Вы когда-нибудь задумывались о том, как компьютеры революционизируют способы проектирования и изготовления вещей? В этой статье мы исследуем увлекательный мир CAD/CAM-технологий. Вы узнаете, как в ней сочетаются традиционные методы и новейшие компьютерные системы, позволяющие создавать все - от самолетов до обуви. Приготовьтесь раскрыть секреты этого мощного инструмента, который формирует наши повседневные изделия!
Автоматизированное проектирование и автоматизированное производство (CAD/CAM) - это комплексная и технически сложная инженерная дисциплина, включающая в себя различные области, такие как информатика и инженерное дело, вычислительная математика, геометрическое моделирование, компьютерная графика, структуры данных и базы данных, моделирование, числовое управление, робототехника и технологии искусственного интеллекта, а также специализированные знания, связанные с проектированием и производством изделий.
Она представляет собой новую технологию, позволяющую конструкторам изделий и технологическому персоналу проектировать и производить продукцию под управлением компьютерных систем, следуя процедурам проектирования и производства.
Она представляет собой органичное сочетание традиционных методов и компьютерных технологий. В настоящее время технология CAD/CAM широко используется не только в аэрокосмической отрасли, электронике и машиностроении, но и постепенно распространяется на такие области, как производство одежды, декора, мебели и обуви.
Если рассматривать процесс производства изделий, то он обычно включает в себя черчение или 3D-моделирование и разработку технологического процесса, прежде чем приступить к обработке. Таким образом, CAD/CAM можно разделить на CAD/CAPP/CAM, где автоматизированное планирование процессов (CAPP) служит мостом, соединяющим CAD и CAM.
Компьютерное проектирование - это система, состоящая из людей и компьютеров, в которой инженеры используют компьютеры в качестве вспомогательных инструментов для разработки и утверждения дизайна продукта, общего дизайна продукта, технического дизайна и дизайна компонентов.
Она включает в себя анализ и расчеты прочности, жесткости, тепла, электричества, магнетизма компонентов, вывод информации о производстве компонентов (инженерные чертежи или информация об обработке с числовым программным управлением и т.д.), а также подготовку технической документации и соответствующих технических отчетов. Целью является повышение качества проектирования изделий, сокращение циклов разработки изделий и снижение их стоимости.
Основные функции системы автоматизированного проектирования включают в себя эскизное проектирование, проектирование компонентов, проектирование сборки, проектирование сложных поверхностей, инженерное черчение, инженерный анализ, реалистичность и рендеринг, интерфейсы обмена данными и др.
Компьютерное планирование технологических процессов включает в себя систему, состоящую из человека и компьютера, в которой на основе информации, полученной на этапе проектирования изделия, в интерактивном или автоматическом режиме определяются методы обработки изделия и технологический процесс.
В интегрированной среде CAD/CAM разработчики технологического процесса обычно могут управлять процессом обработки компонентов и моделировать условия обработки на основе информации, предоставляемой процессом CAD, и возможностей системы CAM, тем самым генерируя информацию для управления процессом обработки компонентов.
Основные функции CAPP включают в себя проектирование заготовок, выбор методов обработки, маршрутизацию процесса, проектирование операций и этапов, а также проектирование инструмента и приспособлений.
В машиностроении Computer-Aided Manufacturing означает использование компьютеров для автоматического выполнения процессов производства дискретных изделий, включая обработку, сборку, контроль и упаковку с помощью различных станков и оборудования с числовым программным управлением. CAM может иметь как широкое, так и узкое определение.
В широком смысле CAM означает использование компьютеров для помощи в деятельности от подготовки производства до изготовления продукции, включая проектирование процессов, проектирование приспособлений, автоматическое программирование ЧПУ, планирование производственных заданий, контроль производства и контроль качества. В узком смысле CAM обычно относится к программированию ЧПУ, которое включает планирование траектории движения инструмента, генерацию файла расположения фрезы, моделирование траектории движения инструмента и генерацию кода ЧПУ.
Архитектуру CAD/CAM-систем можно разделить на три уровня: базовый, вспомогательный и прикладной. Фундаментальный уровень состоит из компьютеров, периферийных устройств и системного программного обеспечения, которое включает в себя различные вспомогательные программы, инструменты для разработки и обслуживания системы.
Вспомогательный слой включает в себя программное обеспечение для поддержки CAD/CAM, управление данными об изделии, отображение графики и т. д. С широким распространением интернета/интранета распределенное совместное проектирование и производство в среде CAD/CAM становится важной частью вспомогательного слоя. Прикладной уровень состоит из различных прикладных систем CAD/CAM, разработанных в соответствии с потребностями различных областей применения.
Дизайн продукции, как творческая деятельность, превратился в комплексную технологию с развитием естественных наук, технических наук, наук об окружающей среде и гуманитарных наук.
Концепция CIMS возникла благодаря внедрению системных и информационных перспектив в производство. За более чем 40 лет развития технологии CAD/CAM отдельные технологии (такие как CAD, CAPP, CAM, PDM, ERP и т. д.) достигли зрелости и играют все более важную роль в своих областях.
Однако эти независимые подсистемы не могут автоматически передавать и обмениваться информацией, что приводит к повторяющейся работе между подсистемами. Например, модель характеристик изделия должна быть создана в CAPP, а модель изделия должна быть восстановлена в системе CAM, в то время как обычная модель CAD используется в основном для создания чертежей и моделирования изделия.
Под интеграцией обычно понимается бесшовная интеграция систем и модулей, обеспечивающая передачу информации, реагирование, анализ и обратную связь на основе единой модели данных продукта и инженерной базы данных.
Интеллектуальные производственные системы интегрируют искусственный интеллект в каждый аспект производственного процесса, заменяя или расширяя действия, обычно выполняемые экспертами. В интеллектуальной производственной системе система обладает некоторым "интеллектом" человека-эксперта.
Например, система может автоматически отслеживать свое рабочее состояние и регулировать параметры в зависимости от внешних условий, обеспечивая оптимальную производительность. Исследование и применение интеллектуальных производственных систем во многом зависит от развития технологий искусственного интеллекта.
Сетевые технологии включают в себя реализацию аппаратного и программного обеспечения, различных коммуникационных протоколов и протоколов автоматизации производства, интерфейсов связи и стратегий управления работой системы. Они составляют основу для автоматизации различных производственных систем.
Особенно с 1990-х годов, с развитием интернета/интранета, он стал платформой для удаленных и совместных дизайнерских исследований и приложений, а технология CAD/CAM развивалась в направлении сетевого взаимодействия. Текущие исследования в этой области в основном сосредоточены на следующих аспектах:
1) Создание платформ для удаленного совместного проектирования в среде Интернет/Интранет.
2) Принципы и технологии реализации параллельной совместной работы (включая совместное решение задач, механизмы совместной работы и контроль управления).
3) Вопросы моделирования продукта в условиях совместной работы.
4) Управление производственными ресурсами предприятия на основе сети.
Используя технологии виртуальной реальности, мультимедийные технологии и технологии компьютерного моделирования, реализуется геометрическое моделирование, физическое моделирование, моделирование производственного процесса и моделирование рабочего процесса при проектировании и производстве продукции.
Различные носители используются для хранения, передачи и обработки различной информации, объединяя текст, голос, изображения и анимацию, чтобы создать ощущение реальности и погружения. Типичными областями применения являются виртуальное производство и виртуальная реальность. Это находит свое отражение в следующих аспектах:
1) Цифровое и графическое динамическое отображение данных о результатах научных вычислений.
2) Геометрическое моделирование и моделирование процесса сборки изделий и их частей.
3) Физико-механическое моделирование работы изделия.
4) Моделирование процесса работы продукта, чтобы создать ощущение погружения и управляемости.
Таким образом, степень автоматизации производственного процесса является одним из основных показателей развития производственных технологий и одним из наиболее активных звеньев современных производственных технологий в 21 веке. Развитие автоматизации производства будет отвечать быстро меняющимся требованиям рынка благодаря своим гибким, интегрированным, гибким, интеллектуальным и глобальным характеристикам.
Развитие автоматизации производства в нашей стране основывается на национальных условиях, нацеливаясь на передовой мировой уровень и повышая конкурентоспособность.
Она использует технологию умеренной автоматизации, объединяющую человека и машину, эффективно организует оборудование с высокой степенью автоматизации (например, станки с ЧПУ, промышленные роботы) и оборудование с более низкой степенью автоматизации и реализует систему автоматизации производства, в центре которой находятся люди и компьютеры как важные инструменты, которая является гибкой, интеллектуальной, интегрированной, быстро реагирующей и быстро перенастраиваемой.
Очевидно, что технология автоматизации производства - это важная область технологий, которую наша страна должна активно развивать.
Как основатель MachineMFG, я посвятил более десяти лет своей карьеры металлообрабатывающей промышленности. Мой обширный опыт позволил мне стать экспертом в области производства листового металла, механической обработки, машиностроения и станков для обработки металлов. Я постоянно думаю, читаю и пишу об этих предметах, постоянно стремясь оставаться на переднем крае своей области. Позвольте моим знаниям и опыту стать преимуществом для вашего бизнеса.
RU 
EN 
AR 
DE 
ES 
FR 
IT 
JA 
NL 
PT 
PT_BR 
KO