CAD/CAM beheersen: Essentiële technologieën uitgelegd

Heb je je ooit afgevraagd hoe computers een revolutie teweegbrengen in de manier waarop we dingen ontwerpen en maken? In dit artikel verkennen we de fascinerende wereld van CAD/CAM-technologie. Je leert hoe traditionele technieken worden gecombineerd met geavanceerde computersystemen om van alles te maken, van vliegtuigen tot schoenen. Bereid je voor op het ontdekken van de geheimen achter dit krachtige gereedschap dat vorm geeft aan onze alledaagse producten!

Inhoudsopgave

Basisconcepten van computerondersteund ontwerpen en computerondersteund produceren

Computerondersteund ontwerpen en computerondersteund produceren (CAD/CAM) is een veelomvattende en technisch complexe systeem engineeringdiscipline die verschillende gebieden omvat, zoals computerwetenschap en -techniek, computationele wiskunde, geometrische modellering, weergave van computergrafieken, gegevensstructuren en databases, simulatie, numerieke besturing, robotica en technologieën voor kunstmatige intelligentie, evenals gespecialiseerde kennis met betrekking tot productontwerp en -productie.

Het is een nieuwe technologie die productontwerpers en personeel in de procestechnologie in staat stelt om producten te ontwerpen en te produceren met behulp van computersystemen, volgens de ontwerp- en productieprocedures van het product.

Het is een organische combinatie van traditionele technieken en computertechnologieën. Momenteel wordt CAD/CAM-technologie niet alleen veel gebruikt in de ruimtevaart, elektronica en mechanische productiesectoren, maar breidt het zich ook geleidelijk uit naar gebieden als kleding, decoratie, meubels en schoenmaken.

Als we kijken naar het fabricageproces van producten, dan zien we dat er meestal sprake is van tekenen of 3D-modellering en procesontwerp voordat er wordt begonnen met machinale bewerking. Vandaar dat CAD/CAM verder onderverdeeld kan worden in CAD/CAPP/CAM, waarbij Computer-Aided Process Planning (CAPP) dient als brug tussen CAD en CAM.

1. Computerondersteund ontwerp (CAD)

Computerondersteund ontwerpen verwijst naar een systeem dat bestaat uit mensen en computers waarin ingenieurs computers gebruiken als hulpmiddelen om productontwerpideeën en -validatie, algemeen productontwerp, technisch ontwerp en onderdeelontwerp uit te voeren.

Het omvat de analyse en berekening van de sterkte, stijfheid, warmte, elektriciteit en magnetisme van componenten en de uitvoer van informatie over de productie van componenten (technische tekeningen of informatie over machinale bewerking met numerieke besturing, enz. Het doel is om de kwaliteit van productontwerpen te verbeteren, productontwikkelingscycli te verkorten en productkosten te verlagen.

De belangrijkste functies van een CAD systeem zijn onder andere schetsontwerp, onderdelenontwerp, assemblageontwerp, complex oppervlakteontwerp, engineering tekenen, engineering analyse, realisme en rendering, en interfaces voor gegevensuitwisseling.

2. Computerondersteunde procesplanning (CAPP)

Bij computerondersteunde procesplanning gaat het om een systeem dat bestaat uit mensen en computers die interactief of automatisch de bewerkingsmethoden en processtroom van het product bepalen op basis van informatie uit de productontwerpfase.

Binnen een geïntegreerde CAD/CAM-omgeving kunnen procesontwerpers meestal het bewerkingsproces van componenten besturen en bewerkingscondities simuleren op basis van de informatie die het CAD-proces levert en de mogelijkheden van het CAM-systeem, waardoor informatie wordt gegenereerd om het bewerkingsproces van componenten te besturen.

De basisfuncties van CAPP omvatten voornamelijk het ontwerp van de matrijs, de selectie van bewerkingsmethoden, de routing van processen, het ontwerp van bewerkingen en stappen, en het ontwerp van gereedschappen en opspanningen.

3. Computerondersteunde productie (CAM)

In de mechanische productie-industrie verwijst Computer-Aided Manufacturing naar het gebruik van computers voor het automatisch voltooien van de productieprocessen van discrete producten, waaronder verspanen, assemblage, inspectie en verpakking door middel van verschillende bewerkingsmachines en apparatuur met numerieke besturing. CAM kan breed of eng gedefinieerd worden.

In het algemeen verwijst CAM naar het gebruik van computers om te helpen bij activiteiten van productievoorbereiding tot productfabricage, waaronder procesontwerp, ontwerp van opspanningen, automatische CNC-programmering, productieplanning, productiebesturing en kwaliteitscontrole. In engere zin verwijst CAM meestal naar CNC-programmering, waaronder het plannen van gereedschapspaden, het genereren van freeslocatiebestanden, simulatie van gereedschapstrajecten en het genereren van CNC-codes.

Sleuteltechnologieën in CAD/CAM-onderzoek

De architectuur van CAD/CAM-systemen kan verdeeld worden in drie lagen: de funderingslaag, de ondersteuningslaag en de toepassingslaag. De funderingslaag bestaat uit computers, randapparatuur en systeemsoftware, waaronder verschillende ondersteunende software, hulpmiddelen voor systeemontwikkeling en onderhoud.

De ondersteunende laag omvat CAD/CAM-ondersteunende software, productgegevensbeheer, grafische weergave, etc. Met het wijdverbreide gebruik van internet/intranetten wordt gedistribueerd samen ontwerpen en produceren in de CAD/CAM-omgeving een belangrijk onderdeel van de ondersteunende laag. De toepassingslaag bestaat uit verschillende CAD/CAM-toepassingssystemen die ontwikkeld zijn op basis van verschillende toepassingsbehoeften.

1. Geïntegreerde technologie

Productontwerp, als creatieve activiteit, heeft zich ontwikkeld tot een veelomvattende technologie met de ontwikkeling van natuurwetenschappen, technische wetenschappen, milieuwetenschappen en geesteswetenschappen.

Het concept van CIMS is ontstaan door de introductie van systeem- en informatieperspectieven in de productie. Met meer dan 40 jaar ontwikkeling van CAD/CAM-technologie zijn de individuele technologieën (zoals CAD, CAPP, CAM, PDM, ERP, etc.) volwassen geworden en spelen ze een steeds belangrijkere rol op hun respectievelijke gebieden.

Deze onafhankelijke subsystemen kunnen echter niet automatisch informatie overdragen en uitwisselen, wat leidt tot repetitief werk in verschillende subsystemen. Er moet bijvoorbeeld een productkenmerkenmodel worden gemaakt in CAPP, en het productmodel moet opnieuw worden gemaakt in het CAM-systeem, terwijl het reguliere CAD-model voornamelijk wordt gebruikt voor het maken van tekeningen en productsimulatie.

Integratie verwijst meestal naar de naadloze integratie van systemen en modules door informatieoverdracht, respons, analyse en feedback mogelijk te maken op basis van een uniform productgegevensmodel en engineeringdatabase.

2. Intelligente technologie

Intelligente productiesystemen integreren kunstmatige intelligentie in elk aspect van het productieproces en vervangen de activiteiten die gewoonlijk door experts worden uitgevoerd of breiden deze uit. In een intelligent productiesysteem bezit het systeem iets van de "intelligentie" van menselijke experts.

Het systeem kan bijvoorbeeld automatisch de operationele status controleren en de parameters aanpassen aan de externe omgeving, zodat het optimaal presteert. Het onderzoek naar en de toepassing van intelligente productiesystemen hangen grotendeels af van de ontwikkeling van kunstmatige intelligentietechnologie.

3. Netwerktechnologie

Netwerktechnologie omvat de implementatie van hardware en software, verschillende communicatieprotocollen en productieautomatiseringsprotocollen, communicatie-interfaces en besturingsstrategieën voor de werking van het systeem. Het vormt de basis voor de automatisering van verschillende productiesystemen.

Vooral sinds de jaren 1990, met de ontwikkeling van internet/intranetten, heeft het een platform geboden voor ontwerponderzoek en -toepassingen op afstand en in samenwerking, en CAD/CAM-technologie is geëvolueerd in de richting van netwerken. Het huidige onderzoek op dit gebied richt zich voornamelijk op de volgende aspecten:

1) Het opzetten van samenwerkingsplatforms voor ontwerp op afstand in internet-/intranetomgevingen.

2) Principes en implementatietechnologieën van parallelle samenwerking (inclusief probleemoplossing in samenwerkingsverband, coöperatieve werkingsmechanismen en managementcontrole).

3) Problemen met productmodellering in een collaboratieve werkomgeving.

4) Netwerkgebaseerd beheer van productiemiddelen in ondernemingen.

4. Visualisatietechnologie

Met behulp van virtual reality-technologie, multimediatechnologie en computersimulatietechnologie worden geometrische simulatie, fysieke simulatie, simulatie van fabricageprocessen en simulatie van werkprocessen in het productontwerp en fabricageproces gerealiseerd.

Er worden verschillende media gebruikt om verschillende informatie op te slaan, uit te drukken en te verwerken, waarbij tekst, spraak, afbeeldingen en animatie worden geïntegreerd om een gevoel van realiteit en onderdompeling te geven. Typische toepassingen zijn virtuele productie en virtuele realiteit. Het komt specifiek tot uiting in de volgende aspecten:

1) Digitale en grafische dynamische weergave van de resultaten van wetenschappelijke berekeningen.

2) Geometrische simulatie en simulatie van assemblageprocessen van producten en hun onderdelen.

3) Fysieke en mechanische simulatie van productprestaties.

4) Simulatie van het werkproces van het product om een gevoel van onderdompeling en controleerbaarheid te geven.

Samengevat is de mate van automatisering in het productieproces een van de belangrijkste indicatoren voor de vooruitgang van de productietechnologie en een van de meest actieve schakels in de moderne productietechnologie van de 21e eeuw. De ontwikkeling van productieautomatisering zal voldoen aan de snel veranderende markteisen met zijn flexibele, geïntegreerde, flexibele, intelligente en mondiale kenmerken.

De ontwikkeling van productieautomatisering in ons land is gebaseerd op nationale omstandigheden, gericht op het geavanceerde wereldniveau en verbetering van het concurrentievermogen.

Het maakt gebruik van een gematigde automatiseringstechnologie die mens en machine combineert, organiseert apparatuur met een hoge mate van automatisering (zoals CNC-bewerkingsmachines, industriële robots) en apparatuur met een lagere mate van automatisering effectief en realiseert een productieautomatiseringssysteem waarin mensen en computers als belangrijke hulpmiddelen centraal staan en dat flexibel, intelligent, geïntegreerd, snel reagerend en snel opnieuw configureerbaar is.

Het is duidelijk dat productieautomatiseringstechnologie een belangrijk technologisch gebied is dat ons land krachtig moet ontwikkelen.

Vergeet niet: sharing is caring! : )
Shane
Auteur

Shane

Oprichter van MachineMFG

Als oprichter van MachineMFG heb ik meer dan tien jaar van mijn carrière gewijd aan de metaalbewerkingsindustrie. Door mijn uitgebreide ervaring ben ik een expert geworden op het gebied van plaatbewerking, verspaning, werktuigbouwkunde en gereedschapsmachines voor metalen. Ik denk, lees en schrijf voortdurend over deze onderwerpen en streef er voortdurend naar om voorop te blijven lopen in mijn vakgebied. Laat mijn kennis en expertise een aanwinst zijn voor uw bedrijf.

Volgende

H Beam Maten en Gewichtstabel

Heb je je ooit afgevraagd wat de verborgen wereld is van H-balken? In dit boeiende artikel ontrafelen we de mysteries achter deze essentiële constructiecomponenten. Onze deskundige werktuigbouwkundige...
MachineMFG
Til uw bedrijf naar een hoger niveau
Abonneer je op onze nieuwsbrief
Het laatste nieuws, artikelen en bronnen, wekelijks naar je inbox gestuurd.
© 2024. Alle rechten voorbehouden.

Neem contact met ons op

Je krijgt binnen 24 uur antwoord van ons.