Oprogramowanie CAD i oprogramowanie CAM
Podstawowe funkcje, różnice i zastosowanie programów CAD/CAM
Na rynku jest wiele systemów CAD i CAM. Systemy te różnią się między sobą funkcjonalnością i przeznaczeniem. Jest wiele programów CAD, CAM, które z powodzeniem można wykorzystać do wielu potrzeb związanych z projektowaniem komputerowym i wytwarzaniem. Są również bardziej specjalistyczne programy CAM oraz CAD/CAM, które mają węższe, ale ukierunkowanie zastosowanie…
Programy CAD, programy 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/oprogramowanie/programy 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
Systemy/oprogramowanie/programy 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.
Oprogramowanie CAD i oprogramowanie 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.
Systemy CAD i systemy 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…
- Osobne stanowiska z CAD i CAM
- Można pracować w jednym czasie w CAD i programować w CAM (gdy CAD i CAM dostępny jest na dwóch oddzielnych komputerach)
- Po zmianie wymiarów modelu CAD nie zawsze da się zaktualizować model w CAM zachowując już przygotowaną obróbkę*
- Zintegrowane środowisko CAD/CAM
- Podczas pracy w CAD blokowana jest możliwość pracy w CAM i odwrotnie (CAD i CAM dostępny jest na jednym komputerze)
- Po zmianie wymiarów modelu CAD najczęściej następuje automatyczna aktualizacja modelu w CAM
* ) Istnieją jednak wyjątki od tej reguły, ponieważ niektóre systemy CAM tj. np. ENCY mają możliwość użycia niektórych prostych funkcji CAD oraz rysowania pomocniczych szkiców np. na potrzeby ograniczenia obszaru obróbki. ENCY mimo braku integracji z CAD pozwala na aktualizację wczytanego wcześniej modelu CAD z zachowaniem przygotowanej obróbki.
Programy CAD i programy 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. W dzisiejszych czasach, gdzie dostęp maszyn CNC (frezarek, tokarek, tokarko-frezarek i innych wieloosiowych centr obróbki CNC) stał się normą – trudno sobie wyobrazić pracę bez programów CAM. Tam gdzie konieczne jest tworzenie lub modyfikowanie otrzymanych od kontrahenta plików z częściami 3D na potrzeby obróbki CAM – konieczne jest posiadanie dobrego programu CAD.