Oprogramowanie CAD i CAM

Podstawowe funkcje, różnice i zastosowanie

Na rynku jest wiele systemów CAD i CAM. Systemy te różnią się między sobą funkcjonalnością i przeznaczeniem. Jest wiele rozwiązań CAD, CAM, które z powodzeniem można wykorzystać do wielu potrzeb związanych z projektowaniem  komputerowym i wytwarzaniem. Są również bardziej specjalistyczne rozwiązania CAD, CAM oraz CAD/CAM, które mają węższe, jednak ukierunkowanie zastosowanie…

Systemy CAD, CAM oraz zintegrowane systemy CAD/CAM - jaka jest różnica?

Systemy CAD i CAM mają szerokie zastosowanie w przemyśle i spełniają rolę projektową (CAD) i planowania obróbki CNC (CAM). W systemie CAD można wykonać zarówno najprostszy kształtowo element 3D, jaki i zaprojektować zaawansowane technologicznie urządzenie z pełną dokumentacją, zestawieniem materiałowym BOM (Bill Of Materials) i wizualizacją. W systemie CAM natomiast planujemy sposób wytwarzania/obróbki na maszynie numerycznej CNC (Computerized Numerical Control).

Wiemy już, co jest celem jednego i drugiego typu systemu i na czym ogólnie polega ich zastosowanie. Szczegółowa charakterystyka systemów CAD i CAM pozwoli na wykazanie głównych różnic między tymi rozwiązaniami. Niniejszym wpisem postaramy się przedstawić Państwu wraz z wyjaśnieniem jakie jest główne przeznaczenie i zastosowanie systemów CAD i CAM oraz CAD/CAM w praktyce.

Systemy CAD (Computer Aided Design)

Oprogramowanie CAD (ang. Computer Aided Design) to komputerowo wspomagane projektowanie. Główne zastosowanie systemów CAD odnotowuje się w branżach inżynierskich. Między innymi w inżynierii mechanicznej, budowlanej, automotive, elektrycznej, architektonicznej itd.. Podstawowym zadaniem i zastosowaniem systemów CAD jest opracowanie dokumentacji produkcyjnej, bazując na wykonanej części lub złożeniu 3D. W systemie CAD 3D można przygotować części za pomocą różnych funkcji modelowania 3D np. wyciągnięcie, obrót, zaokrąglenie, fazowanie, operacje Boolean (logiczna suma, różnica, część wspólna), symetria, szyk, skorupa (cienkościenność) i itp. Często na początku pracy należy narysować bazowy szkic na  wybranej płaszczyźnie roboczej (przód, lewo, góra), następnie wykorzystać ten szkic w 3D w operacji, która nada mu 3-ci wymiar. Kolejne etapy to ponowne rysowanie, dodawanie, odejmowanie obszarów i wykorzystanie kolejnych operacji 3D pozwalających na uzyskanie finalnego modelu 3D części. W praktyce jest to swoiste wspomaganie pracy projektanta, konstruktora czy kreślarza przez komputerowe narzędzie dzięki któremu będzie mógł m.in.:

    • stworzyć model 3D części,
    • nadać odpowiedni materiał,
    • dokonać analizy kształtu i pomiarów (np. waga, objętość, pole powierzchni),
    • wygenerować dokumentację techniczną i produkcyjną.

Na bazie przygotowanych części 3D można wykonać ich złożenie. Złożenie 3D składa się z zestawionych ze sobą części, które tworzą końcowy model urządzenia. Złożenie można przygotować korzystając kilku metod tj. budowa “z dołu do góry” (tworzenie osobno części i składanie ich w złożeniu). budowa “z góry do dołu” (tworzenie nowych części w odniesieniu do złożenia). Na każdym etapie budowy złożenia 3D można m.in.:

    • sprawdzić występowanie kolizji między częściami,
    • sprawdzić działanie mechanizmu,
    • wykonać widoki rozstrzelone ukazujące osobne części w linii montażu,
    • wygenerować złożeniową dokumentację techniczną,
    • wygenerować spis materiałowy BOM
Przykładowe systemy CAD

Systemy CAM (Computer Aided Manufacturing)

Oprogramowanie CAM (ang. Computer Aided Manufacturing) to, najprościej mówiąc, komputerowe wspomaganie wytwarzania. W systemie CAM w praktyce wykorzystuje się zmodelowane w CAD części 3D. Finalnym rezultatem pracy w CAM jest uzyskanie kodu NC (G-code), który jest generowany z udziałem postprocesora będącego instrukcją porozumiewania się programu CAM z maszyną CNC. Kod NC jest wgrywany na maszynę i steruje jej funkcjami typu pobór narzędzia, obróbka po określonej ścieżce przy ustawionych parametrach zagłębienia, obrotów i posuwu. Do maszyn numerycznych CNC należą np. frezarki, tokarki, tokarko-frezarki i inne maszyny oraz wieloosiowe centra obróbcze. 

 

Dodatkową i jedną z ważnych funkcji systemów CAM jest możliwość wizualizacji i symulacja procesów wytwarzania, które dają możliwość sprawdzenia, czy wyrób zostanie wykonany poprawnie i czy przy jego tworzeniu nie dojdzie do kolizji elementów maszyny z detalem.

Obróbka w systemie CAM składa się z różnych strategii: zgrubnych, pół-wykańczających i wykańczających.

Przykładowe systemy CAM

Oprogramowanie CAD i CAM – kluczowe różnice

Podstawową różnicą między systemami CAD i CAM jest ich zastosowanie. W systemach CAD przygotowuje się projekty 2D i 3D. Za to oprogramowanie CAM przekształca informacje z projektu CAD do kodu maszynowego NC. Z tego wynika, jakie procesy będą najbardziej zaangażowane podczas pracy przy obu systemach. I tak kolejno system CAD będzie opierał się o proces definiowania modelu geometrycznego, algorytmy interfejsu, analizę modelu i dokumentację. System CAM z kolei na planowaniu procesu wytwarzania na bazie projektów wykonanych w CAD oraz kontroli i koordynacji poszczególnych faz wytwarzania produktów.

Oprogramowanie CAD i CAM – zintegrowane czy osobne rozwiązania?

Na rynku istnieją mniej lub bardziej zaawansowane oprogramowania CAD i CAM jako osobne systemy. Istnieją również w pełni zintegrowane rozwiązania CAD/CAM. Jaki system wybrać? Odpowiedź na to pytanie nie jest jednoznaczna. Oba przypadki mają pewne wady i zalety. Często np. specjalistyczne, dostępne osobno rozwiązanie CAM ma więcej możliwości niż CAM zintegrowany z CAD, ale nie jest to regułą…

* ) Istnieją jednak wyjątki od tej reguły, ponieważ niektóre systemy CAM tj. np. SprutCAM X mają możliwość użycia niektórych prostych funkcji CAD oraz rysowania pomocniczych szkiców np. na potrzeby ograniczenia obszaru obróbki. SprutCAM mimo braku integracji z CAD pozwala na aktualizację wczytanego wcześniej modelu CAD z zachowaniem przygotowanej obróbki.

Zintegrowane systemy CAM/CAM

Oprogramowanie CAD i CAM – konkurencja, czy uzupełnienie?

Na podstawie powyższych informacji o systemach CAD i CAM z pewnością można się domyślać, że systemy CAD i systemy CAM nie są dla siebie konkurują, ale bardziej uzupełnieniem funkcjonalności, aby w pełni odpowiedzieć na bieżące wymagania użytkowników i potrzeby związane z optymalizacją fazy projektowej i produkcyjnej w firmie.