Оптические и кинематические схемы

Оптические схемы: под оптическими схемами понимают принципиальные схемы оптических систем. Правила их выполнения устанавливают ГОСТ 2.412-81 и 2.701-84. Оптическая схема содержит:все оптические элементы изделия в основном рабочем положении; по мере надобности показывают также крайние и другие положения; условные графические обозначения источников излучения (можно изображать их упрощенно) и приемников лучистой энергии (фото элементы и др.);по мере надобности положения диафрагм, зрачков; положения плоскостей изображения, предмета и фокальных. Номера позиций элементам схемы присваивают по ходу луча. Данные об элементах указывают в таблице по форме спецификации ГОСТ 2.106-96. Таблицу размещают над основной надписью. Под таблицей помещают технические требования. Кинематические схемы: кинематические схемы в зависимости от основного назначения подразделяют на структурные, функциональные и принципиальные. Правила выполнения кинематических схем устанавливают стандарты: 2.701-84, 2.703-68, 2. 770-68, 2.721-74 .

Чертежи

Все конструкторские документы распределяются на проектные и рабочие.К проектным относят обязательные документы: чертеж общего вида, пояснительную записку и ведомости, разрабатываемые на стадиях технического предложения (Л), эскизного (Э) и технического (Т) проектов; к обязательным рабочим документам - чертеж детали, сборочный чертеж и спецификацию, разрабатываемые на стадии рабочая конструкторская документация с литерами О, А и Б.

Чертежи общего вида

Чертежи общего вида (шифр ВО) выполняются в соответствии с ГОСТ 2.118 - 73. Техническое предложение, ГОСТ 2.119 - 73. Эскизный проект и ГОСТ 2.120—73. Технический проект.

Чертеж – ВО - документ, определяющий конструкцию изделия, взаимодействие его основных составных частей и поясняющий принцип работы изделия.

Чертежи сборочные

Чертежи сборочные (шифр СБ). Чертеж СБ обязательный документ, содержащий изображение сборочной единицы и другие данные, необходимые для ее сборки, изготовления и контроля.

Сборочный чертеж должен содержать:

1) изображение сборочной единицы, дающее представление о расположении и взаимной связи составных частей, соединяемых по данному чертежу;

2) сведения, обеспечивающие возможность сборки и контроля сборочной единицы;

3) размеры, предельные отклонения и другие параметры и требования, которые должны быть выполнены или проконтролированы по сборочному чертежу;

4) указание о характере сопряжения и методах его осуществления, если точность сопряжения обеспечивается при сборке (подбор деталей, их пригонка и т. п.);

5) указание о способе выполнения неразъемных соединений (сварных, паяных и др.);

6) номера позиций составных частей, входящих в изделие;

7) габаритные, присоединительные, установочные и другие необходимые справочные размеры.

Правила выполнения сборочных чертежей даны в ГОСТ 2.109-73. Наименование

и обозначение составных частей изделия сборочной единицы, изображенного на чертеже СБ, приводятся а текстовом документе в спецификации. Спецификация входит в состав рабочей документации и обязательно выполняется на сборочные единицы, комплексы и комплекты.

ГОСТ 2.106-96 устанавливает форму и порядок заполнения спецификации. Спецификация выполняется в виде самостоятельного документа на формате А4 и может состоять из нескольких листов. На первом листе основная надпись выполняется по форме 2), а на последующих по форме 2а.

Спецификация в общем случае состоит из разделов, которые располагаются сверху вниз в определенной последовательности: документация, комплексы, сборочные единицы, детали, стандартные изделия, прочие изделия, материалы, комплекты.

Стандартом допускается совместное выполнение сборочного чертежа и спецификации только на формате А4. В этом случае шифр «СБ» в обозначении документа не пишется.

 

4.1.4.3. Чертежи габаритные, монтажные

Чертежи габаритные, монтажные. Габаритный чертеж это документ, содержащий контурное (упрощенное) изображение изделия с габаритными, установочными и присоединительными размерами. При проектировании габаритный чертеж не является обязательным, но может быть выполнен на любой стадии проектирования. Изделие изображается так, чтобы были указаны крайние положения перемещающихся деталей рычагов и т. д. Само изображение изделия выполняется упрощенно. В основной надписи в обозначении документа дается шифр ГЧ.

Монтажный чертеж (МЧ) это документ, содержащий контурное (упрощенное) изображение изделия, а также данные, необходимые для его установки (монтажа) на месте приме нения.

Все вышеуказанные чертежи выполняются по правилам, изложенным в ГОСТ 2.109-73.

Чертежи деталей

Основные требования к выполнению рабочих чертежей установлены ГОСТ 2.109-73. Рабочие чертежи разрабатывают как на детали, входящие в состав изделия, так и на детали, являющиеся самостоятельными изделиями.

Чертежи печатных плат

Чертежи печатных плат должны выполняться по ГОСТ 2.417-91. Размеры каждой стороны должны быть кратными: 2.5 при длине до 100 мм; 5 при длине 350 мм; 20 при длине более 350 мм. Максимальный размер любой из сторон платы должен быть не более 470 мм. Соотношение линейных размеров сторон платы должно быть не более 3: 1.

Чертежи печатных плат выполняются в натуральную величину или с увеличением 2:1, 4:1, 5:1, 10:1. За основной шаг прямоугольной координатной сетки по ГОСТ 10317-79 принимается 2,5 мм, остальные шаги 1,25 или 0,5 мм.

Документы других видов

Таблицы (шифр ТБ), расчеты (шифр РР), инструкции (шифр И) и прочие документы (шифр Д) оформляют рамкой и основной надписью в соответствии с ГОСТ 2.104-68. Необходимость выполнения вышеуказанных документов устанавливался отраслевыми стандартами в зависимости от характера и условий производства изделий.

 

4.2. СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ САПР

Проектирование - это звено связывающее научные исследования и практическую реализацию. От сроков и качества проектирования зависят сроки качество готовой продукции. Проектирования сложных технических объектов без применения средств автоматизации требует чрезмерных людских и временных ресурсов, а в ряде случаев и вовсе невозможно. Прежде всего это касается проектирования объектов радиоэлектронного назначения. Системы автоматизированного проектирования (САПР) - неотъемлемая часть научно-технического прогресса. САПР относится к числу наиболее сложных технических систем созданных за человеческую деятельность.

САПР объединяет средства и методы автоматизации всех стадий проектных работ, поэтому в качестве составных частей в нее могут входить такие автоматизированные системы как:

- системы автоматизации инженерного труда (САИТ);

- автоматизированные системы научных исследований (АСНИ);

- автоматизированные системы конструирования (САПР-К);

- автоматизированные системы технологической подготовки производства (АСТПП);

В тоже время САПР может рассматриваться как самостоятельная система и, как в свою, очередь составная часть более общей системы комплексной автоматизации процессов проектирования и производства.

Согласно ГОСТ 23501.101-87, 23501.108-85 САПР - это комплекс средств автоматизированного проектирования взаимосвязанными с необходимыми подразделениями проектной организации или коллективом специалистов (пользователей системы), выполняющий автоматизированное проектирование.

Проектирование РЭА - это творческий процесс совместной работы конструкторов с ЭВМ, включающий выбор критериев проектирования, построение эффективной математической модели, разработку комплекса алгоритмов, создание программного обеспечения и реализацию его на ЭВМ.

Использование методов автоматизации конструирования при создании различных устройств ведёт к повышению их надёжности, качества и производительности труда, а также экономии материальных и трудовых ресурсов.

САПР подразделяются на уникальные, универсальные, комплексные и специализированные. Наибольшее распространение нашли специализированные САПР, они создаются под отдельные виды работ

(например, проектирование микросборок, печатных плат, плоских конструктивов ит.д.). Строятся они на различных средствах вычислительной техники, но всегда увязываются с технологическим оборудованием, предназначенным для изготовления и контроля конкретного вида аппаратуры.

Создавая САПР, необходимо помнить, что САПР - это инструмент в руках конструктора, и что система должна быть разработана так, чтобы конструктор мог управлять ею в соответствии со своей квалификацией и конкретными потребностями. Поэтому основными требованиями к САПР являются: простота использования, надёжность, совместимость и адаптируемость.

Основное назначение САПР - решение задач этапов эскизного и технического проектирования.

 

4.2.1. Стандарты САПР

Комплекс взаимоувязанных стандартов на САПР устанавливает основные положения, правила организации работ по созданию, функционированию и развитию систем; требования и общие положения по разработке компонентов, комплексов средств, типовых методов и решений по автоматизации проектирования, содержание и правила оформления документации.

ГОСТ 34.003-90 устанавливает основные термины и определения в области автоматизированного проектирования. Согласно его определению автоматизированное проектирование - это проектирование, при котором отдельные преобразования описаний объекта и (или) алгоритма процесса, а также представления описаний на различных языках осуществляется взаимодействием человека и ЭВМ.

ГОСТ 23501.0-79 определяет основную функцию САПР - выполнение автоматизированного проектирования на всех или отдельных стадиях проектирования объектов и их составных частей.

ГОСТ 23501.001-83 устанавливает назначение, область распространения, классификацию и правила обозначения стандартов, входящих в комплекс стандартов на САПР.

ГОСТ 23501.1-79 устанавливает стадии создания и основные этапы работ по стадиям. Содержание и требования к изложению документов на каждой стадии регламентируется соответствующим стандартом:

1. Предпроектные исследования - ГОСТ 34.601-90, РА50-34.698-90.

2. Техническое задание – ГОСТ43.602-89.

3. Техническое предложение – ГОСТ34.201-89.

4. Эскизный проект – ГОСТ34.201-89.

5. Технический проект – ГОСТ34.201-89.

6. Рабочий проект – ГОСТ34.201-89.

7. Изготовление, отладка и испытание –РД50-34.698-90.

8. Ввод в действие – РД50-34.698-90.

В указанных стандартах регламентируется состав работы на каждой стадии, содержание документов и правила их изложения и оформления.

ГОСТ 23501.101-87, РД50-34.698-90 устанавливает общие требования к программному обеспечению САПР.

ГОСТ 23501.108-85 устанавливает метод и признаки классификации, основные классификационных группы и правила обозначения систем САПР и их подсистемы, создаваемые в проектных, конструкторских, проектно-изыскательных, технологических организациях, в конструкторских и технологических подразделениях на предприятиях, объединениях отраслей машиностроения, приборостроения, строительства.

ГОСТ устанавливает общие требования к автоматизированным банкам данных (АБД), которые являются составной частью информационного обеспечения САПР и систем управления банками данных (СУБД).

ГОСТ 34.201-89 устанавливает виды документов, а также их комплектность по стадиям создания САПР.

ГОСТ 23501.101-85 регламентирует организацию создания и развития САПР. В организациях, разрабатывающих и использующих САПР, создаётся служба САПР. Функции и рекомендации по структуре служб указаны в стандарте.

ГОСТ 23501.101-87 определяет общие требования к составу и функциям мониторной системы САПР, предназначенной для организации оптимизации управления процессом проектирования при выполнении проектных процедур и взаимодействия подсистем САПР.

ГОСТ 23501.101-87 устанавливает общие требования к диалоговым средствам САПР, составляющих часть комплекса средств автоматизации проектирования, их включение в САПР обеспечивает её перевод из пакетного режима проектирования в диалоговый или непосредственно работу в диалоговом режиме.

ГОСТ 23501.101-87 регламентирует общие требования к техническому обеспечению САПР. Техническое обеспечение - это совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих технических средств, предназначенных для выполнения автоматизированного проектирования.

Приведённые выше документы являются единой нормативной основой создания, функционирования и развития САПР, обеспечивающей сокращение затрат и сроков на создание САПР и повышение технико-экономической эффективности за счёт унификации и типизации методов проектных решений, а также расширения взаимообмена разработками в области САПР между организациями и предприятиями.

Структура САПР

САПР является организационно-технической системой. Она состоит из комплекса средств автоматизированного проектирования в виде математического, программного, технического, организационного и информационного обеспечения. Всё это взаимосвязано с подразделениями проектных организаций, осуществляющих проектирование. Основная часть разработки документации в САПР выполняется на ЭВМ.

Основными структурными звеньями САПР являются подсистемы. Подсистемой САПР называется выделенная по некоторым признакам часть САПР, обеспечивающая получение законченных проектных решений и соответствующих проектных документов.

По своему назначению подсистемы разделяются на проектирующие и обслуживающие. Проектирующие подсистемы выполняют проектные операции и процедуры. К ним относятся подсистемы проектирования: деталей и сборочных единиц, технологического проектирования и др. Проектирующие подсистемы могут быть объектно-ориентированными (объектными), выполняющими одну или несколько проектных процедур или операций, непосредственно зависящих от конкретного объекта проектирования, и объектно-независимыми (инвариантными), выполняющими унифицированные проекты и операции.

Обслуживающие подсистемы предназначены для поддержания работоспособности проектирующих подсистем. К ним относятся подсистемы графического отображения объектов проектирования; документирования; информационного поиска; управления (мониторная система САПР).

Все подсистемы САПР состоят из компонентов - элементов средств обеспечения, выполняющих определённую функцию в подсистеме и обеспечивающих её работоспособность. Компонентами САПР являются следующие средства обеспечения:

1) методическое - документы, в которых отражены состав, правила отбора и эксплуатации средств автоматизации проектирования;

2) математическое - методы, математические модели, алгоритмы;

3) программное - документы с текстами программ, программы на машинных носителях и эксплуатационные документы;

4) лингвистическое - языки программирования, терминология;

5) техническое - устройства вычислительной и организационной техники, средства передачи данных, измерительные и другие устройства или их сочетания (ГОСТ 23501.101-87);

6) информационное - документы, содержащие описание стандартных процедур, типовых проектных решений, типовых элементов, материалов, комплектующих изделий, и другие данные, а также файлы и блоки данных на машинных носителях с записью указанных документов;

7) организационное - положения, инструкции, приказы, штатные расписания, квалификационные требования и другие документы, регламентирующие организационную структуру подразделений и их взаимодействие с комплексом автоматизации проектирования.

На всех стадиях создания САПР, их подсистем и компонентов должны соблюдаться основные принципы: системного и информационного единства, включения, развития, комплексности (системного подхода), инвариантности и стандартизации.

Структурная схема САПР РЭА, построенная на принципах иерархической подчинённости и организационно-методического включения отдельных компонентов, представлена на рис. 4.1. Основными составляющими САПР, из которых образуются инструменты проектировщика, являются технические средства, программное и информационное обеспечение. Естественно, что создание программного обеспечения (ПО) невозможно без математических методов и алгоритмов, а построение и эксплуатация САПР - без организационного и методического обеспечения.

Так процесс проектирования сложных объектов носит коллективный характер, то это обуславливает необходимость взаимодействии участников этого процесса, которое должно поддерживаться аппаратно-программными средствами САПР. Эти средства объединяют отдельные программно-технические комплексы в систему пунктов генерации, хранения, обработки информации, между которыми осуществляются требуемые обмены данными. Это вычислительные сети, следовательно САПР сложных объектов в части технического обеспечения представляет собой вычислительные сети.

В техническом обеспечении САПР в зависимости от назначения и сложности проектируемого объекта различают три типа объединения рабочих станций в систему взаимодействующих компонентов:

- центральная супер ЭВМ - терминал;

- локальная вычислительная сеть;

- система распределенных вычислений.

ПО в САПР занимает особое место, так как в конечном итоге именно в программах реализуются методы автоматизированного проектирования. ПО включает в себя операционную систему (ОС) программирования, которая представляет собой совокупность системных программ, обеспечивающих распределение ресурсов ЭВМ, управление внешними устройствами, редактирование программ и данных, работу трансляторов с алгоритмических языков и целый ряд сервисных возможностей вычислительной системы.

Задачу реализации конкретных проектных процедур решает прикладное программное обеспечение с системными программами управления - пакетами прикладных программ (ППП). ППП - это комплекс программ, организованный в модульную систему программирования, работающий под управлением программы-монитора и предназначенной для решения определённого класса задач, близких друг к другу по содержанию или по применяемым математическим методам. В каждом пакете имеется входной язык, на котором формируются задачи. Монитор руководит работой пакета: он переводит описание задачи с входного языка на внутренний язык, определяет последовательность выполненных программ для каждой задачи, т.е. планирует решение задачи и организует выполнение программ, обеспечивая правильное взаимодействие модулей.

Поскольку в процессе проектирования САПР выступает как партнёр конструктора в его деятельности, то для обеспечения этого партнёрства при создании системы её необходимо наделить определённым "интеллектуальным" уровнем, т.е. необходимо ввести в её память некоторую сумму знаний, зависящую от степени разработки теории для данного класса объектов. Эти знания облечённые в математическую форму и реализованные в ЭВМ в виде программ в руках конструктора являются основным средством решения поставленной задачи. В САПР они называются информационным ресурсом. Чем выше качество информационного ресурса, тем обширней её "интеллектуальный" уровень, тем большее количество знаний переходит в проектируемый объект.

Информационные ресурсы выступают в САПР в форме информационных и математических моделей (ММ) объектов, ППП, банков данных и организационно методических материалов.

Современное информационное обеспечение САПР создаётся путём организации банков данных. Под банком данных понимается система языковых, программных и технических

средств, предназначенных для централизованного накопления и коллективного пользования данных, а также сами данные.

Основным компонентом банка данных является база данных (БД). БД представляет совокупность сведений для решения исходных задач в процессе функционирования САПР и всевозможной справочной информации, в том числе графической, ГОСТов, нормалей и т.д. В функции БД входит ведение, накопление и обновление хранимой информации.

Управление БД автоматизировано и осуществляется специальной системой программ, называемой системой управления базой данных.

Техническое устройство и ПО позволяют организовывать различные конфигурации комплекса технических средств САПР для конструирования РЭА.