Proiectarea asistată de computer (CAD) presupune crearea de modele computerizate definite de parametrii geometrici. Aceste modele apar de obicei pe un monitor de computer ca o reprezentare tridimensională a unei piese sau a unui sistem de piese, care poate fi ușor modificată prin schimbarea parametrilor relevanți. Sistemele CAD permit proiectanților să vizualizeze obiecte sub o mare varietate de reprezentări și să testeze aceste obiecte prin simularea condițiilor din lumea reală.
Producția asistată de computer (CAM) folosește date geometrice de proiectare pentru a controla mașinile automate. Sistemele CAM sunt asociate cu sistemele de control numeric computerizat (CNC) sau de control numeric direct (DNC). Aceste sisteme diferă de formele mai vechi de control numeric (NC) prin faptul că datele geometrice sunt codificate mecanic. Deoarece atât CAD, cât și CAM utilizează metode computerizate pentru codificarea datelor geometrice, este posibil ca procesele de proiectare și fabricare să fie extrem de integrate. Sistemele de proiectare și fabricație asistate de computer sunt denumite în mod obișnuit CAD / CAM.
ORIGINELE CAD / CAM
CAD-ul își are originile în trei surse separate, care servesc, de asemenea, pentru a evidenția operațiunile de bază pe care le oferă sistemele CAD. Prima sursă de CAD a rezultat din încercările de automatizare a procesului de elaborare. Aceste dezvoltări au fost inițiate de laboratoarele de cercetare General Motors la începutul anilor 1960. Unul dintre avantajele importante de economisire a timpului al modelării computerizate față de metodele tradiționale de proiectare este că acestea pot fi corectate sau manipulate rapid prin modificarea parametrilor unui model. A doua sursă de CAD a fost în testarea proiectelor prin simulare. Utilizarea modelării computerizate pentru testarea produselor a fost inițiată de industrii de înaltă tehnologie, cum ar fi industria aerospațială și semiconductoare. A treia sursă de dezvoltare CAD a rezultat din eforturile de facilitare a fluxului de la procesul de proiectare la procesul de fabricație utilizând tehnologii de control numeric (NC), care s-au bucurat de o utilizare pe scară largă în multe aplicații până la mijlocul anilor 1960. Această sursă a dus la legătura dintre CAD și CAM. Una dintre cele mai importante tendințe în tehnologiile CAD / CAM este integrarea tot mai strânsă între etapele de proiectare și producție ale proceselor de producție bazate pe CAD / CAM.
Dezvoltarea CAD și CAM și în special legătura dintre cele două a depășit deficiențele tradiționale NC în cheltuieli, ușurință în utilizare și viteză, permițând proiectarea și fabricarea unei piese folosind același sistem de codificare a datelor geometrice. Această inovație a scurtat foarte mult perioada dintre proiectare și fabricație și a extins mult domeniul de aplicare al proceselor de producție pentru care mașinile automate ar putea fi utilizate economic. La fel de important, CAD / CAM a oferit proiectantului un control mult mai direct asupra procesului de producție, creând posibilitatea unor procese de proiectare și fabricație complet integrate.
Creșterea rapidă a utilizării tehnologiilor CAD / CAM după începutul anilor 1970 a fost posibilă prin dezvoltarea cipurilor de siliciu produse în masă și a microprocesorului, rezultând în computere mai accesibile. Pe măsură ce prețul computerelor a continuat să scadă și puterea lor de procesare s-a îmbunătățit, utilizarea CAD / CAM s-a extins de la firmele mari folosind tehnici de producție în masă pe scară largă la firme de toate dimensiunile. Sfera operațiunilor la care a fost aplicat CAD / CAM s-a extins, de asemenea. În plus față de modelarea pieselor prin procese tradiționale de mașini-unelte, cum ar fi ștanțarea, găurirea, frezarea și măcinarea, CAD / CAM a ajuns să fie utilizat de firmele implicate în producerea de produse electronice de larg consum, componente electronice, materiale plastice turnate și o serie de alte produse . Calculatoarele sunt, de asemenea, utilizate pentru a controla o serie de procese de fabricație (cum ar fi prelucrarea chimică) care nu sunt definite strict ca CAM, deoarece datele de control nu se bazează pe parametri geometrici.
Folosind CAD, este posibil să simulați în trei dimensiuni mișcarea unei piese printr-un proces de producție. Acest proces poate simula viteze de avans, unghiuri și viteze ale mașinilor-unelte, poziția clemelor de susținere a pieselor, precum și autonomia și alte constrângeri care limitează operațiunile unei mașini. Dezvoltarea continuă a simulării diferitelor procese de fabricație este unul dintre mijloacele cheie prin care sistemele CAD și CAM sunt din ce în ce mai integrate. Sistemele CAD / CAM facilitează, de asemenea, comunicarea între cei implicați în proiectare, fabricație și alte procese. Acest lucru este deosebit de important atunci când o firmă contractează o altă firmă fie pentru a proiecta, fie pentru a produce o componentă.
AVANTAJE ȘI DEZAVANTAJE
Modelarea cu sisteme CAD oferă o serie de avantaje față de metodele tradiționale de proiectare care utilizează rigle, pătrate și busole. De exemplu, desenele pot fi modificate fără ștergere și redesenare. Sistemele CAD oferă, de asemenea, funcții de „zoom” similare cu obiectivul camerei, prin care un designer poate mări anumite elemente ale unui model pentru a facilita inspecția. Modelele de computer sunt de obicei tridimensionale și pot fi rotite pe orice axă, la fel cum s-ar putea roti un model tridimensional real în mână, permițându-i proiectantului să obțină un sentiment mai deplin al obiectului. Sistemele CAD se pretează, de asemenea, la modelarea desenelor tăiate, în care este dezvăluită forma internă a unei piese și la ilustrarea relațiilor spațiale între un sistem de piese.
Pentru a înțelege CAD este, de asemenea, util să înțelegeți ce nu poate face CAD. Sistemele CAD nu au mijloace de a înțelege concepte din lumea reală, cum ar fi natura obiectului proiectat sau funcția pe care obiectul o va servi. Sistemele CAD funcționează prin capacitatea lor de a codifica concepte geometrice. Astfel, procesul de proiectare care utilizează CAD implică transferul ideii unui proiectant într-un model geometric formal. Eforturile de dezvoltare a „inteligenței artificiale” (AI) bazate pe computer nu au reușit încă să pătrundă dincolo de mecanică - reprezentată de modelarea geometrică (bazată pe reguli).
Alte limitări ale CAD sunt abordate de cercetare și dezvoltare în domeniul sistemelor expert. Acest domeniu este derivat din cercetările făcute în AI. Un exemplu de sistem expert implică încorporarea de informații despre natura materialelor - greutatea lor, rezistența la tracțiune, flexibilitatea și așa mai departe - în software-ul CAD. Prin includerea acestei și a altor informații, sistemul CAD ar putea „ști” ceea ce știe un inginer expert când acel inginer creează un proiect. Sistemul ar putea apoi să imite modelul de gândire al inginerului și să „creeze” mai mult din design. Sistemele expert pot implica implementarea unor principii mai abstracte, cum ar fi natura gravitației și a fricțiunii, sau funcția și relația pieselor utilizate în mod obișnuit, cum ar fi pârghiile sau piulițele și șuruburile. Sistemele expert ar putea, de asemenea, să schimbe modul în care datele sunt stocate și recuperate în sistemele CAD / CAM, înlocuind sistemul ierarhic cu unul care oferă o mai mare flexibilitate. Totuși, astfel de concepte futuriste sunt foarte dependente de abilitățile noastre de a analiza procesele de decizie umană și de a le traduce în echivalente mecanice, dacă este posibil.
Unul dintre domeniile cheie de dezvoltare în tehnologiile CAD este simularea performanței. Printre cele mai frecvente tipuri de simulare se numără testarea răspunsului la stres și modelarea procesului prin care ar putea fi fabricată o piesă sau relațiile dinamice dintre un sistem de piese. În testele de solicitare, suprafețele modelului sunt prezentate printr-o rețea sau o plasă, care se distorsionează pe măsură ce piesa este supusă unor solicitări fizice sau termice simulate. Testele dinamice funcționează ca un complement sau un substitut pentru construirea prototipurilor de lucru. Ușurința cu care se pot modifica specificațiile unei piese facilitează dezvoltarea unor eficiențe dinamice optime, atât în ceea ce privește funcționarea unui sistem de piese, cât și fabricarea oricărei piese date. Simularea este utilizată și în automatizarea proiectării electronice, în care fluxul de curent simulat printr-un circuit permite testarea rapidă a diferitelor configurații ale componentelor.
Procesele de proiectare și fabricație sunt, într-un anumit sens, separabile conceptual. Cu toate acestea, procesul de proiectare trebuie întreprins cu o înțelegere a naturii procesului de producție. De exemplu, este necesar ca un proiectant să cunoască proprietățile materialelor cu care ar putea fi construită piesa, diferitele tehnici prin care ar putea fi modelată piesa și scara producției care este viabilă din punct de vedere economic. Suprapunerea conceptuală dintre proiectare și fabricație sugerează beneficiile potențiale ale CAD și CAM și motivul pentru care sunt considerate în general împreună ca un sistem.
Evoluțiile tehnice recente au avut un impact fundamental asupra utilității sistemelor CAD / CAM. De exemplu, puterea de procesare din ce în ce mai mare a computerelor personale le-a conferit viabilitate ca vehicul pentru aplicația CAD / CAM. O altă tendință importantă este spre stabilirea unui standard CAD-CAM unic, astfel încât diferite pachete de date să poată fi schimbate fără întârzieri de fabricație și livrare, revizuiri inutile de proiectare și alte probleme care continuă să pună în pericol unele inițiative CAD-CAM. În cele din urmă, software-ul CAD-CAM continuă să evolueze în domenii precum reprezentarea vizuală și integrarea aplicațiilor de modelare și testare.
CAZUL PENTRU CAS ȘI CAS / CAM
O dezvoltare conceptuală și funcțională paralelă cu CAD / CAM este CAS sau CASE, inginerie software asistată de computer. Așa cum este definit de SearchSMB.com în articolul său despre „CASE”, „CASE” ¦ este utilizarea unei metode asistate de computer pentru a organiza și controla dezvoltarea software-ului, în special pe proiecte mari și complexe care implică multe componente și oameni software. ” CASE datează din anii 1970, când companiile de calculatoare au început să aplice concepte din experiența CAD / CAM pentru a introduce mai multă disciplină în procesul de dezvoltare software.
O altă abreviere inspirată de prezența omniprezentă a CAD / CAM în sectorul de producție este CAS / CAM. Această frază înseamnă software de vânzare asistată de computer / marketing asistat de computer. În cazul CASE, precum și al CAS / CAM, nucleul unor astfel de tehnologii este integrarea fluxurilor de lucru și aplicarea regulilor dovedite la un proces care se repetă.
BIBLIOGRAFIE
Ames, Benjamin B. „Cum simplifică CAD”. Știri de proiectare . 19 iunie 2000.
„Software-ul CAD funcționează cu simboluri de la CADDetails.com.” Rețea de știri despre produse . 11 ianuarie 2006.
'CAZ.' SearchSMB.com. Disponibil de pe http://searchsmb.techtarget.com/sDefinition/0,sid44_gci213838,00.html. Adus la 27 ianuarie 2006.
Christman, Alan. „Tendințe tehnologice în software-ul CAM”. Magazin de mașini moderne . Decembrie 2005.
Leondes, Cornelius, ed. „Proiectare, inginerie și fabricație asistate de computer.” Vol. 5 din Proiectarea sistemelor de fabricație . CRC Press, 2001.
cati ani are ayla kell
'Ce vrei sa spui?' Inginerie mecanică-CIME . Noiembrie 2005.
