
- переписка;
- ТД - технологическая документация.
Страница КД предназначена для хранения основных конструкторских документов чертежей, спецификаций, эксплуатационных, ремонтных и иных документов, входящих в комплект КД.
Страница Проработки - для проработок чертежей на этапе внесения изменений в КД.
Страницы Переписка - для корреспонденции (входящей и исходящей) по данному элементу.
Страница ТД - для хранения технологических документов, относящихся к данному элементу.
Для каждого документа отображаются:
наименование;
тип (расширение);
дата создания (последнего изменения);
время создания (последнего изменения);
размер файла документа.
ОБЛАСТЬ АТРИБУТОВ содержит список атрибутов и их значений, определенных для активного элемента.
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЯЕМОСТИ показывает список элементов, в состав которых входит активный элемент. Область представляет собой перечень элементов, разделенный на четыре колонки: позиция, обозначение, наименование и количество элементов на сборку.
2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ В КОМПАС-ЭР
Одной из основных функций инженера является проектирование объектов того или иного назначения или технологических процессов их изготовления.
Российская система КОМПАС-ЭР как раз предназначена для выполнения учебных проектно-конструкторских работ в различных отраслях деятельности. Она может успешно использоваться студентами машиностроительных, приборостроительных, архитектурных, строительных вузов и техникумов при выполнении домашних заданий, курсовых и дипломных работ.
Основные элементы интерфейса главного окна представлены на рис. 2. Дерево построения

Щелкните левой кнойкой мыши на объекте для его выделения (вместе с Ctrl - добавить к выделенным)
Рис. 2. Интерфейс КОМПАС-ЭР V7 Plus.

Рассмотрим подробнее отдельные элементы интерфейса главного окна.
Строка меню, находящаяся в верхней части окна под заголовком, по виду не отличается от строки меню при плоском моделировании.
Команды, хранящиеся в каждом из меню, различаются существенно и будут рассмотреныпозже.
На панели управления расположенной под строкой меню, размещены кнопки, позволяющие обращаться к наиболее часто используемым командам (рис. 3).
Большую часть главного окна занимает Окно документа, в котором размещается изображение открытой детали, в нём выполняются все операции по построению и редактированию модели.
В Дереве построения представляется последовательность операций формирования модели и отображаются: наименование детали, плоскости, в которых строятся эскизы для формирования элементов детали, символ начала координат, сами эскизы В Строке сообщений, расположенной в самом низу окна, отображаются различные сообщения и запросы системы.
Строка текущего состояния находится над Строкой сообщений, её содержание зависит от режима построения модели, .
Скругление

Рис. 3. Компоненты управления в КОМПАС-Эй V7 Plus На компактной панели некоторые кнопки сгруппированы по вариантам возможного выполнения. Такие кнопки обозначены небольшим треугольником в правом нижнем углу.

Для получения доступа к другим командам надо щёлкнуть на имеющейся на панели кнопке и не отпускать её некоторое время. При появлении панели расширенных команд, связанных с данной кнопкой, надо установить курсор на нужную кнопку и отпустить клавишу мыши.
Для управления масштабом изображения модели на экране (перемещать и поворачивать изображение и т.д.) предназначены команды управления, изображение которых собрано в меню Сервис, наиболее часто применяемые, продублированы кнопками на панели управления. Вид приложения...


Кнопки управления масштабом
Кнопки управления отображением
Рис. 7. Элементы управления масштабом
При нажатии кнопки Показать всё максимально возможный масштаб отображения, при котором вся модель отобразится в окне документа.
При необходимости увеличить масштаб изображения какой - либо части модели, например для редактирования её элемента, удобно использовать команду Увеличить масштаб рамкой.
Для этого следует нажать кнопку Увеличить масштаб рамкой iQj , мысленно заключить участок модели в прямоугольную рамку, щёлкнуть в одном из её углов и переместить курсор по диагонали в противоположный угол. Как только фантом рамки охватит весь намеченный участок, щёлкнуть мышью ещё раз.

В окне отобразится в увеличенном масштабе выделенный участок модели.

После редактирования можно вернуться в режим отображения всей модели, щёлкнув на кнопке Показать всё.
Увеличить и Уменьшить масштаб позволяют дискретно увеличить илиКнопкиуменьшить масштаб изображения в фиксированное число раз, по умолчанию в 2 раза.Кнопкой Приблизить/отдалить можно плавно менять масштаб изображения,приближая или удаляя его относительно точки, в которой была нажата кнопка мыши.Сдвиг изображения
Сдвиг изображения в окне выполняется командой Сдвинуть изображение, включениемкнопки
Вращение изображения


Удобно просматривать модель, вращая её в любом направлении, используя кнопку
Кнопки ^ I ^ I позволяют применять команды управления отображениеммодели в режимах: Каркас, Без невидимых линий, Невидимые линии тонкие, Полутоновое и Перспектива.
Модель можно расположить таким образом, чтобы её положение относительно трёх плоскостей проекций соответствовало стандартным видам: спереди, сверху, слева, справа, сзади и снизу. Для получения нужной ориентации модели надо щёлкнуть мышью на кнопке Список видов в Строке текущего состояния и выбрать из списка нужную проекцию.
КОМПАС-Эй позволяет расположить параллельно экрану какую - либо грань модели, либо построенную пользователем вспомогательную плоскость. Для этого надо щелчком мыши указать эту грань или вспомогательную плоскость, а затем указать из списка строку Нормально
Рассмотрим принцип построения вй-детали
Каждая сложная деталь состоит из нескольких простых фигур (цилиндр, куб и т.д.). К примеру, для того чтобы изобразить бочку, необходимо сначала нарисовать цилиндр, а затем вырезать из него цилиндр с меньшим диаметром, в результате у нас получится полый цилиндр, напоминающий бочку.

Таким образом, комбинируя простейшие фигуры, можно получить детали любой сложности.
Для того чтобы нарисовать простейшую фигуру, необходимо сначала построить ее эскиз, для этого нужно выбрать плоскость в "Дереве построения" и щелчком правой кнопки мыши вызвать меню, которое включает себя пункт "Эскиз". Для того чтобы нарисовать Эскиз необходимо воспользоваться панелью "Геометрия", включающей в себя кнопки:


- точка
- вспомогательная прямая
- отрезок
- окружность
- дуга
- непрерывный ввод объектов
- кривая Безье
- фаска
- скругление
- прямоугольник
Нарисовав из простейших фигур эскиз будущего элемента детали, переходим к преданию ему объема. Для этого нужно воспользоваться операциями, предложенными в панель слева:

- операция выдавливание, выдавливает эскиз на заданное расстояние
- приклеить выдавливанием, аналогична операции выдавливанием, за исключением того, что присоединяет новый объект к предыдущем, образуя единое целое

1^ Изометрия XrZ Изометрия YZ І^і Изометрия Z*Y tjijl Диметрия

- вырезать выдавливанием, вырезает из уже существующего тела, выдавленный эскиз
- скругление, образует скругление
- отверстие, создает в детали отверстие, заданного диаметра

- ребро жесткости
- уклон
- оболочка
- сечение поверхностью
- массив по сетке, копирует детали по заданной сетке
- зеркальный массив, зеркально копирует детали
Таким образом, создавая эскизы, придавая им объем, вырезая из одного объемного тела другое и присоединяя, их друг к другу, можно создавать детали любой конструкции и сложности.
ПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ РЕЖИМ РАБОТЫ В КОМПАС
Одной из наиболее интересных возможностей КОМПАС-Зй является создание параметрических чертежей и фрагментов. Само понятие параметрической модели чертежа подробно описано в [19-20].
Обычный чертеж содержит лишь информацию о составляющих его объектах. Например, для каждого отрезка в файле чертежа хранятся его параметры: координаты начальной и конечной точек.

Даже если два отрезка имеют общую точку введенную с использованием привязки, информация о координатах этой точки хранится для каждого отрезка совершенно независимо. В результате перемещения одного из отрезков их общая точка будет потеряна.
Параметризация заключается в представлении ее через совокупность параметров, устанавливающих соотношения между геометрическими и размерными характеристиками. Размерные параметры определяют размер модели.

Геометрические параметры (зависимости) устанавливают такие характеристики объектов модели, как горизонтальные, касание, концентричность и т.п.
Кроме этого параметрический чертеж содержит информацию о связях между объектами и о наложенных на объекты ограничениях.
Под связями между объектами понимается зависимость между параметрами этих объектов. Например, одной из наиболее распространенных видов связи является Совпадение точек.

Если два отрезка имеют такую связь, то система автоматически поддерживает непрерывное равенство координат этой точки для обоих отрезков.

В результате Вы можете как угодно перемещать любой из отрезков, но вам не удастся разорвать их в точке связи.
Под ограничениями понимается зависимость между параметрами отдельного объекта или равенство параметра константе. Например, если на отрезок наложено ограничение Вертикаль, то система автоматически обеспечивает непрерывное равенство Х-координат его конечных точек.

Такой отрезок можно как угодно перемещать, удлинять или укорачивать, но вам не удастся его наклонить.
Накладывая на объекты чертежа связи и ограничения пользователь постепенно формирует параметрическую модель - устойчивый комплекс объектов, элементы которого непрерывно выполняют заданные пользователем математические зависимости. Такая модель может динамично менять свою форму без нарушения связей между элементами.
При выборе параметров следует руководствоваться следующими рекомендациями:
- геометрические параметры (переменные) должны быть независимы;
- в качестве параметров обычно выбирают рассчитываемые в ходе выполнения расчетных процедур или варьируемые при анализе или оптимизации конструкции (например: для описания цилиндрической детали - это диаметр D и длина L);
- количество параметров, по-возможности, должно быть минимальным.
- математические взаимосвязи между параметрами не должны быть явными.
Параметрический режим целесообразно использоваться для создания деталей средней сложности и простых сборок. Только в таких случаях игра действительно стоит свеч.

Создание параметрических чертежей действительно сложных объектов лучше возложить на специализированные программы.

Только они могут обеспечить формирование полностью определенного закона изменения параметрической модели, полноценный диалог и средства контроля. В КОМПАС-Зй V7 Plus такие программы можно создавать с помощью специального приложения КОМПАС-МАСТЕР и оформлять их в виде дополнительных модулей системы (прикладных библиотек).

Такие модули кроме построения чертежа могут включать и выполнение необходимых расчетов.

Разумеется, для их разработки придется привлекать программистов и они будут пригодны для одной конкретной задачи, но зато будут работать с максимальной степенью автоматизации.
При создании параметрического чертежа не стоит стремиться непременно воспроизвести в нем все фаски, галтели, канавки и другие мелкие элементы. Довольно часто в сложных деталях можно выявить отдельные типовые элементы. В таких случаях следует подумать о частичной параметризации.

Сама деталь будет начерчена в обычном режиме, а типовой элемент можно оформить как параметрическую модель.
Не строит создавать параметрическую модель для детали, которая меняется лишь время от времени. Какой смысл потратить месяц на создание модели и за несколько секунд получить ее модификацию, если таких модификаций вам нужно сделать пару за год?

В таких случаях лучше обойтись стандартными средствами редактирования чертежа.
Время, затраченное на построение параметрического чертежа может значительно превышать время, необходимое на его построение в обычном режиме.
Однако эти потери с лихвой компенсируются позднее, когда в считанные минуты или даже секунды, на основе построенной модели вы сможете получить большое количество различных ее вариантов.
Параметрические свойства модели
Существует два типа параметризации трехмерной модели в КОМПАС-Эй - вариационная и иерархическая. Их сочетание позволяет широко варьировать параметры (переменные) создаваемой модели, не изменяя ее топологию.

Вариационная параметризация имеет два проявления: параметризация графических объектов в эскизе и сопряжение между собой компонентов сборки. Иерархические параметрические связи возникают автоматически по мере выполнения команд создания элементов модели.

В трехмерной модели могут существовать переменные, от значений которых зависят ее размеры и топология. Размеры модели определяются размерами эскизов ее элементов и их параметрами (например, глубиной выдавливания).

Топологию модели могут определять, такие параметры, как количество и шаг копий элемента.

Всем этим величинам могут быть поставлены в соответствие переменные.



Содержание раздела