Ma`ruza №1 cad/cam/cae tizimlariga kirish Reja: cad/cam/cae tizimlari haqida tushuncha

Jadal prototiplash –prototiplarni konstruktsiyalashning qulay usuli bo`lsada, virtaual prototipdan foydalanish ancha qulay hamda foydali ma`lumotlar olish imkonini beruvchi “raqamli nusxalar” deb ataladi.
Ishlab chiqish jarayonining oxirgi bosqichi – loyihaviy hujjatlarni tayyorlash. Bu bosqichda ishchi chizmalarni tayyorlash tizimini qo`llash o`ta foydalidir.
Kompyuter texnologiyasi zamonaviy ishlab chiqarish bosqichida keng qo`llanilmoqda. Ishlab chiqarish bosqichi o`z ichiga ishlab chiqarishni rejalashtirish, yangi uskunalarni loyihalash va sotib olish, materiallarga buyurtma berish, mashinalarni dasturiy boshqaruvini dasturlash sifatini nazorat qilish hamda qadoqlashni oladi. Bu operatsiyalarda qo`llaniladigan komp’yuterlar tizimini avtomatlashgan ishlab chiqarish tizimi deb klassifikatsiyalash mumkin. Qayd etib o`tganimizdek, ishlab chiqarishni tayyorlashda avtomatlashtirish o`ta murakkab bo`lgani uchun to`liq avtomatlashgan texnologik tayyorlash tizimi mavjud emas.

1.2.CAD, CAM va CAE tizimlariga ta`rif

Demak, oldingi fikrlarni xulosalab shuni aytish mumkinki, avtomatlashtirilgan loyihalash (computer aided design - CAD) bu - texnik loyihalarni yaratish, o`zgartirish, tahlil qilish va optimallashtirishni osonlashtiradigan kompyuter tizimlarini qo`llashga asoslangan texnologiyadir. Ya`ni, kompyuter grafikasi bilan ishlaydigan har qanday dastur yoki muhandislik hisob-kitobini bajaradigan har qanday kompyuter dasturi ilovasi avtomatlashtirilgan loyihalash tizimiga mansub bo`ladi. Boshqacha qilib aytganda, CADning ko`plab vositalariga shakllar bilan ishlaydigan geometrik dasturlardan boshlab tahlil va optimallashtirish bilan shug’ullanadigan maxsus kompyuter dasturlari ilovalari kiradi.

Bu ikki chegara ichiga dopusklarni tahlil qiladigan, mahsulotning massa-inertsiya xususiyatlarini hisoblaydigan, oxirgi elementlar usulida optimallashtiradigan va tahlil natijalarini vizual ko`rsatadigan dasturlar kiradi.
CADning asosiy funktsiyasi – konstruktsiyaning geometrik xususiyatlarini aniqlash (bunga mexanizm detallari, arxitektura elementlari, elektron sxemalar, bino planlari va boshqalar kiradi). Chunki mahsulotning geometriyasi uning hayotiy tsiklidagi keyingi bosqichlarni ko`rsatib beradi. Bu maqsadda ishchi chizmalarni ishlab chiqish va geometrik modellashtirish tizimlari qo`llaniladi. Bu tizimlarda aniqlangan va yaratilgan mahslulotlarning geometriyasi kelgusida CAE va CAM tizimlarida operatsiyalarni bajarish uchun asos bo`lib xizmat qiladi.
Eng oddiy CAD dasturlari - AutoCAD, CAD-KEY, Personal Designer, ADEM, KOMPAS.
O`rtacha murakkab dasturlar - AMD, Solid Edge, Solid Works va boshqalar.
Eng murakkab dasturlar - CATIA, Unigraphics, Pro/ENGENEER, CADDS5, EUCLID, Cimatron, Ansys, LS-Dyna, ADAMS, Nastran, ABAQUS.
CAD tizimining asosiy afzalliklaridan biri – hisoblash vaqtida konstruktsiya geometriyasini har marta noldan boshlab tayyorlash talab etilganda vaqtni tejash va xatolar sonini kamaytirishdir. Shuning uchun aytish mumkinki, ishchi chizmalar va geometrik modellashtirish tizimi ALTning asosiy komponentlaridan biri hisoblanadi.
Ishlab chiqarishni kompyuterli qo`llab-quvvatlash (avtomatlashtirish) (computer aided manufacturing — CAM) – ishlab korxonalari resurslari bilan bevosita yoki bilvosita interfeys orqali bog’lanib ishlab chiqarishni rejalash, boshqarish va nazorat qilish uchun kompyuter sistemasini qo`llaydigan texnologiyadir. Eng ko`p tarqalgan avtomatlashtirilgan ishlab chiqarish tizimi raqamli dasturiy boshqarish RDB (числовое программное управление - ЧПУ, numerical control — NC) hisoblanadi. RDBning mohiyati shlifovkalash, frezerlash, shtampovkalash, egish va zagotovkani tayyor detalga aylantirishning boshqa usullarini amalga oshiradigan stanoklarni dasturlangan komandalar orqali boshqarishdir. Hozirgi kundagi kompyuterlar RDB stanoklari uchun mo`ljallangan va CAD tizimi axborotlar bazasi turgan mahsulotlar geometrik o`lchamlari yoki operatorning boshqa qo`shimcha ma`lumotlari asosian tayyorlangan katta dasturlarni generatsiya qilish imkoniyatiga ega. Bu sohadagi tadqiqotlar asosan operatorning jarayonga aralashinini kamaytirishga qaratilgan.
ALTning yana bir muhim funktsiyasi – robotlarni dasturlashtirish. Bu robotlar moslashuvchan avtomatlashtirilgan uchastkalarda RDB stanoklarning instrument va detallarini tanlab o`rnatish va boshqa ishlar bilan shug’ullanishadi, masalan, payvandlash, jihozlarni yig’ish va ularni hamda detallarni tsex bo`yicha ko`chirish.
Kompyuter yordamida birlamchi materiallar va sotib olinadigan detallarga ehtiyojni aniqlash va ularning kerakli miqdorini ishlab chiqarish grafigidan aniqlash mumkin. Bu funktsiya materillarga bo`lgan texnika talablarni rejalash deb ataladi (material requirements planning — MRP). Bundan tashqari kompyuter yordamida stanoklar holati nazorat qilinadi va ularga texnik topshiriq uzatiladi.
Avtomatlashtirilgan ishlab chiqish va konstruktsiyalash (computer-aided engineering — CAE) – kompyuterlar yordamida mahsulotlar konstruktsiyalarii takomillashtirish va optimallashtirish maqsadida CAD geometriyasini tahlil qilish va mahsulotning holati va harakatini o`rganish va modellashtirish texnologiyasidir. CAE vositalari har xil variantdagi ko`plab tahlillarni amalga oshiradi. Kinematik hisoblash dasturlari, masalan, zvenolarning mexanizmdagi harakat traektoriyasini va tezligini aniqlab berishi mumkin. Dinamik tahlil dasturlari murakkab tarkibiy qurilmalarda, masalan avtomobillarda, yuklama va siljishlarni aniqlash uchun ishlatiladi. Verifikatsiya va mantiq va sinxronlashtirish tahlili dasturlari murakkab elektron zanjirlar faoliyatini imitatsiyalash uchun qo`llaniladi.
Kompyuter tahlili usullaridan asosan konstruktsiyalashda yakuniy elementlar usuli (метод конечных элементов - finite-element method — FEM) ko`proq ishlatiladi. Bu usul yordamida kuchlanishlar, deformatsiyalar, issiqlik almashinuv, magnit maydoni taqsimoti, suyuqliqlar oqimi va boshqa uzluksiz muhitlar hisoblanadi. Bu usulda analitik model strukturasi bir-biri bilan bog’liq elementlar shaklida ko`rsatiladi va shuning uchun u kompyuterda ishlov berish mumkin bo`lgan tashkiliy qismlarga ajratiladi.
Konstruktsiyalarni tahlil qilish va optimizatsiyalash usullarining afzalligi – bu real prototiplarni yasash va tekshirishdan oldin konstruktorga yakuniy mahsulotning faoliyatini o`rganishga va aniqlangan kamchiliklarni bartaraf etishga imkon berishidir. Bu ma`lum xarajatlarning oldini oladi, chunki mahsulotni konstruktsiyalashning oxirgi boshqichlari va uni tayyorlash xarajatlari ekspontsial oshib ketadi. Bu o`rinda CAE vositalari yordamida bajarilgan takomillashtirish va optimizatsiyalash mahsulotni ishlab chiqish muddatlari va narxini keskin kamaytiradi.
Shunday qilib, CAD, CAM va CAE texnologiyalari mahsulot hayotiy siklining konkrekt bosqichlarini samaradorligini oshirish uchun mo`ljallangan.
Bu tizimlar bir-biri bilan mustaqil ravishda rivojlanib, loyihalash va ishlab chiqarishni integratsiyalash masalasida oxirigacha o`zlarining potentsiallarini ishlatganlari yo`q. Bu muammoni hal etish uchun ishlab chiqarishni kompyuterlashtirilgan integratsiyalash (computer-integrated manufactuung — CIM) texnologiyasi taklif qilingan. CIM “avtomatlashtirilgan orolchalarni” birlashtirib, ularni uzluksiz va samarali ishlayotgan sistemaga aylantirishga harakat qiladi. CIM kompyuterli ma`lumotlar bazasini ishlab chiqarish korxonaning barcha bo`limlarini, buxgalteriya, rejalash va ta`minot va boshqa bo`limlarni samarali birgalikni boshqarish uchun foydalanishni ko`zda tutadi. Bu tizim faqat loyihalash va ishlab chiqarishni emas, balki butun ishlab chiqarishni avtomatlashtirishni maqsad qilib qo`ygan. Ko`pincha bu tizimni “kompyuter sistemasi” emas, “biznes falsafasi” deb ataydilar.