СПРУТ-AD — процесс проектирования в одной кнопке
Инструментальные средства компании «СПРУТ-Технология», использованные при создании системы
Расходуете драгоценное время на рутинную работу? Хотите сократить сроки проектирования в десятки раз? Решение, конечно, кроется в автоматизации подготовки производства, а вот пути достижения — разные.
Можно купить графические редакторы (например, SprutCAD — открытую среду конструкторского черчения и моделирования). Но графические редакторы автоматизируют лишь процесс черчения, и об этом сказано немало. Понятие автоматизации подразумевает пересмотр всего процесса проектирования, а оформление чертежей является лишь одной из составляющих труда инженера, ведь чертеж — это всего-навсего оформленный результат его интеллектуальной деятельности. Поэтому возникает потребность компьютеризировать и процесс, предшествующий черчению.
Можно ли, изменив расчетные параметры, быстро получить чертежи соответствующей конструкции и технологические процессы на ее изготовление? Насколько это реально, мы покажем на примере системы проектирования асинхронных электродвигателей «СПРУТ-AD».
Взаимосвязь расчетной, конструкторской и технологической подсистем «СПРУТ-AD» базируется на использовании единой информационной модели асинхронного двигателя. Эта модель представляет собой метафайл с расширением SMD (СПРУТ-Модель), в котором описана структура объектов (по принципу графа «И/ИЛИ») со свойствами, характеризующими каждый объект, и методами его проектирования (рис. 1).
Ввод технического заказа
Исходными данными для проектирования асинхронного двигателя (АД) являются: технические требования (ТТ) ко вновь разрабатываемому АД как в части конструкции, так и в части электромеханических параметров. В число этих свойств входят, в частности, тип серии, высота оси вращения, номинальные мощность и частота питающей сети, исполнения по защите, охлаждению, способу монтажа, климатическому исполнению и т.п. Значения свойств либо задаются в числовом выражении, либо выбираются из списка (рис. 2) в интерактивном окне доступа к модели АД.
Проектирование начинается с автоматизированного поиска в базе данных аналога, наиболее полно соответствующего техническому заданию. Для этого конструктор формирует запрос к базе данных на отбор проектов, отвечающих определенным условиям. Данные выбранного аналога загружаются в систему и подвергаются модификации, чтобы обеспечить выполнение заданных технических требований. Основная задача системы — сгенерировать полный комплект конструкторской документации на основе технического задания на проектирование.
 |
|
Расчет
Первой операцией проектирования является электромагнитный расчет электродвигателя, с помощью которого определяются основные конструктивные характеристики ротора и статора.
Расчетная подсистема (рис. 3) содержит также следующие методы расчета асинхронных двигателей:
- тепловой расчет АД с короткозамкнутым (КЗ) ротором;
- механический расчет АД с КЗ-ротором;
- расчет виброакустических характеристик АД с КЗ-ротором.
Этап расчета АД является первым и основополагающим звеном в цепочке сквозного проектирования электрической машины.
|
|
Конструирование
После завершения расчета производится конструктивное оформление проекта электродвигателя.
В системе «СПРУТ-AD Конструкция» загружается модель АД с параметрами из расчетной подсистемы, вследствие чего выходные параметры расчетной системы служат входными параметрами конструкторской подсистемы.
В зависимости от значений свойств генерируется структура конкретного электродвигателя, а также комплект чертежей путем нажатия одной кнопки — «Генерация чертежей». На рис. 4, 5 и 6 приведены результаты генерации чертежей.
Система обеспечивает возможность генерации чертежей по всему диапазону комбинаций структурных элементов и значений их свойств. Например, вал может иметь около 150 структурных реализаций.
На рис. 6 приведен пример автоматически сгенерированного чертежа наиболее сложной детали асинхронного электродвигателя — станины. Сложность определяется как насыщенностью геометрическими элементами, образующими деталь, так и большим количеством структурных вариантов данной детали, число которых превышает 100 тыс. Имеется возможность менять варианты исполнения лап станины, ребер охлаждения, грузоподъемных элементов, коробки выводов и т.д.
Для возможного редактирования чертежей и вывода на печать вызывается графический редактор SprutCAD (рис. 7).
Посредством механизма экспорта-импорта свойств в модели АД устанавливаются взаимосвязи между свойствами различных объектов, например сопряженных размеров между деталями (сопряженным размером меняющегося наружного диаметра сердечника статора является внутренний диаметр станины, который изменяется автоматически).
Пользовательский интерфейс системы построен максимально просто. Система решает промежуточные задачи совершенно незаметно для пользователя и ведет его прямо к достижению цели — генерации компьютерной объектной модели изделия и соответствующего ей комплекта конструкторской документации, удовлетворяющих заданным техническим требованиям.
|
|
Технология
Достоинства системы «СПРУТ-AD» не ограничиваются описанным выше кардинальным изменением методов работы расчетчиков и конструкторов. Подобное построение системы обеспечивает возможность простого и естественного взаимодействия между конструированием изделия и проектированием технологических процессов. Объектная модель изделия содержит всю информацию, необходимую для генерации технологических процессов. Эта информация не представлена в виде графических значков на чертеже, а хранится в модели изделия и доступна для логической обработки с помощью метода, обеспечивающего создание технологического процесса.
Модель объекта (рис. 8) содержит не только номинальные величины размеров, например общую длину вала, но и все технические требования, определяющие точность изготовления размеров, отклонения формы и положения элементов, величины шероховатости поверхностей и т.п. Данная информация необходима для автоматической генерации технологических процессов изготовления деталей и для их сборки.
Поскольку все знания, необходимые для формирования структуры технологического процесса, его оснащения и нормирования, заложены в базу, для генерации технологического процесса достаточно нажать на кнопку и при необходимости ответить на несколько элементарных вопросов.
Порядок работы в технологической подсистеме «СПРУТ-ТП» аналогичен конструкторской. Загружается модель соответствующего АД, запускается метод проектирования технологического процесса, а полученный таким образом технологический процесс можно отредактировать (рис. 9).
Простота и высокая производительность прикладной системы достигаются за счет наполнения ее всеми необходимыми знаниями. Вследствие этого даже далекие от программирования специалисты получают возможность быстро (в 7-10 раз быстрее, чем профессионалы) создавать интеллектуальные конструкторско-технологические системы проектирования!
|
|
Заключение
Итак, компания «СПРУТ-Технология» на примере системы «СПРУТ-AD» представила вашему вниманию свои подходы к автоматизации проектирования, позволяющие повысить эффективность труда и скорость работы конструктора, сократить сроки разработки изделий, снизить трудозатраты и себестоимость проектирования, а также улучшить качество разработок и уменьшить вероятность ошибок.
«САПР и графика» 5'2002
