Raalprojekteerimise põhimõistete konspekt (0)

CIM – Computer Integrated Manufacturing ; MBS – Multi -Body Simulation; FEM – Finite Element Modeling ; RP – Rapid Prototyping; PDM – Product Data Management ; CAM – Computer Aided Manufacturing; VR – Virtual Reality ; LEM – Lõplike Elementide Meetod; PLM – Product Lifecycle Management; CAT – Computer Aided Testing ; CAPP – Computer Aided Process Planning ; CAD – Computer Aided Design; MRP – Material Requirements Planning; CAQ – Computer Aided Quality Assurance; CAx – Computer Aided anything ; ERP – Enterprise resource planning; CRM – Customer Relationship Management; DMU – Digital Mock-Up; MRP II- Manufacturing resource planning.
Topoloogia – matemaatika haru, mis uurib kujundite omadusi, mis on invariantsed topoloogiliste teisenduste suhtes.
Geomeetria on matemaatika haru, mis tegeleb ruumisuhetega ja uurimisobjektideks on kujundid.
Top-Down modelleerimine – asmeline disain, süsteemi osadeks jagamine, et saada ülevaade alamsüsteemidest (väiksed osad liidetakse tervikuks)
Bottom-Up modelleerimine – süsteemide kokku panemine, et saada suuremaid süsteeme (ühe osa ümber liidetakse teised)
Liidesed: IGES , SET, PDDI, PDES, STL – Võimaldavad siduda erinevaid tootearendusvaldkondi, projekteerimist, tootmise ettevalmistust ja valmistamist, CAD süsteeme jpm, mis aitab vähendada tsükliaega, vähendada vigade arvu, parandada kvaliteeti jne.
August King – Esimene, kes koostas instruktsiooniridasid ehk programme . Esimese arvutiprogrammi autor, esimene naisprogrammeerija, tema järgi nimetati programmeerimiskeel ADA.
Arvutite põlvkonnad: 1950 Elektronlamplülitused > 1958 Pooljuhtlülitused > 1965 Integraallülitused > 1975 Lausintegraallülitused > 1980+ Highly integrated circuits koos paralleelprotsessoritega > ???
Kasutajaliidese areng: 1910 Perfomasin > 1960 Numbriline terminal > 1985 Graafiline kasutajaliides > 1993 VR keskkond > 2004 Augmented reality
Sisend - ja väljundseadmed: Hiir, klaviatuur , skänner, printer , projektor, kuvar jne
Programmeerimiskeelte põlvkonnad: Masinkeeled > Assembleri keeled > Protseduursed keeled (algoritmilised keeled) > rakendusvaldkondade keeled (probleemvaldkonna keeled) > Tehisintellekti ja interfeissi keeled > Neuronvõrgud
Operatsioonisüsteem on programm, mis käitub vahendajana arvutikasutaja ja riistvara vahel. Eesmärkideks on korraldada kasutaja programmide tööd, teha arvutisüsteemi kasutamine mugavaks, organiseerida efektiivne riistvara töö
Programmeerimiskeeled: ADA, Java , C, C++, Pascal, PHP, COBOL, Basic
CAD tootemudelid võimsuse kasvamise järjekorras: 2D mudel, 2,5D mudel, 3D traatmudel, 3D pinnamudel, 3D tahkekehamudel, funktsionaalne mudel, tolerantsi mudel, füüsilised mudelid
Pideva teise tuletisega splainid : Selline kõver tagab, et etteantud sõlmpunktides on pidevad nii funktsioon ise kui ka tema esimene ja teine tuletis. Annab sileda pinna ja ja on sobiv aerodünaamiliste profiilide konstrueerimisel
NURBS – Non- uniform rational vasis spline. Suurem B-spline üldistus kirjeldamaks peaaegu kõiki jooni ja kujusid, lubab sõlmpunkte ebaühtlaselt paigutada, CAD süsteemides kasutatakse peamiselt vabapindade kirjeldamiseks. Paindlikkus ja täpsus lubab NURBS mudeleid kasutada paljude „downstream processide” juures
Kõrgema infosisaldusega mudelid: Tolerantside mudel, Funktsionaalne mudel, Füüsikaline mudel
Splaini kontrollpunktide ja järgu vaheline seos – n järku kõveraid saab üldistada kontrollpunktide abil: mida suurem järk, seda rohkem kontrollpunkte
Lusikat kujundavat pinda saab kirjeldada näiteks B-splinedega
Tooli seljatoe toru saab modelleerida kasutades juhtjoont, mille pind on defineeritud ringjoone, ellipsi või muu sarnasega.
CAD süsteemide puudused: Koostöötavate süsteemide/moodulite erinev kasutajaliides; Puudulik läbipaistvus ja süsteemi käitumise mõjutamine; Puudulik individuaalne süsteemi konfigureerimine (kujundamine); ebapiisav meeskonnatöö toetus; keeruline tundma õppida ja uuesti kasutamine pärast pikemat pausi; minimaalsed randusepõhised sisend-/töötehnikad; ebapiisavad integreerimise võimalused nõutavate rakendustega; konstruktsiooniprotsessi osaline toetus
Liideste ühenduvus: Otsese liidese korral on kõik süsteemi komponendid otseühenduses, neutraalse liidese puhul on komponendid omavahel ühenduses läbi ühtse tuuma.
STEP – Standard for the Exchange of Product data. Mõeldud algselt CAD süsteemide vaheliseks andmevahetuseks. Tänapäeval peab katma kõiki toote andmete töötlemiseks vajalikke funktsioone (nt: salvestamine, arhiveerimine , töötlemine).
STEP põhilised nõuded – andmevahetuse täielikkus (peab üle kandma kõik kasutajale vajalikud andmed); säilitamise täielikkus (võimaldab salvestada andmeid ilma intefreeritust ja täielikkust kaotamata. Toetab pikaajalist arhiveerimist.); Laiendatavus (STEP peab olema loodud nii, et seoses laiendustega ei muutu olemasolevad STEP translaatorid kasutuks); ühemõttelisus; informatsioonimudel peab olema arvutipärane (STEP-i infomudel on loodud formaalsel objektorienteeritud EXPRESS keelega); efektiivsus (STEP-i faili struktuur ja vorm peavad olema efektiivsed töötlemisel, salvestamisel ja andmevahetusel, kuid vastama ka kõigile teistele nõudmistele); minimaalne elementide hulk (selle abil välditakse kontrollimatuid STEP-i laiendusi, mis kaotavad üks-ühese interpreteeritavuse); sõltumatsu arvutuskeskkonnast (programmeerimiskeelest, OS-ist, arvuti tüübist); dokumentatsioon ; atesteerimine (STEP protsessorid tuleb enne kasutusele vöttu kontrollida)
Andmekaevandamise algoritmid : Segmenteerimine; otsustuspuud; närvivõrgud; klasteranalüüs; regressioon analüüs.
Turingi test on Alan Turingi poolt välja pakutud eksperiment otsustamaks, kas arvuti suudab mõelda.
Tehisintellekti osad – teadmusbaas; järeldusmehhanism; kasutajaliides; omandamis / õppimiskomponent;
Närvivõrkude kasutamine: Aktsiahindade prognoosimisel; Lõhna/värvi tuvastamisel; Käekirja lugemisel; Vigase toodangu diagnoosimisel; Allveelaevade avastamisel sonari abil
Hea andmebaasi tunnused: Ta peab toetama kõikide firmale oluliste valdkondade tööd; ta peab tagama nende valdkondade sujuva koostöö; peab arenema koos firmaga; hea koostöö teiste firmade, ettevõtete, asutustega; peab koosnema omavahel ühilduvatest osadest
Andmebaasi projekteerimise tugipunktid: Millist infot on mulle vaja; millisel kujul ma infot vajan; kui sageli ma mingit infot vajan; millist infot võib mulle veel lähemas ja kaugemas tulevikus vaja minna; milline üldkasutatav rakendustarkvara minu baasi loomiseks ja haldamiseks sobib
Liiasuse kõrvaldamine relatsioonlistes andmebaasides: Liiasusi saab kõrvaldada DBMS abil. See kujutab endast arvutiprogrammide kogu, mis kontrollib andmebaaside loomist, haldamist ja kasutamist.
CAD süsteemide hindamine ja valik: modelleerimisvõime; ressursside kasutuse poolest; mitmeti mõistmise puudumise poolest; maksumuse poolest
Virtuaalne reaalsus – kirjeldatakse teatud asja omadust, mis ei ole küll reaalne, aga mis ometi võimalusel eksisteerib. VR on arvuti abil loodud interaktiivne kolmemõõtmeline maailm/keskkond.
VR jälgimissüsteemid – mehaaniline ; optiline süsteem; ultraheliandurid; elektromagneetilised
CAD süsteemid: Solidworks, Solid Edge, Autodesk inventor, NX, TurboCAD, CATIA , AutoCAD , Creo Elements /Pro
CAD mudeleid kasutatakse tootearenduses: dokumentatsiooniks, tolerantsmudelid, visualiseerimine, simulatsiooni mudelid, füüsiline mudel
Geomeetria mudelite tüübid – 2D mudel; 3D traatmudel; 3D pinnamudel; 3D solid mudel; parameetrilised mudelid
2D ja 2,5D mudeli erinevus – 2D-s kujutatakse 2-dimensionaalsete vaadete ja lõigetega, 2,5D-s lisaks sügavusmööde. Saab kujutada ainult lihtsaid 3D kehasid.
3D traatmudel – objektide kujutamine keha servade abil. Kujutamine punktide või joontega. Võimalik kujutada 3D mudeleid, mis on defineeritavad mittekõverpindadega. Ei ole võimalik siduda CAMi FEMiga jne. Mitmeti interpreteeritavad. Võib luua mõttetuid 3D kujutisi
3D pinnamudel – objektide kujutamine keha piiravate servade abil. Kujutamine pindade abil 3D ruumis joonte või punktide abil. Kujutamine geomeetrilise funktsiooni abil. Saab eristada nähtavaid ja peidetud servi ja pindasid. Võimalik eristada kõverpindasid. Ei sisalda infot ruumi kohta ja seetöttu ka füüsikalist infot. Analüütiliselt mittekirjeldatavaid pindasid on võimalik kirjeldada vabade pindadena.
3. järku pindade ja joonte kasutamine – Nende abil on hea esitada kumera disainiga kehasid, mis tänapäeval on üha enam tähtsamaks minemas. Kolmandat järku joone kõverused lähenevad sirgele lõpmatuseni; kolmandat järku pinna kumerused lähenevad tasapinnani lõpmatuseni
Interpolatsioon – Joon järgib punkte neid läbides
Aproksimatsioon – Joon järgib punkte, kuid ei läbi neid, vaid liigub kumeralt mööda kolmnurga servasid
Splain – Sõnaga splain tähistatakse vabakujulisi kõveraid. Splaini kirjeldamiseks kasutatakse kuup - või kõrgemat järku võrrandit või võrrandite süsteemi. See võrrand või võrrandite süsteem kirjeldab kõverat kahe etteantud splaini punkti vahel.
Pierre Etienne Bezier – Prantsuse insener, kes oli Bezier kõverate ja pindade looja, mis on enamuse CAD ja arvuti graafika süsteemide aluseks.
Ruumis kõverate detailide tegemiseks CADis on üheks võimaluseks „skinning”. Luuakse detaili kere või baas kasutades ristlõikeid ning pärast tõmmatakse kerele „pind” ümber, mis moodustab lõppdetaili
B-rep mudel – Boundary representation model. Piiravate pindade mudel, mis baseerub graafidel. 3D objekti defineeritakse tippude, servade ja pindadega. Korrektse solidi jaoks vähemalt 3 serva peavad kohtuma ühes tipus , servad peavad ühendama kahte tippu ja kuuluma kahele pinnale, sealjuures pinnad ei tohi lõikuda.
Boole’i operatsioone kasutatakse CAD’ ides kahe solidi ühendamisel, et saada üks solid.; üle solidi kokkupuutepinna väljalõikamisel (lahutamisel) teise solidi pinnast; kahe solidi kokkupuutepinna ühisosa saamiseks.
CSG – Constructive Solid Geometry . Keerulised solidid on kujundatud primitiivide puuna, mis on ühendatud Boole operaatorite abil. Detaili on võimalik kujundada erinevate puude abil.
Voxel – Volumetric Pixel, kolmemõõtmeline väikseim digitaalpildielement (nagu piksel )
Hübriidmudel – CSG ja B-Rep segu. Modernsetes CAD süsteemides on arvutisiselt kaks andmestruktuuri üheaegselt võimalikud. Vastavalt nõuetele valitakse sobiv struktuur. Hübriidesitlus ei dubleeri mudeli infot. Peamine teema on mõlema esitusviisi haldamine. CSG esituse loomine B-Rep-ist on palju lihtsam kui vastupidi
Parameetriline modelleerimine – möötmetega kujundatav geomeetria. Parameetrilisel modelleerimisel registreerib süsteem, kuidas konstruktor ehitab mudelit ja jälgib antud elementidevahelisi geomeetrilisi suhteid. Parameetriline modelleerimine on tehnoloogia, mille käigus CAD süsteem registreeriv projekteeritava detaili nö. Parameetilise ajaloo
CAD süsteemis kasutatakse sidemeid selleks et teha seoseid geomeetria ja möötude vahel. Sedasi geomeetria muutus põhjustab möödu muutuse ning vastupidi.
Geomeetria ja möötmete vahel esineb ühesuunalisi ja kahesuunalisi sidemeid. Variatsiooniline – lahendatakse kõik korraga ( eeliseks suutlikus hallata tsüklilisi sidemeid; puuduseks aeglasem ja limiteeritud mudelite juhud, mida lahendab). Parameetriline – lahendab sidemeid järjestikuliselt kasutades sidemete paljundamist (eeliseks suhteliselt kiire; puuduseks ei suuda opereerida tsükliliste seostega). Hübriid – mõlema lähenemise eelised kombineeritult – lahendab sidemete võrrandeid ja protsessi järjestikuliselt – kasutab vabastamise tehnikat seoste paljundamisel.
Põhilised 3D solid tuumad : Parasolid ( SolidEdge , Pro/E, Unigraphics, Microstation), 3D ACIS Modeler (Catia, Solidworks)