Общая структура, принципы и особенности проектирования программных средств для моделирования и автоматизированного проектирования

Б. А. Тонконогов

 

Учебно-методическое пособие

 «Инженерная графика»

 

Содержание

Введение. 5

1. Общая структура, принципы и особенности проектирования программных средств для моделирования и автоматизированного проектирования. 9

1.1. Общая структура программных средств для автоматизированного проектирования. Модель общей традиционной и нетрадиционной структуры (архитектуры). Геометрические объекты.. 12

1.2. Принципы построения программных средств для автоматизированного проектирования. Способы описания поверхностей и построения геометрических моделей. Графические форматы данных. Требования, предъявляемые к системам автоматизированного проектирования. Тенденции развития методов автоматизированного проектирования. 20

2. Обзор и основные возможности системы автоматизированного проектирования AutoCAD.. 34

2.1. Знакомство с AutoCAD. Основные термины и понятия. Геометрические элементы и работа с ними. 34

2.2. Принципы создания и оформления чертежей. 48

3. Обзор и основные возможности системы автоматизированного проектирования SolidWorks. 59

3.1. Знакомство с SolidWorks. Работа с элементами, деталями и сборками. 59

3.2. Элементы построения по траекториям и сечениям. Рисование эскизов профилей. Копирование эскиза. Работа со сборками. Редактирование вида с разнесенными частями. 72

3.3. Работа по созданию и оформлению чертежей. Основные надписи чертежей. Использование видов и слоев. Двухмерное рисование. Нанесение размеров и примечаний на чертежах. Создание чертежа с именованными видами. Формирование местного вида. Рисование вида с разнесенными частями. Добавление заметок. 90

4. Обзор и основные возможности программного пакета Microsoft Visio. 103

4.1. Знакомство с Microsoft Visio. Общие принципы. Пользовательский интерфейс. Главное окно. Окна рисунка, группы, предварительного просмотра и шейп-листа 103

4.2. Создание и оформление диаграмм. Рисование графическими примитивами. Создание трафарета и шаблона. 108

5. Использование положений государственных стандартов «Единая система программной документации» и «Единая система конструкторской документации» при оформлении документации на программные продукты и чертежи. 123

5.1. ГОСТ 19.701-90 (ИСО 5807-85) «Единая система программной документации. Схемы алгоритмов, программ, данных и систем. Обозначения условные и правила выполнения». 125

5.2. ГОСТ 2.001-93 (УДК 002:62:006.354) «Единая система конструкторской документации. Общие положения». ГОСТ 2.103-68* (СТ СЭВ 208-75) (УДК 62(084.11):006.354) «Единая система конструкторской документации. Стадии разработки». 149

5.3. ГОСТ 2.004-88 (УДК 65.012.2:002(083.96)) «Единая система конструкторской документации. Общие требования к выполнению конструкторских и технологических документов на печатающих и графических устройствах вывода ЭВМ». 153

5.4. ГОСТ 2.118-73* (УДК 002:744:006.354) «Единая система конструкторской документации. Техническое предложение». ГОСТ 2.119-73 (УДК 002:744:006.354) «Единая система конструкторской документации. Эскизный проект». ГОСТ 2.120-73* (УДК 002:744:006.354) «Единая система конструкторской документации. Технический проект». 159

5.5. Форматы бумаги и конверта. 176

Заключение. 181

Литература. 182

 

Введение

     Времена, когда рабочее место конструктора было оснащено всего лишь кульманом и канцелярскими принадлежностями, ушли в прошлое. В мире современных технологий невозможно достичь высокого уровня конструирования без использования систем автоматизированного проектирования (САПР), которые обеспечивают максимальную точность выполнения чертежей и экономят время за счет автоматизации многих рутинных операций. Более того, создаваемые с их помощью результаты можно передавать по технологической цепочке дальше для выполнения последующих производственных операций. Лидерами среди систем автоматизированного проектирования, вне всякого сомнения, можно считать AutoCAD, SolidWorks, Pro/Engineer и другие программные пакеты. За годы, прошедшие со времени появления таких программных комплексов, они превратилась в мощную среду, без которой трудно представить работу современного промышленного предприятия или конструкторского бюро. С каждой новой версией пакеты предлагают самые совершенные средства двухмерного и трехмерного проектирования, оформления чертежей, улучшенную справочную информацию, а также удобные инструменты твердотельного и другого моделирования. Современные технологии, заложенные в системе, способны обеспечить эффективную коллективную работу над проектом с учетом стандартов предприятия и различных методов проектирования. Например, по сравнению с предыдущей версией, в программном пакете AutoCAD 2007 улучшены пользовательский интерфейс, поддержка цвета, а также формат файла, что обеспечивает более быструю загрузку и сохранение чертежей. Изучая AutoCAD, вы поймете общие принципы построения систем проектирования и в будущем сможете без труда освоить другие программы САПР. Предлагаемое вашему вниманию учебно-методическое пособие, состоит из множества занятий с несложными упражнениями, каждое из которых описывает методику выполнения той или иной операции. Наличие большого количества рисунков поможет вам ориентироваться в графическом интерфейсе AutoCAD и других программных комплексов, а также научиться контролировать правильность выполняемых действий.

     Ускорение научно-технического прогресса и техническое перевооружение промышленности приводят к резкому увеличению объемов информации во всех звеньях управления и подготовки производства. Техническая подготовка производства является одним из самых длительных и трудоемких этапов при освоении выпуска новых изделий. Наиболее эффективное направление сокращения этого этапа – это автоматизация. Поэтому в настоящее время сокращение сроков, стоимости, и в то же время повышение качества проектирования технологических систем достигается не за счет увеличения численности конструкторов, технологов и нормировщиков, а путем создания и широкого применения в производстве автоматизированных систем проектирования.

     Аналитические методы расчета конструкций природы без натурного моделирования широко применялись и ранее. Однако бурное развитие вычислительной техники дало новый толчок к совершенствованию численных методов, которые являются сегодня основным инструментом инженера-проектировщика и неотъемлемой частью процесса проектирования изделия.

     Программные средства для моделирования технологических систем входят в состав современных CAE-систем (Computer Aided Engineering), обеспечивающих анализ (моделирование) и оптимизацию конструкций (процессов).

     Программные модули для компьютерного анализа процессов и конструкций входят в виде встроенных подсистем в состав современных программных средств для автоматизированного проектирования. САПР решают следующие основные задачи:

· создание трехмерной модели изделия;

· управление проектами и техническим документооборотом с выпуском конструкторской документации;

· создание технологической документации и управляющих программ технологического оборудования;

· всесторонний анализ (расчет) изделия;

· создание технологической оснастки для изготовления изделия;

· изготовление изделия и др.

     На сегодняшний день можно отметить следующие важные тенденции в современном развитии автоматизированных систем проектирования и производства в промышленности:

· интеграция автоматизированных систем CAD / CAM / CAE / PDM на основе единых информационных технологий (так называемые «сквозные САПР»);

· внедрение объектно-ориентированного подхода и на этой базе – предоставление пользователям более естественного интерфейса;

· открытость систем автоматизации для расширений;

· расслоение классов систем автоматизации по мощности и профессиональной ориентации с сохранением возможности их интеграции в единую среду и др.

     Исходя из вышеизложенного, можно сказать, что в настоящее время происходит смена поколений САПР и переход к технологиям XXI века. Традиционная структура САПР, ядро которой образует геометрический процессор, уступает место гибкой архитектуре, основанной на активных объектах, имеющих при необходимости геометрическую и (или) графическую модель. Это позволяет осуществить гибкую интеграцию информационного обеспечения различных этапов жизненного цикла изделий, естественным образом организовать совмещенное проектирование, резко сократить сроки и стоимость разработки и адаптации систем.

     Цель изучения дисциплины. Предметом изучения дисциплины являются основы инженерной и компьютерной графики.

     Цель преподавания дисциплины – изучение основ инженерной и компьютерной графики, формирование у студентов представлений о системах автоматизированного проектирования и инженерного анализа, навыков работы с программными пакетами AutoCAD, SolidWorks и Microsoft Visio, знакомство с их основными пользовательскими элементами, возможностями и общими принципами и правилами работы в них при создании и оформлении чертежей и диаграмм, а также основными положениями государственных стандартов «Единая система программной документации» и «Единая система конструкторской документации» для дальнейшего квалифицированного использования в учеб-ном процессе, научных исследованиях и практической работе.

     Изучение данного курса предусматривается учебным планом по специальности 1-40 01 02-06 «Информационные системы и технологии (в экологии)».

     Задачи дисциплины. В результате усвоения этой дисциплины обучаемый должен:

     иметь представление:

· о предмете инженерной и компьютерной графики и направлениях ее развития;

· о современных системах автоматизированного проектирования и инженерного анализа, их основных элементах и принципах построения и работы;

· о методах автоматизированного создания и оформления диаграмм и чертежей;

· о государственном стандарте «Единая система программной документации»;

· о государственном стандарте «Единая система конструкторской документации»;

     знать и уметь использовать:

· основы инженерной и компьютерной графики;

· системы автоматизированного проектирования и инженерного анализа;

· основные положения государственных стандартов «Единая система программной документации» и «Единая система конструкторской документации» для решения учебных задач и задач в профессиональной деятельности;

     иметь навыки:

· практической работы с системами автоматизированного проектирования и инженерного анализа для решения прикладных задач;

· ориентации для поиска необходимой информации в государственных стандартов «Единая система программной документации» и «Единая система конструкторской документации».

     Дисциплины, усвоение которых необходимо для изучения данной дисциплины. Для успешного изучения данной дисциплины студентами должны быть усвоены следующие дисциплины (с учетом усвоения всех разделов и тем):

· «Информатика и программирование (информационные технологии)»;

· «Информатика и программирование (основы программирования)».

Принципы построения программных средств для автоматизированного проектирования. Способы описания поверхностей и построения геометрических моделей. Графические форматы данных. Требования, предъявляемые к системам автоматизированного проектирования. Тенденции развития методов автоматизированного проектирования

     В программных средствах для автоматизированного проектирования технологических систем отсутствует необходимость в сложных расчетах и, поэтому отсутствует необходимость в построении сложного программного процессора для обработки входной информации как правило параметрической и графической. Его упрощенную альтернативу составляют процедуры, функции и дополнительные модули, обеспечивающие определенные расчеты и вспомогательные функции непосредственно в процессе построения геометрических (в том числе параметрических) моделей.

     При построении программных средств для автоматизированного проектирования технологических систем необходимо учитывать тот факт, что при использовании нескольких САПР в рамках одного предприятия наиболее остро встает вопрос обмена данными между ними. Этот вопрос состоит из двух частей: передача данных из одной САПР в другую, и обратная передача информации. Поэтому в структуре должны быть предусмотрены процедуры или программные модули для экспорта и импорта данных из одной системы в другую.

     Процесс создания САПР как общего назначения, так и специализированных (прикладных) можно разделить на несколько этапов:

· проектирование функциональной структуры и пользовательского интерфейса;

· проектирование информационной модели объекта проектирования;

· проектирование подсистемы документирования;

· введение в систему трудно формализуемых правил;

· объединение локальных рабочих мест в интегрированную систему проектирования.

     Рассмотрим принципы, которыми необходимо руководствоваться при построении модулей, предназначенных для подготовки геометрической модели при автоматизированном проектировании технологических систем.

     Известно, что изготовление детали должно начинаться с создания геометрической модели объекта в одной из систем САПР. В системе проектирования должна осуществляться предварительная отработка дизайна и конструкции объекта, используя методы машинного анализа, и исследоваться характеристики будущего изделия. Отработанная на уровне машинного анализа геометрическая модель должна быть готова для передачи на следующий этап процесса создания изделия – изготовление прототипа. При помощи специальной программы-транслятора поверхность модели может, например, аппроксимироваться треугольниками (триангулироваться). Полученное описание поверхности модели должно записываться в файл. Большинство систем САПР не совсем корректно создают триангуляцию объекта, поэтому необходимо проверить и, при необходимости, скорректировать полученное описание модели.

     Системы САПР должны отличаться, прежде всего, методами создания и представления объекта и способами описания его геометрии.

     Следует рассмотреть методы описания поверхностей объекта в САПР.

     Основой современных САПР являются модули графического моделирования конструкций. В настоящее время для этих целей используются следующие методы описания: поточечное, неявными функциями и параметрическое.

     Поточечное описание поверхностей заключается в представлении поверхности множеством отдельных точек, принадлежащих этой поверхности. Описываемый подход применяется на практике достаточно редко, что связано с трудоемкостью снятия данных об объекте, большими вычислительными затратами и значительным объемом исходных данных на описание объекта.

     Описание неявными функциями поверхностей заключается в моделировании поверхностей следующей математической формой: , где x, y, z – координаты объектного пространства. Неявная форма задания поверхности органично приспособлена для использования в методе твердотельного описания объектов и при методе трассировки лучей, т. к. существуют простые приемы определения взаимного положения точки и поверхности такого типа, определение точки пересечения прямой и поверхности.

     Параметрическое описание поверхностей. Поверхности задаются в форме , , , где u, v – параметры, изменяющиеся в заданных пределах. Для одной пары значений u, v можно вычислить положение одной точки поверхности. Для полного представления обо всей поверхности необходимо с определенным шагом перебрать множество пар u, v из диапазона их изменений, вычисляя для каждой пары значение x, y, z в трехмерном пространстве. Основным преимуществом параметрического описания является возможность передачи геометрической формы очень сложных поверхностей, которые другими методами описать очень сложно. Другое преимущество параметрического описания заключается в приспособленности к физическим процессам управления инструментом в станках с ЧПУ.

     Способы построения геометрической модели. В системах проектирования наиболее часто используется три способа построения геометрической модели изделия: описание объекта телами, поверхностями и описания типа проволочной сетки. Основное различие состоит во внутреннем представлении объекта и в способе построения.

     Описание типа проволочной сетки заключается в представлении поверхности объекта серией пересекающихся линий, принадлежащих поверхности объекта.

     В поверхностном моделировании используется представление объекта набором тонких поверхностей, под которыми находится пустое пространство. При этом поверхность может быть сколь угодно сложной формы. Строятся поверхности, как правило, по кривым, описывающим их границы. Очевидным преимуществом поверхностного моделирования является возможность построения объекта любой сложности и конфигурации. Как правило, поверхностное моделирование используется в тех областях, где затруднено или невозможно применение твердотельного моделирования: дизайнерские проекты, моделирование обводов корпуса, создание объектов с нестандартными элементами (например, скругление с изменяемым радиусом, винтообразная улитка) и т. д.

     В твердотельном моделировании для построения объекта используется три класса систем: с ячеечным представлением объекта (системы пространственного заполнения), моделирования сплошными геометрическими конструктивами и с представлением объекта его границами. Наиболее часто применяется моделирование конструктивами. При проектировании используются преимущественно стандартные геометрические тела (куб, цилиндр, тор и т. п.), над которыми осуществляются операции моделирования (объединить, вычесть, пересечь и т. п.). Результатом твердотельного моделирования может являться достаточно сложный геометрический объект. При этом подразумевается, что объекту принадлежат все точки – и на поверхности и внутри него. Внутренним представлением объекта в твердотельном моделировании является полная история создания данного объекта, т. е. древовидная структура типа «взять шар, вычесть из него конус, результат объединить с тором и т. д.». Это позволяет легко изменять объект и выполнять его параметризацию после окончания проектирования (хотя в большинстве систем эти функции работают очень ограниченно).

     Потребности многих областей применения систем САПР полностью удовлетворяются возможностями твердотельного моделирования.

     Практически все современные САПР должны иметь возможность работы и с твердотельным и поверхностным моделированием. Наиболее мощные системы проектирования работают на графических станциях (WS), но в последнее время видна тенденция к созданию версий продуктов и для персональных компьютеров типа РС. В настоящее время в мире лидирующие позиции занимают около 20 систем САПР. Перечислим некоторые из них (табл. 1.1):

 

Таблица 1.1

Системы САПР

Система	Платформа	Фирма-производитель
AutoCAD	PC	AutoDesk (США)
ADEM	PC	Omega Technologies (Израиль)
CADDY	PC	Ziegler (Германия)
CADDS	PC, WS	PTC (США)
CATIA	WS	Dassault Systems (Франция)
CIMATRON	PC, WS	Cimatron (Израиль)
EUCLID	PC, WS	Matra Datavision (Франция)
I-DEAS	WS	SDRC (США)
Pro/ENGINEER	PC, WS	PTC (США)
Unigraphics	PC, WS	EDS (США)

 

     Графические форматы данных. После отработки конструкции модель может представляться, например, набором треугольников с вершинами, лежащими на поверхности модели. Таким образом, например, создается STL-файл. Данный формат предполагает описание поверхности объекта набором треугольников (рис. 1.5).

Рис. 1. 5. Описание поверхности объекта набором треугольников

     Качество поверхностей полученной модели зависит во многом от величины допуска. Как правило, для обеспечения хорошего качества достаточно величины допуска 0,1 мм.

     Важно заметить, что системы проектирования, использующие методы твердотельного моделирования, работают не с реальными объектами, а с их приближениями – CAD-аппроксимацией. Так, окружность во внутреннем представлении системы представляет собой правильный многоугольник, количество граней которого задается в параметрах системы проектирования (как правило, от 8 до 30). Так, например, при создании STL-файла, как правило, следует явно указать системе, что необходимо пересчитать в объекте. Многие системы выполняют эту сложную процедуру некорректно, что ведет к необходимости использования объекта без пересчета, и, как следствие, ухудшению не только качества, но и точности модели, что следует иметь в виду при построении системы проектирования и дальнейшем ее использовании совместно с другими системами. На рис. 1.6 показано различие аппроксимации внутреннего представления объекта в системе САПР и триангуляции на примере трех окружностей радиусами r, равными 0,4, 2 и 4 мм при допуске между исходным объектом и аппроксимацией  и числе граней для САПР n = 8.

     а)  б)

Рис. 1.6. Триангуляция объекта: а) из внутреннего представления САПР; б) после пересчета

     Из рисунка видно, что в аппроксимации системы проектирования допуск между исходным объектом и его представлением различен и зависит от числа n – количества граней, при триангуляции  постоянен при изменяющемся числе граней.

     В случае использования модели без пересчета, при триангуляции она не меняет своей геометрии, так как представляет собой набор прямых линий (плоскостей).

     После пересчета модели, ее поверхность полностью повторяет поверхность исходного объекта. При триангуляции она аппроксимируется треугольниками в соответствии с заданным допуском.

     В связи с вышесказанным, недопустимо использовать модель твердотельного моделирования без пересчета, если ее размеры таковы, что дельта аппроксимации САПР превышает допуск на точность изделия. И наоборот, при размерах элемента, близких к величине допуска, лучше использовать модель без пересчета.

     Следует иметь в виду, что при увеличении допуска файл модели менее точно описывает реальную модель, однако количество треугольников и размер файла уменьшаются, соответственно уменьшается вероятность возникновения дополнительных ошибок при обработке файла. При уменьшении величины допуска триангуляция объекта более точна, однако увеличение количества треугольников и размера файла приводит к необходимости увеличения вычислительных мощностей и к возможному возникновению ошибок при обработке файла программами. Ошибки обработки возникают как при триангуляции модели в системе САПР, так и при корректировке файла. Необходимо выбрать разумный компромисс между точностью описания поверхности и величиной файла.

     Требования, предъявляемые к системам автоматизированного проектирования. При построении САПР также важно уделять внимание автоматизации не только непосредственно проектирования на ЭВМ, но и автоматизации сопряженного с программным обеспечением оборудования посредством ЭВМ.

     Одной из наиболее эффектных традиционных групп автоматизированного оборудования, которая широко используется при проектировании технологических систем и для изготовления разнообразных номенклатурных деталей всех отраслей радиотехники и машиностроения, является группа автоматов для создания печатных плат, сверлильных и токарных автоматов и полуавтоматов.

     Рассмотрим принцип построения САПР ТП для трассировки, проектирования и создания печатных плат. В отличие от большинства систем данного класса, данная САПР ТП должна соответствовать следующим требованиям:

· являться интеллектуальной и содержать подсистему логического вывода, используемую при синтезе структуры ТП;

· иметь развитые графические средства и позволять визуализировать как саму печатную плату, так и ТП ее изготовления;

· представлять функционально-децентрализованную программно-аппаратную систему, реализованную на базе локальной вычислительной сети (ЛВС) Ethernet (Fast Ethernet). Преимуществами реализации САПР ТП в виде распределенной вычислительной системы (РВС) являются низкая стоимость обработки информации, использование объединенных ресурсов программного, периферийного и процессорного обеспечения, унифицированность интерфейсов и простота реконфигурации системы и надежность. Среди задач, возникающих при разработке распределенной САПР ТП, должны быть выделены следующие задачи:

o разработка функциональной структуры (ФС) САПР ТП;

o разбиение ФС на группы реализации, которые выполняются параллельно и независимо друг от друга;

o выбор адекватных коммуникационных структур и технических средств.

· обладать следующими функциональными возможностями:

o текстовое описание печатной платы на языке описания деталей (ЯОД) и редактирование текстового описания;

o синтаксический и семантический анализ текстового описания печатной платы;

o построение изображения печатной платы на экране монитора и вывод его на печатающее устройство;

o автоматический расчет технологической карты (ТК) в диалоге с пользователем;

o автоматический расчет ТК с использованием базы технологических знаний и экспертной системы;

o ручное заполнение и редактирование ТК с использованием специального редактора;

o расчет элементов печатного монтажа, трассировка межконтактных соединений (проводников), расстановка электро- и радиоэлементов (ЭРЭ) и интегральных микросхем (ИМС) и вывод результатов на экран монитора и печатающее устройство;

o форматная и неформатная печать чертежей и ТК на принтере;

o просмотр каталогов файлов описания печатной платы, ЭРЭ и ИМС и ТК;

o просмотр и редактирование справочных таблиц;

o редактирование изображений с использованием графического редактора;

o построение слайдов технологических переходов и показ слайд-фильмов;

o ручное описание сценария ТП токарной обработки на специальном языке графического моделирования (ГМ) в виде графической программы;

o автоматическое построение графической программы для сгенерированного системой логического вывода ТП;

o интерпретация графических программ и визуализация ТП обработки печатной платы на экране монитора.

     Для описания всех уровней иерархии ФС можно использовать основной аппарат функционального подхода к проектированию информационно-вычислительных систем – диаграммы потоков данных специального вида. При разбиении диаграммных макроопределений высших уровней иерархии ФС на группы реализации должно учитываться следующее:

· степень связности функциональных модулей (ФМ) каждого макроопределения, определяемая на основе организации данных и внутрипрограммного интерфейса САПР ТП;

· частота использования отдельного ФМ или группы ФМ.

     Все ФМ, относящиеся к одной группе, должны выполняться на отдельном узле РВС. Отметим, что формализация процесса разбинения ФС на группы реализации для конкретной САПР ТП может быть выполнена только на основе экспертных знаний.

     Узлами структуры распределенной САПР ТП на базе ЛВС с шинной топологией являются:

· автоматизированные рабочие места технологов (АРМ-Т);

· серверы баз знаний;

· сервер печати;

· автоматизированные рабочие места конструкторов (АРМ-К);

· файловый сервер, интерпретаторы сетевых моделей (ИСМ).

     На основе совокупности серверов баз знаний должна быть построена информационная среда проектирования, а также реализован распределенный логический вывод. ИСМ должны использоваться для организации сложных параллельных и конвейерных вычислений на основе принципа потока данных. Этот тип узлов используется в развитых версиях САПР ТП с большим объемом работ вычислительного характера. С технической стороны узлы распределенной САПР ТП должны быть представлены IBM PC-совместимыми ПЭВМ в конфигурации, соответствующей функциональному назначению узла. Так, например, сервер базы знаний по отношению к другим узлам должен иметь больший объем внешней памяти для хранения интенсиональных и экстенсиональных знаний и более высокое быстродействие, сервер печати должен комплексироваться устройствами вывода текстовой и графической информации, АРМ-К должен иметь развитую систему компьютерной графики. Файловый сервер должен реализоваться на базе мощного персонального компьютера семейства IBM PC и входить в состав штатных средств сети Novell.

     Для построения ИСМ, а также реализации коммуникационных функций САПР ТП можно использовать библиотеку программ «Распределенная обработка-1 (РО-1)». Данная библиотека включает программы для установления и разъединения группового соединения, групповой передачи данных, управления распределенными данными, занятия и освобождения разделяемых ресурсов, менеджер группы, транслятор и интерпретатор диаграмм потоков данных специального вида, основанных на сетевом формализме, а также программы для взаимодействия процессов на основе механизмов рандеву языка ADA, «почтовых ящиков», удаленного вызова процедур. Следует отметить, что САПР ТП может иметь полиморфную архитектуру взаимодействий, включающую как взаимодействия вида «клиент / север», так и групповые взаимодействия на основе принципа потока данных. Сетевой обмен данными в САПР ТП может быть реализован на базе протоколов SPX / IPX, однако предпочтительным является возможность непосредственного использования протоколов TCP / IP или перехода от протоколов SPX / IPX локальной сети к протоколам TCP / IP и построения распределенной САПР ТП на основе глобальной сети Internet.

     Рассмотрим возможное функционирование данной интеллектуальной САПР ТП. Исходные описания ЭРЭ, ИМС и печатных плат на русифицированном варианте языка описания деталей (ЯОД) могут храниться в текстовых файлах, образующих в совокупности банк исходных описаний данных деталей. Ввод текстовых описаний и их редактирование может осуществляться с помощью стандартного текстового редактора. Транслятор ЯОД должен производить синтаксический и семантический анализ описания печатной платы и преобразовывать текст во внутренние структуры данных в форме таблиц. Сообщения об ошибках, обнаруженных во время анализа, могут сохраняться в отдельном файле и использоваться в дальнейшем для визуализации и (или) вывода на печатающее устройство. На основе фреймового представления геометрической формы и линейных размеров печатной платы ее графическое представление может быть выведено на печатающее устройство с помощью системных средств или сохранено во внешней памяти. Отметим, что при построении графического изображения могут автоматически выполняться необходимые виды и разрезы.

     В режиме автоматизированного расчета ТК технолог в диалоге с ЭВМ может производить назначение сверл сверлильного автомата, а также формирование последовательности технологических переходов, которая должна помещаться в соответствующий банк данных. Исходная последовательность переходов, содержащая шифры собственно переходов, определяемые эталонной последовательностью для данного типа автомата, а также шифры используемых сверл и мест, подлежащих сверлению, может быть изменена с использованием специального редактора переходов. Диалоговый процесс расчета ТК должен предусматривать определение величин рабочих ходов, подач, скоростей сверления, а также данных, используемых при изготовлении сверл и других характеристик ТП. Кроме сформированной технологом последовательности переходов, в процессе расчета может использоваться база технологических знаний статического класса, содержащая справочные таблицы величин подач и скоростей сверления, подбора необходимых запасных деталей и др. Процесс расчета ТК должен полностью протоколироваться, и по окончании расчета протокол работы должен быть доступен для просмотра и вывода на печатающее устройство. Процесс расчета должен заканчиваться формированием конечного файла ТК, который должен включаться в банк технологических карт.

     Типовая технологическая цепочка проектирования в САПР ТП в режиме автоматического расчета должна включать следующие шаги:

1) подготовка описания детали (АРМ-Т);

2) генерация нескольких вариантов ТП обработки печатной платы (сервер базы знаний);

3) отбор варианта ТП из нескольких с использованием графического моделирования (АРМ-Т);

4) вывод результатов на печать (сервер печати).

     Как видно из приведенной цепочки, процесс проектирования ТП в режиме автоматического расчета отличается от предыдущего режима тем, что, во-первых, формирование последовательности технологических переходов осуществляется подсистемой логического вывода без участия технолога на основе использования базы технических знаний и результатов анализа текстового описания печатной платы, во-вторых, также без участия технолога производится расчет ТК. Отметим, что исходная последовательность переходов, сформированная подсистемой логического вывода, может быть изменена с помощью редактора переходов. В режиме ручного расчета ТП пользователь может осуществлять формирование "пустого" шаблона ТК, заполнение которого может производиться с помощью редактора технологических карт.

     САПР ТП должна иметь развитую подсистему компьютерной графики, которая должна позволять, кроме автоматического построения изображения печатной платы на основе анализа ее текстового описания, получить графические изображения рабочих сверл сверлильного автомата по окончании расчета ТК. При этом с помощью специального редактора табличных файлов может допускаться внесение изменений в файл, содержащий описание сверла, и помимо вывода на экран терминала графического изображения, технолог должен иметь возможность распечатать соответствующую этому изображению таблицу сверла, содержащую значения градусов, радиусов и характеристики кривых, описывающих перепады на сверле, а также служебную информацию. Графический редактор САПР ТП должен предоставлять технологу возможность вручную создать на экране терминала эскизы технологических переходов, задавая по своему усмотрению толщину линий, цвета, форму сверл и др. Заметим, что формирование эскизов переходов может осуществляться с использованием графического изображения детали.