컴퓨터 지원 설계 및 제조

이 응용 프로그램은 당신에게 아름다운 천장 디자인 아이디어의 갤러리를 보여줍니다 실제로 캐드는 2 차원 및 3 차원 모델링 기능을 갖춘 엔지니어링 및 건축 솔루션 설계용 소프트웨어를 말합니다.

컴퓨터 지원 제조(캠)는 유연한 제조 및 로봇 공학을 포함한 모든 제조 공정을 지원하기 위해 컴퓨터를 사용합니다. 종종 캐드 시스템의 출력은 캠 시스템의 입력 역할을합니다. 이 두 시스템이 함께 작동하면 그 결과를 캐드캠이라고하며 회사의 컴퓨터 통합 제조 프로세스의 일부가됩니다.

캐드캠 시스템은 전부는 아니더라도 일반적인 제품 수명 주기의 많은 단계를 지원하기 위한 것입니다. 제품 수명주기에는 설계 단계 및 구현 단계가 포함됩니다. 설계 단계에는 설계 요구 사항 및 사양 식별,타당성 조사,설계 문서화,평가,분석 및 최적화 수행,설계 자체 완료가 포함됩니다. 구현 단계에는 공정 계획,생산 계획,품질 관리,포장,마케팅 및 배송이 포함됩니다.

캐드 시스템은 대부분의 설계 단계 프로세스에 도움을 줄 수 있고,캠 시스템은 대부분의 구현 프로세스에 도움을 줄 수 있다. 캐드 및 캠 시스템의 기여는 아래에 설명되어 있습니다.

캐드시스템즈

캐드시스템즈는 그래픽 소프트웨어의 특수한 형태이므로 그래픽 프로그래밍의 기본 원칙을 준수해야 한다. 모든 그래픽 프로그램은 그래픽 장치(예:모니터의 창,프린터 또는 플로터)의 컨텍스트에서 작동합니다. 그래픽 이미지는 2 차원 또는 3 차원 좌표계와 관련하여 그려지며 그 중 여러 유형이 있습니다.

장치 좌표계는 2 차원이며 이미지를 하드웨어 장치의 포인트(픽셀)에 직접 매핑합니다. 장치 독립적 인 그래픽을 용이하게하기 위해 가상 장치 좌표계는 2 차원 포인트를 논리적 프레임 워크로 추상화합니다.

물론,설계되는 장치는 일반적으로 3 차원 객체이며,또한 객체들이 상주하는 공간을 표현하기 위한 세계 좌표계와 그 공간 내의 각 객체를 표현하기 위한 모델 좌표계를 필요로 한다. 치사한 사람 소프트웨어는 2 차원 장치 좌표계에 3 차원 모형을 계획하고 그 반대의 경우도 마찬가지 알고리즘을 포함합니다.

캐드 시스템에는 선,다각형,원 및 호,직사각형 및 기타 간단한 모양을 포함한 여러 기본 그리기 기능이 포함됩니다. 이러한 프리미티브에서 3 차원 복합 재료를 구성 할 수 있으며 큐브,피라미드,원뿔,쐐기,원통 및 구체를 포함합니다. 이 모양은 모든 색상으로 그릴 수 있으며 단색 또는 기타 패턴(해칭이라고 함)으로 채울 수 있습니다. 또한 필렛(반올림)또는 모따기(선 분할)로 기본 모양을 변경할 수 있습니다.

기본 도형의 조작을 기반으로 설계자는 객체의 모델을 구성합니다. 스켈레탈 와이어 폼 모델은 모든 가장자리와 피처를 선으로 표시하는 3 차원 표현입니다. 보다 현실적으로 보이는 모델을 솔리드 모델이라고 합니다.이 모델은 숨겨진 기능을 표시하지 않는 단일 전체로 설계된 객체의 3 차원 모델입니다. 솔리드 모델은 닫힌 볼륨을 나타냅니다. 여기에는 닫힌 볼륨에 다른 객체 또는 피처가 포함되어 있는지 여부를 결정하는 지표면 정보 및 데이터가 포함됩니다.

솔리드 모델링은 3 차원 도형 생성,도형 결합(결합,교차 및 차동 연산을 통해),단순한 도형을 보다 복잡한 도형으로 변환하기 위한 스위핑(병진 및 회전),스키닝(표면 텍스처 생성)및 다양한 경계 생성 함수를 포함한다. 솔리드 모델링에는 매개 변수화도 포함됩니다.

일반적인 모양은 피쳐로 구성됩니다(예:,슬롯,구멍,포켓),그런 다음 객체의 솔리드 모델에 포함될 수 있습니다. 기능 표현은 사용자가 부품을 정의하는 데 도움이됩니다. 또한 기능은 명시적 상호 작용보다 매개 변수화하기 쉽기 때문에 캐드 소프트웨어 설계를 단순화합니다. 피쳐에서 빌드된 개체를 파트라고 합니다. 디자인되는 제품이 몇몇 부속으로 구성되기 때문에,많은 치사한 사람 체계는 부속이 참조되고 그들의 기하학 적이고 및 기능적인 관계가 저장되는 유용한 집합 모형을 포함한다.

캐드 모델은 다양한 상황에서 조작되고 볼 수 있다. 그들은 원하는 각도와 관점에서 볼 떨어져 깨진 또는 슬라이스,심지어 강점과 디자인의 결함을 분석하기 위해 시뮬레이션 테스트를 통해 넣을 수 있습니다. 파트의 다른 관점을 제공하는 회전 작업과 뷰 공간의 다른 위치로 파트를 이동할 수 있는 변환을 통해 파트를 좌표계 내에서 이동할 수 있습니다. 또한,캐드 시스템은 설계자의 도면을 기반으로 크기 값을 할당하는 중요한 치수 기능을 제공합니다.

이 이미지들의 움직임은 애니메이션의 한 형태이다. 종종,치사한 사람 시스템은 객체가 설계되고있는 실제 상호 작용을 시뮬레이션 애니메이션 이미지를 생성하는 가상 현실 기술을 포함한다. 예를 들어,물체가 건물이라면,가상 현실 시스템은 마치 건물의 내부와 외부를 걷는 것처럼 장면을 시각화하도록 허용하여 다수의 관점에서 건물을 동적으로 볼 수 있습니다. 사실적인 효과를 내기 위해 시스템은 사용자의 뷰 공간을 통해 이동할 때 표면에 반사되는 빛의 예상 효과를 묘사해야합니다. 이 프로세스를 렌더링이라고합니다.

렌더링 기술에는 음영,반사 및 광선 추적 기능이 포함됩니다. 정교한 비디오 게임에도 사용되는 이 기술은 개체의 사실적인 이미지를 제공하며 종종 사용자가 건물 건설에 돈을 투자하기 전에 결정을 내리는 데 도움이됩니다. 일부 가상 현실 인터페이스는 시각적 자극 이상을 포함합니다. 사실,그들은 설계자가 완전히 설계 장치와 운동 감각 상호 작용을 경험하고,가상 환경에 몰입 할 수 있습니다.

일부 캐드 시스템은 부품 설계에 대한 지원을 넘어 실제로 환경의 스트레스에 대한 제품 테스트 기능을 포함합니다. 유한 요소 방법이라는 기술을 사용하여 이러한 시스템은 응력,변형,열 전달,자기장 분포,유체 흐름 및 기타 연속 필드 문제를 결정합니다.

유한 요소 분석은 모든 설계 세부 사항과 관련이 없으므로 완전한 솔리드 모델 대신 메쉬가 사용됩니다. 메쉬 생성은 설계된 부품의 좋은 근사치를 제공하는 간단한 요소 집합을 계산하는 것을 포함합니다. 좋은 메싱은 불필요한 복잡성을 피하기 위해 최소 수의 요소를 사용하여 충분한 정밀도의 분석 모델을 생성해야 합니다.

일부 캐드 시스템은 시뮬레이션 된 어닐링 및 유전 알고리즘(인공 지능 분야에서 빌린)을 포함한 다양한 최적화 기술을 제공합니다. 이러한 방법은 사용자 정의 제약 조건(예:허용 응력 수준 또는 비용 제한)을 만족시키면서 설계된 객체의 모양,두께 및 기타 매개 변수를 개선하는 데 도움이됩니다.

설계자가 제품 설계를 개발하기 위해 캐드를 사용할 때,이 데이터는 캐드 데이터베이스에 저장된다. 캐드 시스템은 객체가 하위 객체로 구성되는 디자인 프로세스를 허용,작은 구성 요소로 구성되는,등등. 따라서 캐드 데이터베이스는 객체 지향 경향이 있습니다. 대부분의 캐드 패키지는 그들의 데이터베이스가 표준 캐드 데이터 형식 중 하나에 부합하도록 보장한다. 이러한 표준 중 하나는 미국 국립 표준 연구소(안시),초기 그래픽 교환 사양이라고합니다.

한 파일 형식에서 다른 파일 형식으로 변환 하는 기능을 데이터 교환 이라고 하 고 많은 치사한 사람 소프트웨어 패키지의 일반적인 기능입니다.

현대 캐드 시스템은 디자이너와 기업에 많은 이점을 제공합니다. 예를 들어,사용자는 설계의 표준 구성 요소를 자동으로 생성하고,이전에 설계된 구성 요소를 재사용 할 수 있으며,설계 수정을 용이하게함으로써 시간,비용 및 기타 리소스를 절약 할 수 있습니다. 이러한 시스템은 또한 사양에 대한 설계 검증,설계의 시뮬레이션 및 테스트,설계 및 엔지니어링 문서의 출력을 제조 시설에 직접 제공합니다. 일부 디자이너는 캐드 시스템의 한계가 때때로 자신의 창의성을 억제하는 역할을 불평하는 동안,그들은 전기,기계,건축 디자인에 필수적인 도구가 될 것을 의심의 여지가 없다.

캠 시스템

제조 공정에는 공정 계획,생산 계획(공구 조달,자재 주문 및 수치 제어 프로그래밍 포함),생산,품질 관리,포장,마케팅 및 배송이 포함됩니다. 캠 시스템은이 프로세스의 마지막 두 단계를 제외한 모든 지원. 캠 시스템에서 컴퓨터는 공장의 생산 자원과 직접 또는 간접적으로 인터페이스합니다.

공정 계획은 이러한 프로세스를 수행하는 기계뿐만 아니라 어떤 프로세스와 매개 변수를 사용할 것인지를 설정하는 제조 기능입니다. 여기에는 종종 부품 조립 또는 제조를 위해 기계에 대한 자세한 작업 지침을 준비하는 것이 포함됩니다. 컴퓨터 지원 프로세스 계획(캡)시스템 개발 하 여 계획 프로세스를 자동화하는 데 도움이,생산 되는 부품의 가족 분류에 따라,작업의 텍스트 설명과 함께(때로는 라우팅)이 부분을 생산 하는 데 필요한 작업의 시퀀스 시퀀스의 각 단계에서 할 수 있습니다. 때때로 이러한 프로세스 계획은 캐드 데이터베이스의 데이터를 기반으로 구성됩니다.

프로세스 계획은 어려운 스케줄링 문제입니다. 복잡한 제조 절차의 경우,최상의 공정 계획을 얻기 위해 정교한 최적화 방법을 사용해야 하는 공정에서 많은 수의 가능한 작업 순열이 있을 수 있습니다. 유전 알고리즘 및 휴리스틱 검색(인공 지능 기반)과 같은 기술은 종종이 문제를 해결하기 위해 사용됩니다.

가장 일반적인 캠 응용 프로그램은 수치 제어(노스캐롤라이나),프로그래밍 된 지침 제어 기계 도구 갈기,절단,밀,펀치,또는 완제품으로 원료 주식을 벤드. 종종 노스캐롤라이나는 공작 기계 작업자의 추가 정보와 함께 캐드 데이터베이스에서 사양을 입력합니다. 일반적인 노스캐롤라이나 공작 기계는 기계 제어 장치(싱글칩 마이크로컴퓨터)와 공작 기계 자체를 포함합니다. 이 제어 루프 장치(클루)는 명령어를 제어 신호로 변환하고 공작 기계의 구동 메커니즘을 작동시킵니다.

부품 프로그램은 부품에 대한 기하학적 정보와 절삭 공구가 공작물에 대해 어떻게 이동해야하는지에 대한 모션 정보를 포함하는 일련의 명령문입니다. 절단 속도,공급율 및 다른 정보는 또한 필수 부분 포용력을 만나기 위하여 지정됩니다. 파트 프로그래밍은 그 자체로 전체 기술 분야이며 정교한 프로그래밍 언어와 좌표계 참조 점이 필요합니다. 때로는 부품 프로그램이 캐드 데이터베이스에서 자동으로 생성될 수 있으며,여기서 캐드 설계의 기하학적 및 기능적 사양이 자동으로 부품 프로그램 명령어로 변환됩니다.

수치 제어 시스템은 신속한 프로토 타이핑 및 제조라는 더욱 정교한 기술로 진화하고 있습니다. 이 기술은 제조 될 물체의 단면을 형성하고,층별로 단면을 놓고,층을 결합하는 세 단계를 포함한다. 이것은 솔리드 모델링 캐드 시스템의 가용성에 의해 가능하게 제조에 도구가없는 접근 방식이다. 설계 평가,기능 사양 검증 및 리버스 엔지니어링에 자주 사용됩니다.

물론 기계 제어 시스템은 종종 로봇 기술과 함께 사용되어 인공 지능과 컴퓨터 제어 인간형 물리적 기능(예:손재주,움직임 및 시력)을 사용합니다. 이”강철 고리 노동자”는 반복 적이고,현세,위험한 환경에 있는 인간 노동자를 대체해서 생산력을 증가하고 비용을 삭감합니다.

캠 시스템에는 종종 품질 관리 기능을 자동화하는 구성 요소가 포함됩니다. 여기에는 제품 및 프로세스 사양 평가,들어오는 재료 및 나가는 제품 테스트,진행중인 생산 프로세스 테스트가 포함됩니다. 품질 관리 시스템은 종종 그들이 치사한 사람 데이터베이스에 설립 허용 오차 사양을 충족하는지 확인하기 위해 조립 라인에서 오는 제품을 측정한다. 제품이 사양을 충족하지 않을 때 조립 라인 관리자에 대한 예외 보고서를 생성합니다.

요약하면,캠 시스템은 생산 공정을 단순화 및 자동화하여 제조 효율을 높이고,생산 설비의 활용도를 높이고,생산 재고에 대한 투자를 줄이고,궁극적으로 재고 부족 상황을 대폭 줄여 고객 서비스를 개선합니다.

모두 합치기: 컴퓨터 통합 제조

캐드캠 시스템에서는 캐드를 통해 컴퓨터에 부품을 설계한 다음 캠을 통해 부품을 제조하는 컴퓨터 구동 공작기계로 직접 전송합니다. 이 과정에서 길을 따라 다른 많은 컴퓨터 단계가있을 것입니다. 설계,자재 취급,제조 및 포장의 전체 영역을 종종 컴퓨터 통합 제조라고 합니다.

재고 관리뿐만 아니라 캐드와 캠의 모든 측면을 포함합니다. 비용을 낮추기 위하여는,회사는 그들의 창고에 있는 재고 양을 극소화하는 강한 동기부여가 있다. 그냥-에-시간(지트)재고 정책은 표준이되고있다. 이를 위해 재료 요구 사항 계획을 전체 구성의 일부로 포함합니다. 이 시스템은 제조 공정에 필요한 재료의 종류와 양을 계획하는 데 도움이 됩니다. 생산 스케줄링과 생산 현장의 관리를 통합하여 제조 자원 계획을 수립합니다. 이 시스템은 생산 및 재고 관리 기능을 통합합니다.

오늘날의 산업은 고품질,저렴한 비용 및 짧은 리드 타임으로 신제품을 도입 할 수 없다면 생존 할 수 없습니다. 캐드캠시스템은 컴퓨팅 기술을 적용하여 이러한 요구 사항을 실현하고,예측 가능한 미래에 설계,엔지니어링 및 제조 공정에 큰 영향을 미칠 것을 약속합니다.