Zagadnienia CAx  opracowanie
1.Zadania sysytemów CAx
" projektowanie koncepcyjne
" modelowanie geometryczne obiektów
" analizy obliczeniowe i symulacyjne
" opracowanie dokumentacji konstrukcyjnej
" opis struktury produktu na podstawie rysunków złożeniowych, tworzenie list kompletacyjnych
" karty i formularze technologiczne dla obróbki konwencjonalnej
" wymiana danych z innymi systemami (standardy IGES, VDA, DXF...)
" obsługa baz danych
2.Proces projektowania
Projektowanie jest procesem stopniowego określania cech obiektu, począwszy od ogólnych aż
do coraz bardziej szczegółowych, obejmuje czynności i zdarzenia występujące pomiędzy
pojawieniem siÄ™ problemu a powstaniem dokumentacji opisujÄ…cej rozwiÄ…zanie problemu
Proces projektowania konstrukcyjnego dzieli siÄ™ na trzy podstawowe fazy:
" faza koncepcji;
" faza konstruowania (geometryczne kształtowanie wyrobu);
" faza przygotowania dokumentacji.
3.Zastosowanie baz danych w systemach CAD
Bazy danych w systemach CAD:
" biblioteki symboli rysunkowych;
" bazy elementów znormalizowanych i podstawowych;
" bazy części i podzespołów opracowanych uprzednio.
4.AutoCAD  podstawowe funkcje, podstawowe polecenia
Podstawowa funkcja systemów CAD
Modelowanie geometryczne, komputerowy zapis konstrukcji
Model 2D - obiekt przedstawiony w rzutach na płaszczyzny (rysunki tworzone za pomocą figur
geometrycznych)
Model 3D - obiekt tworzony w przestrzeni 3 wymiarowej (modele krawędziowe, powierzchniowe i
objętościowe)
Modele stosowane w systemach CAD:
" Geometryczny model wyrobu
" Model kinematyczny
" Model mechaniczny (naprężenia)
" Model dynamiczny
" Model termiczny
Formaty plików
" DWG -format binarny
" DXF -odpowiednik w ASCII
(formaty traktowane sÄ… jako standard dla oprogramowania CAD 2D)
Obsługiwane platformy:
" Obecnie AutoCAD dostępny jest jedynie na platformę Microsoft Windows
5.Ograniczenia stosowania modeli 2D
" Widoki reprezentują obiekty, ale nie ma bezpośredniej zależności między nimi;
" Niezależne płaskie widoki nie są związane za pomocą określonych relacji;
" Zmiana obiektów nie powoduje automatycznej aktualizacji widoków.
6.Uzasadnmienie wprowadzenia systemów 3D
o wirtualne prototypy
o wierność reprezentacji komputerowej,
o kontrola dopasowania, współdziałania elementów
J
o uzyskanie parametrów: m, , itp.
x
o automatyczne tworzenie rysunków konstrukcyjnych
o generowanie kodów CNC
o asocjatywność danych:
żð analizy FEM kinematyka ...
żð rapid prototyping
żð CAM
7.Techniki modelowania 3D
rysu widok ukrycie widok wido własnośc optymali symulacj operacje
nki k i zacja a
modelu linii modelu montażu
tech przek masy konstruk
krawęd niewid zacieni
nicz roju cyjna
zioweg ocznyc owaneg
ne
o h o
model
+ + + + + + + + +
bryłowy
model
powierzchn + + + + - +/- +/- +/- +/-
iowy
model
krawędzio + + - - - - - - +/-
wy
8.Pojęcie cyfrowej makiety wyrobu DMU
Digital mock-up jest realistyczną symulacją komputerową produktu z pełną wymaganą
funkcjonalnością
DMU używane jako platforma w procesie rozwoju produktu, do komunikacji, do podejmowania
decyzji już na poziomie koncepcji
Do zadań DMU należy -kinematyka, podział na sekcje, wykaz części, porównanie, wykrywanie
kolizji, lokalizatory, znakowanie 2D i 3D adnotacje.
Rendering- przekształcenie opisu matematycznego uzyskanego przez modelowanie CAD w obraz
wielobarwny, z uwzględnieniem oświetlenia, jakości materiału, położenia obserwatora.
9.Systemy CAE  zastosowania
CAE - systemy tworzące narzędzia inżynierskie umożliwiające wykonywanie analiz i obliczeń
konstrukcyjnych
" komputerowa analiza sztywności
" obliczenia wytrzymałości konstrukcji
" symulacja procesów zachodzących w projektowanych układach
Aplikacje zorientowane problemowo z różnych dziedzin techniki (naprężenia, rozkłady temperatur,
przepływy).
10.Podstawowe metody stosowane w systemach CAE
MES -najczęściej stosowana metoda obliczeniowa w CAE
(MES jest to metoda obliczeń fizycznych opierająca się na podziale badanego ciała na
skończenie małe elementy i wykonanie obliczeń dla punktów węzłowych)
" Modelowanie elementów skończonych.
Aproksymacja modelu geometrycznego CAD za pomocą siatki elementów o określonym
kształcie i niewielkich rozmiarach.
" Analiza.
Obliczenia naprężeń, odkształceń, przemieszczeń w wybranych punktach modelu przez
rozwiązanie układu równań dla siatki.
11.Zastosowanie systemów CAPP
metody i narzędzia wspomagające projektowanie procesów technologicznych obróbki i montażu
" opracowanie dokumentacji technologicznej
" planowanie rodzajów maszyn, narzędzi,oprzyrządowania
" planowanie kolejności operacji i parametrów obróbki
" normowanie zużycia materiałów
" określanie czasów jednostkowych, kosztów
Systemy CAPP nie obejmują planowania terminów i obciążenia stanowisk
roboczych (funkcje PPC).
12.Funkcje systemów CAM
systemy informatyczne wspomagajÄ…ce:
" tworzenie programów sterujących NC
" uruchamianie programów NC (symulacja, weryfikacja)
" sterowanie i nadzorowanie urządzeń i procesów wytwarzania oraz montażu na
najniższym poziomie systemów wytwórczych (poziom wydziału produkcyjnego)
Funkcje systemów CAM odnoszą się zazwyczaj do wszystkich urządzeń sterowanych numerycznie:
" obrabiarek
" robotów przemysłowych
" współrzędnościowych maszyn pomiarowych
" systemów transportowych
13.Modelowanie przy użyciu obiektów typu FEATURE
Obiekty FEATURE:
" są lokalnymi elementami, które najczęściej mają pewne znaczenie techniczne;
" mogą dodawać lub odejmować materiał;
" sÄ… zawsze definiowane w relacji do istniejÄ…cej geometrii;
" mogą być widziane jako proste kroki w tworzeniu wirtualnych obiektów.
Features:
" operacje modyfikacji przestrzeni w oparciu o szkice 2D (przyrost materiału,
wycięcia, otwory);
" operacje wykonywane bezpośrednio na elementach bryłowych(zaokrąglenia,
fazowania, usuwanie materiału wewnątrz).
14.Zasady parametryzacji modeli
PARAMETRYZACJA to zastąpienie liczbowych wymiarów zmiennymi(nazwami zmiennych)
czyli parametrami oraz możliwość wprowadzania równań i nierówności określających zależności
między tymi zmiennymi automatycznie modyfikującymi model geometryczny.
Parametryzacja stanowi pomost między modelem geometrycznym a modelem matematycznymi
zapewnia wzajemną zgodność tych modeli.
15.Więzy geometryczne w modelowaniu bryłowym
Więzy geometryczne to relacje między elementami modelu geometrycznego (odcinkami, łukami,
okręgami, punktami), na przykład:
" prostopadłość,
" równoległość,
" styczność,
" połączenie końców,
" równość długości,
" konkretny wymiar liczbowy,
" inne zależności okreslone równaniem lub nierównością.
16.Oszary zastosowań systemu CATIA
Zastosowania w obszarze organizacji wytwarzania:
o projektowanie zakładów przemysłowych (optymalizację przestrzeni zakładu,
optymalizację infrastruktury zakładu)
o projektowanie instalacji (rurowych- ogrzewanie, odpylania,
wentylacji/klimatyzacji)
o projektowanie i analizę układów ergonomicznych ( poprzez definiowanie
wirtualnych manekinów)
o zarzÄ…dzanie bazÄ… danych Cax (Team PDM)
Zastosowania w obszarze CAD:
o modelowanie bryłowe
o Tworzenie złożeń zespołów maszynowych (również przy wykorzystaniu
biblioteki elementów standardowych)
o Zautomatyzowane tworzenie dokumentacji technicznej (na podstawie
modelu)
o Uproszczone modelowanie elementów kształtowych
o analizÄ™ funkcjonalnÄ… modelu
o projektowanie form wtryskowych
o analizÄ™ MES
o modelowanie powierzchniowe, w tym:
żð klasyczne modelowanie powierzchniowe
żð tworzenie scen renderowanych
żð budowÄ™ modelu na podstawie danych pomiarowych lub szkiców
Zastosowania w obszarze CAM:
o wspomaganie technologii wytwarzania w zakresie obrobki skrawaniem
o syntezÄ™ i analizÄ™ wirtualnej makiety wyrobu, w tym m.in.:
żð analizÄ™ kinematycznÄ… ukÅ‚adów
żð analizÄ™ przestrzennÄ…
żð analizÄ™ struktularnÄ…
17.Ogólny proces tworzenia części w module bryłowym CATIA
1. szkic profilu bryły podstawowej;
2. generowanie bryły podstawowej;
3. modyfikacja bryły;
4. tworzenie dodatkowych elementów;
5. modyfikacja i przegrupowanie elementów;
6. tworzenie nowych powierzchni dla bardziej skomplikowanych części.
18.Przykłady relacji (więzów) definiowanych w modelach geometrycznych
w systemie CATIA
wiezy postaciowe - pozwalają na określenie wzajemnego położenia elementów profilu
o symmetry  symetria elementów względem wybranej osi,
o midpoint  środek odcinka prostej wyznaczany przez dowolny punk
o equidistant point  wzajemna odległość pomiędzy trzema punktami,
o fix  utwierdzenie elementu,
o coincidence  współliniowość,
o concentricity  współosiowość,
o tangency  styczność,
o parallelism  równoległość,
o parpendicular  prostopadłość,
o horizontal  orientacja pozioma,
o vertical  orientacja pionowa
więzy wymiarowe - określają wartości poszczególnych cech geometrycznych
o distance  odległość pomiędzy dwoma elementami,
o length  długość elementu,
o angle  kÄ…t,
o radius/diameter  długość promienia lub średnicy,
o semimajor axis  długość dłuższej średnicy elipsy,
o semiminor axis  długość krótszej średnicy elipsy
19.Przykładowe narzędzia modelowania bryłowego w systemie CATIA
o Pad- wyciągnięcie;
o Pocket - wykonywanie zagłębień (wycięć);
o Shaft - wykonywanie brył obrotowych z profili (obrót);
o Hole  wykonywanie otworów (w tym otworów gwintowanych);
o Groove  wykonywanie rowków i wycięć w bryłach obrotowych;
o Edge fillet - wykonywanie zaokrągleń krawędzi;
o Chamfer  wykonywanie fazowań;
o Shell  wykonywanie elementów cienkościennych z brył;
o Thread/Tap  wykonywanie gwintów zewnętrznych i wewnętrznych;
o Thickness  zmienianie grubości elementów ścianowych.
20.Metody programowania urządzeń sterowanych numerycznie
- ręcznie - na kodach sterownik (bezpośrednio)
- maszynowe - ATP - systemy języków symbolicznych
- WOP - projektowanie zorientowane warsztatowo (workshop o.p.)
- CAD/CAM
21.Schemat czynności przy projektowaniu procesu z wykorzystaniem
systemów CAD/CAM
1. zamodelowanie elementu w przestrezni 3D;
2. automatyczne wygenerowanie kodu dla obrabiarki NC;
3. wprowadzenie wstępnych poprawek;
4. przeprowadzenie symulacji procesu obróbki;
5. wprowadzenie ostatecznych poprawek.
22.Przykłady cykli stosowanych przy programowaniu obróbki tokarskiej
23.Rapid Prototyping  przykłady stosowanych technologii
Techniki automatycznego wytwarzania obiektów fizycznych (części, zespołów, prototypów)
bezpośrednio na podstawie danych 3D.
-Stereolitografia (SLA) - utwardzanie fotopolimeru za pomocÄ… lasera UV
- Selective Laser Sintering - spiekanie za pomocÄ… lasera czÄ…stek tworzyw sztucznych,
metalu, ceramiki lub szkła
-LOM - wytwarzanie obiektów prze laminowanie (duże gabaryty modeli; problem z
otworami; materiał: papier, tworzywa sztuczne, kompozyty, ceramika, metale)
- FDM- modelowanie przez osadzenie topionego materiału (model z dwóch materiałów;
model + suport; ślady włókien w przekroju)
- BMP - wytwarzanie strumieniem czÄ…stek
- 3D Printing - sklejanie materiału proszkowego za pomocą natryskowego kleju
24. Sekwencyjne tworzenie modelu z wykorzystaniem technik RP
1. Budowa/generowanie modelu CADowskiego 3D (& * .STL - siatki płaskich trójkątów)
2. Oprogramowanie systemowe (podział na warstwy)
3. Budowa modelu (w maszynie RP)
4. Post procesing