ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ CAD/CAM 2.1 Γενικά για το CAD Ο όρος CAD προέρχεται από τις λέξεις Computer Aided Design, που σημαίνει σχεδίαση με τη βοήθεια ηλεκτρονικού υπολογιστή. Το CAD χρησιμοποιείται για το σχεδιασμό, την ανάπτυξη και τη βελτιστοποίηση των προϊόντων, τα οποία μπορεί να είναι τελικά προϊόντα που καταλήγουν στην αγορά είτε ενδιάμεσα προϊόντα που χρησιμοποιούνται στην παραγωγή άλλων προϊόντων. Το CAD χρησιμοποιείται εκτενώς στο σχεδιασμό εργαλείων και μηχανημάτων, που χρησιμοποιούνται στην κατασκευή, καθώς και στο σχεδιασμό και την αναπαράσταση όλων των τύπων κτιρίων, από μικρές κατοικίες (σπίτια) μέχρι μεγάλες εμπορικές εγκαταστάσεις και εργοστάσια ή νοσοκομεία. Το CAD χρησιμοποιείται κυρίως από τους μηχανικούς για λεπτομερή αναπαράσταση τρισδιάστατων (3D) μοντέλων και/ή δισδιάστατων (2D) σχεδίων φυσικών προϊόντων. Επίσης, χρησιμοποιείται σε μια σειρά μηχανολογικών διεργασιών, από το θεμελιώδη σχεδιασμό ενός προϊόντος, με αναλύσεις αντοχής και δυναμικές αναλύσεις της κατασκευής, μέχρι τον ορισμό των κατασκευαστικών μεθόδων που πρόκειται να χρησιμοποιηθούν για την κατασκευή του προϊόντος αυτού. Τα συστήματα CAD, μαζί με πολλές άλλες τεχνολογίες βοηθούμενες από Η/Υ, αποτελούν μια πολύ σημαντική τεχνολογία, η οποία προσφέρει πολλά οφέλη στον κατασκευαστικό τομέα, όσον αφορά στο χαμηλό κόστος ανάπτυξης ενός νέου προϊόντος και στην ελαχιστοποίηση του κύκλου σχεδίασής του. Το CAD χρησιμοποιείται σε πολλά πεδία, όπως: Η βιομηχανία αρχιτεκτονικής, μηχανικής και κατασκευής o Αρχιτεκτονική o Κατασκευή κτιρίων και υποδομών o Κατασκευή δρόμων και εθνικών οδών o Κατασκευή σιδηροδρόμων και τούνελ o Παροχή νερού και υδραυλικά συστήματα, κ.ά. Στη μηχανολογία o Αυτοκινητοβιομηχανία o Αεροδιαστημική o Παραγωγή καταναλωτικών αγαθών o Μηχανολογικός εξοπλισμός o Ναυπηγική o Εμβιομηχανικά συστήματα Στο σχεδιασμό ηλεκτρονικού αυτοματισμού o Ηλεκτρικά και ηλεκτρονικά o Σχεδιασμό ψηφιακών κυκλωμάτων Στο σχεδιασμό κατασκευαστικών διεργασιών Στο βιομηχανικό σχεδιασμό, κ.ά. - 16 -
2.2 Γενικά για το CAM Ο όρος CAM προέρχεται από τις λέξεις Computer Aided Manufacturing. Το CAM είναι η χρήση μιας μεγάλης ποικιλίας εργαλείων μέσω ηλεκτρονικού υπολογιστή, που βοηθούν τους μηχανικούς και τους CNC μηχανικούς στην κατασκευή ή προτυποποίηση προϊόντων. Παραδοσιακά, το CAM θεωρείται ως ένα εργαλείο προγραμματισμού αριθμητικού ελέγχου (NC programming), στο οποίο χρησιμοποιούνται τα τρισδιάστατα μοντέλα των προϊόντων που δημιουργούνται σε συστήματα CAD, με σκοπό την ανάπτυξη του CNC κώδικα για την καθοδήγηση των CNC εργαλειομηχανών. Παρόλο που η αρχική λειτουργία του CAM παραμένει, σήμερα οι λειτουργίες του CAM έχουν διευρυνθεί, έτσι ώστε να μπορεί να συνεργαστεί και με άλλα συστήματα CAD/CAM/CAE. 2.3 Ιστορική αναδρομή για τα συστήματα CAD/CAM Οι υπολογιστές έκαναν την πρώτη εμφάνισή τους κατά τη διάρκεια της δεκαετίας 1940. Οι πρώτες επινοήσεις ήταν ογκώδεις, παρουσίαζαν λειτουργικές δυσκολίες κατά τη χρήση τους και εκτελούσαν υπολογισμούς σχετικά αργά, σε σύγκριση με τους σύγχρονους ψηφιακούς υπολογιστές. Οι σημερινοί υπολογιστές είναι πιο συμπαγείς, πιο γρήγοροι και πιο οικονομικοί από τους προκατόχους τους. Οι περιοχές εφαρμογών των υπολογιστών έχουν επίσης αυξηθεί ραγδαία. Οι υπολογιστές χρησιμοποιούνται ευρέως στη Μηχανολογία, στις Επιχειρήσεις, στην Εκπαίδευση και στην Ιατρική. Εντούτοις, η πιο θεαματική ανάπτυξή τους έχει γίνει στον τομέα του CAD/CAM Computer Aided Design και Computer Aided Manufacture. Αυτή η νέα τεχνολογία, που έκανε την εμφάνισή της περίπου την τελευταία δεκαετία, έχει συμβάλλει στην τεράστια ανάπτυξη της παραγωγικότητας. Η υψηλότερη παραγωγικότητα αποτελεί το πρωταρχικό κίνητρο των χρηστών για να αποκτήσουν ένα σύστημα CAD/CAM. Το CAD/CAM παρέχει την ενοποίηση των λειτουργιών σχεδιασμού, ανάλυσης και κατασκευής σε ένα σύστημα, το οποία είναι διαθέσιμο στο χρήστη κάθε στιγμή. Επιπλέον, άλλες μονότονες (αλλά σημαντικές) και εργασίες ρουτίνας, όπως η προετοιμασία του κόστους των υλικών, η κοστολόγηση, ο προγραμματισμός παραγωγής κ.ά. μπορούν να γίνουν αυτόματα με χρήση του ίδιου δικτύου υπολογιστών. Ένα άλλο όφελος της χρήσης των υπολογιστών είναι η εξοικονόμηση χρόνου από τη σχεδιαστική σκέψη μέχρι την κατασκευή. Το κόστος παραγωγής προϊόντων μπορεί επίσης να μειωθεί σημαντικά, καθώς η ανάλυση με τη βοήθεια πεπερασμένων στοιχείων μπορεί να συνδεθεί με το σχεδιασμό, με αποτέλεσμα το βέλτιστο σχεδιασμό σε πολύ μικρό χρονικό διάστημα. Κάνοντας μια ιστορική αναδρομή στα συστήματα CAD/CAM μπορούμε να πούμε ότι το CAD/CAM πέρασε από τέσσερις βασικές φάσεις ανάπτυξης στις προηγούμενες 4 δεκαετίες. Η πρώτη φάση καταγράφεται στη δεκαετία του 1950 και μπορεί να χαρακτηριστεί σαν η αρχή των γραφικών με τη βοήθεια υπολογιστή. Στο ΜΙΤ έγινε δυνατό να συνδεθεί οθόνη τηλεόρασης με υπολογιστή για την παραγωγή απλών εικόνων με έναν υπολογιστή στα 1950. Στο δεύτερο μισό της δεκαετίας του 1950 ανακαλύφθηκε και - 17 -
χρησιμοποιήθηκε η φωτεινή πένα, καθώς επίσης και η ΑΡΤ, η οποία είναι γλώσσα αυτόματου προγραμματισμού εργαλείων. Η δεκαετία του 1960 αντιπροσωπεύει την πιο κρίσιμη περίοδο ερευνών για τα γραφικά με τη βοήθεια υπολογιστή. Το γεγονός ότι οι υπολογιστές βγήκαν έξω από τα ερευνητικά εργαστήρια και χρησιμοποιήθηκαν από βιομηχανίες και ερευνητές έδωσε μεγάλη ανάπτυξη στο computer graphics αυτή τη δεκαετία. Το 1962 ο Ivan Sutherland παρουσίασε το σύστημα Sketchpad στη διδακτορική του διατριβή. Το σύστημα αυτό αποτέλεσε ένα σταθμό στην εξέλιξη του CAD, αποδεικνύοντας ότι είναι δυνατόν να δημιουργηθούν σχέδια και διορθώσεις αυτών των σχεδίων σε πραγματικό χρόνο μπροστά σε μια οθόνη υπολογιστή. Ο όρος Computer Aided Design ή CAD άρχισε να εμφανίζεται την εποχή αυτή. Στα τέλη της δεκαετίας του 1960 παρουσιάζονται στην αγορά οθόνες, οι οποίες έχουν τη δυνατότητα γραφικών. Κατά τη διάρκεια της δεκαετίας του 1970 αρχίζουν να αποδίδουν οι ερευνητικές προσπάθειες της δεκαετίας του 60 στη βιομηχανία, τις υπηρεσίες και στην ακαδημαϊκό πανεπιστημιακό χώρο. Διοικήσεις σε διάφορες υπηρεσίες και βιομηχανίες αρχίζουν να συνειδητοποιούν την επίδραση της νέας CAD/CAM τεχνολογίας πάνω στη βελτίωση της παραγωγικότητας των υπηρεσιών και των εργασιών κατασκευής στα τέλη του 70. Μέχρι τότε, οι μηχανικοί χρησιμοποιούσαν την τεχνολογία αυτή αποκλειστικά για σχεδιαστικού σκοπούς. Αρχίζουν να απαιτούνται από τους κατασκευαστές περισσότερες σχεδιαστικές και κατασκευαστικές εφαρμογές με τη βοήθεια των υπολογιστών. Επομένως η δεκαετία του 1980 μπορεί να χαρακτηριστεί ως δεκαετία της έρευνας των εφαρμογών του CAD/CAM. Νέες θεωρίες και αλγόριθμοι βρίσκονται. Ο κύριος σκοπός για τη δεκαετία αυτή είναι η ολοκλήρωση ή/και η αυτοματοποίηση διαφόρων στοιχείων του σχεδιασμού και της κατασκευής. Νέες απαιτήσεις για μηχανολογικές ή γενικά για εφαρμογές μηχανικών παρουσιάζονται. Ακριβείς μέθοδοι αναπαραστάσεων επιφανειών αναπτύσσονται, βασιζόμενες στους Coons, Bezier και Gordon, καθώς επίσης και B-spline επιφάνειες. Οι δυνατότητες υπολογισμού των ιδιοτήτων μάζας, ο αριθμητικός έλεγχος των εργαλειομηχανών και οι εφαρμογές πεπερασμένων στοιχείων, οι οποίες υπήρχαν εδώ και δεκαετίες, βελτιώνονται. Η ανάπτυξη των CAD/CAM συστημάτων έδωσαν ώθηση σε άλλες εφαρμογές, όπως μηχανισμοί, ανάλυση και εξομοίωση ρομποτικών μηχανισμών, κτλ. Μια άλλη σημαντική συνεισφορά είναι αρχικά η αποδοχή και η ανάπτυξη της θεωρίας της στερεάς αναπαράστασης. Το κύριο πλεονέκτημα της στερεάς αναπαράστασης βρίσκεται στο γεγονός ότι δίνει μοναδικές και άνευ σύγχυσης γεωμετρικές αναπαραστάσεις στερεών, που με τη σειρά τους υποστηρίζουν το σχεδιασμό και τις κατασκευαστικές εφαρμογές. Μιλώντας για τη δεκαετία του 1990, θα μπορούσε να πει κανείς ότι η δεκαετία αυτή ήταν η δεκαετία της ολοκληρωμένης παραγωγής και του αυτοματοποιημένου σχεδιασμού. 2.4 CAD/CAM και εξοπλισμός Τα συστήματα CAD/CAM γενικά έχουν τη δυνατότητα γρήγορης επεξεργασίας των γραφικών δεδομένων και άμεσης αναπαράστασής τους στην οθόνη του συστήματος. - 18 -
Κάθε σύστημα CAD/CAM αποτελείται από hardware, όπως η κεντρική μονάδα επεξεργασίας (CPU), οι μονάδες αποθήκευσης, οι οθόνες κτλ. και από software, που είναι ο εγκέφαλος πίσω το σύστημα. Μερικές φορές είναι δύσκολο να γίνει διαχωρισμός μεταξύ αυτών των δύο, κυρίως όταν το hardware είναι ενσωματωμένο στο κατάλληλο software, το οποίο συνήθως καλείται firmware (σταθερό τμήμα λογισμικού Η/Υ). Μια τυπική διαμόρφωση ενός συστήματος CAD/CAM φαίνεται στο Σχήμα 1.2. Η καρδιά του συστήματος είναι η κεντρική μονάδα επεξεργασίας (ή ο υπολογιστής), η οποία συντονίζει όλες τις λειτουργίες μέσα στο CAD/CAM σύστημα. Ο χρήστης αλληλεπιδρά με το σύστημα μέσω του σταθμού εργασίας. Ένας τυπικός σταθμός εργασίας φαίνεται στο Σχήμα 1.3. Αυτός αποτελείται από μια οθόνη (ή δύο στη συγκεκριμένη περίπτωση), η οποία παρέχει οπτική έξοδο του συστήματος στο χρήστη. Ο χρήστης μπορεί να επικοινωνήσει με το σύστημα μέσω του πληκτρολογίου ή του πινακίου (με μενού) όπως δίνεται στο Σχήμα 1.4. Ο σταθμός εργασίας με δύο οθόνες έχει πολλά πλεονεκτήματα. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παρακολούθηση του προϊόντος κατά το σχεδιασμό του από δύο διαφορετικές οπτικές γωνίες. Η εντολή εστίασης μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την εστίαση μιας συγκεκριμένης περιοχής του προϊόντος για πιο λεπτομερή απεικόνιση, ενώ στην άλλη οθόνη μπορεί να φαίνεται ολόκληρο το προϊόν. Και στις δύο οθόνες μπορεί να εισαχθεί κείμενο. Οι σταθμοί εργασίας (Σχήμα 1.5) είναι έξυπνοι, αφού μπορούν να κάνουν χρήσιμες τοπικές λειτουργίες, όπως εστίαση, περιστροφή, κτλ. χωρίς να απασχολούν τον επεξεργαστή για τις λειτουργίες αυτές. Η τρέχουσα τάση είναι η αύξηση της ισχύος του σταθμού εργασίας, ελευθερώνοντας την CPU για άλλες πιο απαιτητικές εργασίες. Πολλά συστήματα CAD/CAM έχουν μενού εντολών σε πινάκιο ή σε ψηφιακό πίνακα. Τα μενού μπορούν να εναλλάσσονται, ανάλογα με την εκάστοτε εφαρμογή. Μερικά συστήματα CAD/CAM χρησιμοποιούν κουμπιά στο μενού για την επιλογή εντολών. Ένα τυπικό μενού που χρησιμοποιείται στα συστήματα CAD/CAM φαίνεται στο Σχήμα 1.6. Η διαφορά ενός συστήματος CAD/CAM από ένα τυπικό σύστημα υπολογιστή εντοπίζεται, από άποψη μηχανημάτων (hardware), γενικά στις εξειδικευμένες συσκευές που απαιτούνται από ένα CAD/CAM σύστημα για την είσοδο, τη γρήγορη επεξεργασία και την έξοδο των γραφικών δεδομένων. Οι συσκευές εισόδου μπορεί να περιλαμβάνουν αλφαριθμητικά πληκτρολόγια, πληκτρολόγια με προγραμματισμένες λειτουργίες γραφικών, ψηφιοποιητές, φωτεινές πένες, ποντίκια, συσκευές ευαίσθητες σε επαφή. Οι συσκευές εξόδου περιλαμβάνουν τόσο τους γνωστούς όσο και εξειδικευμένους σχεδιογράφους και εκτυπωτές, αλλά η πιο σημαντική συσκευή είναι η οθόνη γραφικών. Το CAD/CAM και η Ανάλυση χρησιμοποιούνται καλύτερα σε ένα κοινό γραφικό περιβάλλον για να παρέχουν λύσεις σε μηχανολογικά προβλήματα όπως φαίνεται στο Σχήμα 1.1. Η γεωμετρία και η θέση του εξαρτήματος και άλλες παράμετροι, όπως οι ιδιότητες των υλικών, αποθηκεύονται σε μια βάση δεδομένων, στην οποία έχουν πρόσβαση όλες οι λειτουργίες. Η ανάλυση, όπως για παράδειγμα οι μέθοδοι πεπερασμένων στοιχείων, οι μέθοδοι upper bound και η slab ανάλυση γίνονται στην αρχική γεωμετρία του προϊόντος. Τα αποτελέσματα, τα οποία συνήθως απεικονίζονται με χρώματα, αλλάζουν, είτε αυτόματα είτε με την - 19 -
παρέμβαση του χρήστη, τις σχεδιαστικές παραμέτρους, με σκοπό την ικανοποίηση διαφόρων σχεδιαστικών κριτηρίων. Η διαδικασία αυτή επαναλαμβάνεται μέχρι την απόκτηση της βέλτιστης λύσης. Στη συνέχεια, εκτελούνται οι κατασκευαστικές και άλλες παρόμοιες λειτουργίες με αυτόματο τρόπο ή με την παρέμβαση του χρήστη. 2.5 Αναλυτική περιγραφή των συστημάτων CAD/CAM Ο σχεδιασμός και η κατασκευή καλουπιών για τη διαμόρφωση μετάλλων έχουν μια βιομηχανική ιστορία που εκτείνεται σε περισσότερες από μερικές δεκαετίες. Κατά τη διάρκεια των τελευταίων 25 χρόνων, ως αποτέλεσμα της θεαματικής τεχνολογικής προόδου, η οικονομική σημασία των διεργασιών μεταλλικής διαμόρφωσης, μαζί με το σχεδιασμό και την κατασκευή των καλουπιών έχει αυξηθεί σημαντικά. Επιπλέον, ο υπολογιστής είναι το κλειδί για την ενοποίηση των λειτουργιών του σχεδιασμού, της ανάλυσης και της κατεργασίας. Το CAD/CAM βρίσκει ένα εύρος εφαρμογών σε όλους τους τομείς της μηχανολογίας, του σχεδιασμού και της κατασκευής. Τα συστήματα αυτά κατέχουν πρωταρχική θέση σε πολλές γραμμές παραγωγής. Για το λόγο αυτό, κρίνεται απαραίτητη η αναφορά στη διαδικασία παραγωγής ενός προϊόντος, από τη σύλληψη της ιδέας μέχρι την τελική κατασκευή του. Ο κύκλος παραγωγής ενός προϊόντος ξεκινά με τη διαπίστωση μιας ανάγκης στην αγορά. Ο κύκλος αυτός περιλαμβάνει δύο βασικά στάδια, το σχεδιασμό και την κατασκευή του προϊόντος. Στάδιο σχεδιασμού. Στο σχεδιασμό του προϊόντος συναντάμε δύο βασικές διαδικασίες, τη σύνθεση και την ανάλυση. Η σύνθεση αντιστοιχεί στη φιλοσοφία, τη λειτουργικότητα και τη μοναδικότητα του προϊόντος. Εδώ αξιοποιείται η προϋπάρχουσα γνώση, η κάθε είδους τυποποίηση και συλλαμβάνεται η αρχική ιδέα του σχεδιασμού. Αυτό σημαίνει ότι γίνεται μια πρώτη σχεδίαση και μοντελοποίηση του προϊόντος. Η διαδικασία της ανάλυσης εμπεριέχει πιο ποσοτικές μεθόδους σχεδιασμού, δηλαδή χρησιμοποιούνται αναλυτικές και υπολογιστικές μέθοδοι για τον προσδιορισμό της συμπεριφοράς και της γενικότερης λειτουργικότητας του προϊόντος. Μια από τις μεθόδους αυτές είναι και η μέθοδος των Πεπερασμένων Στοιχείων (Finite Element Method), όπου πραγματοποιούνται αναλύσεις τάσεων (ή θερμοκρασιών ή πιέσεων) για το βέλτιστο σχεδιασμό του προϊόντος. Ενδεχομένως, η βελτιστοποίηση του σχεδιασμού να αποτελεί ξεχωριστό στάδιο της ανάλυσης. Στη συνέχεια, αφού έχουν καθοριστεί οι βασικές διαστάσεις του σχεδίου, ακολουθεί η φάση της οικονομικής ανάλυσης. Για το σκοπό αυτό, πρέπει να κατασκευαστούν κάποια πρωτότυπα του προϊόντος. Τα πρωτότυπα αυτά κατασκευάζονται συνήθως σε κάποιον υπολογιστή, καθώς απαιτεί λιγότερο χρόνο και κόστος. Παρόλα αυτά, μπορούν να κατασκευαστούν πρωτότυπα και σε διάφορες μηχανές με την τεχνική της Ταχείας Πρωτυποποίησης (Rapid Prototyping). Η πιο γνωστή από αυτές τις μηχανές είναι η μηχανή Στερεολιθογραφίας (STL), στην οποία διαβάζεται ένα αρχείο που περιέχει τις γεωμετρικές πληροφορίες και κατασκευάζοντας πολλές λεπτές υπερτιθέμενες «φέτες» από ρητίνες, οι οποίες σχηματίζουν τελικά το αντικείμενο. Η ταχεία προτυποποίηση ή κατασκευή ενός πρωτοτύπου του προς κατασκευή αντικειμένου διευκολύνει ακόμη περισσότερο τη διαδικασία κατασκευής, μειώνοντας το κόστος της όλης διαδικασίας και - 20 -
αποκαλύπτοντας κατασκευαστικά λάθη, που διαφορετικά θα εμφανίζονταν μόνο στον ποιοτικό έλεγχο. Στάδιο κατασκευής. Η κατασκευή του προϊόντος ξεκινά με τον προγραμματισμό των διαφόρων διαδικασιών, όπως είναι ο σχεδιασμός της παραγωγικής διαδικασίας, δηλαδή η κατάλληλη γραμμή παραγωγής που πρέπει να ακολουθηθεί για την ταχύτερη και οικονομικότερη κατασκευή του προϊόντος, ο καθορισμός των εργαλείων που θα χρειαστούν, τα διάφορα υλικά που θα χρειαστούν, καθώς και ο προγραμματισμός των CNC εργαλειομηχανών. Αφού ολοκληρωθεί αυτή η φάση, ακολουθεί η κατασκευή του προϊόντος. Στη συνέχεια, γίνεται ο ποιοτικός έλεγχος για τυχόν κατασκευαστικά λάθη ή ατέλειες του προϊόντος. Τα προϊόντα που θα περάσουν τον ποιοτικό έλεγχο επιτυχώς, προωθούνται στα διάφορα τμήματα συναρμολόγησης, συσκευασίας και τέλος αποστέλλονται στην αγορά. Στα παραπάνω στάδια της παραγωγικής διαδικασίας εφαρμόζονται τα συστήματα CAD/CAM. Επομένως, CAD/CAM είναι οι διαδικασίες σχεδιασμού και κατασκευής αντίστοιχα ενός προϊόντος ή αντικειμένου γενικότερα, που διεξάγονται με τη βοήθεια ηλεκτρονικού υπολογιστή. Προκειμένου, λοιπόν, να γίνει ο σχεδιασμός και η κατασκευή ενός αντικειμένου με τη βοήθεια συστημάτων CAD/CAM, ακολουθείται η εξής ιεραρχία διαδικασιών: 1. Αφού έχει ολοκληρωθεί η φάση του καθορισμού των επιθυμητών διαστάσεων του αντικειμένου, σειρά έχει ο σχεδιασμός του. Ο σχεδιασμός γίνεται σε συστήματα CAD, με τη βοήθεια υπολογιστή και των κατάλληλων υπολογιστικών πακέτων που κυκλοφορούν στην αγορά. Το σχέδιο που δημιουργείται περιλαμβάνει όλες τις απαραίτητες πληροφορίες και λεπτομέρειες. 2. Στη συνέχεια, ακολουθεί η διαδικασία του CAM. Επιλέγεται ένα λογισμικό που να υποστηρίζει εφαρμογές CAM (σε περίπτωση που το ίδιο το σχεδιαστικό πακέτο δεν περιλαμβάνει CAM) και δίνονται σ αυτό ορισμένες πληροφορίες σχετικά με την κατεργασία που πρόκειται να γίνει. Οι πληροφορίες αυτές ποικίλουν και μπορεί να είναι το είδος του κοπτικού εργαλείου που θα χρησιμοποιηθεί (επίπεδου ή σφαιρικού άκρου), αν θα υπάρχει ψυκτικό κατά τη διάρκεια της κατεργασίας, αν θα χρησιμοποιηθεί αντιστάθμιση ή όχι, το είδος και η φορά της κίνησης του εργαλείου, η ταχύτητα περιστροφής του εργαλείου, η πρόωση, και πολλές άλλες. Στη συνέχεια, το πρόγραμμα συνδυάζει όλες αυτές τις πληροφορίες που δίνει ο χρήστης και, με τις κατάλληλες εντολές, αναπτύσσεται ένα αρχείο, το οποίο περιέχει τη διαδρομή του κοπτικού εργαλείου. 3. Το αρχείο που δημιουργείται είναι γραμμένο σε γλώσσα, η οποία είναι κατανοητή μόνο από τον υπολογιστή. Αυτό σημαίνει ότι δεν μπορεί να «διαβαστεί» από το κοντρόλ της εργαλειομηχανής. Ο λόγος για τον οποίο συμβαίνει αυτό είναι ότι στην αγορά κυκλοφορούν πολλά και διαφορετικά κοντρόλ εργαλειομηχανών. Παρόλο που η γενική μορφή των προγραμμάτων κοπής είναι η ίδια, εντούτοις υπάρχουν κάποιες λεπτομέρειες που διαφέρουν. Προκειμένου, λοιπόν, να «μεταφραστεί» το αρχείο με τη διαδρομή του εργαλείου σε κώδικα G, M πρέπει να χρησιμοποιηθεί ο κατάλληλος κωδικοποιητής (post processor). Σε κάθε κοντρόλ εργαλειομηχανής αντιστοιχεί και ένας κωδικοποιητής. Έτσι, όταν αγοράζουμε ένα λογισμικό CAM, θα πρέπει να προσδιορίσουμε το είδος του κοντρόλ που έχει η εργαλειομηχανή μας (φρέζα ή τόρνος), ώστε να - 21 -
κατασκευαστεί και ο αντίστοιχος κωδικοποιητής για τη μηχανή αυτή. Άρα, το αρχείο που δημιουργείται, πρέπει να επεξεργαστεί από τον κωδικοποιητή και να δημιουργηθεί ένα νέο αρχείο, το οποίο θα μπορεί να περάσει στη μνήμη της εργαλειομηχανής. 4. Στο σημείο αυτό έχει δημιουργηθεί ένα αρχείο στον υπολογιστή, που περιέχει το πρόγραμμα κοπής για την κατεργασία που θα γίνει. Τώρα, θα πρέπει να «περαστεί» το αρχείο αυτό στην εργαλειομηχανή. Για να γίνει αυτό, πρέπει να υπάρχει κάποιου είδους επικοινωνία ανάμεσα στο υπολογιστή και την εργαλειομηχανή. Η αποστολή του τελικού στην εργαλειομηχανή μπορεί να γίνει με τρεις διαφορετικούς τρόπους: a. Γράφοντας τον κώδικα με το χέρι στον editor της εργαλειομηχανής. b. Περνώντας το αρχείο στην εργαλειομηχανή με τη βοήθεια κασέτας. c. Περνώντας το αρχείο στην εργαλειομηχανή με δισκέτα, αφού έχει συνδεθεί ένας υπολογιστής σειριακά με το control της μηχανής. Η πρώτη περίπτωση είναι χρονικά ασύμφορη, αφού δεν θα είναι σε θέση ο προγραμματιστής να αντιγράψει ένα μεγάλο αριθμό μπλοκ. Στην τρίτη περίπτωση, απαιτείται να υπάρχει κάποιο πρωτόκολλο επικοινωνίας του υπολογιστή με το control της μηχανής. Αυτό δεν είναι τίποτε άλλο, από έναν τρόπο με τον οποίο να μπορεί η μηχανή να καταλάβει το αρχείο, ένας τρόπος, δηλαδή, επικοινωνίας μεταξύ των δύο μηχανημάτων. 5. Αφού σταλεί το αρχείο με το πρόγραμμα κοπής στην εργαλειομηχανή, μπορούν να γίνουν εκεί κάποιες αλλαγές, αν χρειάζεται, και στη συνέχεια μπορεί να εκτελεστεί το πρόγραμμα και να αρχίσει η κατεργασία του κομματιού. Έτσι, ολοκληρώνεται ο σχεδιασμός και η κατασκευή ενός προϊόντος, με τη βοήθεια συστημάτων CAD/CAM. - 22 -