CA - technologie ÚVOD

M. HYNEK : Přednáška CA-technologie: ÚVOD

CA CA -- technologie technologie Ú VOD ÚVOD Martin HYNEK Západočeská univerzita v Plzni Katedra konstruování strojů e-mail: hynek@ kks.zcu.cz

únor 2009

str.1


Obsah přednášky

Úvod CA-systémy ˜ ˜ ˜ ˜

CA-technologie Aspekty nasazení a použití Technické prostředky Rozdělení CA-systémů

CA-technologie na ZČU Concurrent Engineering

str.2


Ovlivnění výrobních nákladů 70

Vliv na výrobní náklady

60

Náklady na vlastní činnost

40

70%

50

7%

6%

10

Konstrukce Vývoj

TPV Výroba

Nákup MTZ

3% 18%

36% 20%

20

0

40%

30

Prodej Administrativa

str.3


CA-systémy (pojmy, technické prostředky, rozdělení systémů, vývojové trendy)

str.4


CAD Historie

Sketchpad AD2000 CD2000 Medusa Anvil SDRC IDeas Computer Vision CATIA 4 CADDS 5 Intergraph Unigraphics CADKey Euclid AutoCAD

Nová generace CAD systémů

ProE SolidEdge SolidWorks Inventor CATIA v5 NX (unigraphics,ideas),

Přetrvávají CATIA v4 (aut. prům.) CADDS 5 (loď. let. prům., ) I-deas Autocad 2007

str.5


CAD Historie

CAD (srovnání s papírovou výkr. dokumentací) ˜ 2X - 10X zvýšení produktivity u stejné konstrukce ˜ Více jak 200X - 1000X zvýšení produktivity v oblasti konstrukčních změn

Proč Objemové Modelování? ˜ ˜ ˜ ˜

Reálná počítačová representace Pasování(Fit)/kolize(interference) Virtualní prototypy Společná data pro

Analysis (FEA, FDM, Boundary Element, Kinematics, etc.) Rapid prototyping CAM Data exchange

˜ Automatizování výkresů

str.6


CAD History

CAD nevýhody (zápory) ˜ ˜ ˜ ˜ ˜ ˜ ˜ ˜ ˜ ˜

Přehnaná očekávání (od nových uživatelů) Cena zavedení a podpory Změny ve skladbě zaměstnanců Legacy data Cost to stay in the game! Neustále se zvyšující složitost SW a tím i nároky na HW Provázanost -> chyba se projeví i v dalších činnostech (Propagation of error) Exponenciální růst množství data Potřeba PDM systemů pro správu dat Ztráta kreativity ?

str.7


Feature-based

str.8

CAD Terminology

˜ Tělesa jsou definována pomocí pokročilých prvků jakými jsou vytažení(extrusions), tažení po křivce (sweeps), odřezání (cuts), díry (holes), sražení (chamfers), zaoblení (fillets, rounds), kapsy (slots), žebra (ribs) atd. spíše než pomocí základní geometrie jako např. čáry (lines), oblouky (arcs), a kružnice (circles)

Parametric ˜ Fyzický tvar tělesa je řízen kótami (dimensions),vazbami (relations), a vlastnostmi (attributes) jeho prvků (features), jenž mohou být kdykoli změněny, a které automaticky se projeví v geometrii tělesa.

Obousměrná asociativita (Bi-directional associativity) ˜ Změny provedené ve skice, partu, sestavě, nebo výkresu se automaticky projeví ve všech datech.


str.9

CAD Terminology

Rodič/potomek vztahy (Parent/child relationships)

˜ Všechny prvky (features) jsou svázány minimálně s s jedním dalším prvkem (feature). Prvek(feature)-potomek je závislý na prvku(feature)-rodiči. Změna rodiče může změnit prvek-potomek. Smazání prvku-rodiče způsobí ztrátu prvku-potomka. ProE používá koncept vazeb Rodič/potomek, a umožňuje řízení a přesměrování těchto vazeb.

Hierarchický přístup (Hierarchical approach) ˜ Všechny prvky (features) mají rodokmen, znamenající pořadí a rodiče ˜ Jednoduchý ale robustní přístup k parametrickému CADu ˜ Obtížně podporuje ne-parametrické postupy v CAD modelech

Variační přístup (Variational approach) ˜ Více “matematický” přístup k CAD ˜ Méně strukturovaný, ale více výpočetně náročný přístup ˜ Podporuje ne-parametrické postupy v CAD modelech


str.10

CAD Terminology

Objemové modelování (Solid Modeling)

˜ Těleso je modelováno matematikou pro objemy. Všechny typické informace pro objem jsou dostupné, jako např. hmotnost, těžiště, momenty setrvačnosti atd. Pomocí objemového modelování nelze vytvořit vysoce komplikovanou geometrii.

Sweep B-Rep Constructive Solid Geometry (CSG)

Modelování drátové (Wire Frame Modeling) ˜ Těleso je modelováno pomocí čar, oblouků, a křivek definovaných koncovými a řídícími body.

Plošné modelování (Surface Modeling) ˜ Těleso je modelováno pomocí “mozajky” (e.g. quilt) matematických ploch (e.g. planes, or splined surfaces).


Sweep

CAD Terminology

˜ 2D profil tažený podél trajektorie ˜ Intuitivní, jednoduché pro uživatele ˜ Náročné výpočetně, náročný popis a reprezentace

Obálková (Boundary) Representation (BREP) ˜ ˜ ˜ ˜

Reprezentuje plochy jako plošnou síť “mesh” Může popisovat plochy např soch, modelů. Náročné výpočetně, náročný popis a reprezentace Výpočet objemových informací je možný

Constructive Solid Geometry (CGS) ˜ ˜ ˜ ˜ ˜

str.11

Kombinuje základní stavební bloky k tvorbě těles Používá Booleovské operace k tvorbě komplexních těles „Fairly straight-forward internal representation“ Náročné výpočetně Nelze popisovat plochy např soch, modelů


str.12

CA - technologie CIM -

Computer Integrated Manufacturing automatizovaná výroba

CAD -

Computer Aided Design počítačem podporovaný návrh

Computer Aided Disaster počítačem podporované neštěstí

MCAD - Mechanical Computer Aided Design počítačem podporovaný návrh ve strojírenství CADD - Computer Aided Design and Drafting počítačem podporovaná tvorba výrobních výkresů CAE -

Computer Aided Engineering počítačem podporovaná analýza návrhu (výpočty)

CAM -

Computer Aided Manufacturing počítačem podporovaná výroba


CA - technologie CAP -

Computer Aided Process Planning počítačem podporované plánování

CAT -

Computer Aided Testing počítačem podporované testování

CAQ -

Computer Aided Quality počítačem podporované řízení kvality

CAA -

Computer Aided Assembly počítačem podporovaná montáž (podobně CAR - ... Robotics)

PPS -

Product Planning System produkčně plánovací systém

PDM -

Product Data Managment správa dat o produktu

EDM -

Electronic Data Managment

str.13


CA - technologie Concurrent Engineering a Cooperative Engineering Digital Prototyping, Virtual Prototyping, Virtual Manufacturing Rapid Prototyping Reverse Engineering .....

str.14


str.15

CIM Konstrukce

Příprava výroby

Výroba

CAE CAD CAPP CAM CAR CAQ

CIM


str.16

Aspekty nasazení CA - technologií TECHNOLOGIE HW : PC x PW x WS, periferie, sítě, ... SW : OS, “malé x střední x velké” CAD, PDM, ...

PROCESY

LIDÉ

organizace řízení, přístup k datům, řízení procesů, změny syst. práce, technologická kázeň, .....

teoretický x praktický potenciál (zkušenosti, znalosti x přispůsobivost) noví lidé (nové znalosti, kreativnost, pružnost, ....)

“... samotná technologie bez změny procesů přinese max. 15% celkového dosažitelného přínosu ...” (Zdroj : A.T.Kearney)


Technické prostředky : PC (Personal Computer)

Izolované pracoviště ˜ ˜ ˜ ˜ ˜ ˜

počítač (od 15 tis. Kč) tiskárna (od 5 tis. Kč) plotr (od 60 tis. Kč) základní software CAD/CAM software Důležité ) paměť ) monitor ) CAD/CAM software

Síťové řešení ˜ ˜ ˜ ˜

server sdílený plotr sdílená disková kapacita Důležité ) více účelů ) topologie sítě ) výběr software

str.17


Technické prostředky : PW (Personal Workstation) VW (Visual Workstation) -SGI

Pracovní stanice (Windows XP) ˜ ˜ ˜ ˜ ˜

stanice - od 30 tis. Kč periferie jako u PC paměť od 1 GB provoz středních i velkých CAD/CAM systémů hardwarová podpora 3D grafiky

str.18


Technické prostředky : WS (Workstation)

Pracovní stanice (UNIX) ˜ ˜ ˜ ˜ ˜

stanice (SGI,HP, IBM,SUN) - od 300 tis. Kč periferie jako u PC paměť od 4 GB provoz velkých CAD/CAM systémů Důležité hardwarová podpora 3D grafiky ) operační systém UNIX (síťová podpora) )

str.19


str.20

Rozdělení systémů Očekáváná činnost Životní cyklus výrobku

PDM/PLM/ C3P

Modelování výrobku

CAD/CAM/ CAE

3D modelování 2D modelování Kreslení

Malé systémy

Střední systémy

Velké systémy


str.21

Rozdělení systémů Cena (řádově v tis. Kč) 1000

500 100 10

Malé systémy

Střední systémy

Velké systémy


str.22

Rozdělení systémů Unix WS 2-16GB

Hardware

XP PW 1GB Pentium 4 1GB Pentium III 500MB

Malé systémy

Střední systémy

Velké systémy


str.23

Rozdělení systémů Partnerství

Podpora uživatele

Plná podpora Základní podpora Prodej

Malé systémy

Střední systémy

Velké systémy


Rozdělení CAD/CAM systémů

“Malé” systémy AutoCAD LT, DesignCAD, Drafix, Imagineer, OtherCAD

“Střední” systémy Inventor, CADkey, Cimatron, MicroStation, Solid Edge, Solid Works, VariCAD, TEBIS I-DEAS, UG, Pro/Desktop, Pro/Engineer

“Velké” systémy CADDS5, Pro/Engineer, CATIA, Euclid, I-DEAS, Unigraphics

?

?

?

str.24


str.25

Stav trhu s CAD/CAM produkty (rok 2008) AutoCAD AutoCADLT LT

Inventor Inventor

AutoCAD AutoCAD

OtherCAD OtherCAD DesignCAD DesignCAD Drafix Drafix

Malé systémy

Pro/Desktop Pro/Desktop

Pro/Engineer Pro/Engineer

DesignWave DesignWave

CADDS5 CADDS5 I-DEAS I-DEASNX NX

Microstation Microstation VariCAD VariCAD

SolidEdge SolidEdge

Unigraphics UnigraphicsNX NX Euclid Euclid

Cimatron Cimatron CADKEY CADKEY

Velké systémy

SolidWorks SolidWorks

Střední systémy

CATIA CATIAv5 v5 CATIA CATIAv4 v4


str.26

Geometrické jádro SolidWorks SolidWorks AutoCAD AutoCAD Mechanical Mechanical Desktop Desktop2.0 2.0

DesignWave DesignWave

CADKEY CADKEY

UG/Creator UG/Creator

INVENTOR INVENTOR

ACIS ACIS

Solid SolidEdge Edge

Unigraphics UnigraphicsNX NX

PARASOLID PARASOLID

CAD systémy

? Euclid Euclid

CAS.CADE CAS.CADE

Geometrické jádro


Velké systémy CADDS5 (Computervision, PTC) ???? CATIA (francouzský Dessault, IBM) Euclid (francouzská Matra Datavision -

Dessault, IBM) ???? I-DEAS (Structural Dynamic Research Corporation - Siemens) Pro/Engineer (Parametric Technology Corporation - PTC)

NX U i

hi

str.27


CA-technologie na ZČU

str.28


CA-systémy na ZČU “Malé a Střední” CA-systémy : • AutoCAD 2009(multilicence) • Inventor (KKS a FEL) • Solid Works (na Ped.) • Solid Edge (CD pro studenty) “Střední a Velké” CA-systémy : • I-DEAS NX (multilicence) KKS • Pro/Engineer (multilicence) KKS • Unigraphics NX(multilicence) KKS • Catia v5 (multilicence) KTO,KKS, KME, UUD

str.29


str.30

HW pro CA-systémy na ZČU-KKS “Public” laboratoře UI203: • 11 PC - DELL (P4-windowsXP, 3D grafika, 1GB, 20“ monitory) KKS laboratoře : • 10 PC HP – UL107 (grafika, min 1GB, 20“) • 10 PC HP – UL109 (grafika, min 1GB, 20“)

hp designjet 500

Microscribe

3D scaner Leica


Závěr a shrnutí

str.31

CA - technologie ÚVOD

Recommend Documents