Témata
Reklama

Proč CAx technologie s plnou integrací?

Co je vlastně míněno plnou integrací? Je to především jednotný datový model pro všechny integrované aplikace, unifikované mechanismy přístupu k datům a jejich používání, uživatelský interface jednotného stylu a konečně principy, pravidla a mechanismy pro používání systému pracovnímy týmy.

Softwarový CAD/CAM/CAE/PDM systém CATIA V5 od Dassault Systemes tvoří několik desítek plně integrovaných softwarových produktů určených pro vývoj nových průmyslových výrobků, přípravu jejich automatizované výroby a virtuální ověřování jejich celého životního cyklu až do stadia ekologicky přijatelné likvidace. Zmíněnými výrobky může být velmi široké spektrum průmyslové produkce, počínaje strojírenským spotřebním zbožím přes dopravní prostředky všeho typu, výrobní stroje, zařízení a nástroje až po investiční celky. Takovýchto komplexních a výrobně vysoce náročných řešení je na světovém trhu velmi málo. V současné době se počet konkurenceschopných systémů pohybuje již pod hranicí pěti a zdá se, že v krátké době se vlivem už provedených a očekávaných fúzí a aliancí sníží na tři nebo i méně nabízených produktů. Důvodem této koncentrace trhu s integrovanými systémy je především vysoká technická a tím i finanční náročnost vývoje integrovaného systému. Tvorba a využití špičkového technologického know-how v desítkách mnohdy značně odlišných průmyslových oborů vyžaduje zaměstnávat stovky až tisíce specialistů s nejvyšší kvalifikací a tím i nejvyšší cenou na trhu práce a řídit je těmi nejschopnějšími manažery. Francouzská společnost Dassault Systemes investuje ročně do vývoje systému CATIA více než sto milionů USD, a to jednak formou vlastního vývoje, jednak i nákupem výsledků vývoje od řady dalších firem. Také investice hlavních konkurentů se jistě blíží tomuto číslu.
Na druhé straně operuje na trhu počítačem podporovaných technologií snad až několik desítek menších výrobců, kteří vlastní specifické know-how pro určitý obor, pro nějž nabízejí samostatné softwarové produkty s vlastní architekturou a specifickými datovými modely. Tyto produkty mnohdy nabízejí velmi dobrou technologickou úroveň pro úzkou a specializovanou oblast a pro vnější komunikaci používají zpravidla standardní datová rozhraní.
Reklama
Reklama
Reklama

Důvody pro volbu integrovaných systémů

Potenciální uživatelé CAD/CAM/CA... technologií často stojí před rozhodnutím, zda pro pokrytí vývojových a výrobních potřeb zvolit integrovaný systém CATIA, kterým budou schopni řešit prakticky všechny požadavky, nebo pro jednotlivé oblasti nasadit specializované samostatné produkty. Následující argumenty si kladou za cíl zdůvodnit, proč vlastně vysoce náročné integrované systémy vznikly a proč je uživatelé nakupují a používají, i když by jistě mohli jednotlivé oblasti řešit samostatnými a často levnějšími systémy.

Datový model

Jednotný datový model pro všechny integrované aplikace systému CATIA umožňuje přístup k datům bez jakýchkoliv překladů. Totožná data se používají např. pro tvorbu geometrie a její editaci, grafických výstupů a dokumentace, pro analytické a simulační procesy, programování numericky řízených strojů atd.
Různé, vzájemně nekompatibilní datové modely samostatných CAx systémů vyžadují používání buď univerzálních, nebo specifických datových překladačů a tím i nutnost udržovat několik samostatných bází dat. Kromě toho, že při překladech dochází ke ztrátám kvality dat, je to mnohdy velmi náročný a nákladný problém. Reálný vývoj a výroba jsou značně dynamické procesy, ve kterých probíhá velké množství změnových řízení na mnoha objektech současně. Tím se může stát (a často také stává), že nedůsledným dotažením všech změn ve všech paralelně udržovaných databázích se ve výrobě, a tedy již značně pozdě, sejde výkresová dokumentace s CNC programy s různou úrovní provedení změn.

Parametrizace geometrie

Základní entitou všech CAx technologií je geometrický model. U systému CATIA se definuje model součásti (part) a výrobku (product). Vývoj je souhrnný proces řady změn. Pomocí editace geometrického modelu, tj. změnami, probíhá tvůrčí práce vývojáře, který generováním, posuzováním a zamítáním mnoha variant hledá optimální řešení konstrukce. Produktivitu tomuto procesu zajišťuje zejména parametrizace geometrie, tj. schopnost geometrie přizpůsobit se změnám srozumitelně definovaných a jednoduše měnitelných hodnot. Parametrizace je ovšem ryze proprietární vlastností datového modelu konkrétního výrobce CAx řešení a její sdílení prostřednictvím univerzálních překladačů mezi samostatnými systémy je prozatím utopií. Integrovaný systém je schopen využívat výhod parametrizace a provádět změny geometrie ve všech etapách vývojového procesu právě díky jednotnému datovému modelu.
Samostatné CAx produkty tuto schopnost vzhledem k rozdílným datovým modelům postrádají. Obvykle se proto používá explicitní, neparametrická geometrie, jejíž editace je ve srovnání s parametry definovanou geometrií značně obtížná a zdlouhavá.

Asociativita

Tento princip se opět týká změn ve vývoji. Integrovaný systém CATIA zajišťuje vysokou úroveň provázanosti změnových procesů mezi jednotlivými aplikacemi. Změna geometrie modelu se automaticky promítne do již zpracované výkresové dokumentace, analytických aplikací, CNC procesů a podobně. Systém tedy sám zajistí provedení všech změnových řízení a garantuje konzistentnost výstupů z hlediska změnového stavu. Přitom tento proces je možno řízeným způsobem ovlivňovat pomocí integrovaného správního systému (Product Data Management), který mimo jiné řeší i otázku uchovávání a uvolňování jednotlivých verzí geometrie, výstupů a přístupu k nim.
U samostatných systémů je tento princip z logiky věci vyloučen, tj. při změně geometrie výrobku, a těch je v reálné praxi mnoho, je nutno spravovat průběh změnových řízení administrativně nebo dispečersky. Vlastní změny geometrie se musí provést v každém samostatném produktu zvlášť a výstupy opravit ručně. U některých hotových nebo rozpracovaných výstupů, např. u CNC programů, nelze změny obvykle provádět a proces musí být zahájen zcela znovu převodem nové geometrie přes překladač.

Uživatelské rozhraní

Uživatelské rozhraní, tj. soubor nástrojů, pomocí nichž uživatel systém ovládá a komunikuje s ním, váže u vyspělých systémů určitou část kvalifikace uživatele. Člověk musí pro zvládnutí systému podstoupit určitý čas a absolvovat nějakou formu nácviku. Po jeho absolvování dále obětovat pro uchování poznatků část své paměťové a duševní kapacity. Z toho lze vyvodit, že např. konstruktér, technolog, projektant nebo jakýkoliv jiný specializovaný účastník tvůrčího procesu nemůže být schopen ovládat několik různých složitých systémů. Potom by už nedisponoval dostatečným duševním potenciálem pro svoji vlastní odbornost. CAx systém je pouze nástrojem umocňujícím duševní schopnosti člověka. Jednotné uživatelské rozhraní systému CATIA bylo vyvinuto s pomocí nejmodernějších poznatků o ergonomii tvůrčí duševní práce. Kontextově orientovaná ovládací menu s ikonami, vícejazyčné provedení textů (včetně češtiny), grafická dialogová okna, víceúrovňová nápověda a hypertextová, graficky dokonale zpracovaná dokumentace jsou charakteristiky, pro něž lze uživatelské rozhraní CATIA nazvat špičkovým řešením. Toto rozhraní je společné pro všechny aplikace. Setkávají se s ním všichni specialisté pracující na realizovaných projektech. Nespornou výhodou je samozřejmě úspora nákladů na výcvik, ale zejména důležitá možnost vzájemné zastupitelnosti uživatelů.
Samostatné CAx systémy mají vždy rozdílná uživatelská rozhraní, která obvykle ovládá pouze ten, kdo s nimi bezprostředně pracuje. Možnost vzájemné zastupitelnosti konverguje k nule a náklady na výcvik rostou.
Uvedené argumenty mohou být určitým vodítkem těm, kteří zvažují zavedení nebo modernizaci CAx technologií. Pro vývoj, přípravu výroby a další etapy realizace podnikatelských záměrů u nejnáročnějších technických oborů (automobilová, letecká, kosmická, lodní, obranná, energetická technika atd.) se vyspělé integrované systémy používají zcela dominantně. Také subdodavatelské řetězce a poskytovatelé služeb pro finální výrobce jsou jimi dnes vedeni k použití integrovaných systémů. Vyžadují to principy konzistence datových toků, systémy pro řízení kvality a snaha o efektivnost. CATIA V5, vedoucí systém na trhu integrovaných CAx řešení, plní tyto požadavky bezezbytku.
Dodavatelem komplexního řešení na bázi systému CATIA V5 je společnost Technodat, CAE-systémy, s. r. o., Zlín.
Reklama
Vydání #4
Kód článku: 20410
Datum: 17. 04. 2002
Rubrika: Trendy / Obrábění
Autor:
Firmy
Související články
CNC řízení pro rychlostní a multifunkční obrábění

Výsledek obráběcího procesu v parametrech přesnost/rychlost/povrch je dán mnoha faktory na straně stroje, nástrojů, způsobu programování a upínání, přičemž může existovat i více cest k jednomu stanovenému cíli. V tomto článku bychom se chtěli zaměřit na CNC řídicí systém, který je dnes bezpochyby podstatnou a nenahraditelnou složkou tohoto procesu. Řídicím systémem přitom většinou rozumíme jak vlastní řídicí počítač, tak i pohony os a vřeten a systémy odměřování polohy.

Virtuální stroj pomáhá vyhnout se poškození

Kolize během obrábění jsou vždy nákladnou záležitosti. Tím, jak se výroba vybavuje stále vyšší úrovní automatizace a s rozšiřováním aplikací internetu věcí (IIoT) nabývá prevence chyb na složitosti i časové náročnosti. Japonský výrobce CNC strojů Okuma , který si jako jediný na světě vyrábí veškeré klíčové komponenty obráběcích strojů sám, vyvinul digitální řešení, které slouží k přípravě, simulaci a otestování celého procesu obrábění před jeho zahájením. Během vlastního obrábění provádí systém Collision Avoidance Systém (CAS) velmi přesnou virtuální simulaci s předstihem v řádu milisekund před vlastním řezáním. Jakékoli kolize, které by mohly nastat, jsou tak zablokovány předtím, než mohou způsobit vážná poškození - šetříc čas a peníze provozovatele stroje.

Digitalizujeme svět obrábění

Digitalizace v oblasti obráběcích strojů je poměrně nový fenomén. Svět digitalizace se stává svébytným ekosystémem a Siemens jako jediný má pro jeho vytvoření a fungování potřebnou škálu nástrojů – od simulačních programů pro plánování a virtuální zprovoznění strojů, výrobků i procesů přes řídicí systémy a další prvky průmyslové automatizace po monitoring a sběr dat, cloudová úložiště i manažerské nadřazené systémy. Jaké výhody digitalizace přináší, ukázal Siemens na letošním Mezinárodním strojírenském veletrhu v Brně mimo jiné také na prototypu multifunkčního obráběcího centra MCU450 společnosti Kovosvit MAS.

Související články
Větší řádkování při obrábění načisto

Při použití fréz s optimálně zakřiveným břitem pro frézování vnějších povrchů je možné časy na dokončovací obrábění značně snížit. Docílit toho lze vzájemnou souhrou stroje, nástroje a softwaru, jak ukazuje následující příklad.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Simulací ke zlepšení efektu mazání a chlazení

Optimalizace třískového obrábění moderní metodou simulace strategie mazání a chlazení je dnes podrobena systematickému výzkumu. Použitím simulace procesu třískového obrábění a simulace proudění chladicího média se značně sníží náklady na výzkum a vývoj.

Zubní náhrady aneb strojírenství i v dentálním průmyslu

Zubní náhrady se vyrábějí již od dob egyptských faraonů téměř stejným způsobem. Pouze materiály a metody se za tu dobu vyvinuly na úroveň 21. století.

Software MSP - dva nástroje k bezchybné výrobě na 5osých centrech

V jednom z předchozích článků jsme se zabývali obslužným SW pro spínací dotekové měřicí sondy. Ukázali jsme, že běžná měřicí doteková sonda je vlastně jenom opakovatelný spínač a že použitelný výsledek nám dá až software v řídicím systému. Ať už pracujeme s makroprogramy přímo v paměti CNC nebo tvoříme vlastní cykly na úrovni CAD, výsledkem jednoho měření je obvykle údaj o jednom geometrickém prvku, maximálně vztah několika prvků (nový počátek nebo úhel natočení obrobkových souřadnic, průměr a osa díry, šířka drážky apod.). Také obslužný software skenovací sondy, která obvykle sbírá mnohem větší množství bodů než sondy spínací, většinou směřuje k hodnocení daného prvku nebo pravidelného geometrického tvaru.

Nástroje v rámci čtvrté průmyslové revoluce

Abychom mohli vyrábět součásti hospodárně, je potřebné rozšířit proces o výměnu informací. Důležitou roli při tom hraje management nástrojů, neboť pokud chybí nástroj, výroba stojí.

Je zaškrabávání nezastupitelná metoda?

V minulém vydání jsme uvedli 1. díl pohledu do minulosti i současnosti řemeslné výroby obráběcích strojů. Nyní vám přinášíme pokračování tohoto článku o unikátní metodě – technologii zaškrabávání.

Interaktivní programování CNC strojů

Proces obrábění není zdaleka tak jednoduchý, jak se v mnoha případech jeví. Současné obráběcí stroje jsou obvykle vybaveny pro volbu několika způsobů přípravy programů. Dialogový způsob programování má stále svou nezastupitelnou pozici.

Inovace na obou stranách výrobního sortimentu

Svislá dvoustojanová centra řady Genos prošla inovací technických parametrů, a to konkrétně u modelů M560R-V a M460R-VE. Současně zavádí firma Okuma i nové obslužné a komunikační rozhraní Okuma Suite do řídicích systémů svých sofistikovaných modelů. Inovace přicházejí z obou stran výrobního sortimentu – u standardních tříosých center i u vícerých víceúčelových strojů pro náročné aplikace.

Harmonizace ve svařování

Mezinárodní harmonizace norem a pravidel pro svařování je důležitá z mnoha důvodů. Primárním důvodem je skutečnost, že svařování je považováno za "zvláštní proces" (EN ISO 9001), při kterém nelze zcela zjistit jakost po skončení procesu inspekcí, ale jakost musí být sledována před i v průběhu celého procesu svařování.

Velmi rychlá dvojčata

SolidCAM a InventorCAM jsou jeden a tentýž CAM program integrovaný v různých CADech (SolidWorks a Autodesk Inventor), proto má smysl mluvit o obou najednou. Neliší se funkčně totiž opravdu vůbec, pouze je uživatel ovládá ve svém oblíbeném CADu.

Automatizace lidem práci nebere

Automatizaci se ve firmě Kovosvit MAS věnují od roku 2013. Z původního projektu vznikla samostatná divize MAS Automation a na letošní rok má plánované téměř dvojnásobné tržby oproti roku 2017. V porovnání s plánovaným obratem celého Kovosvitu jsou tržby divize zatím nevýznamné, ale průměrný růst divize o dvě třetiny ročně dokládá, že automatizace má v podniku ze Sezimova Ústí zelenou.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit