nx دارای 58 صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است
فایل ورد nx کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه و مراکز دولتی می باشد.
این پروژه توسط مرکز nx2 آماده و تنظیم شده است
توجه : در صورت مشاهده بهم ريختگي احتمالي در متون زير ،دليل ان کپي کردن اين مطالب از داخل فایل ورد مي باشد و در فايل اصلي nx،به هيچ وجه بهم ريختگي وجود ندارد
بخشی از متن nx :
منابع و مأخذ:1- خلاصه تفاسیر قرآن مجید، المیزان و نمونه، نوشته عباس پورسیف.2- ترجمه خلاصه تفسیرالمیزان (علامه طباطبایی) نوشته كمال مصطفی شاكر.
مقدمهمقدمه نویسنده: رشد روزافزون تكنولوژی كامپیوتر و قابلیتهای كنترلی، محاسباتی و گرافیكی آن موجب شده است تا این دستاورد حیرت‌انگیز بشری به عرصه طراحی و تولید قطعات صنعتی قدم بگذارد. استفاده از كامپیوتر در فرآیندهای طراحی و تولید «تكنولوژی طراحی وتولید به كمك كامپیوتر CAD/CAM [Computer Aided Design and Computer Aided Manufacturing] نام دارد . هنگامی كه قطعات دارای تنوع و پیچیدگی‌های بسیاری هستند و نمی‌توان برنامه ساخت آنها را توسط ماشین CNC و به كمك دست انجام داد،كامپیوترها و نرم‌افزارهای كاربردی در هر دومرحله طراحی و ساخت به كمك انسان می‌آیند. برنامه ریزی فرایند ساخت، برنامه‌ریزی ملزومات مواد، كنترل كیفیت و تمامی مسائل مربوط به مدیریت خودكار تولید،با استفاده از این تكنولوژی به راحتی امكان‌پذیر است.
در سالهای اخیر نهدهای صنعتی كشورمان نیز به تدریج به اهمیت شناخت و به كارگیری تكنولوژی CAD/CAM پی‌برده‌اند. اینجانب نیز با توجه به مشغول بودن در صنعت هوافضا و نیاز به ساخت و مدلسازی و طراحی قطعات با استفاده از این فرآیند، اقدام به انتخاب این موضوع برای پروژه پایان تحصیلی خود نمودم. امید است این اقدام، پیش زمینه‌ای برای استفاده بیشتر از این فرایند برای تولید قطعات مورد نیاز كشورمان برای خودم و خوانندگان آن باشد.
فصل اول:تاریخچه CAD/CAM و مثالهایی كاربردی از آن
1-1 تاریخچه CAD/CAMدر قرن 19 انقلاب صنعتی موجب رشد توان فیزیكی بشر شد. در قرن 20 نیز دومین انقلاب صنعتی با ظهور كامپیوترها به وجود آمده و قابلیتهای فكری بشر را رشد داده است.
امروزه بدون استفاده از كامپیوتر نمی‌توان پروژه صنعتی مهمی را انجام داد. از اواخر دهه 50 میلادی با قوی شدن ظرفیت ذخیره و سرعت عملیات كامپیوترها، كاربرد آنها در پروژه های مهندسی به طور وسیعی روبه فزونی نهاد. مخصوصاً با ظهور تكنولوژی میكروالكترونیكی VLSI یا مدار مجتمع با مقیاس بسیار بزرگ، سخت‌افزار كامپیوتر هر روز ارزان و ارزان‌تر شد؛ به گونه‌ای كه شركتهای صنعتی تمایل پیدا كردند، تا از قابلیتهای آن استفاده كنند. به دلیل كوچك شدن سخت‌افزار كامپیوتر، این ابزار به سرعت در زمینه‌هایی از صنعت نفوذ كرد كه به دلیل بزرگ بودن اندازه كامپیوترهای سنتی، امكان نفوذ چندانی نداشت.
در نتیجه این تحولات در علم كامپیوتر، “طراحی به كمك كامپیوتر” و “تولید به كمك كامپیوتر” (CAD/CAM) به خاطر قابلیتی كه در افزودن “بهره‌وری” داشت ،به سرعت در صنایع مهندسی مقبولیت یافت. همان‌طور كه نام CAD/CAM نشان می‌دهد، این تكنولوژی می تواند چنین تعریف شود: “استفاده از كامپیوترها به منظور كمك به فرایند طراحی و تولید”؛ به عبارت دیگر CAD/CAM عبارت است از كابرد كامپیوترها در فرایند تولید قطعات مهندسی كه از دفتر نقشه كشی شروع شده و پس از دپارتمان تولید، كارگاه ماشین، دپارتمان كنترل كیفیت، نهایتاً به انبار قطعات ساخته شده ختم می گردد.
این تكنولوژی روشی موثر، صحیح و رضایت‌بخش را برای طراحی و تولید محصولات با كیفیت عالی بیان می‌كند. CAD/CAM شامل دو بخش جداگانه به نام‌های ذیل می باشد: 1- طراحی به كمك كامپیوتر Computer Aided Desing2- تولید به كمك كامپیوتر Computer Aided Manu facturingاین دوبخش در طی 30 سال گذشته به طور مستقل رشد كرده‌اند و هم اكنون هردوی آنها با هم تحت عنوان سیستمهای CAD/CAM یكپارچه شده‌اند. معنای یكپارچگی این است كه كلیه عملیات طراحی و تولید می تواند در یك سیستم واحد مورد نظارت و كنترل قرار گیرد.
طراحی به كمك كامپیوتر، اساساً بریك تكنیك متنوع و قدرتمند به نام گرافیك كامپیوتری (Computer Graphics) استوار است. گرافیك كامپیوتری عبارت است از ایجاد و دستكاری اشكال بر روی یك دستگاه نمایش به كمك كامپیوتر، گرافیك كامپیوتری در سال 1950 در دانشگاه ام.آی. تی آمریكا پایه‌ریزی شد و اولین تصاویر ساده برروی كامپیوتر «ویرل‌ونید» Whirlwind نمایش داده شد. با ظهور سخت‌افزار پیشرفته كه حافظه و سرعت آن بالا و ارزان نیز بود، نرم‌افزارهای جدیدتری نیز در زمینه گرافیك به وجود آمدند. نتیجه چنین تحولی، كاربرد روزافزون CAD در صنعت بود. در آغاز، سیستمهای CAD به صورت ایستگاههای نقشه‌كشی خودكاری بودند كه در آن رسام‌های Plotter تحت كنترل كامپیوتر، نقشه‌های مهندسی را تولید می‌نمودند.
امروزه سیستم های CAD می‌توانند به مراتب بیشتر از نقشه‌كشی عادی كار انجام دهند. برخی از سیستمها دارای قابلیتهای تحلیلی نیز هستند . برای نمونه نرم‌افزارهایی از CAD وجود دارند كه با روش المان محدود می توانند قطعات را از نظر مسائل تنش، حرارت و مسائل مكانیكی مورد تجزیه و تحلیل قرار دهند. همچنین نرم افزارهایی از CAD وجود دارند كه می‌توانند حركت قطعات را نیز مورد مطالعه قرار دهند. تولید به كمك كامپیوتر اساساً با ظهور كنترل عددی Numerical) Control) یا (NC) مطرح شد. در اواخر دهه 40 فردی به نام “جان پارسونز” Jon T.parsons روشی خاص برای كنترل یك ماشین ابزار ابداع كرد. در روش او كارت‌های سوراخ شده (Punched Cards) به كار برده شده بود. تا اطلاعات مختصاتی حركت ماشین به آن ارائه گردد. در این حالت، امكان انجام ماشین‌كاری روی سطوح موردنظر توسط ماشین میسر می‌شد. با مشخص شدن مقادیر عددی برای حركت محور ماشین ابزار، تحولی در حركت مكانی ماشین ابزار ایجاد شد. اولین نمونه ماشین NC در سال 1952 ساخته شد. تا بتواند توانایی‌های آن را بیان كند. سپس، سازندگان ابزار و صنایع تولیدی متحداً ماشینهای NC جدیدی متناسب با نیازهایشان ساختند. در اواخر دهه 50 كامپیوترها در دسترس بودند و مسلم شده بود كه آنها می‌توانند مقادیر عددی مورد لزوم ماشینهای كنترل عددی را تولید نمایند.
در این مرحله نیروی هوایی آمریكا با پرداخت مبالغ زیادی به دانشگاه ام.آی. تی خواستار طراحی یك برنامه‌نویس قطعه شد كه بتواند برای تعریف حركات هندسی ابزار، در ماشینهای كنترل عددی به كار گرفته شود. نتیجه این كار پیدایش زبان APT [Auto matically Programed Tools] شد،كه امروزه به عنوان زبان استاندارد ماشین NC ساخته شده است.
APT امكاناتی را فراهم می آورد كه برنامه نویس قطعه می‌تواند میان دستورالعملهای ماشین‌كاری و ماشین ابزار ارتباط برقرار سازد. با ATP برنامه‌نویس می تواند اشكال ابزار، تلرانس‌ها،تعاریف هندسی، حركات ابزار و فرامین كمكی ماشین را تعریف كند. تعدادزیادی زبان برنامهنویسی NC نیز براساس زبان APT بعداً به وجود آمدند. همانگونه كه شرح داده شد، پیشرفت‌های اولیه CAM عمدتاً در حوزه كنترل عددی تمركز داشته است. تا این اواخر، فرامین و دستورالعملهای NC هنوز در دست انسان تولید و تصحیح می‌شدند.هم‌اكنون سیستمهای CAM می‌توانند برنامه‌های NC را با درجه‌ای از صحت ودقت بالا تولید كنند و مسیر ابزار (Cutter Line) را برای مشخص شدن ترتیب مراحل ساخت روی صفحه تصویر Monitor سریعاً نشان دهند. برخی از این سیستمها حتی قابلیت مدیریت كارخانه را نیز دارند؛ و جریان كار و مواد را در طول كارخانه هدایت می‌كنند. دست آورد تكنولوژیك جدیدی كه به تدریج به جمع فعالیت‌های CAM پیوست، كه در آن بازوهای متحرك خودكار، قطعات كاری و ابزارها را به كار می گیرند. ]رجوع به 1و 8[
2-1 مثالهایی كاربردی از تكنولوژی CAD/CAM در جهان – درسیستم‌های اولیه CAD/CAM ، بیشتر تجهیزات حجیم بودند و قیمت بالای چند میلیون دلار داشتند. همچنین برای به كاربردن آنها نیاز به یك اپراتور بود كه به كارهای برنامه‌ریزی و كاربرد كامپیوتر آشنایی داشته باشد. درنتیجه فقط شركتهای بزرگ ساخت هواپیما و صنایع هوافضا و خودروسازی قادر به استفاده از آنها بودند؛ و هنوز هم بسیاری از تجیهزات سیستمهای CAD/CAM تحت استفاده انحصاری این شركتهای بزرگ قرار دارد.
اما در حین سیر نزولی كه در اندازه و قیمت این مجموعه روزبه روز صورت میگیرد، قدرت محاسباتی آنها بالا می‌رود. نتیجه این امر رشد و گسترش وسیع و سریع سیستمهای مذكور در صنایع عمومی بود كه از طریق وارد شدن این سیستمهای مستقل و نه‌چندان هزینه بر كه در آنها استفاده كننده می‌تواند عملیات طراحی خیلی پیچیده، تجزیه و تحلی و دیگر كارهای تولیدی را انجام دهد ،صورت گرفت. این امر یعنی بهره گیری از كامپیوترهای كوچك ،به استفاده كننده اجازه می‌دهد كه بدون آموختن برنامهنویسی و نحوه كاربرد كامپیوتر، از مزایای آن بهره بگیرد.
اگرچه سیستمهای خیلی پیشرفته در كارخانه‌های بزرگ باقی می‌مانند، ولی بسیاری از كارخانه های كوچك كه قبلاً توانایی خرید سیستمهای CAD/CAM را نداشتند، هم‌اكنون جزواستفاده كنندگان این سیستم ها می باشند. البته مهمترین انگیزه استفاده از CAD/CAM افزایش بهره‌وری Productivity مهندسی است. هزینه‌های بسیار زیاد تولید سنتی سفینه‌های فضایی، این كارخانه ها را واداشت كه از چندین سال قبل برای تولید اقتصادی‌تر هواپیما، به فكر تجهیز كارخانه‌هایشان به سیستم CAD/CAM بیفتند. به همین ترتیب ، صنایع خودروسازی این تكنولوژی را به عنوان بهترین راه طراحی و تولید اتومبیل‌ها قلمداد كردند. طراحی وتولید به كمك كامپیوتر CAD/CAM ،امروزه ،به همه صنایع سرایت كرده است و در تولید بسیاری از محصولات به كار گرفته می شود.
1-2-1 استفاده از تكنولوژی CAD/CAM در فضا نوردیاحتمالاً كاربرد CAD/CAM در صنایع مربوط به فضانوردی از همه رشته‌های دیگر قدمت بیشتری دارد؛ و شركت بوئینگ یكی از پیشتازان استفاده از این سیستم می باشد كه درجهت توسعه و بسط آن از اولین روزهای مطرح شدن، سهم به سزایی داشته است. در اواخر سال 1950 میلادی، زبان APT را برای تشریح و تولید قطعات به كمك ماشین های NC با حیطه عمل نسبتاً محدودی به كار گرفت؛ و در اوایل سال 1960 میلادی، در زمینه تولید قطعات هواپیمایی بوئینگ 727، كمك بیشتری از ماشینهای NC گرفته شد.
در اواسط سال 1960 میلادی، شركت بوئینگ طرح ساخت بوئینگ 737 را ارائه داد و خودش را در زمره بزرگترین استفاده كنندگان تجهیزات كنترل عددی NC قرار داد. مهندسین آن، نه تنها از تكنولوژی NC برای ساخت قطعات استفاده می‌كردند، بلكه از آن برای تشریح و تفسیر معادلات ریاضی سطوح پیچیده مربوط به بدنه هواپیما ، كمك می‌گرفتند. این تصمیم منجر به ارائه برنامه APLFT شد، كه یكی از پیشتازترین برنامه‌ها در تكنولوژی توصیف سطوح تابدار پیكره‌ای می‌باشد.
در اوایل سال 1970 میلادی، كمپانی بوئینگ اولین استفاده كننده تكنولوژی APT در توسعه نقشه‌های مهندسی بود. در این كاربرد، برنامه برای حركت دادن یك ماده خالكوبی در مقابل ابزار برش یك ماشین افزار به كار می رفت. یكی از اولین پروژ‌‌ه‌های اصلی كه این قدرت (رسم نقشه) را آشكار ساخت، برنامه حمل ونقل تاكنیكی 14- YC بودكه برای ترسیم قسمتهای زیادی از بدنه و بال هواپیما به كمك زبان APT می تواند در ترسیم قطعات مشابه و هم خانواده، نظیر كناره بالها و بدنه هواپیما كارایی خوبی داشته باشد.
اما نكته قابل توجه‌تر این بود كه این كوششها همگی نشان دادند كه یك سیستم كامپیوتری، می‌تواند در طراحی و تولید قطعات پیچیده خیلی مثمر ثمر افتد. این تلاشها پایه ای برای توسعه روزافزون این مجموعه‌های پیشرفته، در راستای رسیدن به سیستمهای مجتمع شده CAD/CAM بود كه بتواند تمام كارهای تولید و طراحی را به خوبی انجام دهد. در اواسط سال 1970 میلادی، شركت بوئینگ از سیستمهای كامپیوتری گرافیكی متقابل، برای تولید بوئینگ 747 استفاده نمود. این سیستمهای تبادلی، اپراتور را قادر ساخت تا نقشه قطعات را ترسیم نموده و آنها را بدون فوت وقت در قابل یك شكل گرافیكی نمایش دهد؛ و در نتیجه ساختارهای NC در سیستمهای كنترل كامپیوتری تولید و استفاده از تجهیزات این مجموعه‌ها، به صورت چشمگیری افزایش یافت.
به عنوان مثال،می‌توان ماشینهای پرچ عظیمی كه در طول هواپیما، به حركت در‌می‌آیند و به طور خودكار سوراخهایی در بدنه ایجاد نموده، بعد خزینه زنی می كنند و سپس پرچ را در سوراخ قرار داده و پرچ می‌كنند،نام برد . شركت بوئینگ ،هم اكنون قابلیتهای CAD/CAM را برای خانواده جدید تولیداتش، یعنی هواپیما بوئینگ 757 و 767 و 777 به كار می‌برد. در بوئینگ 767 بیشتر از هر هواپیمای دیگری از سیستمهای CAD/CAM استفاده می شود. حدود شش‌هزار نقشه (چیزی در حدود %30 از كل هواپیما) قرار است توسط CAD/CAM تولید شوند. این نقشه‌ها برای طراحی قطعاتی است كه 90% وزن بدنه هواپیما را تشكیل می‌دهند.
نقشه‌های ترسیم شده برای بوئینگ، حاصل تركیبی از به كارگیری زبان APT و گرافیكهای تبادلی بود. اساساً زبان APT برای تعریف سطوح قطعات مشابه به كار می‌رود، در ضمن این كه سیستمهای گرافیكی برای افزودن جزئیاتی نظیر چهارچوب بالها، ستونهای عقب و جلو و زه‌های ستونهای داخلی به كار می‌روند، هر ساختاری مربوط به قطعات مختلف، باتبدیل پارامترهای مربوط به آن قطعه به زبان APT، می‌تواند تولید شود و نتایج مربوط به هندسه قطعه نیز می تواند بعداً به یك ترمینال CAD/CAM انتقال داده شده و اطلاعات اضافی به آن افزوده گردد. با تركیب همه این اطلاعات در قالب یك پایگاه اطلاعاتی جامع، قطعات نهایی هواپیما در كامپیوتر روی هم مونتاژ می‌شوند تاوضعیت آنها از حیث لقی وسائل انطباق بررسی شود. به عنوان مثال، ممكن است عملكرد چرخ‌دنده‌ها در اثر عدم روغنكاری و خشك كار كردن آنها بررسی گردد؛ یا مسیر سیم‌های برق و لوله‌ها از میان قسمتهای مختلف هواپیما، مورد مطالعه قرار گیرد.
طرحهای ارائه شده در جهتی آماده شده بودند تا سرویس‌های كامپیوتری بوئینگ را آن‌قدر واضح و روش نمایند كه همه مهندسین بتوانند با پایگاههای اطلاعاتی عظیم از طریق ترمینالهای گرافیكی ارتباط برقرار كنند. این امر شامل همه مهندسینی كه در سراسر ایالات متحده آمریكا و دیگر جاها كار می‌كنند می گردد، تا بتوانند با پایگاههای اطلاعاتی از طریق ترمینالها گرافیكی و با دادن هندسه شكل قطعات برای طراحی و تجزیه و تحلیل ساختاری آنها، ارتباط برقرار كنند.
طبیعتاً ،زمان حل مساله بطور محسوسی كاهش خواهد یافت، طرحها مجتمع‌تر و مطالعات و بررسی‌ها جامع‌تر خواهند شد و وسایل ارتباطی توسعه خواهند یافت. همه تولید‌كنندگان اصلی هواپیما، همپای نیروی هوایی آمریكا در جهت توسعه زمینه‌های استفاده از CAD/CAM گام برمی‌دارند. متمركزترین كوشش نیروی هوایی و اصلی‌ترین پروژه آن، برنامه ICAM می باشد كه هدف نهایی از ارائه آن رسیدن به كارخانه‌های خودكار برای تولید هواپیما می باشد. با وجوداین، استفاده از CAD/CAM در دیگر وسائل و تجهیزات نیروی هوایی نیز وجود دارد. صدها مهندس نقشه‌كش ، كه روی طرح ریزی پلان همكف در بیشتر مراكز مهندسی سایتهای لازمه كار می‌كنند، در مؤسسه «آرنولد» برای طرح‌ریزیهای آتی مشغول به كار هستند. طرحهای فعلی محدود به مختصات و هندسه شكل دوبعدی می‌شود.
اما طرح ها در حال بسط یافتن به سوی سیستمهای كاملاً سه بعدی می‌باشند. هنگامی كه این طرحها كاملاً تجهیز شدند، برای تولید اجزای پیچیده هواپیما‌ها روی سیستمهای كنترل عددی سیستم DNC (Desing Numerical Control) به كار گرفته می‌شوند و می‌توانند برای انجام تست پروژه های مربوط به نیروی هوایی نیز مورد استفاده قرار گیرند. روزبه روز در تولید هواپیماهای سبك نیز از CAD/CAM بیشتر استفاده می شود. شركت «پیپر» برای ایجاد طرحهای مهندسی و تجهیز وسایل خود از سیستم MCAUTO.CADD بهره گرفته است. از این سیستم در تولید قطعات هواپیمای مدل Cheyenne III بهره فراوانی گرفته شده است.
كاربرد این سیستم ،در كاهش زمان تولید و حذف خطاها خیلی مثمرثمر می باشد. شركت “پیپر” به این نكته واقف گردیده است كه استفاده از CAD/CAM ارتباط میان بخشهای مختلف عملیاتی را در ایالتهای مختلف فلوریدا، پنسیلوانیا و كالیفرنیا خیلی تسریح می‌نماید. با دادن این طرح، اطلاعات مربوطه بر روی ترمینالهای گرافیكی از طریق خطوط تلفنی منتقل می‌شد و مهندسین هركدام از این قسمتها، بطور یكسان و بدون هیچ تبعیضی می‌توانستند،طرح داده شده را تحت بازنگری قرار دهند. شركت “پیپر” از برنامه‌ای به نام CADD ، تحت عنوان FAST CUT برای تولید ساختارهای NC كه در ماشینهای پرس، فرز چند محوره و ماشینهای مورد استفاده می‌باشد، كمك میگیرد. برنامه FACT CUT با ایجاد یك رابطه تبادلی از روی هندسه سیستم CADD ،یك نوار NC تهیه می‌كند كه به كمك آن می‌توان عملیات خط‌كشی روی فرز Scribing هسته زنی، پرچ‌كاری، فرزكاری و سوراخ كاری و دیگر كارهای تولید را كنترل نمود. در نتیجه شركت “پیپر” طرح قطعات را با سیستم CADD تهیه می‌كند و برای تولید آنها از سیستم FAST CUT و تولید نوارهای NC كمك میگیرد.
2-2-1 استفاده از سیستم CAD/CAM در خودروسازی: صنایع خودروسازی عموماً با سیستمهای CAD/CAM سازگار بوده است . تكنولوژی كامپیوتر مهندسین را وادار می‌سازد كه طرحهای جدید خودروها را به سمت ایجاد ایمنی بالاتر و كاهش وزن خودرو برای مصرف سوخت كمتر پیش ببرند. در مجموع، زمان و هزینه ساخت اتومبیل‌ها در صورت به كارگیری سیستمهای CAD/CAM كمتر می شود.
اساساً تكنولوژی كامپیوتری، مهندسین را قادر ساخته است تا به صورت خیلی بهتر مدیریت دهها هزار متغیر مربوط به طرح اتومبیل را به عهده بگیرند و تمام مسائل درگیر با طرح مربوطه را زیرنظر داشته باشند. صاحب‌نظران در زمینه صنعت چنین می‌گویند كه وسایل ایمنی بیشتر، مسائل محیطی و تجهیزات كم كردن مصرف سوخت در اتومبیل توسط دولتهای فدرال چنان دقیق و سریع توسعه داده شده اند كه این امر واقعاً برای آدمی میسر می شود كه به تنهایی و با سرعت لازم بتواند نقشه‌های مهندسی را تغیر داده و اصلاح نماید. همچنین آنها معتقدند كه كامپیوتر برای طراحی خودرو، یك ضرورت است. زیرا به وسیله كامپیوتر می‌توان استانداردهای لازم را به خوبی رعایت نمود.
با همه آنچه گفته شد، این فقط قطعات مكانیكی نیستند كه توسط كامپیوتر مدلسازی می‌شوند. یكی از جدیدترین استفاده‌های تكنولوژی CAD/CAM درشركت «كرایسلر» (Chrysler) صورت میگیرد. این تكنولوژی ماكتی تحت عنوان «سایبرمن» می باشد. این مدل كامپیوتری برای ارزیابی نحوه دادن صندلیهای داخلی اتوبوس و دستگیره‌ها به كار می‌رود.
مدل كامپیوتری فوق، مهندسین را قادر می‌سازد تا بتوانند در مراحل اولیه طراحی وسیله نقلیه، وضعیت مسافرین را پیش بینی كرده و از صرف هزینه‌های ساخت فیزیكی وسیله جلوگیری نمانید. مدل می‌تواند برای جاها و موقعیت های مختلف برنامه‌ریزی شود. و سپس روی صفحه یك ترمینال گرافیكی چه به عنوان یك قطعه الصاقی و یا یك طرح نهایی یا قاب سیمی مورد بررسی قرار گیرد.
شبیه سازی سیستمها، یكی از مهمترین مسائل در به كار بردن سیستمهای CAD/CAM می باشد كه در صنایع خودروسازی نقشی بسیار مهم را ایفا می‌كند. با به كارگیری روش شبیه‌سازی، یك مدل دقیقی از وسیله نقلیه ساخته شده و تمام حالات و قیود و بارهای اعمال شده در حالت واقعی برآن اعمال می شود و مدل نیز پاسخهای لازم را به عملهای وارده به آن درست مشابه یك ماشین واقعی می‌دهد. مدل شبیه سازی شده و سیستم مدلسازی كردن، همه خصوصیات قطعات از تایر و كمك فنرها گرفته تا تمام بدنه ماشین را نشان می‌دهد.
داده‌های اضافی كه به مدل سیستماتیك داده می‌شود، نمایشگر بارهای خارجی وارد برقطعه نظیر برخورد بین لاستیك و گلگیرها و دیگر اشكالاتی است كه ممكن است در حین حركت خودرو پیش بیاید.
كامپیوتر، همه این دسته اطلاعات را جمع‌بندی كرده و سپس یك برآورد دقیق از رفتار وسیله نقلیه در حین شرایط مختلف كاری را به شكل یك مدل شبیه سازی شده نقاشی متحرك ارائه می‌دهد كه بیانگر تغییر شكلهای به وجود آمده در ساختار وسیله نقلیه می باشد. جابه‌جایی واقعی و تغییر شكلهای وارد بر قطعه، بسیار كوچك بوده و سریع صورت می‌پذیرد. بنابراین مدلهای شبیه‌سازی این تغییر شكلها را به صورت اغراق‌آمیز و بزرگ شده و در قالب حركت آهسته نشان می‌دهند تا تمام تغییر حالتها به وضوح نشان داده شده و بررسی شوند.
برمبنای این مدلهای شبیه‌سازی شده، طرح خودرو ممكن است آن قدر مورد تجدید نظر و شبیه‌سازی قرار گیرد تا نهایتاً به یك طرح اجرایی منجر گردد. در این شیوه، مدل بدون به كارگیری هیچ وسیله سخت افزاری در كامپیوتر مورد تجزیه و تحلیل و طراحی قرار میگیرد. اصولاً، طرحهای حاصل از به كارگیری سیستمهای CAD/CAM یك طرح بهینه خواهد بود. زیرا كه حالتهای مختلف یك طرح شبیه سازی شده، وبهترین حالت آن انتخاب می شود. در مقابل آن، فرایند تكراری ساختن و آزمایش كردن می باشد كه نیازمند اندازه‌گیریهای فیزیكی زیادی نیز هست. در شرایط طراحی توسط نیروی انسانی و روشهای دستی، طرح ماكت، طرح قابل قبول (Feasible) می‌تواند گردد و ممكن است همیشه بهترین طرح نباشد. زیرا كه تغییرات كلی در طرح، در حین ساخت ممكن نیست و آنها بعداز ساخت و طی كردن حداقل مراحل اولیه آن،مشخص می گردد.
بازدهی و كارآیی تكنولوژی CAD/CAM در طراحی خودرو، موقعی آشكار شد كه كمپانی «جنرال موتورز» از سیستم شبیه‌سازی كامپیوتری درطرح ماشینهای سری Full-Sized Bبهره گرفت. این تكنیك ،به مهندسین این توانایی را می‌داد تا از وزن ماشین با حفظ سرعت و قابلیت و كیفیت حمل ونقل،آن حدود 500 كیلو بكاهند. دیگر سودهای حاصل از به كارگیری شبیه‌سازی كامپیوتری در صنایع اتومبیل سازی، كاهش هزینه و زمان ساخت محصولات می باشد. برای مثال،در طرح ماشین «كادیلاك سویل» Cadilac Seville)) زمان زیادی روی شبیه‌سازی كامپیوتری آن صرف شده و یك طرح خوب و قابل اجرا در مدت 6 ماه وكمتر از زمان پیش‌بینی شده بدست آمد.
تجزیه و تحلیل مدل اجسام محدود، تكنیك دیگری است كه در صنایع اتومبیل سازی برای تشخیص نقاط پرتنش در قطعاتی نظیر گلگیرها كه خیلی ضربه‌پذیر و مستهلك شونده هستند، كاربرد زیادی دارد. با استفاده از این روش، تحلیل‌گر می‌تواند اثرات تغییر شكل در طرح و یا تغییر مواد خام برای ساخت قطعات را بررسی كند. شركت «كرایسلر» قصد دارد در طرح سریع‌ترین ماشین خود با بهره‌گیری از روش مدل اجسام محدود، با یك آزمایش امكان به كارگیری قطعات سبك نظیر پلاستیكها، گرانیتها و فولادهای با استحكام بالا، حدود 1300 پوند از وزن متوسط وسیله نقلیه بكاهد. به همین ترتیب، در شركت «فورد» نیز از روشهای مدل اجسام محدود و تكنولوژی وابسته به آن استفاده چشمگیری می شود و مدلهای «سكورت- لینكس» (Secoret/lynx models) از اولین خطوط تولید این كارخانه است كه تمام مراحل آن از CAD استفاده می شود.
همچنین روش اجسام محدود برای بررسی نحوه انهدام خودروها نیز به كار می‌رود. در اوایل سال 1960 میلادی، تنها راه بررسی این مقوله برخورد یا تصادم اتومبیل با مانع بوده بعداً، شبیه‌سازی كامپیوتر مبتنی برقسمت داده‌ها برای مطالعه دینامیك خرد شدن وسیله نقلیه واثر آن برمحیط اطراف خود مورد استفاده قرار گرفت و شبیه‌سازی نحوه انهدام خودرو، به عنوان یك ابزار مطمئن در طراحی خودرو، به كار گرفته شد. اما این روش هنوز هم، نیازمند به دادن اطلاعات تجربی و غیرعلمی می‌باشد، تا بتواند تغییرات پلاستیكی ایجاد شده در ساختار را نشان دهد. 3-2-1 استفاده از سیستم CAD/CAM در صنایع عمومی: اگرچه صنایع هواپیماسازی و خودروسازی هنوز هم بزرگترین استفاده‌كنندگان از سیستم CAD/CAM می‌باشند ولی كاربرد آن در زمینه‌های مختلف صنایع عمومی خیلی سریع گسترش یافته است.
بسیاری از تكنیك‌هایی كه در صنایع هواپیماسازی و خودروسازی به كار گرفته می‌شود، می‌تواند عیناً و مستقیماً به دیگر انواع تجهیزات نظیر ماشین‌آلات راه‌سازی و كشاورزی نیز منتقل شود در نتیجه، شركت‌هایی نظیر شركت بین‌المللی «هاروستر» و شركت تراكتورسازی «كاترپیلار» سرمایه‌های زیادی را روی طراحی و تولید به كمك كامپیوتر صرف كرده‌اند. در مجموع، صنایع نظامی هنوز هم بیشترین سرمایه‌گذاری روی این سیستم داراست. نیروی دریایی آمریكا، حدود 10 میلیون دلار را روی سیستم های پیچیده گرافیكی تبادلی، به منظور بهره‌گیری در ساخت ناوهای جنگی و كشتیها صرف نموده است. مدلهای مربوط به كشتیهای مختلف، در حافظه كامپیوتر ضبط می شود. با كمك این پایگاه اطلاعاتی،می‌توان جزئیات ساختاری مربوط به طرح را به نمایش درآورد.
طراحان ممكن است اطلاعات مربوط به اثر باد،حركت امواج و دیگر محدودیت‌های محیطی را، برای بررسی رفتار كشتی روی دریا به كامپیوتر بدهند. استفاده از سیستم CAD/CAM در تولید ماشین‌افزارها نیز جای خاصی دارد. شركت تولید ماشین‌افزار «بندیكس»، دارای سیستمی برای طراحی چرخ‌دنده‌هایی است كه موتور محركه را به چندین محور ماشین‌افزار وصل می كنند. سیستم CAD/CAM ،اندازه نهایی چرخ‌دنده‌ها و نحوه درگیری آنها را از استفاده كننده می‌پرسد و سپس برمبنای آن، سرعت محور خروجی را می‌دهد. همچنین سیستم قادر است بگوید كه چگونه یك چرخ دنده را در جعبه دنده جا بزنیم تا تداخل و برخوردی صورت نگیرد. در مجموع می‌خواهیم بگویم كه سیستم CAD/CAM قابلیت تولید نوارهای كنترل عددی یا NC ،برای تراش تمام چرخ دنده‌های موجود در جعبه دنده را دارد.
به علاوه شركت «بندیلكس» دارای برنامه‌ای است كه به مقایسه هزینه و راندمان خطوط انتقال مختلف می‌پردازد. نرم‌افزار به كار گرفته شده در این شركت،مشابه نرم‌افزاری است كه در شركتهای «فورد» و «جنرال موتورز» برای بررسی راندمان سیستمهای مونتاژ اتومبیل به كار می‌رود. با كمك این سیستم،حالتهای گوناگون پیش آمده برای خطوط انتقال ،به مجموعه داده می شود و سیستم كارایی مربوط به عملیات را نشان می‌دهد. فاكتورهایی كه توسط كامپیوتر باهم مقایسه می شوند، شامل عوامل مانند: نوع ماشین، پالتهای موجود در هر ماشین، تعداد قطعه در هر پالت، اندازه پالت، طول ایستگاه كاری،زمان عملیاتی،تعداد تعویض ابزار و فاصله و زمان انتقال می شود. درشركت «هیوقس» Hughes))، برای طراحی سرمته مربوط به مته‌هایی كه درون سرمته‌های آن شیاری برای پمپاژ كردن روغن وجوددارد و به منظور خنك كردن سرمته در آن تعبیه شده است، با بهره‌گیری از یك سیستم CAD «اپلیكون» زمان طراحی به نصف خواهد رسید. این نحوه كاهش در پیش زمان تولید ، در زمینه مربوط به اكتشافات نفت، جایی كه طرح سرمته‌ها توسط افراد عادی و با كم توجهی و برای برطرف كردن مسائل مورد سوراخكاری طراحی می شدند و سپس می‌شكستند، بسیار مهم و حیاتی می باشد.
یكی از بزرگترین شركتها در صنایع عمومی كه از CAD/CAM خیلی بهره میگیرد، شركت «جنرال الكتریك» است. به ازای هر 10 مهندس در شركت مزبور، یك ترمینال گرافیكی وجود دارد و شركت قصد دارد در 10 سال آتی ،تعداد این ترمینالها را افزایش دهد. در حال حاضر، حدود 800 نوع كاربرد مربوط به ترمینالهای گرافیكی درشركت «جنرال الكتریك» وجود دارد،كه بیشتر آنها برای طرحی لوازم خانگی وتولیدات وابسته به آنها می‌باشند. سرمایه‌گذاری شركت «جنرال الكتریك» در زمینه سیستمهای CAD/CAM بسیار بالا است. این هزینه در سال 1980 میلادی، بالای بیلیون دلار برآورد شده است كه حدود تا از این مقدار، صرف خود سیستمها و اجزای جانبی آن شده است.
شركت «جنرال الكتریك»، همواره یكی از بزرگترین شركتهای انحصاری استفاده كننده از تجهیزات گرافیكی متقابل و همچنین بزرگترین مشتری شركتهای بزرگ عرضه كننده سیستمهای كامپیوتری نظیر كامپیوتر «ویژن» (Computer Vision) و «اپلیكون» (Applicon) بوده است. شركت مزبور، از طراحی و تولید كامپیوتری برای انجام كارهای مختلفی در رابطه با محصولاتش بهره میگیرد. برای مثال،نحوه سرد شدن قطعات پلاستیكی ریخته‌گری شده، در صورت شكل گرفتن عمل، شبیه‌سازی می شود. طرح مدل بعداً می‌تواند تغییر داده شده و دوباره شبیه‌سازی گردد، نهایتآً به یك تابع توزیع حرارت مناسب برسد. این روش، روشی بالاتر از روشهای قبلی بود كه در آن، قطعه ریخته می شود وسپس توسط روش سعی و خطا به تابع توزیع حرارت دست می‌یافت و از آنجا كه شركت «جنرال الكتریك» در هر سال بیش از 130 میلیون پوند قطعه پلاستیكی می‌سازد، این روش منجر به صرفه‌جویی مبلغی معادل 100میلیون دلار شد. علاوه براین تكنیك روش مدل اجسام محدود را عیناً برای ریخته‌گری (Casting) ،آهنگری Forging)) و حدیده‌كاری Ectrusion)) نیز به كار می‌برند.]رجوع به 2[.
فصل دوم:مبانی CAD/CAM
مبانی CAD/CAM1-2 مقدمه امروزه با توجه به رشد و توسعه روز افزون كامپیوتر و صنایع كامپیوتری در تمام زمینه‌های علمی و فنی، هنری، خدماتی و اكثر فعالیت‌های تجاری، دولتی، نظامی و … استفاده از كامپیوتر در امور یاد شده بالا اجتناب ناپذیر می‌نماید. علی‌الخصوص طی سالهای اخیر باتوجه به برتریها ومزایای كامپیوتر این وسیله نقش خود را به عنوان ابزار قدرتمندی درطراحی و تولید یك محصول نیز تثبیت نموده است. در بخش زیر نقش كامپیوتر در فعالیت‌های مختلف طراحی، فعالیت‌های مختلف ساخت، فعالیت‌های مختلف موجود در یك چرخه تولیدی ونهایتاً اتوماسیون و سیستمهای اتوماتیك تشریح می گردد.
بنابه تعریف CAD/CAM تكنولوژی مبتنی بر استفاده از كامپیوتر در كلیه فعالیت‌ای طراحی وساخت یك محصول می باشد. جهت آشنایی بیشتر با بحث‌های مطرح شده در این فصل ابتدا لازم است كه مراحل مختلف دریك چرخه تولید معرفی گردد. 2-2 بررسی مراحل مختلف در یك چرخه تولید به طور خلاصه اهم فعالیت‌های انجام گرفته در چرخه تولید یك محصول به شرح زیر می باشد: 1-2-2 ثبت و سفارش (Sales) هرساختار یا سازمان تولیدی دارای توانایی‌های بخصوصی می باشد. استفاده و به كارگیری صحیح این توانایی‌ها نیاز به تعیین بازارهای مناسب دارد. تعیین بازار شامل بررسی و تعیین پارامترهای مختلفی نظیر مقادیر كمی تولید، رقابتهای بالقوه و بالفعل در بازار و … می باشد. پس از مشخص شدن بازار و چگونگی توسعه آن درآینده، محصولات برای ساخت شناسایی یا طراحی می‌شوند. توجه به این نكته ضروری است كه مراحل ثبت و سفارش یا براساس ارائه نمونه‌ها (Prototype) و یا براساس ارائه مشخصات محصول انجام میگیرد. پس از انجام این مرحله ایده اولیه محصول (Product Concept) شكل میگیرد.
2-2-2 طراحی محصول (Product desing) این مرحله شامل طرحهای مختلفی از جمله طراحی‌های مكانیكی، الكترونیكی و … می‌باشد. دراین مرحله فعالیت‌های طراحی دیگری شامل طراحی مربوط به مواد اولیه طراحی صنعتی و آنالیز مهندسی محصول صورت می گیرد. از نكاتی كه در این مرحله می‌بایست به آن توجه نمود، می‌توان به موارد زیر اشاره نمود: – طراحی یك محصول كارا و قابل اطمینان با ظاهر جذاب – مساله انتخاب مواد – ارگونومی محصول – كارایی بهینه(به جهت بالانس نمودن هزینه‌های ساخت و قابلیتهای محصول) – تعمیر و نگهداری محصول و بازیابی محصول یا مواد اولیه آن پس از پایان عمر مفید – سهولت ساخت – حجم و نرخ تولید (شامل بررسی روشهای مختلف تولید)– امكان تحقیق و توسعه محصول
3-2-2 آماده سازی مقدمات تولید (Product Preparation) پس از اتمام مراحل مختلف مربوط به طراحی یك محصول می‌بایست مقدمات تولید شامل موارد زیر را آماده نمود: – تهیه نقشه‌های اجرایی (از طریق ایجاد بانك‌های اطلاعاتی database) – تعیین قطعات قابل ساخت در داخل و خارج سازمان تولیدی – تعیین صورت حساب مواد (bill of material) 4-2-2 فعالیت‌های مهندسی ساخت (Manufacturing Egineering Activities) این مرحله شامل تهیه قیدوبندها و راهنماهای مربوط به ساخت (Jig، Fixtrure، Guide و …) و انجام اقداماتی در جهت سهولت ساخت با روش تولید موردنظر می باشد. 5-2-2 تحقیق و توسعه فرایند (Process research development) این مرحله در یك چرخه تولیدی شامل موارد زیر می باشد:
– انتخاب فرایند مناسب تولید – بهینه كردن فرایند (شامل توسعه فرآیندهای قدیمی یا خلق فرآیندهای جدید دركارخانه یا آزمایشگاه یا …) – مدلسازی جهت كشف پارامترهای فرایند (شامل مدلهای فیزیكی و مدلهای ریاضی) – درنظر گرفتن ملاحظات محیطی (شامل شرایط محیط زیست،آلودگی صوتی و …) – فرایند نویسی 6-2-2 فرایند تولید (Processing) در این مرحله وظایف اصلی مربوط به بخش ساخت (Manufacturing) انجام میگیرد. بخشی از این وظایف عبارتند از: – طراحی آرایش مناسب ماشین‌آلات – تولید قطعات – چك و كنترل رفتارهای بحرانی فرایند ،ابعاد و كیفیت – انبار نمودن و حركت و جابه‌جایی مواد خام اولیه، قطعات نیمه تمام و تمام شده، ابزارها وقالب و نهایتاً قیدوبندها – مونتاژ قطعات – كنترل كیفی محصول
7-2-2 سازمان تولید (Manufacturing Organization) این مرحله شامل موارد زیر می باشد: – تعیین مسیر مواد خام و ابزار – برنامه زمان‌بندی برای رسیدن به محصول نهایی – بررسی وضع تولید در شرایط فعلی – زیرنظر گرفتن بار ماشین‌آلات – به روز درآوردن صورت حساب‌ها و موجودی‌ها و … 0 – نظارت دائمی بربارگذاری و به كاربردن ماشین‌ها،چگونگی عملكرد ماشین‌آلات و نیروی كار – تجزیه و تحلیل راندمان تولید 8-2-2 فرستادن محصولات به بیرون از كارخانه این مرحله از چرخه تولید شامل بررسی و تعیین مقولات زیر می باشد: – انبارداری و ثبت موجودی، فرستادن اطلاعات موجودی به بخش فروش(Inventory) – بخش فروش و بازرگانی (شامل Invoicing ، Marketing و …) – بخش حسابداری (Accounting) – بخش حسابداری و حمل‌ونقل (Shipping)
9-2-2 خدمات پس از فروش (Costumer Service) این مرحله جزئی از چرخه تولید می باشد كه دوفایده اساسی دارد، یكی اینكه باعث اطمینان از رضایتخبشی كار محصولات داده شده به مشتری می گردد و دوم اینكه این مرحله باعث ایجاد نوعی سیستم تغذیه به عقب اطلاعات (Feed back data) جهت عیب‌یابی محصولات و بهینه نمودن آنان می گردد. 10-2-2 دور ریختن و بازیابی (Recycling disposal) یكی از راهها جهت بالا بردن راندمان اقتصادی چرخه تولید ، بازیابی مواد اولیه محصولات تولیدی پس از پایان عمر مفید آنها واستفاده از این مواد در چرخه تولید می باشد. توجه به این نكته ضروری است كه در كلیه مراحل بالا می‌توان از قابلیتهای كامپیوتر استفاده نمود، لكن در مبحث فعلی عمدتاً به استفاده از كامپیوتر در مراحل طراحی و ساخت یك محصول پرداخته خواهد شد. 1-3-2 نقش كامپیوتر در طراحی و تولید جهت پی‌بردن به نقش كامپیوتر در مراحل مختلف طراحی و تولید كافی است به برخی از مهمترین قابلیتهای كامپیوتر اشاره نمود. (توجه شود كه اكثر این قابلیت‌ها عمدتاً به صورت فعل و انفعالی interactive)) نمود می‌یابد كه خود یكی از مزایای كامپیوتر می باشد). این قابلیت‌ها عبارتند از: – انجام محاسبات ریاضی حجیم ( شامل انواع محاسبات FEA در طراحی جامدات و CFD درطراحی سیالات و نهایتاً محاسبات بهینه سازی (Optimization) – سرعت بالای انجام محاسبات – قدرت بالای نگاره سازی وانیمیشن (Animation) – ظرفیت بالای ذخیره‌سازی اطلاعات و سازماندهی اطلاعات و بازیابی مجدد آنها
ادامه خواندن مقاله تكنولوژي طراحي و توليد به كمك كامپيوتر (CADCAM)
نوشته مقاله تكنولوژي طراحي و توليد به كمك كامپيوتر (CADCAM) اولین بار در دانلود رایگان پدیدار شد.