Исследование CAM-систем. Разработка имитационной модели
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
?ы CAD/CAM/CAE-системы прошли путь от сравнительно простых чертежных приложений до интегрированных программных комплексов, обеспечивающих единую поддержку всего цикла разработки, начиная от эскизного проектирования и заканчивая технологической подготовкой производства, испытаниями и сопровождением. Современные CAD/CAM/CAE-системы не только дают возможность сократить срок внедрения новых изделий, но и оказывают существенное влияние на технологию производства, позволяя повысить качество и надежность выпускаемой продукции (повышая, тем самым, ее конкурентоспособность). В частности, путем компьютерного моделирования сложных изделий проектировщик может зафиксировать нестыковку и экономит на стоимости изготовления физического прототипа. Даже для такого относительно несложного изделия, как телефон, стоимость прототипа может составлять несколько тысяч долларов, создание модели двигателя обойдется в полмиллиона долларов, а полномасштабный прототип самолета будет стоить уже десятки миллионов долларов [4].
Например, широко известен проект разработки компанией Shorts Brothers фюзеляжа для самолета бизнес-класса Learjet 45 при помощи современных CAD/CAM/CAE-систем. Результаты выполнения проекта просто впечатляют.
Ранее компания Shorts использовала в проектно-конструкторских работах проволочное моделирование деталей. В создаваемых Shorts Brothers фюзеляжах самолетов обычно насчитывалось до 9500 структурных деталей. Подобные проекты могли потребовать более 440000 человеко-дней (до 4-х лет для завершения проекта).
Фюзеляж Learjet 45 оказался не только наиболее сложным среди существующих, но и был разработан в значительно меньшие сроки (на 40%), чем его предшественники. Кроме того, примерно в 10 раз было улучшено качество деталей и самой сборки фюзеляжа, а общее число деталей сокращено на 60% (при снижении объема основных переделок на 90% по сравнению с предыдущими проектами). В целом, компания Shorts смогла уменьшить число компонентов с 9500 до 3700 (на 60%). Полное время на проектирование и технологическую подготовку производства было сокращено до 125000 человеко-дней. Общее время разработки и технологической подготовки производства до 60000 человеко-дней, а весь цикл разработки типового фюзеляжа сократился с 4-х лет до 1,5-2 лет.
1.2 Структура и принципы работы системы Unigraphics
Эта система построена на ядре твердотельного математического моделирования Parasolid от фирмы Unigraphics Solutions (UGS).
UGS предлагает "непрерывную цепочку процессов", которая состоит из серии ассоциативно связанных между собой этапов проектирования и производства, которые имеют дело с общей цифровой моделью. Каждая цепочка процессов простирается от концепции до изготовления. Такой подход дает возможность построить цифровую модель, которая может использоваться на всех этапах без передачи данных из одной системы в другую.
Рисунок 1 - Пример модели
Версия NX обладает мощными и функциональными инструментами, интегрируя все аспекты процессов от проектирования до производства в единое высокотехнологичное решение для создания полного цифрового макета изделия (рисунок 1). NX предлагает неограниченные возможности для достижения максимальной производительности на всех этапах создания изделия:
-промышленный дизайн;
-проектирование;
инженерный анализ;
создание технической документации;
создание оснастки;
подготовка производства.
Управляемая среда разработки NX. Управляемая среда разработки NX включает полностью объединенное, синхронизированное управление всеми данными изделия и процессов, чтобы согласовать разработку изделия со структурированной средой предприятия. Используя автоматизацию на основе базы знаний NX, компании могут применять знания об изделие и процессе для значительного ускорения разработки изделия, чтобы максимально автоматизировать процессы проектирования и производства, а так же максимизировать повторное использование накопленных знаний.
NX структурирует концептуальные модели, стандартизирует методы проектирования и позволяет быстрое создание вариантов, преобразуя систему разработки проекта на основе компонент в систему, которая использует концептуальный подход.
Раздел 2. Разработка процесса изготовления изделия "Ключ"
2.1 Описание объекта и цели моделирования
Изделие обладает рядом поверхностей сложной геометрической формы, а, следовательно, не может быть обработано на универсальном оборудовании с достаточной степенью точности. Также в изделии имеется отверстие квадратного сечения, поэтому для снижения себестоимости целесообразно обработку произвести по заранее написанной программе на электроэрозионном станке. Это позволит сократить время наладки и обработки изделия, а также значительно повысит его качество, отказавшись от специальных методов обработки, типа долбления и протягивания.
Для разработки программы обработки изделия, будет применена система Unigraphics NX2.
2.2 Разработка имитационной модели
Создание проекта в среде Unigraphics NX2 проходит в 2 этапа: создание трехмерной твердотельной модели объекта проектирования, и подготовка производства, для его изготовления [5]. При создании твердотельной модели система позволяет пользоваться множеством средств, которые определяют несколько основных подходов к решению этой проблемы. Первый подход - создание геометрических тел путем вращения и вытягивания контуров вдоль направляющих кр