Design de processo

Os termos CAD, CAE e CAM já são comuns na indústria moderna. Eles estão relacionados com a utilização do computador nas diferentes fases de desenvolvimento de um produto, que envolvem o seu desenho (CAD), a simulação computacional de seu comportamento físico (CAE) e o planejamento e controle de sua produção (CAM). 

O acrônimo CAD/CAM é proveniente do inglês Computer Aided Design/Computer Aided Manufacturing e representa a aplicação de sistemas computacionais para auxiliar etapas do processo produtivo, da concepção do produto às etapas de manufatura.

. Na próxima etapa, chamada de “Análise e Otimização” é feita a análise do projeto geométrico proposto anteriormente de forma a prever o seu comportamento mecânico, elétrico, etc. Essa etapa também pode ser realizada no computador utilizando-se o chamado software de CAE (“Computer Aided Engineering”), que é um software que permite simular o comportamento mecânico, elétrico, etc. da peça projetada no CAD.

Encerrado o projeto do produto, segue a sua fabricação. Novamente, o computador ajuda a redução de custos nessa fase através da utilização de softwares de CAM (“Computer Aided Manufacturing”) que essencialmente, além de estimarem os custos e tempos de produção da batedeira, geram a partir do desenho no CAD um programa a ser fornecido a uma máquina ferramenta (também controlada por computador) que vai permitir essa máquina usinar o molde a ser usado na injetora de plástico para fabricar a batedeira, por exemplo.

Sistema de Produção CAD

Introdução

CAD é o acrônimo inglês de Computer Aided Design, e significa Desenho Assistido por Computador. A tecnologia CAD dirige-se aos centros técnicos e de desenho de uma larga gama de empresas e permite realizar desenhos bi e tridimensionais de peças e alterá-los como se desejar. Um erro comum é a utilização do nome Autocad, que é um software exclusivamente CAD desenvolvido pela empresa Autodesk Inc., para se expressar assuntos relativos à tecnologia CAD.

Ferramentas que facilitam a execução do projeto (inserir figuras):

• “Light-pen”: trata-se de um dispositivo similar a uma caneta que quando apontada para um ponto do vídeo, envia as coordenadas desse ponto para o computador. Permite desenhar figuras e indicar pontos na tela;

• Mesa digitalizadora: é uma mesa sobre a qual é movimentado um dispositivo similar a um mouse que envia ao computador as coordenadas do ponto indicado com precisão de até centésimos de milímetro. Pode ser usado para a digitalização de desenhos enviando as coordenadas do seu contorno;

• Digitalizadores de imagem: dispositivos que captam a imagem do ambiente e a convertem para códigos que podem ser manipulados pelo computador. Como exemplo, temosas câmeras de vídeo e fotográficas digitais e os “scanners”;

• Plotters: são dispositivos usados especificamente para imprimir os desenhos do CAD em papéis padronizados (A2, A3, A4, etc.). Utilizam-se canetas esferográficas ou não, que traçam retas e pontos sob o comando do computador;

Vantagens:

Aumentar a capacidade do projetista/engenheiro: Redução do tempo necessário em sintetizar, analisar e documentar o projeto. O aumento da produtividade não traduz-se somente em custos mais baixos de projeto, mas também em prazos menores para sua conclusão;

Melhorar a qualidade do projeto: Um sistema CAD permite a análise de engenharia mais completa (da concepção ao dimensionamento final do produto) e propicia um número maior de alternativas para serem investigadas, em pouco tempo. Erros dimensionais de projeto são reduzidos.

Melhorar q a qualidade de comunicação: O uso do sistema CAD fornece melhores desenhos de engenharia, maior padronização nos detalhamentos, melhor documentação do projeto, maior clareza de detalhes.

Criação de um arquivo (database) de produção.

Desvantagens:

Possíveis custos associados à : aquisição do software e do hardware especifico que essas aplicações requerem, formação dos utilizadores.

Aplicações:

Aeroespacial Arquitetura Automotivo Elétrico Eletrônico Mecânico Hidráulico

Exemplos

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Programação em CAD:

AutoCAD Solidworks Catia NX

Sistema de Produção CAM

Introdução

CAM (“Computer Aided Manufacturing”) é definido como o uso do computador no planejamento, gerenciamento e controle da manufatura. A engenharia CAM faz referência concretamente àqueles sistemas informáticos que ajudam a gerar os programas de Controle Numérico necessários para fabricar as peças em máquinas com CNC (Comando Numérico Computadorizado). A partir da informação da geometria da peça, do tipo de operação desejada, da ferramenta escolhida e das condições de corte definidas, o sistema calcula as trajetórias da ferramenta para conseguir a usinagem correta, e através de um após processado gera os correspondentes programas de CN com a codificação especifica do CNC onde se executarão. De modo geral, a informação geométrica da peça provem de um sistema CAD, que pode estar ou não integrado com o sistema CAM .

Principais tarefas realizadas pelo CAM

• Estimativa do custo total (material e produção) de um novo produto a ser fabricado;

• Planejamento do processo, ou seja, planejamento da sequência de operações e quais as máquinas que deverão ser utilizadas para a fabricação do produto e seus componentes;

• No caso de processos que envolvam usinagem, o CAM calcula os parâmetros ótimos de usinagem, como rotação da ferramenta ou da castanha de um torno, velocidade de avanço da ferramenta, número de passes, etc. Além disso, o CAM é capaz de simular a usinagem da peça na tela do computador;

• Gerar um programa para ser fornecido ao computador da máquina ferramenta de comando numérico que usinará a peça;

• Estudo de tempos de produção envolvidos na fabricação da peça;

Programação CNC

Os sistemas CNC normalmente são utilizados para o cálculo do caminho da ferramenta, a partir da representação geométrica da peça disponível na forma computacional.

Os comandos de um programa CNC são os responsáveis pelo acionamento de uma máquina CNC, informando todas as etapas de fabricação de uma determinada operação de uma peça. Uma linha de comando de um programa CNC pode conter informações sobre o movimento da ferramenta (movimento rápido, interpolação, etc), informações tecnológicas (velocidade, avanço, etc.) ou informações que acionem funções auxiliares .

A obtenção dessas informações depende sobre tudo dos dados da peça a ser maquinada, considerando-se as limitações da máquina, as características do CNC e da ferramenta.

Três tipos de métodos para programar máquinas CNC:

Programação direta da máquina: Neste método, o programador, com a geometria à disposição define o percurso da ferramenta e transforma-o em linguagem de máquina.

Programação manual: Neste caso, o programador interpreta o desenho da peça, calcula os pontos da trajetória da ferramenta, preenchendo um formulário que poderá ser digitado na máquina, ou enviando diretamente para o operador da máquina, que digitará diretamente na máquina.

Programação auxiliada por computador: A função do programador é escrever o programa fonte, onde se define a geometria da peça e/ou percurso da ferramenta, via definição de forma padronizada pela linguagem de entes geométricos e funções auxiliares. Esse programa fonte é trabalhado por um computador, que realiza cálculos geométricos, determina o contorno da ferramenta e gera um arquivo neutro, independente da máquina. Posteriormente esse arquivo é pós-processado, gerando um arquivo especifico para o comando da máquina.

Vantagens:

Não há necessidade de calculo de trajetória, transferindo esse trabalho para os recursos computacionais.

Facilidade na construção geométrica e na visualização do processo

Desvantagens:

Programação direta e manual, apresentam o inconveniente de não serem produtivas, pois gasta-se muito tempo no calculo da trajetória da ferramenta.

Programação direta, a máquina permanece parada durante toda programação.

Alguns softwares CAM:

PowerMill Mastercam Solidcam

Referências

http://www.resumosetrabalhos.com.br/sistemas-cad-cam-cai.html

http://www.mecatronicaatual.com.br/educacao/1780-anlise-conceitual-sobre-a-tecnologia-cadcam

http://www.mecatronicaatual.com.br/educacao/993-cadcaecam?showall=&start=2

http://www.dei.isep.ipp.pt/~paf/proj/Julho2003/CAD_CAE_CAM_CIM.pdf