Computerstøttet design (CAD) involverer oprettelse af computermodeller defineret af geometriske parametre. Disse modeller vises typisk på en computerskærm som en tredimensionel repræsentation af en del eller et system af dele, som let kan ændres ved at ændre relevante parametre. CAD-systemer gør det muligt for designere at se objekter under en bred vifte af repræsentationer og at teste disse objekter ved at simulere virkelige forhold.
Computerstøttet fremstilling (CAM) bruger geometriske designdata til styring af automatiserede maskiner. CAM-systemer er forbundet med computer numerisk kontrol (CNC) eller direkte numerisk kontrol (DNC) systemer. Disse systemer adskiller sig fra ældre former for numerisk kontrol (NC) ved, at geometriske data kodes mekanisk. Da både CAD og CAM bruger computerbaserede metoder til kodning af geometriske data, er det muligt for design- og fremstillingsprocesserne at være stærkt integreret. Computerstøttede design- og fremstillingssystemer kaldes almindeligvis CAD / CAM.
OPRINDELSERNE FOR CAD / CAM
CAD havde sin oprindelse i tre separate kilder, som også tjener til at fremhæve de grundlæggende operationer, som CAD-systemer leverer. Den første kilde til CAD stammer fra forsøg på at automatisere udarbejdelsesprocessen. Disse udviklinger var banebrydende af General Motors Research Laboratories i de tidlige 1960'ere. En af de vigtige tidsbesparende fordele ved computermodellering i forhold til traditionelle tegningsmetoder er, at førstnævnte hurtigt kan rettes eller manipuleres ved at ændre en models parametre. Den anden CAD-kilde var testning af designs ved simulering. Brugen af computermodellering til at teste produkter blev banebrydende i højteknologiske industrier som luftfart og halvledere. Den tredje kilde til CAD-udvikling skyldtes bestræbelser på at lette strømmen fra designprocessen til fremstillingsprocessen ved hjælp af numerisk styringsteknologi (NC), som blev brugt bredt i mange applikationer i midten af 1960'erne. Det var denne kilde, der resulterede i forbindelsen mellem CAD og CAM. En af de vigtigste tendenser inden for CAD / CAM-teknologier er den stadigt strammere integration mellem design- og fremstillingsfasen af CAD / CAM-baserede produktionsprocesser.
Udviklingen af CAD og CAM og især forbindelsen mellem de to overvandt traditionelle NC-mangler med hensyn til omkostninger, brugervenlighed og hastighed ved at gøre det muligt at udføre design og fremstilling af en del ved hjælp af det samme system til kodning af geometriske data. Denne innovation forkortede i høj grad perioden mellem design og fremstilling og udvidede kraftigt omfanget af produktionsprocesser, som automatiserede maskiner kunne anvendes til økonomisk. Lige så vigtigt gav CAD / CAM designeren meget mere direkte kontrol over produktionsprocessen, hvilket skabte muligheden for fuldstændig integreret design og fremstillingsprocesser.
Den hurtige vækst i brugen af CAD / CAM-teknologier efter begyndelsen af 1970'erne blev muliggjort af udviklingen af masseproducerede siliciumchips og mikroprocessoren, hvilket resulterede i lettere overkommelige computere. Da prisen på computere fortsatte med at falde, og deres processorkraft blev forbedret, blev brugen af CAD / CAM udvidet fra store virksomheder ved hjælp af masseproduktionsteknikker i stor skala til virksomheder i alle størrelser. Omfanget af operationer, som CAD / CAM blev anvendt på, blev også udvidet. Ud over deleformning ved traditionelle værktøjsmaskiner, såsom stempling, boring, fræsning og slibning, er CAD / CAM kommet til at blive brugt af firmaer, der er involveret i produktion af forbrugerelektronik, elektroniske komponenter, støbt plast og en lang række andre produkter . Computere bruges også til at kontrollere et antal fremstillingsprocesser (såsom kemisk behandling), der ikke er strengt defineret som CAM, fordi kontroldataene ikke er baseret på geometriske parametre.
Ved hjælp af CAD er det muligt i tre dimensioner at simulere bevægelsen af en del gennem en produktionsproces. Denne proces kan simulere tilspændingshastigheder, vinkler og hastigheder for værktøjsmaskiner, placeringen af delholdere, såvel som rækkevidde og andre begrænsninger, der begrænser maskinens funktioner. Den fortsatte udvikling af simuleringen af forskellige fremstillingsprocesser er et af de vigtigste måder, hvorpå CAD- og CAM-systemer bliver mere og mere integreret. CAD / CAM-systemer letter også kommunikation mellem dem, der er involveret i design, fremstilling og andre processer. Dette er særlig vigtigt, når et firma kontraherer et andet til enten at designe eller producere en komponent.
FORDELE OG ULEMPER
Modellering med CAD-systemer tilbyder en række fordele i forhold til traditionelle tegningsmetoder, der bruger linealer, firkanter og kompasser. F.eks. Kan design ændres uden at slette og tegne igen. CAD-systemer tilbyder også 'zoom' -funktioner, der er analoge med et kameralinse, hvorved en designer kan forstørre visse elementer i en model for at lette inspektion. Computermodeller er typisk tredimensionelle og kan roteres på en hvilken som helst akse, ligesom man kunne rotere en egentlig tredimensionel model i ens hånd, så designeren kan få en mere fyldig fornemmelse af objektet. CAD-systemer egner sig også til modellering af udskårne tegninger, hvor den indvendige form af en del afsløres, og illustrerer de rumlige forhold mellem et system af dele.
For at forstå CAD er det også nyttigt at forstå, hvad CAD ikke kan. CAD-systemer har ingen midler til at forstå begreber i den virkelige verden, såsom arten af det objekt, der designes, eller den funktion, som objektet vil tjene. CAD-systemer fungerer efter deres evne til at kodificere geometriske koncepter. Således indebærer designprocessen ved hjælp af CAD at overføre en designers idé til en formel geometrisk model. Bestræbelser på at udvikle computerbaseret 'kunstig intelligens' (AI) er endnu ikke lykkedes at trænge ud over det mekaniske — repræsenteret ved geometrisk (regelbaseret) modellering.
Andre begrænsninger for CAD håndteres af forskning og udvikling inden for ekspertsystemer. Dette felt stammer fra forskning udført inden for AI. Et eksempel på et ekspertsystem involverer at inkorporere information om materialernes art - deres vægt, trækstyrke, fleksibilitet osv. - i CAD-software. Ved at medtage denne og andre oplysninger kunne CAD-systemet derefter 'vide', hvad en ekspertingeniør ved, når denne ingeniør opretter et design. Systemet kunne derefter efterligne ingeniørens tankemønster og faktisk 'skabe' mere af designet. Ekspert-systemer kan involvere implementering af mere abstrakte principper, såsom tyngdekraftens og friktionens karakter, eller funktionen og forholdet mellem almindeligt anvendte dele, såsom håndtag eller møtrikker og bolte. Ekspertsystemer kan også komme til at ændre måden, hvorpå data lagres og hentes i CAD / CAM-systemer og erstatter det hierarkiske system med et, der giver større fleksibilitet. Sådanne futuristiske begreber er imidlertid alle meget afhængige af vores evner til at analysere menneskelige beslutningsprocesser og oversætte disse til mekaniske ækvivalenter, hvis det er muligt.
Et af de vigtigste udviklingsområder inden for CAD-teknologier er simulering af ydeevne. Blandt de mest almindelige former for simulering er test for respons på stress og modellering af den proces, hvormed en del kan fremstilles, eller de dynamiske forhold mellem et system af dele. I stresstest vises modeloverflader med et gitter eller et net, der forvrænges, når delen kommer under simuleret fysisk eller termisk stress. Dynamiktest fungerer som et supplement eller erstatning for opbygning af arbejdsprototyper. Den lethed, hvormed en artikels specifikationer kan ændres, letter udviklingen af optimale dynamiske effektiviteter, både hvad angår funktionen af et system af dele og fremstillingen af en given del. Simulering bruges også i elektronisk designautomation, hvor simuleret strøm af strøm gennem et kredsløb muliggør hurtig test af forskellige komponentkonfigurationer.
Processerne til design og fremstilling er på en eller anden måde konceptuelt adskillelige. Alligevel skal designprocessen gennemføres med en forståelse af karakteren af produktionsprocessen. Det er for eksempel nødvendigt for en designer at kende egenskaberne af de materialer, som delen kan bygges med, de forskellige teknikker, hvormed delen kan formes, og den produktionsskala, der er økonomisk levedygtig. Den konceptuelle overlapning mellem design og fremstilling antyder de potentielle fordele ved CAD og CAM og årsagen til, at de generelt betragtes sammen som et system.
Den seneste tekniske udvikling har grundlæggende påvirket nytten af CAD / CAM-systemer. For eksempel har den stadigt stigende processorkraft på pc'er givet dem levedygtighed som et middel til CAD / CAM-applikation. En anden vigtig tendens er i retning af oprettelsen af en enkelt CAD-CAM-standard, så forskellige datapakker kan udveksles uden produktions- og leveringsforsinkelser, unødvendige designrevisioner og andre problemer, der fortsat ødelægger nogle CAD-CAM-initiativer. Endelig fortsætter CAD-CAM-software med at udvikle sig i sådanne områder som visuel repræsentation og integration af modellerings- og testapplikationer.
SAGEN FOR CAS OG CAS / CAM
En konceptuelt og funktionelt parallel udvikling til CAD / CAM er CAS eller CASE, computerstøttet software engineering. Som defineret af SearchSMB.com i sin artikel om 'CASE' er 'CASE' ¦ brugen af en computerassisteret metode til at organisere og kontrollere udviklingen af software, især på store, komplekse projekter, der involverer mange softwarekomponenter og mennesker. ' CASE går tilbage til 1970'erne, da computerfirmaer begyndte at anvende koncepter fra CAD / CAM-oplevelsen for at indføre mere disciplin i softwareudviklingsprocessen.
En anden forkortelse inspireret af den allestedsnærværende tilstedeværelse af CAD / CAM i fremstillingssektoren er CAS / CAM. Denne sætning står for Computer-Aided Selling / Computer-Aided Marketing software. For såvel CASE som CAS / CAM er kernen i sådanne teknologier integration af arbejdsgange og anvendelse af dokumenterede regler i en gentagelsesproces.
BIBLIOGRAFI
Ames, Benjamin B. 'Hvordan CAD holder det simpelt.' Design Nyheder . 19. juni 2000.
'CAD-software fungerer med symboler fra CADDetails.com.' Produktnyhedsnetværk . 11. januar 2006.
'SAG.' SearchSMB.com. Tilgængelig fra http://searchsmb.techtarget.com/sDefinition/0,sid44_gci213838,00.html. Hentet den 27. januar 2006.
Christman, Alan. 'Teknologitendenser i CAM-software.' Moderne maskinværksted . December 2005.
Leondes, Cornelius, red. 'Computerstøttet design, teknik og fremstilling.' Vol. 5 af Design af produktionssystemer . CRC Press, 2001.
hvor høj er sydel karry
'Hvad mener du?' Maskinteknik-CIME . November 2005.
