Применение CAD систем в проектировании радиоэлектронных средств

Андреев П.Г., Талибов Н.А., Осипов П.М.

ПРИМЕНЕНИЕ CAD СИСТЕМ В ПРОЕКТИРОВАНИИ РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ

В настоящее время любое предприятие, заинтересованное в ускорении разработки и выпуска конструкторской и технологической документации, различных изделий и приборов, повышения точности и качества чертежей, применяет различные Системы Автоматизированного Проектирования (САПР). Эти предприятия уже отказались от выполнения чертежей на кульмане карандашом и ластиком и избавили конструктора-разработчика от выполнения рутинных операций, например, черчения большого количества окружностей, деления окружности на любое количество частей и т. д.

САПР охватывают весь спектр проблем: графических, аналитических, экономических, эргономических, эс-

тетических, связанных с проектной деятельностью.

САПР обеспечивают качественное выполнение конструкторской и технической документации на предприятии любой отрасли промышленности, а также обеспечивают сокращение сроков проектирования в несколько раз и повышают качество разработки от простейших деталей, узлов до сложнейших машиностроительных объектов.

Использование таких систем имеет в настоящее время достаточно широкое распространение в промышленности и строительстве. Та же ситуация складывается в области образования. Сегодня высшие и средние специальные учебные заведения уделяют большое внимание применению компьютерной техники при обучении студентов и школьников. Уже в рамках вуза студенты осваивают самые перспективные технологии проектирования, приобретают навыки работы на компьютере с системами машинной графики.

Одной из таких систем автоматического проектирования, относящихся к CAD системам среднего уровня, является динамично развивающаяся система КОМПАС, разработанная компанией АСКОН (Россия). КОМПАС-SD V8 — это новая мощная инженерная система автоматизации проектирования самых разнообразных объектов: от про-

стейших узлов до различных архитектурных и строительных объектов.

Аргументы в пользу выбора САПР КОМПАС в качестве инструмента решения чертежно-конструкторских и технологических задач:

1.Простота освоения и применения системы, удобный интерфейс и система помощи.

2.Большое количество учебно-методических материалов.

3.Приемлемые требования к конфигурации аппаратного обеспечения.

4.Полное соответствие системы требованиям ЕСКД.

5.Соответствие системы принципам CALS - технологий (компьютерная поддержка на всех этапах проектирования и производства продукции).

6.Широкое распространение во всех отраслях промышленности.

Используя широкие возможности новой версии системы, можно создать практически любую конструкторскую документацию, при этом гарантируются высокая скорость, качество и простота в работе с системой.

Система КОМПАС-SD V8 включает в себя четыре основных компонента:

1. Чертежно-графический редактор КОМПАС-ГРАФИК для автоматизации проектно-конструкторских работ в

машиностроении, приборостроении, строительстве и архитектуре. То есть везде, где необходимо быстро разработать и выпустить графические и текстовые документы: эскизы проработок, чертежи сборок и деталиро-

вок, плакаты, каталоги, планы и схемы и т. д. Чертежно-графический редактор КОМПАС-ГРАФИК изначально был ориентирован на быстрое и удобное выполнение чертежей любой сложности в полном соответствии с ГОСТ ЕСКД;

2. Систему создания спецификаций для сборочных чертежей;

3. Систему твердотельного моделирования КОМПАС-SD для создания трехмерных моделей деталей;

4. Систему твердотельного моделирования для создания трехмерных сборочных единиц.

В настоящее время наряду с российской САПР, разработанной фирмой АСКОН - Компас многие предприятия используют зарубежную САПР фирмы AUTODESK - AutoCAD.

Эта система избрана разработчиками в качестве базового пакета для создания машиностроительных, архитектурных, строительных, геодезических программ и систем инженерного анализа.

AutoCAD — самая популярная в мире система автоматизированного проектирования и выпуска рабочей конструкторской и проектной документации. С помощью AutoCAD создаются двумерные и трехмерные проекты различной степени сложности в области архитектуры и строительства, машиностроения, генплана, геодезии и т.д. Формат хранения данных AutoCAD де-факто признан международным стандартом хранения и передачи проектной документации.

AutoCAD является платформой, на которой построено множество специализированных программ, имеющих общий формат хранения данных. Высокопрофессиональные приложения от авторизованных разработчиков AUTODESK дополняются утилитами и программами, которые (с помощью встроенных языков программирования) создают сами пользователи.

На сегодня AutoCAD охватывает весь спектр инженерных задач:

Создание трехмерных моделей;

Разработку и оформление чертежей;

Выполнение различного рода расчетов;

Инженерный анализ;

Формирование фотореалистичных изображений готовой продукции.

Возможность управления проектными данными с помощью Sheet Set Manager, предназначенного для создания и обновления проектных данных.

Удобная работа с таблицами. В таблицах предусмотрена возможность форматирования, объединения, деления ячеек, сбора в ячейках различной информации из чертежа и многое другое. Таблицу, созданную средствами Microsoft Excel, можно разместить на чертеже в элементах AutoCAD. Предусмотрен экспорт таблиц из AutoCAD в формате CSV (Comma Separated Value).

Имеется возможность вычислять сумму, средние значения и количество строк/столбцов, а также производить стандартные арифметические действия со значениями ячеек таблиц. Вычисляемые величины автоматически

пересчитываются при внесении изменений в проект. Это снижает количество ошибок и экономит время.

Данные из таблиц Excel пользователь может связывать с данными в таблице AutoCAD. При вставке объекта через буфер обмена, точку вставки возможно задавать в пользовательской системе координат (UCS/ПСК). Если объект содержит текст, AutoCAD автоматически переведет его в текущие размерные единицы текстового стиля.

Редактор многострочного текста позволяет использовать различные специальные символы, а также отрисовывать текст на заданном фоне, что делает информацию более удобной для чтения.

Упрощена работа со слоями: их можно группировать. Настройки слоев изменяются за один шаг, причем все

изменения немедленно отражаются на чертеже.

AutoCAD — это возможность создания динамических блоков и извлечения данных из них, а также концентрация интерфейса, позволяющая инженеру сосредоточиться на творческом процессе. Динамические блоки позволяют уменьшить размер библиотек блоков и при этом упрощают доступ к блокам, их размещение и манипули-

рование ими. Новая среда управления динамическими блоками предоставляет легкий и наглядный способ редактирования существующих блоков. Не нужно быть программистом, чтобы добавить параметры и операции, основанные на принятых в организации стандартах и соглашениях. Также нетрудно преобразовать существующие библиотеки блоков в динамические блоки, полностью управляя процессом.

Интуитивно понятный пользовательский интерфейс Мастера извлечения данных позволяет легко и быстро выбрать необходимые атрибуты блоков. При изменении внешнего вида достаточно одного нажатия кнопки мыши, чтобы обновить рисунок. При этом содержание таблиц обновляется, отображаясь согласно предопределенным правилам форматирования.

В качестве инструмента организации проектных данных обычно используется файловая система. Этот метод порождает сложности в работе с крупными проектами, неудобен при организации архива и, как правило, не гарантирует от появления ошибок. Пользователям AutoCAD предложен Диспетчер подшивок — новый инструмент для организации коллективной работы над проектом, позволяющий решить многие из этих проблем.

Диспетчер подшивок представляет проект в виде дерева файлов с отображением дополнительной информации для каждого входящего чертежа. В дереве отображаются все файлы внешних ссылок, закладки каждого чертежа. Использование специальных опций упрощает процесс настройки параметров нового файла: в дереве проекта можно указать параметры уже существующих чертежей. Предусмотрены экспорт и импорт настроек с отдельных закладок любого чертежа, а также создание пользовательских настроек. При выводе документов на печать достаточно выбрать таблицу из нужного файла Диспетчера подшивок и задать порядок печати.

В таблицах предусмотрена возможность форматирования, объединения, деления ячеек, сбора в ячейках различной информации из чертежа и многое другое. Навигация по ячейкам осуществляется непосредственно в графической зоне, а сами таблицы можно генерировать по ранее созданным стилям. Инструменты AutoCAD позволяют заносить в ячейки таблицы информацию из блоков, внешних ссылок и т.д.

Расширены возможности оформления технических записей на чертеже. Редактор многострочного текста позволяет использовать различные специальные символы, а также отрисовывать текст на заданном фоне, что делает информацию более удобной для чтения. Текст в редакторе многострочного текста выглядит точно так же, как и в самом рисунке. Новые возможности позволяют создавать маркированные и нумерованные списки-рубрики в виде, принятом по стандарту организации. На размещение и выравнивание текста тратится меньше времени, и инженер-конструктор может полностью сосредоточиться на творческом процессе.

В диалоге редактирования штриховки при указании контура области пользователь имеет возможность задать величину зазора между элементами незамкнутой области, то есть штриховать незамкнутые области чертежа. К объекту "Штриховка" можно применять команду обрезки (Trim), используя в качестве границы обрезки контура любой объект AutoCAD. За один вызов команды можно заштриховать несколько контуров. Поддерживается добавление/исключение контуров из числа обрабатываемых, а также выравнивание рисунка штриховки для улучшения внешнего вида. Ведется подсчет площади, покрытой штриховкой, — с занесением результата в специальное поле на рисунке. Снижение трудозатрат на создание и редактирование штриховки сокращает продолжительность работы над проектами.

В дополнение к традиционному методу ввода данных, в AutoCAD большую информационную нагрузку несет и графический курсор. В его области вводятся размеры и различные опции. Еще одной особенностью являются настраиваемые инструментальные палитры. Организовав инструменты соответствующим образом, можно получить простой и удобный доступ к часто используемым командам, блокам, макросам, стандартам и LISP-процедурам.

В AutoCAD размеры отображаются динамически при создании или изменении геометрии. Новые значения можно вводить рядом с указателем — обновления будут немедленно показаны в чертеже.

Графический интерфейс AutoCAD предоставляет доступ к мощному встроенному калькулятору, способному выполнять сложные математические вычисления, преобразования единиц, а также рассчитывать расстояния, основываясь на выделенных в рисунке объектах. Вычисления можно производить в архитектурных, научных или технических единицах независимо от текущих настроек чертежа. Калькулятор доступен в любое время по команде QUICKCALC или через палитру свойств. Четыре растягивающихся панели позволяют осуществлять полный набор операций. В Number Pad доступны функции обычного калькулятора. Панель Scientific предлагает более мощный функционал для научных или инженерных расчетов. Панель Units Conversion обеспечивает преобразование единиц измерения. Панель Variables позволяет назначить переменные и постоянные величины для всех чертежей и сессий. Величины можно вводить вручную или брать значения с объектов чертежа. Результаты вычислений сохраняются в списке расчетов, доступны при последующих вычислениях и могут быть вставлены в командную строку или в окно свойств.

Таким образом, использование рассмотренных систем КОМПАС-ЗБ V8 и AutoCAD позволяет значительно ускорить и повысить качество проектирования разнообразных РЭС как простой, так и сложной архитектуры.