Schitarea automata

Schitarea automata presupune crearea a unor desene ingineresti direct din baza de date a sistemului CAD. In trecut, singura justificare pentru CAD era aceasta, si anume ca prin acest proces de schitare automata a proiectelor, productivitatea muncii creste de cinci ori fata de schitarea manuala. Dintre proprietatile importante ale acestui proces, se pot aminti: dimensionarea automata a obiectului, definirea suprafetelor de intersectie, abilitatea de a genera diverse vederi ale obiectului cat si posibilitatea de a roti obiectul cu un numar de grade, specificat de operatorul uman. Majoritatea sistemelor CAD pot genera automat sase vederi ale aceluiasi obiect. De asemenea, programand cerintele unui anumit client/companie, sistemul CAD are grija de respectarea automata a acestora la realizarea desenelor sau schitelor.

6 Clasificarea componentelor si codarea acestora

O alta proprietate importanta a unui sistem CAD este aceea ca poate stoca diverse componente de acelasi tip creand astfel clase de obiecte. Codurile sunt generate automat pentru acestea, iar utilizatorul uman nu are apoi altceva de facut decat sa selecteze din libraria existenta a sistemului CAD a partilor componente de care are nevoie.

7 Crearea unei baze de date pentru productie

Un alt important avantaj al folosirii sistemelor CAD este acela al realizarii unor baze de date necesare productiei unui produs. In ciclul de productie traditional exista o separatie a proiectarii si productiei, in sensul ca proiectarea este realizata de o grupa de ingineri, iar rezultatul muncii acestora - schitele produsului sunt preluate de inginerii de productie. Aceasta presupunea un proces in doua etape care era atat consumator de timp cat si de resurse umane. Intr-un sistem integrat CAD/CAM, se realizeaza o legatura directa intre proiectare si productie. Unul din scopurile CAD/CAM este acela de a automatiza atat unele faze de proiectare si productie, dar si acela de a automatiza tranzitia dintre cele doua etape. Astfel a aparut conceptul de baza de date de productie. Aceasta include toate datele referitoare la produsul generat in timpul proiectarii (modele geometrice, costuri de materiale, specificatii de materiale etc.), ca si date aditionale necesare productiei.

8 Avantajele folosirii CAD

Exista foarte multe avantaje ale folosirii CAD/CAM, dintre care doar citeva pot fi masurate cu usurinta. Unele avantaje sunt indirect masurabile, ele reflectandu-se doar in imbunatatirea muncii, altele sunt direct masurabile ca de exemplu cresterea productivitatii muncii de un factor K, scaderea costurilor de proiectare cu o anumita suma etc. In lista de mai jos, se prezinta cateva din aceste avantaje:

- imbunatatirea productivitatii;

- scurtarea timpilor de productie si proiectare;

- reducerea personalului uman;

- modificarile specifice pentru diversi clienti sunt usor de facut;

- cotarea si dimensionarea automata a produsului;

- acuratetea imbunatatita a desenelor;

- ajutorul in realizarea documentatiilor;

- standardizarea schitelor;

- proiectarea mai buna;

- estimarea costurilor mai rapida si mai precisa;

- timpul redus pentru simulari;

- mai buna comunicare intre ingineri, proiectanti, manageri si alti

membri ai echipelor de productie;

- mai putine erori de proiectare;

- mai mare acuratete in realizarea calculelor de proiectare.

In paragrafele urmatoare, se vor prezenta pe scurt cateva dintre aceste avantaje.

a)     Imbunatatirea productivitatii in proiectare

Productivitatea crescuta a unei companii va duce la cresterea prestigiului acesteia din cauza reducerii de personal necesar unui anumit proiect si implicit a unor costuri si timpi mai mici. Groover semnaleaza faptul ca intr-un sondaj al unor producatori de sisteme CAD, productivitatea poate fi marita cu un factor de 3/1 pana la cazuri in care este marita cu 10/1 si chiar mai mult. Exista chiar cazuri cand productivitatea a fost marita de 100 de ori, dar aceasta cifra nu este un standard. Acest factor depinde de complexitatea schitelor ingineresti, de nivelul de detalii cerut, de gradul de repetitie si simetrie al componentelor implicate, cat si de capacitatea bazelor de date CAD/CAM folosite. Pe masura ce toti acesti factori cresc, productivitatea tinde sa creasca la randul sau.

b)     Scurtarea timpilor de proiectare si productie

Sistemele interactive de CAD sunt in mod evident mult mai rapide decat procesul traditional de proiectare. De asemenea, timpii de pregatire a unor rapoarte preliminarii si liste (de componente de exemplu), care in mod normal sunt intocmite manual, sunt scurtate de asemenea. Avand in vedere toate acestea, folosind un sistem CAD, se poate ajunge la un timp relativ scurt de realizare a unui proiect.

c)      Analiza automata a proiectarii

Rutinele de analiza a proiectarii dintr-un sistem CAD, permit ca procesul de proiectare sa devina unul logic. Decat sa existe o legatura intre o echipa de proiectare si una de analiza, aceeasi persoana, folosind un terminal CAD poate sa realizeze si proiectarea si analiza. Aceasta ajuta nu numai la economia de resurse umane cat si la munca in timp real a unui proiectant uman la acelasi proiect (in cazul traditional, dupa fiecare modificare asupra unui proiect, acesta era trimis la analisti care apoi comunicau rezultatele inapoi proiectantului). Aceasta nu inseamna ca analisti de proiect sunt o specie pe cale de disparitie. Se face referire numai la modificarile minore sau mai putin minore in stadiile preliminare ale proiectului. In acest caz, mai multe alternative de proiectare pot fi explorate pentru a se vedea care se preteaza mai bine cerintelor clientului.

d)     Mai putine erori de proiectare

Sistemele CAD interactive poseda o proprietate intrinseca de a evita erorile de proiectare, de schitare si de documentare. De exemplu, pentru estimarea costurilor, erorile de tastatura (de intrare), care apar in mod natural in timpul estimarii manuale, sunt practic eliminate. De asemenea alte erori pot fi corectate in cazul in care sistemul intreaba in mod interactiv utilizatorul de acuratetea anumitor date care par problematice sau eronate. Toleranta sistemului, care poate fi introdusa de operatorul uman joaca de asemenea un rol important in evitarea erorilor.

e)     O mai mare acuratete in calculele de proiectare

In cazul calculelor manuale, o acuratete mai mare de 14 zecimale semnificative este practic imposibil de realizat din cauza timpilor mari de calcul pe care ii implica un asemenea proces. In cazul sistemelor CAD, nici nu se poate compara acuratetea calculatoarelor cu cea manuala.

f)      Standardizarea proiectarii

O singura baza de date si un singur sistem de operare este comun la toate terminalele si statiile de lucru dintr-un sistem CAD. Ca urmare, sistemul conduce in mod natural la standarde pentru proiectare si desenare. Cu sistemele interactive CAD, desenele sau schitele sunt standardizate pe masura ce sunt desenate din cauza ca intregul format este prezent in nucleul acestora.

g)     Proceduri imbunatatite pentru diferite modificari

Controlul si implementarea schimbarilor intr-un proiect existent este imbunatatita in mod substantial in sistemele CAD. Desenele si schitele originale sunt stocate in baza de date a proiectului si aceasta le face foarte usor accesibile pentru modificari. De asemenea o lista a shimbarilor ce se efectueaza asupra acestora se poate stoca in memoria calculatorului si in caz de nevoie se poate reveni asupra modificarilor.

h) Avantaje ale procesului de productie

Avantajele CAD au implicatii importante si in procesul de productie. Asa cum s-a mai mentionat, aceeasi baza de date CAD/CAM este folosita si pentru planificarea productiei si pentru controlul acesteia. Cateva avantaje ale folosirii CAD in procesul de productie sunt:

- controlul numeric al proceselor (CN);

- planificarea asistata de calculator;

- listele de componente (de asamblare) generate de sistemul CAD;

- controlul asistat de calculator;

- controlul si planificarea robotilor.

Cateva dintre aceste avantaje ale CAD in procesul de productie vor fi

analizate mai in detaliu in subcapitolele urmatoare.

9 Echipamente fizice in sistemele CAD

Echipamentele fizice ale unui sistem CAD (hardware-ul) sunt disponibile intr-o gama foarte larga de tipuri, marimi, configuratii si capabilitati. De aceea este posibila alegerea mai exacta a echipamentului de care are nevoie o anumita companie. De exemplu, firmele de inginerie care nu se implica in productie, se pot axa doar pe un sistem de proeictare, desenare sau schitare. Firmele de productie pot alege sisteme CAD/CAM complete, atat pentru schitare/desenare cat si pentru planificarea productiei, a termenelor de livrare, a controlului calitatii etc.

Asa cum s-a mai mentionat anterior, resursele hardware de care dispune un sistem CAD sunt una sau mai multe statii de proiectare CAD. La randul ei, o statie de proiectare CAD contine terminale grafice, dispozitive de intrare, plottere sau alte dispozitive de iesire si unitatea centrala de prelucrare (UCP).

O statie de lucru CAD este interfata sistemului cu lumea exterioara. Ea reprezinta un factor important pentru a determina cat de facil si eficient este pentru un proiectant sa foloseasca respectivul sistem CAD. Dupa Foley si colaboratorii, 1982, statia de proiectare trebuie sa indeplineasca cinci functii:

- trebuie sa comunice cu UCP;

- trebuie sa genereze o imagine grafica stabila pentru operatorul uman;

- trebuie sa genereze descrierea digitala a imaginii grafice;

- trebuie sa traduca comenzi de calculator in functii de operare;

- trebuie sa faciliteze procesul de comunicare dintre operatorul uman si sistemul CAD.

In general, o statie de proiectare CAD este formata dintr-un terminal grafic si unul sau mai multe dispozitive de intrare (tastatura, planseta electronica de desen etc.), care vor fi descrise pe scurt in continuare:

a)     Terminalul grafic

Exista numeroase solutii tehnice care au fost implementate pentru dezvoltarea terminalelor grafice. Tehnologia continua sa se perfectioneze continuu, iar producatorii de sisteme CAD incearca sa-si imbunatateasca produsele si sa reduca costurile. In zilele noastre, exista trei tipuri importante de terminale grafice:

- Directed-beam-refresh - cel mai vechi tip de terminal grafic al tehnologiilor moderne. Din cauza ca ecranul este format din elemente fosforescente, care sunt capabile de retinerea luminozitatii pentru scurte perioade de timp, imaginea trebuie sa fie generata de mai multe ori pe secunda (refresh), pentru ca ochiul uman sa nu observe oscilatia acesteia pe ecran;

- Direct-view storage tube (DVST) - spre deosebire de primul tip de

terminal grafic, DSTV are capacitatea de a retine imaginea, fara a mai fi nevoie de regenerarea acesteia. Acest lucru este posibil datorita folosirii unui tun electronic, care, directionat catre stratul de fosfor al ecranului mentine luminozitatea acestuia;

- TV digital (raster scan) - aceste tipuri de terminal functioneaza prin

emiterea unui fascicul de electroni care traverseaza ecranul in zig-zag.

b)     Dispozitivele de intrare

Acestea sunt prezente in statia de lucru CAD pentru a facilita comunicarea dintre operatorul uman si sistem. O statie de lucru, dispune in general de mai multe astfel de dispozitive, permitand in acest mod operatorului uman alegerea celui mai potrivit dispozitiv pentru efectuarea proiectarii. Aceste dispozitive de intrare pot fi clasificate in trei categorii:

- dispozitive de control al cursorului pe ecran - permit utilizatorului sa controleze cursorul pe ecran (cursor = de obicei un punct luminos pe ecran care indica unde se face desenarea). Exista o foarte mare varietate de dispozitive de intrare pentru controlul cursorului, ca: joysticks, mouse, track ball, creion optic, creion electronic etc.;

- digitizoare - permit transferarea desenelor de pe hartie in memoria digitala a calculatorului (acest proces se numeste digitizare). Este un simplu transfer de coordonate de pe hartie (x,y) in coordonate ecran;

- tastaturi sau alte dispozitive alfanumerice - sunt folosite pentru a introduce comenzi, functii si date suplimentare catre sistemul CAD.

c)      Plottere sau alte dispozitive de iesire

Exista o mare varietate de dispozitive de iesire folosite in conjunctie cu un sistem CAD. Dintre acestea se pot mentiona plotterele care pot produce schite de o mare acuratete si calitate, imprimantele, care cu tehnologia actuala asigura o calitate ridicata a imaginii tiparite etc.

d)     Unitatea centrala de prelucrare (UCP)

Aceasta reprezinta "creierul" intregului sistem CAD. In general este un minicalculator care executa calculele necesare procesarii grafice si alte functii de directionare si control al activitatilor ce au loc in sistem.

e)     Memoria secundara

In general, un sistem CAD, pe langa memoria principala, poseda si o memorie secundara, de obicei sub forma unui disc sau banda magnetica. Scopul acestei memorii secundare este de a reduce folosirea memoriei principale. De exemplu, memoria secundara poate fi folosita la stocarea fisierelor cu programele CAD, programe care pot fi transferate catre memoria

principala in caz de nevoie.

10 Programele de grafica pentru un sistem CAD (software-ul CAD)

Echipamentele fizice mentionate anterior ar fi total inutile fara niste programe de calculator pentru folosirea lor - software de grafica.

Software-ul de grafica este o colectie de programe concepute pentru a facilita folosirea sistemului grafic de catre un operator uman. Tipul de programe de grafica implementate pe un anumit sistem CAD depinde in mare masura de echipamentele fizice de care dispune acesta. Spre exemplu, programul necesar afisarii unei imagini pe un terminal grafic DSTV este total diferit de cel conceput pentru un terminal digital TV, cu toate ca aceste operatii sunt transparente fata de utilizator.

Newman si Sproull au definit sase reguli de baza care trebuie sa fie luate in considerare la proiectarea unui software de grafica, astfel:

- simplu - software-ul trebuie sa fie simplu de folosit;

- consistent - software-ul trebuie sa poata fi folosit intr-o maniera consistenta si predictibila pentru operatorul uman;

- complet - software-ul trebuie sa nu prezinte omisiuni in ceea ce priveste functiile grafice pe care le poseda;

- robust - sistemul grafic trebuie sa fie tolerant la erori mici;

- performant - sistemele grafice trebuie sa lucreze rapid si la un nivel calitativ inalt;

- economic - programele de grafica nu trebuie sa fie mari sau sa aiba cost ridicat;

In timpul operarii unui sistem grafic, un operator uman efectueaza o varietate de operatii, operatii ce pot fi clasificate in trei categorii:

- interactiuni cu terminalul grafic cu scopul de a crea si modifica imagini pe ecran;

- construirea pe ecran a unui model al unui obiect fizic ;

- stocarea acestui model in memoria calculatorului.

Operatorul uman nu efectueaza aceste trei tipuri de operatii secvential, ci mai degraba realizeaza combinatii intre acestea. Motivul pentru care aceste operatii au fost separate in acest mod este pentru ca ele corespund unei configuratii generale a unui sistem de grafica interactiv. Astfel, programele de grafica pot fi impartite in trei module:

- pachetul de grafica;

- programele de aplicatii;

- baza de date a aplicatiilor.

Asa cum se poate vedea din figura 10.10, un rol important il poarta programele de aplicatie. Acestea sunt responsabile pentru citirea de date in/si din baza de date a sistemului. Aceste programe de aplicatii sunt controlate de

operatorul uman prin intermediul pachetului de grafica.

a)     Programele de aplicatii

Programele de aplicatii sunt folosite de operatorul uman pentru a construi modelul unei entitati fizice a carei imagine trebuie sa fie vazuta pe ecranul terminalului grafic. Aceste aplicatii sunt scrise pentru diverse domenii cum ar fi arhitectura, constructiile, ingineria mecanica, chimia si aviatia etc. si folosesc conventii care sunt specifice acestor ramuri industriale. Pachetul de grafica este programul de calculator care asigura comunicarea dintre operatorul uman si terminalul grafic. Acesta este totodata si legatura dintre aplicatiile de program si operatorul uman si contine functii de intrare si functii de iesire. Functiile de intrare accepta comenzi si date de intrare de la operatorul uman. Functiile de iesire comanda si controleaza vizualizarea imaginilor pe terminalul grafic. Cel de-al treilea modul, baza de data, contine modele matematice, numerice si logice predifinite, ca de exemplu circuitele electronice, componentele mecanice, partile de automobil si asa mai departe. Baza de date a sistemului poate contine de asemenea si informatie alfanumerica asociata cu

Fig. 10.10 Structura generala a unui software de grafica

b)     Functiile unui pachet de grafica

Un pachet de grafica, pentru a-si indeplini rolul intr-un sistem grafic, trebuie sa realizeze o varietate de functii diferite. Aceste functii pot fi grupate in mai multe seturi si fiecare set trebuie sa indeplineasca un anumit tip de interactie intre operatorul uman si sistem. Cele mai comune seturi de functii sunt:

- generarea de elemente grafice. Un element grafic este o entitate de baza a unei imagini (de exemplu punct, segment de dreapta, cerc etc. sau in cazul graficii tri-dimensionale o sfera, un cub sau un cilindru). Acestea se mai numesc si primitive grafice;

- transformarile. Transformarile sunt folosite pentru a schimba imaginea pe ecranul terminalului grafic. Acestea sunt aplicate primitivelor grafice pentru a asista si ajuta operatorul uman in construirea modelului grafic. Se pot mentiona schimbarea dimensiunilor unei primitive (scalare), translatia , rotirea imaginilor etc;

- functiile de segmentare. Acestea permit operatorului uman sa selecteze anumite parti de imagine si sa aplice transformari numai asupra acestora;

- functiile de control al vizualizarii imaginii. Acestea permit operatorului sa vizualizeze imaginea din unghiul si la scara dorita;

- functiile de intrare. Acestea permit operatorului de a introduce comenzi si date catre sistem. Aceste functii sunt in directa legatura cu dispozitivele de intrare existente in sistem si trebuie sa fie scrise in asa fel incat sa faciliteze folosirea acestora de catre operator.

c)     Alte proprietati ale sistemelor de grafica CAD

Multe din sistemele CAD din prezent ofera abilitati extinse pentru dezvoltarea de desene ingineresti. Aceaste abilitati includ:

- hasurarea automata a suprafetelor;

- abilitatea de a scrie text in desen;

- cotarea automata sau semi-automata;

- calcularea automata a costurilor materialelor brute necesare pentru productia obiectului sau modelului din schita/desen.

Toate aceste abilitati ajuta la reducerea timpilor necesari terminarii procesului de desenare si schitare.

11 Exemple de folosire CAD

Folosirea sistemelor de proiectare CAD/CAM reprezinta la ora actuala nu un obiectiv cum se intampla acum cativa ani, ci o necesitate obiectiva venita in intampinarea noilor cerinte de realizare a unor produse cu calitati deosebite, a implementarii unor tehnologii desebit de productive atat de necesare in implementarea noilor conceptii economice de piata si in integrarea economica mondiala a carei perspectiva este aproape certa. Pentru intelegera notiunilor de CAD/CAM trebuie avute in vedere o serie de pachete de software ce asigura realizarea, urmarirea si optimizarea unui produs din faza de conceptie a acestuia, trecand prin faza de productie, pana in faza de control. Orice sistem de proiectare si productie asistata de calculator este un sistem flexibil ce inglobeaza o suma de programe dintre care pot fi folosite unele sau altele functie de cerintele concrete ale fiecarui producator si de optiunile proiectantului de sistem.

Tinand cont de aceste elemente trebuie remarcata folosirea inca in etapa de proiectare a unor programe de desenare, ce evolueaza permanent, si care au inceput sa-si depaseasca titulatura prin imbunatatiri ce extind aria de folosire si catre alte atributii. Dintre aceste software-uri se remarca folosirea celor intitulate ACAD sau PROENGINEER. Aceste programe realizeaza desene in 2D, 3D sau corpuri solide inzestrate cu anumite proprietati. Produsul finit al acestor programe poate fi folosit ca atare sau poate fi element de intrare pentru alte programe specializate cum ar fi cele folosite pe masinile-unelte pentru producerea fizica a pieselor sau pentru programe de simulare pe calculator a comportarii in anumite conditii cerute. Din randul acestor programe se pot remarca: ANSYS, NASTRAN sau COSMOS, programe ce folosesc teoria elementului finit si care sunt foarte folosite la ora actuala.

Ca prima etapa in folosirea sistemelor CAD/CAM este realizarea desenului piesei, a desenului de subansamblu sau a celui de ansamblu. Pentru realizarea acestui desen nu se poate impune o metodologie clara de lucru, aceasta ramanand la latitudinea fiecarui proiectant in parte. Totusi se pot remarca cateva etape ce sunt necesare a fi parcurse si care pot ajuta la realizarea unui desen corect si in timp minim. In figura 10.11 se prezinta desenul unui corp de pompa ce se poate incadra in clasa corpurilor complexe.

Etapele sugerate a se parcurge in eleborarea unui astfel de desen ar putea fi:

1 - definirea limitelor spatiului de lucru si anume a formatului sub care se face reprezentarea. Astfel, in general se folosesc formatele A4, sau A3 insa ca avantaj a acestui program este adaptarea acestuia la orice cerinta. Pentru aceasta se foloseste comanda " Limits" in care se introduc cordonatele coltului din stanga jos si a celui din dreapta sus;

Fig. 10.11 Corp de pompa

2 - a doua etapa este cea de vizualizare a acestui spatiu folosind pentru aceasta o retea de puncte fine numita " Grid ". Pentru programul ACAD 2000 distanta implicita dintre acestea este de 10 mm dar se poate alege orice alta valoare;

3 - in a treia etapa, functie de caracteristicile desenului se pot activa ( cum la fel de usor se pot dezactiva in functie de necesitati ) comenzile " Ortho " sau " Snap" prin care cursorul de pe ecran se va deplasa numai pe directii ortogonale sau respectiv numai in puncte discrete situate la distante ce pot fi alese initial de desenator. Aceste comenzi sunt foarte utile si ajuta la reducera timpului de lucru;

4 - dupa stabilirea acestor " unelte de lucru " functie de caracteristicile desenului si de modul de lucru al proiectantului se poate trece la desenarea efectiva. In mod normal, daca desenul are axe de simetrie se incepe prin reprezentarea acestora. Pentru aceasta se va folosi un gen de linie- punct ce se alege din lista de tipuri de linii oferite de program. Comanda pentru trasarea liniei se face cu optiunea " Line ". In cadrul piesei prezentate se observa existenta axelor de simetrie ce vor fi trasate acum;

5 - in aceasta etapa se va trece la realizarea efectiva a desenului folosind tipul de linie necesar, in general linia continua. De remarcat este optiunea pentru stabilirea grosimii de linie mai ales in cazul in care desenul prezinta hasuri a caror grosime de linie este mai mica decat a liniilor de contur. Aceasta optiune se stabileste cu ajutorul comenzii " Pline". In cazul in care se doreste modificarea grosimii de linie folosita anterior se foloseste comanda " Pedit ". Pentru piesa prezentata grosimea liniilor de contur se poate alege 0,3. Pentru realizarea liniilor drepte se foloseste comanda " Line ", pentru cercuri " Circle ", pentru arcuri de cerc " Arc " s.a.m.d. Pentru realizarea zonelor hasurate este recomandabil, pe cat este posibil, executarea intai a acestora si cu aceeasi linie. In orice caz aceste suprafete trebuie sa fie delimitate de linii inchise, ce se intersecteaza, pentru a se usura mai apoi realizarea hasurii;

6 - in situatia in care piesa are una sau mai multe simetrii se va urmari realizarea numai a unei jumatati iar dupa aceea folosind comanda "

Mirror ", automat, programul va trasa si cealalta jumatate;

7 - deorece desenul prezentat are mai multe entitati ce se repeta (cercuri) folosind comanda " Copy " se vor realiza mai multe copii ale acestora ce se vor pozitiona foarte repede in punctele dorite;

8 - dupa realizarea tuturor liniilor de contur, folosind pentru aceasta un meniu foarte bogat oferit de program, se trece la realizarea hasurilor. Pentru aceasta se foloseste comanda " Hatch ". Prin activarea acestei comenzi programul ofera o serie de optiuni precum:

" Pattern " pentru stabilirea tipului hasurii;

" Angle " pentru stabilirea unghiului sub care se realizeaza aceasta fata de pozitia initiala;

" Scale " pentru stabilirea "densitatii" de linii fata de o valoare prestabilita.

Pentru selectarea suprafetei ce va fi hasurata se definesc doua metode:

" Pick Points " in care se alege un punct in interiorul suprafetei si de aceea este bine ca aceasta sa fie delimitata de linii ce se intersecteaza, in caz contrar comanda neretinandu-se;

" Select Objects " prin care se selecteaza fiecare entitate ce defineste suprafata ce trebuie hasurata. In cazul in care acestea nu se intersecteaza hasura nu se va executa corect.

9 - dupa executarea hasurii se va trece la realizarea cotarii desenului. Pentru aceasta Programul ACAD 2000 usureaza foarte mult munca desenatorului realizand cotarea foarte usor doar prin indicarea, de exemplu, a capetelor unei linii. Pentru cotare se foloseste comanda " Dimension " cu optiuni pentru cote liniare, unghiulare, radiale s.a.m.d. Fata de versiunile anterioare ale programului aceasta comanda a suferit multe imbunatatiri fiind acum foarte usor de folosit.

Urmarind astfel doar cateva din etapele sau notiunile folosite in relizarea unui desen cu ajutorul programului AUTOCAD se pot usor observa facilitatile oferite si posibilitatea realizarii unui desen corect in timp scurt.

10.2.5 Productia asistata de calculator - CAM

10.2.5.1 Controlul Numeric (CN) - inceputurile CAM

Multe din realizarile CAD/CAM-ului isi au originea in controlul numeric (CN).

Acesta poate fi definit ca o forma de automatizare programabila in care un anumit proces este controlat de numere, litere si simboluri. In CN numerele formeaza un program de instructiuni realizat pentru un anumit proces. Cand procesul se schimba, programul se schimba la randul sau. Acesta este marele avantaj al controlului numeric - flexibilitatea. Este mult mai usor sa schimbi niste numere si simboluri intr-un program decat sa schimbi echipamentul si linia de productie. Controlul numeric a fost folosit cu succes intr-o gama larga de aplicatii, incepand cu desenul tehnic, asamblarea, inspectia si pana la sudarea in puncte. Insa, majoritatea aplicatiilor controlului

numeric sunt in domeniul prelucrarii materialelor.

Controlul numeric conventional este in mare masura bazat pe munca unui singur pionier in acest domeniu - John Parsons. In anul 1940 acesta a pus la punct o metoda pentru folosirea cartelelor perforate pentru controlul pozitiei unei masini-unealte. Masina a fost invatata sa se mute pas cu pas, cu amplitudini mici, astfel putandu-se genera o suprafata dorita. In 1948 Parsons si-a demonstrat teoria in fata U.S. Air Force care, in consecinta, a inceput sa-i sponsorizeze munca la Massaschusetts Institute of Technology (MIT). Incepand cu anul 1953, avantajele CN au inceput sa fie cunoscute in toata lumea, producatorii de masini-unelte incepand sa-si defineasca propriile programe de cercetare in acest domeniu. U.S. Air Force si-a continuat sponsorizarea si in alte programe de CN cu MIT, ca de exemplu Automatically Programmed Tools (APT) - Scule Automate Programate. Scopul APT a fost cercetarea unor cai de comunicare dintre inginerul de sistem si masina-unealta in limba engleza. APT este inca folosit pe scara larga si in prezent si multe limbaje de programare de CN folosesc nucleul APT.

10.2.5.2 Structura generala a unui sistem de CN

Fig. 10.12 Structura generala a unui sistem de control numeric

- programul de instructiuni

- unitatea de control masina (UCM);

- masina-unealta sau alt proces de control

Programul de instructiuni constituie datele de intrare pentru UCM, iar aceasta la randul ei comanda masina-unealta.

a)     Programul de instructiuni

Acesta reprezinta o lista de instructiuni care comunica masinii-unelte ce trebuie sa faca. De obicei, acest program este codat in forma numerica sau alt tip de mediu de intrare care poate fi interpretat de unitatea de control UCM. Dupa cum s-a mai mentionat s-a plecat de la folosirea cartelelor perforate si s-a ajuns in zilele noastre la unitati flexibile sau fixe de disc, unitati de CD, chiar comenzi vocale. Exista doua metode de comunicare a acestui program de instructiuni unitatii de control. Prima metoda este aceea de introducere manuala a fiecarei instructiuni. Aceasta se foloseste pentru procesele simple. A doua metoda o constituie legatura directa cu un calculator digital. Aceasta se numeste controul numeric direct si in acest caz, programul este transmis catre UCM.

b) Unitatea de control masina (UCM)

Fig.10.13 Structura generala a unei UCM

Unitatea de citire instructiuni este un dispozitiv electro-mecanic care realizeaza citirea manuala sau automata a instructiunilor program. Aceste instructiuni si date sunt stocate in buferul de date sub forma de blocuri logice de informatie. Un bloc de informatie reprezinta de obicei un singur pas a unei secvente de instructiuni. De exemplu, un bloc poate contine instructiunile necesare deplasarii capului masinii-unelte si realizarea unei gauri la destinatie. Semnalele de iesire catre masina-unealta sunt conectate direct cu servomotoarele si alte elemente electromecanice de control. Prin aceste semnale se transmit instructiuni catre masina-unealta. Pentru a fi siguri ca aceste instructiuni sunt executate corect, canalele de raspuns transmit informatii pentru eventuala corectare a acestora. Toate aceste componente sunt comandate si controlate de coordonatoarele de control program care asigura buna functionare a intregului proces.

O componenta importanta a unui sistem de CN este panoul de control. Acesta contine comutatoare, intrerupatoare si alte elemente mecano-electrice cu care operatorul uman poate controla sistemul de control numeric.

c)     Masina-unealta sau alt proces de control

A treia componenta de baza a unui sistem de control numeric este masina-unealta sau un alt proces ce trebuie controlat. In general, o masina-unealta, proiectata pentru a realiza anumite operatii, contine o masa de lucru, capete de lucru si motoarele necesare pentru lucrul cu acestea. De asemenea poate contine elemente de taiat, de fixare a obiectelor de prelucrat cat si alte elemente auxiliare necesare in operatiile respective. Figura 10.14 prezinta doua exemple de masini-unelte cu control numeric.

Fig.10.14 Exemple de masini-unelte de prelucrare prin aschiere cu CN

10.2.5.3. Procedura de control numeric

Pentru utilizarea controlului numeric in procesul de productie, trebuie avuti in vedere urmatorii pasi:

a) planificarea procesului.

Aceasta etapa se refera la pregatirea unei liste de operatii necesare procesului de productie. Secventele de operatii se refera atat la procesul de productie in sine, cat si la operatiile necesare masinii-unelte pentru obtinerea rezultatelor dorite;

b) programarea partiala

Fiecare portiune din procesul de productie trebuie programata intr-un limbaj pe care sistemul de CN il poate interpreta, intelege si executa. Operatorii insarcinati cu programarea partiala nu fac decat sa traduca lista de secvente de operatii obtinute la pasul anterior intr-un format special.