ca - technologie Úvod1]_mh.pdf · 2009-06-17 · m. hynek : přednáška ca-technologie: Úvod...
TRANSCRIPT
M. HYNEK : Přednáška CA-technologie: ÚVOD str.1
CA - technologieÚVOD
CA CA -- technologietechnologieÚÚVODVOD
Martin HYNEKZápadočeská univerzita v Plzni
Katedra konstruování strojůe-mail: hynek@ kks.zcu.cz
únor 2009
M. HYNEK : Přednáška CA-technologie: ÚVOD str.2
Obsah pObsah přřednednášáškyky
ÚvodCA-systémy˜ CA-technologie˜ Aspekty nasazení a použití˜ Technické prostředky˜ Rozdělení CA-systémů
CA-technologie na ZČUConcurrent Engineering
M. HYNEK : Přednáška CA-technologie: ÚVOD str.3
70%
6%
20%
36%
7%40
%
3%18
%
0
10
20
30
40
50
60
70
Vliv na výrobní náklady
Náklady na vlastní činnost
KonstrukceVývoj
TPV Výroba
NákupMTZ
ProdejAdministrativa
OvlivnOvlivněěnníí výrobnvýrobníích nch náákladkladůů
M. HYNEK : Přednáška CA-technologie: ÚVOD str.4
CACA--systsystéémymy(pojmy, technick(pojmy, technickéé prostprostřředky, edky,
rozdrozděělenleníí systsystéémmůů, vývojov, vývojovéé trendy)trendy)
M. HYNEK : Přednáška CA-technologie: ÚVOD str.5
CAD HistorieSketchpadAD2000CD2000MedusaAnvilSDRC IDeasComputer VisionCATIA 4CADDS 5IntergraphUnigraphicsCADKeyEuclidAutoCAD
Nová generace CAD systémů
ProESolidEdgeSolidWorksInventorCATIA v5NX (unigraphics,ideas),
PřetrvávajíCATIA v4 (aut. prům.)CADDS 5 (loď. let. prům., )I-deasAutocad 2007
M. HYNEK : Přednáška CA-technologie: ÚVOD str.6
CAD HistorieCAD (srovnání s papírovou výkr. dokumentací)˜ 2X - 10X zvýšení produktivity u stejné konstrukce ˜ Více jak 200X - 1000X zvýšení produktivity v oblasti
konstrukčních změnProč Objemové Modelování?˜ Reálná počítačová representace˜ Pasování(Fit)/kolize(interference)˜ Virtualní prototypy˜ Společná data pro
Analysis (FEA, FDM, Boundary Element, Kinematics, etc.)Rapid prototypingCAMData exchange
˜ Automatizování výkresů
M. HYNEK : Přednáška CA-technologie: ÚVOD str.7
CAD HistoryCAD 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 ?
M. HYNEK : Přednáška CA-technologie: ÚVOD str.8
CAD TerminologyFeature-based˜ 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 kteréautomaticky se projeví v geometrii tělesa.
Obousměrná asociativita (Bi-directional associativity)
˜ Změny provedené ve skice, partu, sestavě, nebovýkresu se automaticky projeví ve všech datech.
M. HYNEK : Přednáška CA-technologie: ÚVOD str.9
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. ProEpoužívá 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
CAD Terminology
M. HYNEK : Přednáška CA-technologie: ÚVOD str.10
CAD TerminologyObjemové modelování (Solid Modeling)˜ Těleso je modelováno matematikou pro objemy. Všechny
typické informace pro objem jsou dostupné, jako např. hmotnost, těžiště, momenty setrvačnosti atd. Pomocíobjemového modelování nelze vytvořit vysoce komplikovanou geometrii.
SweepB-RepConstructive 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).
M. HYNEK : Přednáška CA-technologie: ÚVOD str.11
CAD TerminologySweep˜ 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)˜ 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
M. HYNEK : Přednáška CA-technologie: ÚVOD str.12
CIM - Computer Integrated Manufacturingautomatizovaná výroba
CAD - Computer Aided Design Computer Aided Disasterpočítačem podporovaný návrh počítačem podporované neštěstí
CA CA -- technologietechnologie
MCAD - Mechanical Computer Aided Designpočítačem podporovaný návrh ve strojírenství
CADD - Computer Aided Design and Draftingpočítačem podporovaná tvorba výrobních výkresů
CAE - Computer Aided Engineeringpočítačem podporovaná analýza návrhu (výpočty)
CAM - Computer Aided Manufacturingpočítačem podporovaná výroba
M. HYNEK : Přednáška CA-technologie: ÚVOD str.13
CAP - Computer Aided Process Planningpočítačem podporované plánování
CAT - Computer Aided Testingpočítačem podporované testování
CAQ - Computer Aided Qualitypočítačem podporované řízení kvality
CAA - Computer Aided Assemblypočítačem podporovaná montáž (podobně CAR - ... Robotics)
PPS - Product Planning Systemprodukčně plánovací systém
PDM - Product Data Managmentspráva dat o produktu
EDM - Electronic Data Managment
CA CA -- technologietechnologie
M. HYNEK : Přednáška CA-technologie: ÚVOD str.14
Concurrent Engineering a Cooperative Engineering
Digital Prototyping, Virtual Prototyping,
Virtual Manufacturing
Rapid Prototyping
Reverse Engineering
. . . . .
CA CA -- technologietechnologie
M. HYNEK : Přednáška CA-technologie: ÚVOD str.15
CIMCIM
Konstrukce Příprava výroby Výroba
C I MC I M
CAE
CAD
CAPP
CAM
CAR
CAQ
M. HYNEK : Přednáška CA-technologie: ÚVOD str.16
Aspekty nasazenAspekty nasazeníí CA CA -- technologitechnologiíí
TECHNOLOGIE
HW : PC x PW x WS, periferie, sítě, ... SW : OS, “malé x střední x velké” CAD,
PDM, ...
PROCESY
organizace řízení, přístup k datům,řízení procesů, změny syst. práce,
technologická kázeň, .....
LIDÉteoretický x praktický potenciál
(zkušenosti, znalosti x přispůsobivost)noví lidé (nové znalosti, kreativnost,
pružnost, ....)
“... samotná technologie bez změny procesů přinese max. 15% celkovéhodosažitelného přínosu ...” (Zdroj : A.T.Kearney)
M. HYNEK : Přednáška CA-technologie: ÚVOD str.17
TechnickTechnickéé prostprostřředky :edky :
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
paměťmonitorCAD/CAM software
Síťové řešení˜ server ˜ sdílený plotr˜ sdílená disková kapacita˜ Důležité
více účelůtopologie sítěvýběr software
M. HYNEK : Přednáška CA-technologie: ÚVOD str.18
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
TechnickTechnickéé prostprostřředky :edky :
PW (Personal Workstation)VW (Visual Workstation) -SGI
M. HYNEK : Přednáška CA-technologie: ÚVOD str.19
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 grafikyoperační systém UNIX (síťová podpora)
TechnickTechnickéé prostprostřředky :edky :
WS (Workstation)
M. HYNEK : Přednáška CA-technologie: ÚVOD str.20
RozdRozděělenleníí systsystéémmůů
Kreslení
2Dmodelování
3Dmodelování
Modelovánívýrobku
Malésystémy
Střednísystémy
Velkésystémy
Očekáváná činnost
PDM/PLM/C3P
CAD/CAM/CAE
Životní cyklusvýrobku
M. HYNEK : Přednáška CA-technologie: ÚVOD str.21
10
100
500
1000
Malésystémy
Střednísystémy
Velkésystémy
Cena (řádově v tis. Kč)
RozdRozděělenleníí systsystéémmůů
M. HYNEK : Přednáška CA-technologie: ÚVOD str.22
Pentium III500MB
Unix WS2-16GB
Malésystémy
Střednísystémy
Velkésystémy
Hardware
XP PW1GB
RozdRozděělenleníí systsystéémmůů
Pentium 41GB
M. HYNEK : Přednáška CA-technologie: ÚVOD str.23
Prodej
Základnípodpora
Plnápodpora
Partnerství
Malésystémy
Střednísystémy
Velkésystémy
Podpora uživatele
RozdRozděělenleníí systsystéémmůů
M. HYNEK : Přednáška CA-technologie: ÚVOD str.24
RozdRozděělenleníí CAD/CAM systCAD/CAM systéémmůů
“Malé” systémy AutoCAD LT, DesignCAD, Drafix, Imagineer, OtherCAD
“Střední” systémy Inventor, CADkey, Cimatron, MicroStation, Solid Edge, Solid Works, VariCAD, TEBISI-DEAS, UG, Pro/Desktop, Pro/Engineer
“Velké” systémy CADDS5, Pro/Engineer, CATIA, Euclid, I-DEAS, Unigraphics
? ? ? ? ??
M. HYNEK : Přednáška CA-technologie: ÚVOD str.25
Stav trhu s CAD/CAM produkty Stav trhu s CAD/CAM produkty (rok 2008)(rok 2008)
AutoCAD LTAutoCAD LT
OtherCADOtherCAD
DesignCADDesignCAD
DrafixDrafix
MalMaléé systsystéémymyStStřřednedníí systsystéémymy
VelkVelkéé systsystéémymy
InventorInventor
CADDS5 CADDS5
CATIA v5 CATIA v5
EuclidEuclid
Pro/EngineerPro/Engineer
MicrostationMicrostation
SolidEdgeSolidEdge
SolidWorksSolidWorks
CimatronCimatron
Pro/Desktop Pro/Desktop
VariCADVariCAD
CADKEY CADKEY
DesignWaveDesignWave
I-DEAS NXI-DEAS NX
Unigraphics NX Unigraphics NX
AutoCADAutoCAD
CATIA v4 CATIA v4
M. HYNEK : Přednáška CA-technologie: ÚVOD str.26
GeometrickGeometrickéé jjáádrodro
ACIS ACIS PARASOLIDPARASOLID CAS.CADECAS.CADE
Geometrické jádro
CAD systémy
AutoCADAutoCAD
EuclidEuclid
MechanicalDesktop 2.0
MechanicalDesktop 2.0
Unigraphics NXUnigraphics NX
UG/CreatorUG/Creator
DesignWaveDesignWave
SolidWorksSolidWorks
CADKEYCADKEY
Solid EdgeSolid Edge
??INVENTOR INVENTOR
M. HYNEK : Přednáška CA-technologie: ÚVOD str.27
VelkVelkéé systsystéémymy
CADDS5 (Computervision, PTC) ????????CATIA (francouzský Dessault, IBM)
Euclid (francouzská Matra Datavision -Dessault, IBM) ????????I-DEAS (Structural Dynamic ResearchCorporation - Siemens)
Pro/Engineer (Parametric Technology Corporation - PTC)
NX U i hi
M. HYNEK : Přednáška CA-technologie: ÚVOD str.28
CACA--technologie na Ztechnologie na ZČČUU
M. HYNEK : Přednáška CA-technologie: ÚVOD str.29
CACA--systsystéémy na Zmy na ZČČUU
“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
M. HYNEK : Přednáška CA-technologie: ÚVOD str.30
“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“)
HW pro CAHW pro CA--systsystéémy na Zmy na ZČČUU--KKSKKS
hphp designjetdesignjet500 500 MicroscribeMicroscribe
3D 3D scanerscaner LeicaLeica
M. HYNEK : Přednáška CA-technologie: ÚVOD str.31
ZZáávvěěr a shrnutr a shrnutíí