Computer-aided design (CAD) innebærer å lage datamodeller definert av geometriske parametere. Disse modellene vises vanligvis på en dataskjerm som en tredimensjonal representasjon av en del eller et system av deler, som lett kan endres ved å endre relevante parametere. CAD-systemer gjør det mulig for designere å se objekter under en rekke representasjoner og å teste disse objektene ved å simulere forhold fra den virkelige verden.
Datastøttet produksjon (CAM) bruker geometriske designdata for å kontrollere automatiserte maskiner. CAM-systemer er assosiert med datamaskinsystemer for numerisk styring (CNC) eller direkte numerisk kontroll (DNC). Disse systemene skiller seg fra eldre former for numerisk kontroll (NC) ved at geometriske data er kodet mekanisk. Siden både CAD og CAM bruker datamaskinbaserte metoder for koding av geometriske data, er det mulig at prosessene for design og produksjon er sterkt integrert. Datastøttet design og produksjonssystemer blir ofte referert til som CAD / CAM.
OPPRINNELSENE AV CAD / CAM
CAD hadde sin opprinnelse i tre separate kilder, som også tjener til å markere de grunnleggende operasjonene som CAD-systemer gir. Den første kilden til CAD skyldes forsøk på å automatisere utkastingsprosessen. Denne utviklingen ble banebrytende av General Motors Research Laboratories tidlig på 1960-tallet. En av de viktige tidsbesparende fordelene med datamodellering i forhold til tradisjonelle tegningsmetoder, er at førstnevnte raskt kan korrigeres eller manipuleres ved å endre parametere til en modell. Den andre kilden til CAD var i testing av design ved simulering. Bruken av datamodellering for å teste produkter ble banebrytende av høyteknologiske bransjer som luftfart og halvledere. Den tredje kilden til CAD-utvikling var et forsøk på å lette flyten fra designprosessen til produksjonsprosessen ved hjelp av numerisk kontroll (NC) -teknologi, som likte utbredt bruk i mange applikasjoner på midten av 1960-tallet. Det var denne kilden som resulterte i koblingen mellom CAD og CAM. En av de viktigste trendene innen CAD / CAM-teknologier er den stadig tettere integrasjonen mellom design- og produksjonstrinnene til CAD / CAM-baserte produksjonsprosesser.
Utviklingen av CAD og CAM, og spesielt koblingen mellom de to, overvant tradisjonelle NC-mangler på bekostning, brukervennlighet og hastighet ved å muliggjøre design og produksjon av en del ved å bruke det samme systemet for koding av geometriske data. Denne innovasjonen forkortet perioden mellom design og produksjon sterkt, og utvidet omfanget av produksjonsprosesser som automatiserte maskiner kunne brukes økonomisk til. Like viktig ga CAD / CAM designeren mye mer direkte kontroll over produksjonsprosessen, og skapte muligheten for fullstendig integrerte design- og produksjonsprosesser.
Den raske veksten i bruken av CAD / CAM-teknologier etter begynnelsen av 1970-tallet ble muliggjort av utviklingen av masseproduserte silisiumchips og mikroprosessoren, noe som resulterte i lettere overkommelige datamaskiner. Etter hvert som prisen på datamaskiner fortsatte å synke og prosessorkraften deres ble bedre, ble bruken av CAD / CAM utvidet fra store firmaer ved bruk av masseproduksjonsteknikker i stor skala til firmaer i alle størrelser. Omfanget av operasjoner som CAD / CAM ble brukt på ble også utvidet. I tillegg til deleforming av tradisjonelle maskinverktøysprosesser som stempling, boring, fresing og sliping, har CAD / CAM blitt brukt av firmaer som er involvert i å produsere forbrukerelektronikk, elektroniske komponenter, støpt plast og en rekke andre produkter . Datamaskiner brukes også til å kontrollere en rekke produksjonsprosesser (for eksempel kjemisk prosessering) som ikke er strengt definert som CAM fordi kontrolldataene ikke er basert på geometriske parametere.
Ved hjelp av CAD er det mulig å simulere bevegelsen til en del i tre dimensjoner gjennom en produksjonsprosess. Denne prosessen kan simulere tilførselshastigheter, vinkler og hastigheter på maskinverktøy, posisjonen til delholdere, samt rekkevidde og andre begrensninger som begrenser maskinens operasjoner. Den fortsatte utviklingen av simulering av forskjellige produksjonsprosesser er et av de viktigste måtene CAD- og CAM-systemer blir stadig mer integrert på. CAD / CAM-systemer letter også kommunikasjon mellom de som er involvert i design, produksjon og andre prosesser. Dette er spesielt viktig når ett firma kontraherer et annet for å enten konstruere eller produsere en komponent.
FORDELER OG ULEMPER
Modellering med CAD-systemer gir en rekke fordeler i forhold til tradisjonelle tegningsmetoder som bruker linjaler, firkanter og kompasser. For eksempel kan design endres uten å slette og tegne på nytt. CAD-systemer tilbyr også 'zoom' -funksjoner som er analoge med et kameralinse, hvor en designer kan forstørre visse elementer i en modell for å lette inspeksjonen. Datamodeller er vanligvis tredimensjonale og kan roteres på en hvilken som helst akse, omtrent som man kan rotere en faktisk tredimensjonal modell i hånden, slik at designeren får en bedre følelse av objektet. CAD-systemer egner seg også til modellering av utskårne tegninger, der den indre formen til en del blir avslørt, og for å illustrere romlige forhold mellom et system av deler.
For å forstå CAD er det også nyttig å forstå hva CAD ikke kan gjøre. CAD-systemer har ingen midler til å forstå begreper i den virkelige verden, for eksempel arten av objektet som blir designet eller funksjonen som objektet vil tjene. CAD-systemer fungerer etter deres evne til å kodifisere geometriske konsepter. Dermed innebærer designprosessen ved hjelp av CAD å overføre en designers idé til en formell geometrisk modell. Arbeidet med å utvikle datamaskinbasert 'kunstig intelligens' (AI) har ennå ikke lyktes i å trenge utover det mekaniske — representert ved geometrisk (regelbasert) modellering.
Andre begrensninger for CAD blir adressert av forskning og utvikling innen ekspertsystemer. Dette feltet er hentet fra forskning utført innen AI. Et eksempel på et ekspertsystem innebærer å innlemme informasjon om materialets art - deres vekt, strekkfasthet, fleksibilitet og så videre - i CAD-programvare. Ved å inkludere denne og annen informasjon, kunne CAD-systemet da 'vite' hva en ekspertingeniør vet når denne ingeniøren lager et design. Systemet kunne deretter etterligne ingeniørens tankemønster og faktisk 'skape' mer av designet. Ekspert-systemer kan innebære implementering av mer abstrakte prinsipper, som tyngdekraften og friksjonen, eller funksjonen og forholdet til ofte brukte deler, som spaker eller muttere og bolter. Ekspertsystemer kan også komme til å endre måten data lagres og hentes inn i CAD / CAM-systemer, og erstatter det hierarkiske systemet med et som gir større fleksibilitet. Slike futuristiske konsepter er imidlertid svært avhengige av våre evner til å analysere menneskelige beslutningsprosesser og å oversette disse til mekaniske ekvivalenter hvis mulig.
Et av nøkkelområdene for utvikling innen CAD-teknologi er simulering av ytelse. Blant de vanligste simuleringstypene er testing for respons på stress og modellering av prosessen der en del kan produseres eller de dynamiske forholdene mellom et system av deler. I stresstester vises modellflater med et rutenett eller et nett som forvrenger når delen kommer under simulert fysisk eller termisk stress. Dynamikk-tester fungerer som et komplement eller erstatning for å bygge prototyper som fungerer. Den enkle delen med spesifikasjoner som kan endres, letter utviklingen av optimale dynamiske effektiviteter, både når det gjelder funksjonen til et system av deler og produksjonen av en hvilken som helst del. Simulering brukes også i elektronisk designautomatisering, der simulert strøm av strøm gjennom en krets muliggjør rask testing av forskjellige komponentkonfigurasjoner.
Prosessene for design og produksjon er, i en eller annen forstand, konseptuelt å skille. Likevel må designprosessen gjennomføres med en forståelse av innholdet i produksjonsprosessen. Det er for eksempel nødvendig for en designer å kjenne egenskapene til materialene som delen kan bygges med, de forskjellige teknikkene som delen kan formes med, og produksjonsskalaen som er økonomisk levedyktig. Den konseptuelle overlappingen mellom design og produksjon antyder de potensielle fordelene med CAD og CAM og årsaken til at de generelt blir sett på som et system.
Nyere teknisk utvikling har fundamentalt påvirket bruken av CAD / CAM-systemer. For eksempel har den stadig økende prosessorkraften til personlige datamaskiner gitt dem levedyktighet som et redskap for CAD / CAM-applikasjon. En annen viktig trend er mot etableringen av en enkelt CAD-CAM-standard, slik at forskjellige datapakker kan byttes uten produksjons- og leveringsforsinkelser, unødvendige designrevisjoner og andre problemer som fortsetter å ødelegge noen CAD-CAM-initiativer. Til slutt fortsetter CAD-CAM-programvaren å utvikle seg i slike riker som visuell representasjon og integrering av modellerings- og testapplikasjoner.
SAKEN FOR CAS OG CAS / CAM
En konseptuelt og funksjonell parallell utvikling til CAD / CAM er CAS eller CASE, datamaskinstøttet programvareutvikling. Som definert av SearchSMB.com i artikkelen om 'CASE', er 'CASE' ¦ bruk av en datamaskinstøttet metode for å organisere og kontrollere utviklingen av programvare, spesielt på store, komplekse prosjekter som involverer mange programvarekomponenter og mennesker. ' CASE dateres tilbake til 1970-tallet da dataselskaper begynte å bruke konsepter fra CAD / CAM-opplevelsen for å introdusere mer disiplin i programvareutviklingsprosessen.
En annen forkortelse inspirert av den allestedsnærværende tilstedeværelsen av CAD / CAM i produksjonssektoren er CAS / CAM. Denne setningen står for Computer-Aided Selling / Computer-Aided Marketing software. I tilfelle CASE så vel som CAS / CAM, er kjernen i slike teknologier integrering av arbeidsflyter og anvendelse av dokumenterte regler i en gjentatt prosess.
BIBLIOGRAFI
Ames, Benjamin B. 'Hvordan CAD holder det enkelt.' Design Nyheter . 19. juni 2000.
'CAD-programvare fungerer med symboler fra CADDetails.com.' Produktnyhetsnettverk . 11. januar 2006.
'SAK.' SearchSMB.com. Tilgjengelig fra http://searchsmb.techtarget.com/sDefinition/0,sid44_gci213838,00.html. Hentet 27. januar 2006.
Christman, Alan. 'Teknologitrender innen CAM-programvare.' Moderne maskinverksted . Desember 2005.
Leondes, Cornelius, red. 'Computer-Aided Design, Engineering, and Manufacturing.' Vol. 5 av Design av produksjonssystemer . CRC Press, 2001.
stella maxwell fødselsdato
'Hva mener du?' Maskiningeniør-CIME . November 2005.
