Общие сведения о CAD/CAM/CAE-системах.

Существует деление CAD/CAM/CAE-систем на системы верхнего, среднего и нижнего уровней. Это деление является достаточно условным, т. к. сейчас наблюдается тенденция приближения систем среднего уровня (по различным параметрам) к системам верхнего уровня, а системы нижнего уровня все чаще перестают быть просто двумерными чертежно-ориентированными и становятся трехмерными.

CAD-системы (сomputer-aided design — компьютерная поддержка проектирования) предназначены для решения конструкторских задач и оформления конструкторской документации (более привычно они именуются системами автоматизированного проектирования — САПР). Как правило, в современные CAD-системы входят модули моделирования трехмерной объемной конструкции (детали) и оформления чертежей и текстовой конструкторской документации (спецификаций, ведомостей и т. д.). Ведущие трехмерные CAD-системы позволяют реализовать идею сквозного цикла подготовки и производства сложных промышленных изделий.

Практический смысл трехуровневой классификации САПР состоит в общей оценке ожидаемого экономического эффекта от внедрения конкретной САПР.

Можно выделить три уровня сложности CAD-систем:

1)системы нижнего уровня предназначены для автоматизации выпуска конструкторской и технологической документации, подготовки управляющих программ для 2.5-осевого оборудования с ЧПУ “по электронному чертежу”. То есть для сокращения сроков выпуска документации, что позволяет сократить время разработки проектов, но не гарантируют проектировщиков от ошибок даже при полном соответствии документации ЕСКД и ЕСТД. Поэтому экономический эффект таких систем зависит от квалификации и размера зарплаты конструктора или технолога и от их навыков использования САПР;

2) системы среднего уровня позволяют создать объемную модель изделия, по которой контролируется взаимное расположение деталей, определяются инерционно-массовые, прочностные и прочие характеристики, моделируются все виды ЧПУ-обработки, отрабатывается внешний вид по фотореалистичным изображениям и выпускается документация. Кроме того, обеспечивается управление проектами на базе электронного документооборота.

Экономический эффект состоит в многократном сокращении затрат на доводку опытных образцов изделий в результате исключения ошибок при проектировании;

3) системы высшего уровня, кроме перечисленных функций, дают возможность конструировать детали с контролем технологичности и учетом особенностей материала (пластмасса, металлический лист), моделировать работу механизмов, проводить динамический анализ сборки с имитацией сборочных приспособлений и инструмента, проектировать оснастку с моделированием процессов изготовления (штамповки, литья, гибки), что исключает брак в оснастке и изготовление натурных макетов, то есть значительно уменьшает затраты и время на подготовку производства изделия.

В свою очередь, CAM-системы (computer-aided manufacturing — компьютерная поддержка изготовления) предназначены для проектирования обработки изделий на станках с числовым программным управлением (ЧПУ) и выдачи программ для этих станков (фрезерных, сверлильных и др.). CAM-системы еще называют системами технологической подготовки производства. В настоящее время они являются практически единственным способом для изготовления сложнопрофильных деталей и сокращения цикла их производства. В CAM-системах используется трехмерная модель детали, созданная в CAD-системе.

САЕ-системы — (computer-aided engineering — поддержка инженерных расчетов) представляют собой обширный класс систем, каждая из которых позволяет решать определенную расчетную задачу (группу задач), начиная от расчетов на прочность, анализа и моделирования тепловых процессов до расчетов гидравлических систем и машин, расчетов процессов литья. В CAЕ-системах также используется трехмерная модель изделия, созданная в CAD-системе. CAE-системы еще называют системами инженерного анализа.

Таким образом,

Computer Aided Design (CAD) — системы автоматизированного конструирования;

Computer Aided Manufacturing (CAM) — программы для подготовки производства;

Computer Aided Engineering (CAE) — модули для решения прикладных задач;

Product Data Management (PDM) — системы управления проектами.

 

CAD (Computer-Aided Design)	проектирование с помощью ЭВМ, применение информационной технологии к элементам процесса проектирования производимых, собираемых и конструируемых продуктов как в области черчения (для создания, изменения, хранения и вывода инженерных и прочих технических чертежей), так и в области моделирования (для генерирования и использования цельных трехмерных моделей)
CAM (Computer-Aided Manufacturing)	производство с помощью ЭВМ, применение информационной технологии к контролю и управлению процессами производства, обычно ограничиваемое контролем таких машинных инструментов, как токарные и фрезерные станки, когда инструмент контролируется непосредственно компьютером
CAE (Computer-Aided Engineering)	разработка с помощью ЭВМ, применение информационной технологии к элементам процесса проектирования и разработки. Включает в себя все типы функциональных систем, напр. анализ теплообмена, структурный, электромагнитный, воздушный и звуковой анализ