Cad/cam/cae tizimlari

CAD/CAM/CAE tizimlari
Reja:
1. CAD tizimlari va dasturlari
2. CAM tizimlari va dasturlari
3. CAE tizimlari va dasturlari

CAD tizimlari va dasturlari Zamonaviy korxonalar agar eng yaxshi sifatli, tannarxi arzonroq bo`lgan, yangi mahsulotni qisqa vaqt oralig`ida tayyorlab chiqarishmasa, ular butun dunyo raqobatiga bardosh bera olmaydilar. Shu sababli ular loyihalash va ishlab chiqarish masalalarini avtomatlashtirish va bir-biriga bog`lashda grafik interfeysning ulkan imkoniyatlaridan foydalanishga intilishmoqda. Bunda yangilikni va mahsulotni ishlab chiqarish vaqti qisqaradi, tannarxi arzonlashadi. Bu maqsadda avtomatlashtirilgan loyihalash (computer-aided design – CAD), avtomatlashtirilgan ishlab chiqarish (computer-aided manufacturing – CAM) va (chizmalarni) avtomatlashtirilgan ishlab chiqish yoki konstruksiyalash (computeraided engineering – CAE) texnologiyalaridan foydalaniladi. Avtomatlashtirilgan loyihalash (CAD) – bu loyihalarni yaratish, o`zgartirish, tahlil qilish va optimallashtirishni osonlashtirish uchun kompyuter tizimlaridan foydalanishga asoslangan texnologiyadir . Demak, kompyuter grafikasi bilan ish lovchi istalgan dastur, muhandislik hisoblarida foydalaniladigan istalgan ilova kabi, avtomatlashtirilgan loyihalash tizimlariga taalluqli bo`ladi. Boshqacha aytgagnda, CADning ko`p vositalari shakllar bilan ishlash uchun mo`ljallangan geometrik dasturlardan, to tahlil qilish va optimallashtirish uchun ixtisoslashgan ilovalargacha yoyilgan. CADning eng asosiy vazifasi – bu konstruksiya (mexanizm detallari, arxitektura elementlari, elektron sxemalar, binolar planlari va sh.k.)ning geometriyasini aniqlashdir, chunki geometriya mahsulot hayotiy siklining hamma bo`lajak bosqichlarini belgilaydi. Odatda, bu maqsad uchun, chizmalarni ishlab chiqish tizimlari va geometrik modellashdan foydalaniladi. Shu sababli bu tizimlar odatda avtomatlashtirilgan loyihalash tizimi deb hisoblanadi. Bundan tashqari, bu tizimlarda aniqlangan geometriya CAE va CAM tizimlarida keyinchalik bajariladigan operatsiyalar uchun asos sifatida foydalanishi mumkin. Bu – CADning eng ahamiyatli afzalliklaridan biridir, vaqtni tejash hamda hisoblashda har gal konstruksiyani nuldan boshlab aniqlash zarurati bilan bog`liq bo`lgan xatoliklar sonini qisqartirish imkonini beradi. Demak, shuni ta`kidlash mumkinki, ishchi chizmalarni avtomatlashtirilgan ishlab chiqish tizimlari va geometrik modellash tizimlari – avtomatlashtirilgan loyihalashning eng ahamiyatli komponentlaridir.

CAM tizimlari va dasturlari Avtomatlashtirilgan ishlab chiqarish (CAM) – bu korxonaning ishlab chiqarish resurslari bilan bevosita yoki bilvosita interfeys orqali ishlab chiqarish operatsiyalarini rejalash, boshqarish asoslangan texnologiyadir. Sonli-raqamli dasturaviy boshqarish (numerical control – NT) – ishlab chiqarishni avtomatlashtirishga bo`lgan eng yyetuk yondoshuvlardan biridir. Sonli-raqamli boshqaruv – bu stanokni boshqarish uchun dasturlashtirilgan komandalardan foydalanishdir; stanok jilvirlash, kesish, frezerlash, shtamplash, parmalash va boshqa usullar bilan xomakini tayyor detalga aylantiradi. Hozirgi paytda kompyuterlar CAD ma`lumotlar bazasidagi buyumlarning geometrik parametrlari va operator taqdim etayotgan qo`shimcha ma`lumotlar asosida sonli-raqamli dasturaviy boshqariluvchi stanoklar uchun katta dasturlarni generatsiya qilishga qodir. Avtomatlashtirilgan ishlab chiqarish tizimlarining yana bir ahamiyatli funksiyasi – robotlarni dasturlashdir, ular sonli-raqamli dasturaviy boshqariluvchi stanoklarga asboblar va ishlov beriladigan detallarni o`rnatib, avtomatlashtirilgan moslanuvchan uchastkalarda ishlashi mumkin. Robotlar o`zlarining xususiy vazifalarini ham bajarishi, masalan, payvandlash, jihozlar va detallarni yig`ishi va ularni sex bo`ylab tashishi mumkin. Jarayonlarni rejalashtirish ham asta-sekin avtomatlashtirilmoqda. Jarayonlar rejasi qurilmani tayyorlash bo`yicha operatsiyalar ketma-ketligini boshidan oxirigacha hamma zarur ,bo`lgan jihozlarda aniqlash mumkin. Jarayonlarni rejalashtirishni to`liq avtomatlashtirish amalda mukin bo`lmasa ham, muayyan detalga ishlov berish rejasi, agar shunga o`xshash detallarga ishlov berish rejasi bor bo`lsa, avtomatlashtirilishi mumkin. Buning uchun guruhlash texnologiyasi ishlab chiqilgan, u o`xshash detallarni oilalarga birlashtirish imkonini beradi. Agar detallar umumiy ishlov berish xususiyatlari (o`rindiqlar, pazlar, faskalar, teshiklar va h.k.)ga ega bo`lsa, ular o`xshash hisoblanadi. Detallar o`xshashligini bilib olish uchun CAD ma`lumotlar bazasi shunday xususiyatlar haqida ma`lumotlarga ega bo`lishi kerak. Bu vazifa obyektga yo`nalgan modellash yoki elementlarni tanish yordamida amalga oshiriladi.
CAE tizimlari va dasturlari Avtomatlashtirilgan konstruksiyalash (computer-aided engineering – CAE) – bu CAD geometriyasini tahlil qilish, modellash va mahsulot konstruksiyasini takomillashtirish uchun uning xususiyatlarini o`rganish uchun kompyuter tizimidan foydalanishdir. CAE vositalari tahlilning har xil variantlarini bajarishi mumkin. Masalan, kinematik hisoblash dasturlarini harakat trayektoriyalarini va mexanizmlardagi zvenolar tezliklarini aniqlashga qodir. Dinamik tahlil dasturlari avtomobillar kabi murakkab tarkibli qurilmalarda yuklanish va siljish (deformatsiya)larni aniqlash uchun qo`llanilishi mumkin. Mantiqni tahlil qiluvchi va sinxronizatsiyalovchi dasturlar murakkab elektron zanjirlar ishini imitatsiya qiladi. Konstruksiyalarni optimizatsiyalashga mo`ljallangan ko`p dasturaviy vositalar mavjud. Optimizatsiyalashga mo`ljallangan vositalar CAE sinfiga kiritilishi mumkin bo`lsa ham, odatda ularni alohida ko`rib chiqishadi. Optimizatsiyalash va tahlilni birlashtirish yo`li bilan konstruksiya shaklini avtomatlashtirilgan tarzda aniqlash bo`yicha tadqiqotlar olib borilmoqda [13]. Bu yondoshuvlarda konstruksiyaning boshlang`ich shakli sodda ko`rinishda taklif qilinadi, masalan, zichligi har xil bo`lgan katta bo`lmagan elementlardan tarkib topgan ikki o`lchamli to`g`ri to`rt burchakli obyekt kabi; bunday shakl kuchlanishlarga qo`yilgan cheklashlarni hisobga olgan holda muayyan maqsadga erishish imkonini beradi. Maqsad – ko`pincha og`irlikni minimallashtirish bo`ladi. Zichlikning optimal qiymatlari aniqlangandan so`ng, obyektning optimal shakli hisoblanadi. Bunga zichlik qiymati kichik bo`lgan elementlarni tashlab yuborish bilan erishiladi. CAE dasturining tarixi. CAE SAPR va CAM bilan uzviy bog'liqdir. Ushbu dasturiy mahsulotlarning rivojlanishi parallel ravishda amalga oshirildi. XX asrning 80-yillari boshida CAD/CAM/ CAE ning birinchi foydalanuvchilari IBM va Control Data asosiy komponentlari bo'lgan grafik terminallarni ishlatishdi. CAD/CAM/CAE apparat va dasturiy ta'minotining asosiy provayderlari Applecon, Auto-Trol Technology, Calma, Computervision va Intergraph kompaniyalari edi. O'sha davrdagi asosiy ramkalar nomukammal bo'lgani uchun muayyan qiyinchiliklar paydo bo'lgan. Markaziy protsessorda katta yuk tufayli interaktiv ish tartibi deyarli mavjud emas edi. Bir CAD/CAM/CAE tizimining narxi taxminan $90000 edi. Taraqqiyotning rivojlanishi bilan SAPR/CAM/CAE apparat platformalari asosiy kompyuterlardan shaxsiy kompyuterlarga ko'chirildi. Bu esa, ota-onalarga nisbatan kamroq xarajat va ko'proq kompyuter ishlashi bilan bog'liq. CAD/ CAM/CAE narxi $20000 ga tabiiy ravishda tushib ketdi. Kompyuter bazasida IBM PC yoki Motorola arxitekturasini qo'llab-quvvatlaydigan SAPR uchun ish stantsiyalari yaratildi. 80-yillarning o'rtalarida RISC (Reduced Instruction Set Computing) buyruqlar bilan kesilgan mikroprotsessor me'morchiligi paydo bo'ldi. Ularning asosida Unix operatsion tizimiga asoslangan yanada samarali ish stantsiyalari ishlab chiqildi. 90- yillarning o'rtalaridan boshlab RISC/Unix tizimlari uchun raqobat Intel tomonidan MS Windows NT va MS Windows 2000 operatsion tizimlari asosida ishlab chiqilgan texnologiyalar asosida ishlab chiqilgan. Hozirgi vaqtda SAPR/CAM/ CAE tizimlarining narxi tushib ketdi va $ 10000 dan ortiq emas. CAE dasturlarining tasnifi.CAE (ingliz tilidagi "Computer-Aided Engineering" nomi qisqartmasi) — muhandislik faoliyatining turli sohalarida loyihalarni hisob-kitob qilish bilan bog'liq zamonaviy kompyuter injiniringining keng doirasi. CAE kompyuter dasturlarining hisoblangan qismi ko'pincha differensial tenglamalarni echishning raqamli usullariga asoslangan (eng mashhur usullar: Sonlu element usuli, Sonlu hajm usuli, Sonlu farq usuli, chegara elementlari usuli). CAE dasturlari dizayn bosqichida yaratilgan ob'ektning haqiqiy ish sharoitida va eng muhimi, favqulodda rejimlarda qanday ishlashini baholashga imkon beradi. CAE dasturlari CAD/CAM/CAE/PDM kompleks tizimlarining bir qismi sifatida CAD dasturlari bilan birgalikda ishlaydi. Loyihalashtirilgan ob'ektlarni modellashtirish uchun kompyuter dasturlarining barcha xilma-xilligi ikkita katta sinfga bo'linishi mumkin: CAE dasturlari texnologik jarayonlarni kompyuter simulyatsiyasi uchun CAE dizaynlari va dasturlarini hisoblash uchun asoslash. CAE yordamida amalga oshirilishi mumkin:  CAE element usuli asosida komponentlar va tugunlarni kuch bilan tahlil qilish;  Issiqlik va gidrodinamik tahlil;  Kinematik tadqiqotlar;  To'qimalarni quyish kabi jarayonlarni modellashtirish;  Mahsulotlar yoki jarayonlarni optimallashtirish. CAE bilan ishlash bosqichlari  Dastlabki ishlov berish-modelga va unga ta'sir etadigan ekologik omillarning xususiyatlarini aniqlash;  Tahlil va qaror qabul qilish;  Natijalarni qayta ishlash. Avtomobil sanoati sohasida CAE foydalanish tajribasi CAE tizimlarining afzalligi shundaki, avtomobil ishlab chiqaruvchilari ishlab chiqilgan modellarni kompyuter orqali sinab ko'rishlari mumkin. Bu ularga moliyaviy mablag'larni sarflamasdan avtomobillarning xavfsizligini, qulayligini va mustahkamligini oshirishga maksimal darajada e'tibor qaratish imkonini beradi. To'qnashuvlarda yo'lovchilarning xavfsizligi RADIOSS, LS-DYNA, PAMCRASH kabi dasturiy mahsulotlar yordamida baholanishi mumkin. Aslida, ulardan foydalanish avtomobil ishlab chiqaruvchilarga mahsulot ishlab chiqarish xarajatlarini va vaqtini qisqartirishga imkon berdi, ayni paytda ular ishlab chiqaradigan avtomobillarning xavfsizligi, qulayligi va mustahkamligini oshirdi. CAE ning prognozlash qobiliyati bunday darajaga yetdi, chunki loyihani tekshirishning katta qismi prototipni jismoniy sinovdan ko'ra kompyuter simulyatsiyasi (diagnostika) yordamida amalga oshiriladi. CAE ning ishonchliligi, kirish ma'lumotlari sifatida barcha tegishli taxminlarga asoslangan va muhim kirish ma'lumotlarini aniqlash kerak. CAEda ko'plab yutuqlar mavjud bo'lsada, bu usul rivojlanish sohasida keng qo'llaniladi, jismoniy sinov hali ham zarur. Modelni tekshirish va yangilash, yuklarni va chegara shartlarini aniq belgilash va prototip bilan yakuniy kelishish uchun ishlatiladi. CAE ning asosiy yo'nalishlari quyidagilardan iborat:  Sonlu element tahlil (FEA) yordamida batafsil va montajlarda stressni tahlil qilish);  Issiqlik va suyuqlik oqimini tahlil qilish. Hisoblash gidrodinamikasi (CFD);  Ko'p davlat dinamikasi (MBD) va kinematika;  To'qimalar, qoliplash va shtamplash kabi operatsiyalar uchun jarayonlarni modellashtirish uchun tahlil vositalari.  Mahsulot yoki jarayonni optimallashtirish. Umuman olganda, kompyuter dizaynining har qanday vazifasida uch bosqich mavjud:  Dastlabki ishlov berish - unga qo'llaniladigan model va atrof-muhit omillarini aniqlash. (bu odatda Sonlu element modelidir, lekin faset, voxel va ingichka plitalar texnikasi ham qo'llaniladi)  Tahlil va yechim (odatda kuchli kompyuterlarda amalga oshiriladi)  Natijalarni qayta ishlash (vizualizatsiya vositalaridan foydalanish) Ushbu sikl ko'pincha ko'p marta qo'lda yoki optimallashtirish dasturidan foydalangan holda takrorlanadi. Mahsulotni ishlab chiqish jarayonida CAE ning kelajagi CAE tekshirish, muammolarni bartaraf etish va tahlil qilish vositasi sifatida kuchli obro'ga ega bo'lishiga qaramasdan, loyihani boshqarish uchun dizayn qilish jarayonida juda kichik bo'lgan aniq natijalar mavjud. Zamonaviy mahsulotlar tobora murakkablashib borayotgani sababli, bu muammo bo'lishi mumkin. Ular aqlli tizimlarni o'z ichiga oladi, bu esa ko'p fizikaviy tahlilga, shu jumladan boshqaruvlarga bo'lgan ehtiyojni oshiradi va muhandislar tez-tez tanish bo'lmagan yangi engil materiallarni o'z ichiga oladi. CAE dasturiy ta'minot kompaniyalari va ishlab chiqaruvchilari doimo ushbu vaziyatni o'zgartirish uchun vositalarni va jarayonlarni yaxshilashni izlaydilar. Dasturiy ta'minot ishlab chiqaruvchilarga kelsak, ular doimiy ravishda yanada kuchli echimlarni ishlab chiqishga, kompyuter resurslaridan yaxshiroq foydalanishga va oldindan va keyingi ishlov berish sohasida muhandislik bilimlarini o'z ichiga oladi. Jarayon orqali ular 3D CAE, 1D tizim simulyatsiyasi va jismoniy sinov o'rtasida yanada yaxshi kelishuvga erishishga harakat qilishadi. Bu simulyatsiya realizmini va hisoblash tezligini oshirishi kerak. Bundan tashqari, CAE ni mahsulotning umumiy hayot aylanish jarayoniga yaxshiroq integratsiyalashga urinishlar mavjud. Shunday qilib, mahsulot dizayni mahsulotning funksionalligi bilan bog'liq bo'lishi mumkin, bu aqlli mahsulotlar uchun zarur shartdir. Bunday takomillashtirilgan muhandislik jarayoni analitik prognozlash deb ataladi. Tahlil va optimallashtirish metodlarining ajoyib xususiyati shundaki, ular konstruktorga tayyor mahsulot sifat (xossa)larini oldindan ko`rabilish va real prototiplarni yaratish va testdan o`tkazguncha mumkin bo`lgan xatoliklarni namoyon qilish vash u bilan ma`lum xarajatlarga yo`l qo`ymaslik imkonini beradi. Demak, CAD, CAM va CAE texnologiyalarining vazifasi – mahsulot hayotiy siklining muayyan bosqichlarini avtomatlashtirish va samaradorligini oshirishdir.

Foydalanilgan adabiyotlar

1. 2017 – 2021 yillarda O‘zbekiston Respublikasini rivojlantirishning beshta ustuvor yo‘nalishi bo‘yicha Harakatlar stratgeiyasi // O‘zbekiston Respublikasi Qonun hujjatlari to‘plami. – Toshkent, 2017. – B.38

   
   

2. O‘zbekiston Respublikasi Prezidentining 2019 yil 8 oktyabrdagi PF-5847- son Farmoni // O‘zbekiston Respublikasi oliy ta'lim tizimini 2030 yilgacha rivojlantirish konsepsiyasi. – 2019

   
   

3. O‘zbekiston Respublikasi Prezidentining «Axborot – kommunikatsiya texnologiyalarini yanada rivojlantirishga oid qo‘shimcha chora tadbirlar to‘g‘risida»gi qarori. 19.02.2018y. №Pq-5349

   
   

4. Эрназарова, Л. М., Азизов, Б. Д., & Кулмурадов, Д. И. (2015). Принципы формирования и развития терминальных систем в Узбекистане. In Технические науки: проблемы и перспективы (pp. 79-83).

   
   

5. Ёшлар фаоллигини оширишда ижтимоий-сиёсий слоҳотларнинг ўрни., Тиркашева М.Б., Кулмурадов Д.И., Рашидова Н.Т., Хотин - қизларнинг фан, таълим, маданият ва инновацион технологияларни ривожлантириш соҳасидаги ютуқлари мавзуидаги Халқаро илмий-амалий анжуман материаллари (2021 йил 21-22 май ).

   
   

6. J.A.Axmedov, D.I. Kulmuradov, B.B.Toshpulatov., Kompyuterli loyihalash (CAD, CAM, CAE) (O‘quv qo‘llanma).-Т.: «Fan va texnologiya», 2020,

   
   

7. Djuraev R.X.Til o‘qitish metodikasi / O’.Q. Tolipov [va boshqalar]; T. Sattorov taxriri asosida. – T.: Nosir, 2000.

   
   

8. Mavlonova R. Pedagogik texnologiya / M.Arabova taxriri ostida. – T.: Fan, 2008.

   
   

9. Multimedia vositalari va uni ta’lim jarayonida qo’llash / Adilova S. [va boshqalar] // Pedagogik ta’lim. – 2001. – 2 son. – 27-45b.

   
   

10. Tayloqov N.I. Elektoron darsliklar o’qitish faoliyatining zamonaviy vositasi sifatida. – T.: Xalq ta’limi, 2009.

    
    

11. To’raqulov X.A. Zamonaviy kompyuter tarmoqlari bo’yicha multimediali elektron o’quv qo’llanma yaratish tehnologiyasi. – T.: Uzluksiz ta’lim, 2011.

    
    

12. Usmonova S.A., Zamonaviy pedagogik texnologiyalarni amaliyotga joriy qilish. – T.: Fan va texnologiya, 2008