Historie oboru CAD/CAM, bez kterého
si současné efektivní obrábění
na CNC kovoobráběcích strojích nedokážeme
představit, je především spojena
se snahou „ulehčit si“ a zrychlit
práci s přípravou NC programů. Vždy
se jedná o zkrácení vedlejších časů při
přípravě NC programů a následném
seřízení výroby. Vedlejší časy, spojené
s přípravou výroby, zabírají velké procento
časového fondu CNC obráběcího
stroje. Zvýšením využití strojního času
daného stroje jen o 10 % při počtu 10
strojů ve výrobě získáme trvale volnou
kapacitu jednoho stroje.
VYVOJ CAD/CAM
A ČESKOSLOVENSKO
Počátky nasazení CAD/CAM na našem
území sahají před rok 1988, před
éru PC a jsou spojeny přímo s vývojem
CAD/CAM. Tehdy ve státním podniku
Kovosvit Sezimovo Ústí, na počítačích
Hewlett Packard (HP 30 a HP 45)
a Metra Blansko (IT 20), byl vyvinut
na platformě BASIC předchůdce CAD/
CAM Kovoprogu. Další vývojový stupeň
již s názvem Kovoprog je z roku
1989 a je programován v jazyce Pascal.
V roce 1990 byl Kovoprog představen
ve verzi 2 pro operační systém MS DOS.
Tato verze znamenala ve své době silný
a dostupný nástroj, který se dařilo rozšířit
do mnoha českých a slovenských firem.
Velká výhoda pro zákazníka spočívala
v možnosti psaní vlastních maker v jazyce
partprogramu pro speciální technologické
požadavky. I dnes můžete potkat
výrobní provozy, které ještě tento MS
DOSový produkt s odladěnými postprocesory
využívají. V roce 1996 byla uvolněna
verze 3, psaná v jazyce C++, ale
stále pro MS DOS. Současná verze 4.00
pro Windows přišla na trh v roce 1998
(EDM drátové řezání) a v roce 2000
(třískové obrábění). Vývojáři CAD/
CAM Kovoprog nezachytili změnu,
která je spojená s potřebou práce s plošnými
a objemovými modely. Zůstali
pouze na možnosti načítat elektronické
výkresy, a tím pádem v současnosti
nedokáží nabídnout řešení pro práci
s CAD modeláři jako jsou např. Inventor,
Solidworks a další.
JAK TO BYLO VE SVĚTĚ?
Na internetu lze najít zajímavou esej
Josefa Kubína, Stručná historie CAD/
CAM až po současnost, z roku 2002,
včetně zdrojů, a to na: http://www.
fi.muni.cz/usr/jkucera/pv109/2002/
xkubin2_CAD-CAM.htm. Tato esej
začíná rokem 1950 vynálezem světelného
pera (prahistorie CAD) a pokračuje
začátky CAM jako podpory počítačem
řízených obráběcích strojů. „Typický
systém řady PDP-11 byl v roce 1970
složen ze 16bitového počítače s 8-16 kB
hlavní paměti, diskem o velikosti 2,5-10
MB pro data a 11palcovou obrazovkou.
Kreslicí software se většinou omezoval
na jednoduché 2rozměrné úlohy. Operační
systém si buď výrobce počítače
napsal od začátku podle svého návrhu,
nebo prostě zmodifikoval konkurenční
produkt. O systém se dělili až 4 uživatelé.
Cena se pohybovala od USD100 000
do USD 600 000. Grafika dlouho zůstávala
vektorová. O větší rychlosti práce
proti klasickému rýsování se příliš nedalo
mluvit, například chtěl-li konstruktér
smazat 1 čáru, pak musel celou obrazovku
smazat a pak dlouho čekat než se
znovu všechno zpátky postupně na obrazovku
vykreslí. Použití rastrové grafiky,
jak ji známe dnes, se poprvé objevuje až
koncem roku 1978.“ Nenechme se odradit
rokem 2002, spíše to berme jako výhodu
k zamyšlení co bylo do roku 2002
a co je k dispozici dnes.
HARDWARE VERSUS SOFTWARE
Největší překážkou vývoje CAx, počítačem
podporovaných aplikací, byl
od začátku především hardware.
Speciální grafické pracovní stanice byly
založeny na procesorech typu RISC
např. od firem Apollo, Sun, Hewlett-
Packard, IBM, Digital a později Silicon
Graphics. Výpočetně náročné, stále dokola
se opakující výpočty transformací
grafických souřadnic se postupně implementovaly
přímo do hardwaru grafické
karty z důvodu úspory výpočetního času
procesoru. V 80. letech zahajuje Intel novou
generaci procesorů x86. Tou dobou
se na trhu objevují CAD kreslicí software
schopné provozu také na osobních počítačích
(VersaCAD, AutoCAD, CADkey,
MicroCADAM a další). Nejprve to byla
platforma Mac OS (System x) a s rozšířením
operačního systému MS-DOS,
především zásluhou nových osobních
počítačů IBM PC 5150, i platforma MSDOS.
V roce 1982 jsou již k dispizici také
CAD/CAM aplikace pro přípravu NC
programů k řízení počítačem řízených
obráběcích strojů, např. GibbsCAM,
který si zasloužil titul „první software
na bázi PC s opravdovým grafickým uživatelským
rozhraním“.
Situace dnes je zcela opačná, cena
hardwaru již není limitujícím faktorem.
Většina CAx aplikací je provozována
na platformě operačního systému Microsoft
Windows 7. Obecně lze říci, že v 80.
letech bylo možné získat v ceně grafické
pracovní stanice i CAx, počítačem podporovanou
aplikaci. Dnes při nákupu
CAx aplikace můžete získat i výkonný
PC v ceně CAx aplikace.
SOUČASNOST CAM
V současnosti jsou nabízeny vývojáři
CAM aplikací dvě cesty. Jedna nová
„moderní“, a to plná automatizace procesu
návrhu NC programů. Tedy snaha eliminovat
člověka a využít databázových
znalostí. Obecně řečeno, načíst CAD
model vyráběného dílce, určit CNC obráběcí
stroj, na kterém chci vyrábět, a následně
zmáčknout tlačítko „VYKONEJ“.
Vše by měla udělat CAM aplikace sama
a za 10 minut se může obrábět na CNC
obráběcím stroji, prezentují inzeráty propagující
tuto cestu.
Já jsem zastáncem druhé cesty, a to
CAM aplikace s kvalitními CAM nástroji
využívajícími znalostí a dovedností
NC technologa. CAM aplikace by měla
být výkonným pomocníkem, umožňujícím
realizovat technologické nápady NC
technologa. Cesta automatizace mi připadá
utopická, nějak si nedokáži představit,
že budou vedle sebe v jedné průmyslové
zóně dvě firmy s obdobným strojním
vybavením, s obdobným nástrojovým
vybavením a se stejnou CAM aplikací
produkovat každou hodinu stejné množství
výrobků...
Tento seriál si neklade za cíl poučovat,
ale otevírat oči. Jedná se o subjektivní vyjádření
autora, aktivně působícího v oboru
CNC obráběcích strojů od roku 1997,
v oblastech CAD/CAM software, obsluhy
CNC řídicích systémů, NC programování
a seřízení výroby. Vaše otázky,
připomínky i nápady lze průběžně konzultovat
na http://www.techtydenik.cz/
forum, v sekci CAD/CAM. Na tomto
fóru je i téma týkající se zdrojů informací
a odkazů na zajímavé příspěvky k seriálu
na internetu. Vlastimil Staněk
