чертежей. На этом этапе разработчик может добавить некоторые эстетические детали, например декоративные элементы на дверцах и боковых стенках. Детальные чертежи помещаются в базу данных для использования в процессе производства.

Изготовление шкафа осуществляется в следующем порядке. Форма каждой детали наносится на необработанный материал (в нашем случае дерево) и вырезается пилой. Количество отходов можно снизить, располагая детали на кусках дерева оптимально. Разработчик может испытывать разные варианты размещения на экране компьютера до тех пор, пока не будет найдена конфигурация с минимальным количеством отходов. Компьютерная программа может помочь в этой работе, рассчитывая количество отходов для каждой конфигурации. Программа более высокого уровня может самостоятельно определить наиболее экономичное размещение деталей на заготовке. В любом случае конечная конфигурация сохраняется в компьютере и используется для расчета траектории движения пилы станка с числовым программным управлением. Более того, программные средства позволяют разработать зажимы и крепления для процедуры выпиливания, а также запрограммировать системы передачи материала. Эти системы могут быть как простыми конвейерами, так и сложными роботами, передающими необработанный материал на распилку и забирающими готовые детали.

Подготовленные детали должны быть собраны вместе. Процесс сборки также может выполняться роботами, которые программируются автоматически на основании описания конечного продукта и его деталей, хранящегося в базе данных. Одновременно проектируются зажимы и крепления для автоматизированной сборки. Наконец, робот может быть запрограммирован на покраску шкафа после сборки. В настоящее время зажимы и крепления для сборки проектируются или выбираются планировщиком процессов, а программирование роботов осуществляется в интерактивном режиме путем перемещения рабочего органа робота вручную.

Общий вид получившегося сценария показан на рис. 1.3, из которого видно, каким образом база данных позволяет интегрировать системы CAD, CAE и САМ, что и является конечной целью CIM.

CAE

Рис. 1.3. Интеграция CAD, САГ и CAE. через базу данных

1.4. Реальный пример использования САПР в разработке продукта

В предыдущем разделе мы представили идеальный сценарий, в котором все операции проектирования и производства были интегрированы посредством общей базы данных. В этом разделе мы рассмотрим реальный пример, в котором разработка продукта будет производиться с. помощью современных САПР. В данном случае мы будем применять системы CAD, САМ и CAE к общей геометрической модели детали.

Предположим, что перед нами поставлена задача спроектировать и изготовить переднюю панель сотового телефона (рис. 1.4). Чтобы упростить эту задачу, предположим, что мы уже выполнили концептуальное проектирование в системе CAD, результат которого и представлен на упомянутом рисунке.

Рис. 1.4. Твердотельная модель детали

Согласно предшествующим утверждениям, следующим этапом жизненного цикла продукта должен быть анализ проекта, для которого препроцессор CAE генерирует аналитическую модель (рис. 1.5). В примере был использован коммерческий препроцессор Pro/Mesh1. На рис. 1.5 (а) показана автоматически построенная сетка конечных элементов - тетраэдров, а на рис. 1.5 (б, в) - два различных случая приложения внешней нагрузки в области нижнего крепления.

Анализ конечноэлементной модели методом конечных элементов позволяет проверить соответствие разработанной крышки установленным требованиям. Результат расчета показан на рис. 1.6, где изображено распределение напряжении в детали под воздействием внешней нагрузки. Обратите внимание, что в области приложения нагрузки напряжение выше, что кажется вполне естественным.

Pro/Mesh - зарегистрированная торгоная марка корпорации Parametric Technology Corporation.

Рис. 1.5. Аналитическая модель детали для метода конечных элементов: а - сетки конечных элементов; б - условия нагрузки, случай 1; в - условия нагрузки, случай 2

мет hp, г

»«* •»>.!:. «7$

111

™ 5

t z

wan ti з**« «до?

Г -IS.***

Рис. 1.6. Распределение напряжений в детали: а - результат для случая 1; б - результат для случая 2

Мы можем также провести моделирование процесса литья под давлением, чтобы убедиться, что расплавленный пластик заполнит углубления формы. Если бы моделирование показало, что натекание пластика сталкивается с какими-либо проблемами, нам пришлось бы увеличить толщину соответствующих участков детали. Результаты моделирования иллюстрирует рис. 1.7.