企業(yè)應(yīng)如何建立和應(yīng)用CAD/CAE/CAM/PDM技術(shù)
發(fā)布時(shí)間:
2023-12-14 16:16
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,對企業(yè)來說CAD技術(shù)已不再是一個(gè)陌生的概念,許多大大小小的企業(yè)都已經(jīng)建立了CAD技術(shù)系統(tǒng),并多多少少地開展了CAD技術(shù)的普及應(yīng)用和二次應(yīng)用開發(fā)工作。但是如何能建立一個(gè)完善的CAD技術(shù)系統(tǒng)和在實(shí)際工作中充分發(fā)揮CAD技術(shù)的作用,卻始終一直困擾著大多數(shù)企業(yè)。由于技算機(jī)技術(shù)的發(fā)展速度比較快,如果一旦企業(yè)在這方面進(jìn)行了投資而又不能盡快地發(fā)揮其作用,這樣會(huì)給企業(yè)帶來不必要的損失,同時(shí)也為下一步CAD技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展制造了障礙,因此在采用CAD技術(shù)時(shí),應(yīng)注意以下幾個(gè)問題。
一、建立CAD系統(tǒng)
1.CAD概念
CAD在早期是英文Computer Aided Drafting (計(jì)算機(jī)輔助繪圖)的縮寫,隨著計(jì)算機(jī)軟、硬件技術(shù)的發(fā)展,人們逐步的認(rèn)識(shí)到單純使用計(jì)算機(jī)繪圖還不能稱之為計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì);真正的設(shè)計(jì)是整個(gè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì),它包括產(chǎn)品的構(gòu)思、功能設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)分析、加工制造等。二維工程圖設(shè)計(jì)只是產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的一小部分;于是CAD的縮寫也由Computer Aided Drafting 改為 Computer Aided Design,CAD也不再僅僅是輔助繪圖,而是整個(gè)產(chǎn)品的輔助設(shè)計(jì)。
2.設(shè)計(jì)方法
傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法是工程師在大腦里構(gòu)思三維的產(chǎn)品,再通過大腦的幾何投影,最后反映到二維的工程圖上; 在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中,工程師有一大半的工作量是在三維實(shí)體和二維工程圖的相互轉(zhuǎn)換和繁瑣的查表和計(jì)算中。
而制造工人又要把二維的圖紙?jiān)诖竽X中反映出三維的實(shí)體然后進(jìn)行加工制造, 其整個(gè)過程可以表示為:
工程師
手工
工人讀圖
三維概念設(shè)計(jì)
- 二維工程圖設(shè)計(jì)
- 還二維圖為三維實(shí)體
- 加工制造
由于受設(shè)計(jì)工具和方法的限制, 設(shè)計(jì)師很難設(shè)計(jì)出復(fù)雜、精確的產(chǎn)品。新產(chǎn)品開發(fā)速度緩慢,對于復(fù)雜的產(chǎn)品,開發(fā)極為困難。而利用現(xiàn)代的CAD技術(shù)將改變?nèi)藗兊膫鹘y(tǒng)設(shè)計(jì)方法和過程。
工程師直接操作電腦,利用CAD軟件在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行零件設(shè)計(jì),產(chǎn)品的裝配;產(chǎn)品的制作過程幾乎與真實(shí)的產(chǎn)品制造沒有差別,計(jì)算機(jī)屏幕上的產(chǎn)品就是未來制造出的產(chǎn)品(當(dāng)然現(xiàn)有的設(shè)備和工藝能制造出來)。 并能在設(shè)計(jì)過程中, 利用CAD技術(shù)完成工程師手工難以完成和低效率的工作, 如產(chǎn)品零件裝配后的干涉檢查、零件的不合理結(jié)構(gòu)檢查、 機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)模擬, 零件和裝配體的物理特性計(jì)算(重心位置、重量、慣性矩等),發(fā)現(xiàn)實(shí)際裝配過程中可能出現(xiàn)的問題。其整個(gè)過程可描述為:
工程師
自動(dòng)+手工干預(yù)
工人讀圖
三維概念設(shè)計(jì)
- 二維工程圖+軸測圖
- 還二維圖為三維實(shí)體
- 加工制造
把上面的兩個(gè)過程進(jìn)行比較,可以發(fā)現(xiàn),設(shè)計(jì)師的二維工程圖設(shè)計(jì)工作量大部分由CAD軟件自動(dòng)完成, 工人讀圖由于有軸測圖而變得非常的容易。而且更重要的是,當(dāng)修改零件設(shè)計(jì)時(shí),借助三維軟件技術(shù),二維工程圖會(huì)自動(dòng)更新;而使用二維CAD軟件和手工繪制的二維圖則無法做到這一點(diǎn)。
建立現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)環(huán)境。利用現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)、優(yōu)化設(shè)計(jì)、可靠性設(shè)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)、成組技術(shù)性原理,建立產(chǎn)品技術(shù)規(guī)范,包括:以零件特征為基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)、組合,形成標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、參數(shù)化設(shè)計(jì)體系,面向制造、裝配與檢測的并行工程環(huán)境。充分運(yùn)用成熟技術(shù),創(chuàng)造出新的原理與方法,實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)。
3.CAD/CAE/CAM/PDM的作用和關(guān)系
CAE (Computer Aided Engineering)通常指有限元分析和機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)分析。有限元分析可完成力學(xué)分析(線性.非線性.靜態(tài).動(dòng)態(tài));場分析(熱場、電場、磁場等);頻率響應(yīng)和結(jié)構(gòu)優(yōu)化等。機(jī)構(gòu)分析能完成機(jī)構(gòu)內(nèi)零部件的位移、速度、加速度和力的計(jì)算,機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)模擬及機(jī)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化。
CAM (Computer Aided Manufacture) 可完成自動(dòng)生成零件加工的數(shù)控代碼,并可進(jìn)行加工過程的動(dòng)態(tài)模擬、干涉和碰撞檢查等。是為數(shù)控機(jī)床服務(wù)。
PDM(Product Data Management)產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理。包括大家所熟悉的工程數(shù)據(jù)管理(Engineering Data Management - EDM)、文檔管理(Document Management)、產(chǎn)品信息管理(Product Information Management - PIM)、 技術(shù)數(shù)據(jù)管理(Technical Data Management -TDM)、 技術(shù)信息管理(Technical Information Management - TIM)、圖像管理(Image Management)等,概況為一句話就是用于管理產(chǎn)品定義信息的所有系統(tǒng)。
CAD是CAE、CAM和PDM的基礎(chǔ)。在CAE中無論是單個(gè)零件、還是整機(jī)的有限元分析及機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析,都需要CAD為其造型、裝配;在CAM中,則需要CAD進(jìn)行曲面設(shè)計(jì)、復(fù)雜零件造型和模具設(shè)計(jì);而PDM則更需要CAD進(jìn)行產(chǎn)品裝配后的關(guān)系及所有零件的明細(xì)(材料、件數(shù)、重量等)。在CAD中對零件及部件所做的任何改變,都會(huì)在CAE、CAM和PDM中有所反應(yīng)。所以如果CAD開展的不好,CAE、CAM和PDM就很難做好。
4.CAD系統(tǒng)的建立
- 做為企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)應(yīng)認(rèn)真學(xué)習(xí)國家有關(guān)開展計(jì)算機(jī)應(yīng)用的優(yōu)惠政策,盡力爭取有關(guān)項(xiàng)目的資金,及時(shí)了解計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和國內(nèi)外同行業(yè)應(yīng)用情況。
- 根據(jù)本企業(yè)的產(chǎn)品、技術(shù)、人員、資金情況,確立五年左右的應(yīng)用規(guī)劃;應(yīng)用系統(tǒng)工程的方法,有計(jì)劃、有組織、有目標(biāo)的逐步建立起本企業(yè)的CAD系統(tǒng)。
二、應(yīng)用CAD/CAE/CAM/PDM技術(shù)
1.領(lǐng)導(dǎo)要重視
- 對CAD技術(shù)的概念、應(yīng)用目標(biāo)、開展過程有明確的了解,對CAD技術(shù)應(yīng)用的重要性、復(fù)雜性及不斷完善的過程有充分的認(rèn)識(shí)。
- 應(yīng)把CAD技術(shù)的應(yīng)用作為企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的主要措施,提高產(chǎn)品的水平和在市場上贏得用戶的重要手段。
- 制訂中、長期應(yīng)用規(guī)劃,短期的具體應(yīng)用計(jì)劃,逐步實(shí)施。
- 選擇一個(gè)技術(shù)比較全面(也就是說既要懂CAD技術(shù),又要很了解設(shè)計(jì)技術(shù)和本企業(yè)產(chǎn)品)的人,做為學(xué)術(shù)帶頭人,由他來牽頭制定本企業(yè)應(yīng)用CAD技術(shù)的規(guī)劃和計(jì)劃,并領(lǐng)導(dǎo)具體工作的實(shí)施。因?yàn)橐煤眠@個(gè)工具,需要做好許多技術(shù)準(zhǔn)備工作和基礎(chǔ)工作,知識(shí)面比較單一的人很難勝任這項(xiàng)工作。
2.搞好三化工作
企業(yè)產(chǎn)品的三化(標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化)工作非常重要,也是搞好CAD應(yīng)用的基礎(chǔ)。因?yàn)樵O(shè)計(jì)工作不僅僅是繪圖,還需要查閱大量的資料、手冊,進(jìn)行各種計(jì)算;如果CAD系統(tǒng)僅僅解決手工繪圖問題,其他工作仍由手工完成,那么提高工作的效率和精度是非常有限的,因此必須逐步解決設(shè)計(jì)手冊、計(jì)算公式和方法、標(biāo)準(zhǔn)、典型結(jié)構(gòu)、通用件、外購件的電子化工作,即所有的設(shè)計(jì)資料進(jìn)入計(jì)算機(jī)。在搞好基礎(chǔ)工作的同時(shí),應(yīng)逐步開展三維設(shè)計(jì)、有限元分析、機(jī)構(gòu)分析和產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理工作。
3.人員
建立一支既懂CAD技術(shù),又懂產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)的隊(duì)伍。CAD技術(shù)的應(yīng)用有別于其他工作。這是因?yàn)镃AD軟、硬件只不過是技術(shù)人員的一個(gè)工具,而且是一個(gè)比較復(fù)雜、功能強(qiáng)大的工具,這個(gè)工具具有很大的時(shí)效性(由于計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展比較快,軟、硬件性能不斷提高,而價(jià)格不斷降低,且降的幅度大、速度快)。用得好,可在工作中發(fā)揮很大的作用,可以解決許多手工無法解決的問題;用不好,則既浪費(fèi)財(cái)力、又浪費(fèi)人力和時(shí)間。所以在領(lǐng)導(dǎo)重視,資金到位的情況下,從事CAD技術(shù)應(yīng)用的人員就顯得非常重要,應(yīng)選拔那些肯吃苦、肯動(dòng)腦筋、愿意學(xué)習(xí)的人去從事這項(xiàng)工作,因?yàn)檫@項(xiàng)工作需要不斷地學(xué)習(xí)和掌握新技術(shù),同時(shí)又能盡快地把新技術(shù)應(yīng)用到工作中去;是一個(gè)不斷學(xué)習(xí)、不斷創(chuàng)新的過程。如果人員沒有工作積極性、向上的進(jìn)取精神,那么應(yīng)用工作也很難做好。
4.軟件、硬件的選型
硬件的選型:由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,硬件的性能不斷提高,而其價(jià)格不斷降低,因此在硬件選型時(shí),可根據(jù)資金、人員情況,建立以微機(jī)服務(wù)器為中心或微機(jī)與高檔圖形工作站為一體的系統(tǒng),并逐步擴(kuò)充完善。
軟件的選型:軟件的選型比較重要,除考慮軟件的性能、價(jià)格、供應(yīng)商的服務(wù)之外,最重要的是,應(yīng)該考慮所選擇的軟件,性能是否能滿足你的工作需要,價(jià)格上你是否能承受的起。除此之外,其它方面可以忽略。因?yàn)槭袌錾系能浖芏?,每一個(gè)軟件都有他自己的長處和短處;每一個(gè)軟件都有用戶,都有他在市場上存在的理由。因此選擇軟件時(shí),應(yīng)充分了解軟件的性能,明確自己的要求及所要達(dá)到的目標(biāo);一定要根據(jù)自己的需要來決定,別人的意見都是參考,更不能人云亦云。如果企業(yè)做這方面工作有困難,應(yīng)請一些專家來咨詢;既要請那些來自學(xué)府和科研機(jī)構(gòu)理論造詣高的學(xué)者,也要請那些來自工廠具有實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)的專家。專家的費(fèi)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于盲目投資所造成的損失。
5.持久性
由于CAD/CAE/CAM/PDM這項(xiàng)技術(shù)是一個(gè)不斷發(fā)展、不斷完善的技術(shù),因此在應(yīng)用中也是一個(gè)不斷學(xué)習(xí),不斷應(yīng)用的過程;此外由于全面應(yīng)用推廣工作的基礎(chǔ)工作量比較大,牽扯的面比較廣;加之對新技術(shù)的理解可能不準(zhǔn)確等,有時(shí)難免會(huì)走一些彎路,碰到一些困難;但是只要認(rèn)準(zhǔn)方向,有領(lǐng)導(dǎo)的支持,技術(shù)人員的努力,就一定會(huì)取得實(shí)效。
2024-07-03
2024-07-03
2024-07-03
2024-03-11
2024-04-06