A CAD/CAM vezérlés alapjai és az integrált rendszerek előnyei a gyártásban

Napjainkban, a technika gyors fejlődésének köszönhetően, a gépészeti, tervezési feladatok területén is nélkülözhetetlenné váltak a számítógépek és azok a számítógépes programok, melyek tervezési, modellezési feladatok megoldását teszik lehetővé.

A CAD/CAM mozaikszó hagyományosan az alak tervezésének és megmunkálásának elválaszthatatlan egységét fejezi ki. Bár a két technológia szorosan kapcsolódik egymáshoz, azonban különböző gyártásifolyamatokra biztosítanak megoldást. Ezáltal más-más szakemberek használják őket, de a kettő között szoros kapcsolat van. Az alábbiakban bemutatjuk, mi a különbség a CAD és a CAM között, hogyan működnek együtt, és kinek melyikre van szüksége.

Mi az a CAD?

A CAD (Computer-Aided Design, azaz számítógéppel segített tervezés) a mérnök munkájának kiterjedt és hatékony tervezői eszközrendszere.

A CAD-rendszerek a vázlatkészítésre, tervezésre és modellezésre szolgáló szoftverek. A mérnökök és tervezők a CAD segítségével részletes 3D modelleket és 2D rajzokat készítenek a termékekről. Ezekkel a rendszerekkel sokféle dolgot elvégezhet, az egyszerű rajzolástól kezdve az összetett építészeti és gépészeti modellezésig.

A CAD szoftvereket mérnökök, tervezők, építészek és ipari formatervezők használják digitális 2D és 3D modellek, műszaki rajzok készítésére és módosítására. A CAD lehetővé teszi a tervek pontos, részletes kidolgozását, valamint azok tesztelését, szimulációját a gyártás előtt.

Hatékony padlófűtés beállítás - Danfoss

A CAD fő funkciói és alkalmazási területei

• Cél: A CAD-rendszereket tervezésre és modellezésre tervezték.
• Funkciók: Ezek közé tartozik a 2D rajzolás, a 3D modellezés, a szerkezeti elemzés és a dokumentáció készítése.

Leggyakoribb alkalmazási területei:

• Műszaki rajzok, alkatrészek, szerkezetek tervezése
• Építészeti tervek, alaprajzok, látványtervek készítése
• Termék- és ipari formatervezés
• Gépészeti és villamosmérnöki tervezés

A CAD tehát a kreatív tervezési folyamatot támogatja, és a digitális modellezésre fókuszál. Ma már a korszerű gépészmérnöki-üzemmérnöki ismeretek elengedhetetlen részévé vált a számítógépek használata a gyakorlatban előforduló tervezési-szerkesztési problémák megoldására. A feladatokat többnyire valamely CAD rendszer segítségével lehet megoldani. A gépészeti szakma jelenleg igen sok ilyen rendszert használ, de a nagyszámú rendszerek majd mindegyike néhány világszerte elterjedt alapszoftver bővítése. Általános tapasztalat, hogy a CAD rendszerek nagyban hasonlítanak egymáshoz, így ha egynek megtanultuk a kezelését, megismertük a problémamegoldás módját és elsajátítottuk a szükséges gondolkodásmódot, rövid idő alatt átképezhetjük magunkat más cégek hasonló szoftvereinek használatára.

Mi az a CAM?

A CAM (Computer Aided Manufacturing - számítógéppel segített gyártás) kifejezést hasonlóképpen értelmezhetjük, azonban ez az alak leírásának fogadásától, a szerszám pályák, és a vezérlőprogram tervezésén keresztül egészen a megmunkálásig terjed.

A CAM-rendszerek olyan szoftverek, amelyeket gyártó berendezések, például marógépek, esztergagépek és robotok programozására használnak. A CAM a CAD-rendszerekben létrehozott modelleket és rajzokat használja a gyártási folyamatok automatizálására és optimalizálására, a hibák minimalizálására, valamint a gyártási idő és költségek csökkentésére.

A CAM szoftverek célja, hogy a CAD-ben elkészített terveket átültessék a valós gyártási környezetbe. A CAM programok a digitális modellek alapján generálnak gépi utasításokat (NC, G-kódot), amelyek vezérlik a gyártóberendezéseket, pl. CNC gépeket, 3D nyomtatókat vagy lézervágókat.

Megbízható INA vezérlés autóba

A CAM fő funkciói

• Funkciók: Ezek közé tartozik a CNC (Computer Numerical Control) gépek, robotok és egyéb gyártó berendezések vezérlőprogramjainak generálása.

A CAM fő feladatai:

• Gyártási folyamatok automatizálása és optimalizálása
• Szerszámpályák, megmunkálási stratégiák generálása
• A gyártás szimulációja, hibák kiszűrése a folyamat előtt
• Precíz, gyors és ismételhető gyártás biztosítása

A CAM tehát a tervezéstől a tényleges gyártásig hidalja át a szakadékot, és a digitális terveket valós, fizikai termékekké alakítja.

CAD és CAM együttműködés: Az integráció fontossága

Sok vállalkozásnál a tervezést és a gyártást végző csapat önálló egységként működik. A tervezést végző kollégák valamilyen CAD-szoftverrel 3D-s modelleket, 2D-s rajzokat, darabjegyzéket készítenek, míg a „gyártós” csapat CNC-gépekhez készít megmunkáló programokat valamilyen CAM-programmal.

A leghatékonyabb gyártási folyamatokban a CAD és a CAM szorosan együttműködik. Először a tervező elkészíti a digitális modellt CAD-ben, majd ezt a modellt a CAM szoftver értelmezi, és elkészíti a szükséges gépi utasításokat a gyártáshoz.

Nem integrált CAD/CAM rendszerek kihívásai

Sok cég használ egymástól független szoftvereket a tervezéshez és gyártáshoz. Ennek egyik előnye, hogy a minden folyamathoz az adott célnak legmegfelelőbb és/vagy leggazdaságosabb (olcsóbb) szoftvert lehet választani. A másik - vitathatatlan - előny, hogy a különböző részlegek szoftvereinek darabszámát egymástól függetlenül lehet növelni, változtatni. Azonban a különböző szoftverek más-más adatformátumokat használhatnak.

Saeco Vienna hibaelhárítás

A tervezőknek át kell adni a terveket és adatokat (ezek általában rajzok és 3D-s modellek) a gyártást végző részlegnek. Ennek egy egyszerű adatátadási folyamatnak kellene lennie, de az a tapasztalat, hogy nagyon sok buktató van ebben a lépésben, ha nem megfelelő CAD/CAM-rendszert használnak, például hibás, kezelhetetlen adatok, rugalmatlanság, időveszteség keletkezhet.

Nézzük meg hogyan zajlik le a fenti folyamat nem integrált rendszerek esetén:

1. Szükség lehet a használt programok között az adatok átfordítására más néven adat-konvertálásra. És itt jöhet képbe néhány probléma, hátrány:
2. A tervező csapatnak a saját CAD-rendszeréből exportálni kell például a 3D-s modellt valamilyen (semleges vagy átmeneti) formátumba (IGES, VDA, STEP, STL, Parasolid, stb.). Ez plusz munkát jelent a tervezőnek.
3. A CAM-szoftverbe be kell importálni a kapott adatokat. Ez plusz munka a gyártós kollégáknak.
4. Az adat importálása során hibák léphetnek fel. Geometriák, felületek, méretek, megjegyzések tűnhetnek el pusztán olyan okból, hogy az átmeneti formátum nem kezeli a vázlatokat, megjegyzéseket, színeket, vagy máshogy értelmezi egy alakzat leírását. (Sok esetben egy CAM-szoftverben nem javítható ki a hiba.) Ennek tisztázása, javítása hosszas kommunikációt igényelhet a részlegek között.
5. Az egyik leggyakoribb probléma, hogy a tűrésezett méretek névleges méretként látszódnak, így egyeztetni kell a pontos gyártás miatt.
6. Ha a korábban már „gyártásba” adott alkatrészen terv-változás történik akkor sok esetben a teljes folyamat kezdődik elölről: adatok exportja, importja, változások megbeszélése, programozás elölről kezdése.

A fenti felsorolásból talán látszódik, hogy ezek erősen befolyásolják a tervezési- és a gyártási időt és költséget, tehát a legolcsóbb megoldás nem biztos, hogy a leggazdaságosabb is.

Integrált CAD/CAM rendszerek

Mi is az a CAD/CAM szoftver? A CAD/CAM rendszerek kifejezés olyan integrált szoftverekre utal, amelyek egyetlen rendszerben egyesítik a CAD (számítógépes tervezés) és a CAM (számítógépes gyártás) funkcióit. Ez biztosítja a tervezés és a gyártás közötti zökkenőmentes együttműködést.

Hogy mi is az az integrált CAD/CAM-rendszer, talán úgy lehet legegyszerűbben leírni, hogy a két szoftver funkcióit egyesíti, kombinálja úgy, hogy azok ugyanazokat az adatokat használják a tervezéshez és a gyártáshoz. A Dassault Systemes SOLIDWORKS által kiadott tanulmány szerint:

„Egy integrált CAD/CAM-rendszer egyetlen modellt biztosít, amely támogatja a tervezési és gyártási funkciókat is, ahelyett, hogy különféle fájlformátumokat, számos adatfordítást/konverziót, valamint különböző típusú CAD és CAM modelleket tartalmazna. A CAM-rendszerben a CAD-modell lesz az egyetlen használatban lévő geometria.”

Az integrált rendszert úgy képzeljük el, hogy az egyik szoftver - jellemzően a CAD szoftver - kiegészül a másik szoftver funkcióival, parancsaival, menüjével. Például a SOLIDWORKS / SolidCAM integrációnál a SOLIDWORKS kezelőfelülete kiegészül a SolidCAM menüjével, eszköztáraival.

Gyakorlatilag mindvégig olyan érzésünk lehet, hogy SOLDWORKS-szel dolgozunk. „CAM-ezés” közben pedig elérhetőek a SOLIDWORKS parancsai, mint például mérés, falferdeség analízis, felület folytonosság vizsgálat, stb. Megmunkálás beállítása közben észrevett felület folytonossági hibák javíthatóak a modellen anélkül, hogy az addigi CAM-es munkánk elveszne. A CAD-szoftver eszközeivel vonalakat, testeket lehet hozzáadni a megmunkálás környezetéhez, amit a CAM-ben azonnal felhasználhatunk például határgörbeként, vagy ütközésvizsgálathoz.

Ha csak azt néznénk, hogy azonos adattal dolgozik, az integrált és nem integrált szoftverek közötti különbség nem sok. Gyakorlatilag tényleg „csak” annyi a különbség, hogy kiküszöböli az adatok importálását ill. exportálását. Viszont ez a lépés sok más előnnyel is jár.

Az integrált CAD/CAM rendszerek előnyei

Az integráció gyorsabb, pontosabb és költséghatékonyabb gyártást tesz lehetővé, csökkenti a hibalehetőségeket, és leegyszerűsíti a tervezéstől a gyártásig vezető utat.

• Integráció: A CAD/CAM-rendszerekben a tervezési és a gyártási folyamatok szorosan összekapcsolódnak. Ez lehetővé teszi a felhasználók számára, hogy könnyen és gyorsan eljussanak a modell létrehozásától a gyártásra való előkészítésig.
• Optimalizálás: A CAD/CAM rendszerek lehetővé teszik a gyártási paraméterek részletes beállítását közvetlenül a tervezési környezetből.
• Költségcsökkentés: A CAD/CAM-rendszerek az optimalizált vágási és megmunkálási folyamatok révén segítenek minimalizálni az anyagpazarlást.
• A termelés gyors skálázása: A CAD/CAM-eszközök kiválóan alkalmasak a prototípusok gyors elkészítésére és a tervek módosítására, ami azt jelenti, hogy a kis tételektől a nagyüzemi gyártásig könnyen növelheti a termelést.
• Csökken a termék elkészítési folyamat ideje. A CAM-szoftver felismerheti a modell változást (például azt hogy a rendszerben hivatkozott modell megváltozott a CAM-projectben lévőhőz képest) és szinkronizálás után módosítja a szerszámpályát.
• Jobb, pontosabb a műszaki kommunikáció a részlegek között. Az azonos adatok miatt nem vesznek el részletek a modellből. Láthatóak maradnak a vázlatok, a méretezések. Ez utóbbi esetben akár a 3D-s modellről is leolvashatóak, a fontosabb méretek vagy ha egy méret tűréssel rendelkezik.
• Nincs szükség fájl fordításra, ezt a szoftver elvégzi a háttérben - a CAM rendszer tudni fog a változásokról.
• Gyártási/megmunkálási információk (PMI) közvetlen felhasználása egy hatalmas előny. A 3D-s környezetben látható méreteket, alak és helyzettűrésekkel információt tudunk a CAD rendszerből a CAM alkalmazásba átvinni. Hosszabb távon nem csak puszta információátvitelre van lehetőség, hanem a PMI-ok felhasználhatók a CAM automatizálás során! Kevesebb programozási idő, kevesebb hiba!

Automatizálási funkciók integrált rendszerekben

A korábban már említett azonos modell, és nem elvesző adatok lehetővé teszik bizonyos funkciók automatizálását.

• SOLIDWORKS/SolidCAM párosítás esetén, ha a SOLIDWORKS-ben a tervező készít egy koordinátarendszert egy adott névvel (például gyártási bázis céljából), akkor a SolidCAM ezt felismeri és automatikusan ezt a koordináta rendszert állítja be a CNC-program nullpontjának.
• A CAM-szoftver ki tud „olvasni” adatokat a CAD-modellépítési fa adataiból és az alapján felismert alakzatokra (például furatokra) automatikusan elkészíti a technológiát. Ezzel pedig szintén időt lehet megtakarítani. Gyakorlatban ez úgy működik, hogy a SolidCAM megfelelő műveletének ikonját rá kell „dobni” például egy furat belső palástjára, és innentől kezdve a rendszer megkeresi a műveleti fában az alakzatot és kiolvassa a szükséges adatokat (átmérő, mélység, menettípus, menetemelkedés, kiosztás stb.) és ezek alapján létrehozza a szükséges műveletek, szerszámokat.
• Másik ilyen példa, hogy ha tervező a különböző felületeket, furatípusokat más-más (előre megbeszélt) színnel jelöli akkor a SolidCAM automatikus alakzatfelismerés funkciója a színeknek megfelelő sablon alapján készíti el a technológiát.

A fentebb felsorolt tulajdonságok (gyorsabb, pontosabb adattovábbítás) hozzájárulnak a gyártási költségek csökkentéséhez.

Az integráltság fokai

Első körben az integráltságról kell pár gondolatot kell ejtenünk. Maga a szó - integrált - szigorúan véve “beépítettet” jelent. Lehetne bővíteni a jelentéstartalmat az egybegyúrt, egymásba illesztett, összeolvasztott szavak értelmével is.

Léteznek a teljesen különböző, eltérő fejlesztőtől származó, korlátozottan együttműködő szoftverek. Ez egy egyértelmű eset: nincs integráció, nincs egymással való oda-vissza együttműködés. A teljesen integrált rendszer. Itt nem is lehet már különálló szoftverekről beszélni, az integráltság foka olyan magas, hogy azonos geometria maggal, azonos keretrendszerben, egymás funkcióit használva működik a két szoftver.

A két véglet közötti megoldások: Egymásba ágyazott szoftverek, addon-ok, (közbülső)fájl változás figyelések. Ezen két - CAD és CAM - szoftver integrációja egy arany középúton helyezkedik el a két véglet között. Mivel a fejlesztő közös (Siemens Digital Industries Software), ezért sokkal jobb az adatcsere, mint két másik szoftver esetén, egységesebb a kezelői felület (UI), és persze megmaradhat az árelőny is.

Ami talán a legfontosabb: nincs ingyenebéd. A teljesen koherensen, adatcseréből származó hibától mentesen működő szoftver, mely rendelkezik teljes CAD/CAM/CAE funkcionalitással, sok esetben drágább, persze kényelmesebben használható megoldás, mint két különböző szoftver. Két eltérő szoftver esetében is vannak előnyök (munkatársak képzése, hatékony munkába állási idő lerövidülése) és persze az örök kérdés: az ár. Vannak egyéb igények is, amelyeket csak két szoftver tud megoldani, ezek is lehetnek az általános szoftverválasztási szabályokat felülíró szempontok.

Példák integrált CAD/CAM rendszerekre

NX CAM

A teljes alkatrészgyártási folyamatot egyetlen, átfogó, számítógéppel támogatott gyártási, CAM szoftverrel alakíthatja át. Az NX CAM szoftver segít automatizálni az NC programozást, felgyorsítani a megmunkálást és a nagy pontosságú alkatrészek gyártását fejlett eszközútvonal-technológiák és integrált G-kóddal vezérelt szimuláció segítségével. Erősítse csapatát NX X Manufacturinga következő generációs szoftver-szolgáltatásként (SaaS) megoldás, amely ötvözi az iparág vezető számítógépes tervezését és gyártását (CAD/CAM) a felhőtechnológiák rugalmasságával, biztonságával és méretezhetőségével. Maradjon előre az NX CAM zökkenőmentes integrációval szélesebb körű digitális gyártási megoldásunkba. A fejlődő iparági igények kielégítése számos szoftverrel a 3D nyomtatáshoz, a robotikához, a gyártósorok tervezéséhez és egyebekhez.

• 90% csökkent programozási idő: Automatizálja az NC (numerikus vezérlés) programozást funkcióalapú megmunkálással és modern interaktív technikákkal az idő megtakarítása és a folyamatok szabványosítása érdekében.
• 60% rövidebb megmunkáló ciklusok: Nagy teljesítményű megmunkálási műveletek létrehozása az anyageltávolítási sebesség növelése, a felületminőség javítása és a szerszám élettartamának növelése érdekében.
• 70% magasabb alkatrészminőség: Végezze el a feladatokat a specifikációknak megfelelően és időben egy CAD/CAM szoftver segítségével az alkatrészgyártás összekapcsolásához - a 3D modellektől a precíziós megmunkált alkatrészekig.

NX CAM az iparág vezetőinek:

• Repülés és védelem: Hatékonyan gyárt összetett alkatrészeket fejlett anyagokból, szigorú nyomonkövethetőségi követelményekkel. A speciális 5 tengelyes képességek felgyorsítják a legigényesebb A&D alkatrészek gyártását.
• Autóipar és közlekedés: Készítsen innovatív alkatrészeket a következő generációs járművekhez, növekvő gyártási komplexitással. Kiváló minőségű és megfelelő termékek időben történő előállítása az integrált CAD/CAM szoftver segítségével.
• Ipari gépek: Automatizálja a programozást a legújabb gyártási technológiák alkalmazásával a szigorú tűrések és a nagy pontosság elérése érdekében, lehetővé téve a hatékony integrációt az egyre összetettebb gépberendezésekbe.
• Munkagépek: Alkatrészek gyártása új generációs berendezésekhez automatizált NC programozási képességekkel és validált megmunkálási műveletekkel, segítve ezzel a nulla hibás gyártást.
• Orvostechnikai eszközök: Az orvosi ipar szigorú minőségi szabványainak elérése. Az NX CAD/CAM szoftver gyors frissítéseket és többtengelyes megmunkálást tesz lehetővé, biztosítva az eszköz minőségét, nyomon követhetőségét és a szabályozási megfelelőséget.
• Penész-, szerszám- és szerszámgyártás: Kiváló minőségű formák, szerszámok és elektródák tervezése és gyártása számos iparág számára integrált CAD/CAM szoftver segítségével, csökkentve a gyártási költségeket és az átfutási időt.

KORPUS CAD/CAM

A KORPUS CAD/CAM a legjobb választás azoknak a cégeknek, akik a jövőbe tekintenek. A kezelő által készített vagy importált geometriákra gyorsan és könnyen ráilleszthetőek a megmunkálások. A makró programozási nyelv segítségével kialakíthatja a Ön számára legjobb struktúrájú parametrikus programadatbázist. A megmunkálandó geometriákat importálhatja standard rajzformátumokból (DXF, DWG, stb.…), majd a program automatikusan megkeresi a geometria befoglaló méreteit, és a panelre pozícionálja. A programban elvégezheti az egyszerű fúrások, optimalizált fúrások, vízszintes fúrások műveleteit, valamint végezhet fúrásokat meglévő pályák/útvonalak mentén és parametrikus fúrásokat előre meghatározott feltételek alapján. A CNC specifikus megmunkálási programokat a rendszer automatikusan generálja, figyelembe véve a geometriákat, profilokat és megmunkálási fázisokat. A megmunkálások struktúrája könnyen módosítható. A megmunkálási folyamatokat automatikusan vagy manuálisan sorba rendezheti. Jelentéseket készíthet a programozott megmunkálásokról, a furatok számáról, a becsült megmunkálási időről és költségekről. A rendszer a kiválasztott megmunkálások CNC programjait automatikusan generálja, figyelembe véve a tisztító pályákat és a szerszámprofilokat.

Melyiket válaszd? CAD, CAM vagy integrált CAD/CAM rendszert?

A piacon jelenleg nagyon sok CAD és CAM szoftver érhető el, akár külön szoftverként akár integrált formában. Van olyan CAM-szoftver, ami több CAD-szoftverbe is integrálható. Vannak rendszerek, amelyek előre összeállított csomagokban érhetőek el, és vannak olyanok, amelynél csak azokat a modulokat kell megvásárolni amire tényleg szükség van. Eldönthetjük, hogy egy, vagy két munkaállomásnál használjuk a szoftvert, önálló CAD és CAM állomásként, vagy integrált módon egy csomagban, egy munkahelyre telepítjük.

Összefoglaló táblázat: CAD vs. CAM

Ki kinek ajánlott?

• Kinek van szüksége CAD-re? Mérnökök (gépész, villamos, építőmérnök), építészek, ipari formatervezők, terméktervezők, műszaki rajzolók. A CAD azoknak való, akik főként terveznek, modelleznek dokumentálnak, szimulálnak, és a kreatív vagy műszaki tervezési folyamatban vesznek részt.
• Kinek van szüksége CAM-re? CNC gépkezelők és programozók, gyártástechnológusok, gépgyártó vállalatok szakemberei, 3D nyomtatással, lézervágással, marással, esztergálással foglalkozók. A CAM azoknak hasznos, akik a gyártási folyamatokat irányítják, automatizálják, és a digitális tervekből valós, fizikai termékeket állítanak elő.
• Ha a teljes folyamatot lefednéd (tervezéstől a gyártásig): Mindkettőre szükséged lesz, vagy integrált CAD/CAM rendszert érdemes választani, pl. Siemens NX.

tags: #mi #az #a #cad #cam #vezérlés

• MTZ gumi és kerék választási tanácsok
• Minden, amit a Golf 3 motortartó bak szettekről tudni kell
• Miért kritikus a megfelelő nyomás a Mazda 3 MPS esetében?
• Téli gumi útmutató 175/65 R14 méretben
• Kuplung és fék beállítása MTD-nél