CAD/CAM für Ingenieure

Im einleitenden Kapitel 1 werden die Beweggründe zur Entwicklung von CAD/CAM-Systemen sowie die aus heutiger Sicht vorrangigen Ziele des CAD/CAM-Einsatzes dargestellt. Das Kapitel beginnt mit einem historischen Überblick (Abschnitt 1.1) und faßt anschließend die aus heutiger Sicht wesentlichen Ziele des CAD/CAM-Einsatzes zusammen (Abschnitt 1.2). Zum Schluß wird auf das Konzept der rechnerintegrierten Produktion (CIM, Computer Integrated Manufacturing) eingegangen, in das sich auch und gerade CAD/CAM organisch einzufügen hat und das deshalb die Weiterentwicklung und den praktischen Einsatz von CAD/CAM-Systemen maßgeblich beeinflußt (Abschnitt 1.3).

Im vorliegenden Kapitel werden die Hardwarekomponenten vorgestellt, die zum Betrieb eines CAD/CAM-Systems erforderlich sind. Nach einer kurzen Einführung in den prinzipiellen Aufbau von Digitalrechnern werden zunächst die für CAD/CAM eingesetzten Rechnertypen, Prozessoren, Speicher und Datenträger beschrieben (Abschnitt 3.1). Der nachfolgende Abschnitt 3.2 geht dann auf die Konfiguration und auf die Komponenten von CAD/CAM-Bildschirmarbeitsplätzen ein (Bildschirme, Tastaturen, graphische Eingabegeräte). Ein Überblick über die wichtigsten CAD/CAM-spezifischen Peripheriegeräte (z.B. Drucker, Zeichenmaschinen, Digitalisierer) rundet die Ausfihrungen ab (Abschnitt 3.3). Dabei werden — soweit die kurzen Innovationszyklen in der Rechnertechnik dies zulassen — stets möglichst konkrete Hinweise zum aktuellen und in der näheren Zukunft zu erwartenden Stand der Technik gegeben.

Im vorliegenden Kapitel werden die wesentlichen Softwarekomponenten vorgestellt, die zum Betrieb eines CAD/CAM-Systems erforderlich sind. Abschnitt 4.1 beschäftigt sich zu diesem Zweck zunächst mit den im CAD/CAM-Bereich relevanten Betriebssystemen. Anschließend wird der Aufbau von CAD/CAM-Softwaresystemen erläutert (Abschnitt 4.2). Aus Platzgründen konzentrieren sich diese Ausführungen überwiegend auf den CAD-Bereich, jedoch sind die meisten Aussagen ohne große Modifikationen auch auf den CAM-Bereich übertragbar. Schließlich wird auf die Möglichkeiten der anwenderspezifischen Erweiterung von CAD/ CAM-Systemen eingegangen (Abschnitt 4.3).

Im vorliegenden Kapitel werden die Leistungen von und das praktische Arbeiten mit CAD/ CAM-Systemen im Rahmen des Produktentstehungsprozesses beschrieben. Das Kapitel ist dabei nach den einzelnen CAD/CAM-Komponenten entsprechend ihrer Anwendungsfolge im Produktentstehungsprozeß gegliedert. So wird zunächst auf den Einsatz von zwei-, zweieinhalb- und dreidimensionalen CAD-Systemen zur Unterstützung des Entwicklungs- und Konstruktionsprozesses eingegangen (Abschnitt 6.1). Anschließend wird der Einsatz von CAPSystemen zur Unterstützung der Arbeitsplanung beschrieben (Abschnitt 6.2), wodurch die Betrachtung der produktdefinierenden Bereiche des Produktentstehungsprozesses abgerundet wird. Der folgende Abschnitt 6.3 geht auf die Anwendung von informationstechnischen Unterstützungssystemen in der Fertigung und Montage selbst ein (CAM). Eine zentrale Frage gerade beim CAD/CAM-Einsatz im Rahmen von daten- und funktionsintegrierten CIM-Konzepten ist die Datenarchivierung, die deshalb in Abschnitt 6.4 gesondert behandelt wird.

Das vorliegende Kapitel geht nach einer kritischen Analyse des aktuellen Standes auf die Weiterentwicklungstendenzen auf dem Gebiet CAD/CAM ein. Das wichtigste Ziel hierbei ist es, die bestehenden, in ihrer jeweiligen Domäne oft sehr leistungsfähigen informationstechnischen Unterstützungssysteme so miteinander zu verbinden, daß (zumindest) die Prozeßkette Entwicklung-Konstruktion-Fertigung effektiv und ohne systembedingte Brüche bearbeitet werden kann. In den Abschnitten 7.1 bis 7.5 werden einige dazu nützliche und bisher noch nicht besprochene Ansätze und Werkzeuge vertieft dargestellt.

Die Einführung eines CAD/CAM-Systems gliedert sich in die folgenden Arbeitsschritte:

Bei der Einführung eines CAD/CAM-Systems werden eine Reihe von in Konstruktion, Arbeitsvorbereitung und Fertigung verwendeten manuellen Verfahren durch rechnerunterstützte Verfahren ersetzt. Zudem können Aufgaben beherrscht werden, die sich ohne Rechnerunterstützung nicht lösen lassen. Heute geht man davon aus, daß man CAD/CAMSysteme einsetzen muß, um das aktuelle Geschäft halten zu können, Bild 9.1. Daher wird über die Einführung überwiegend nach strategischen Gesichtspunkten entschieden. Bei der Einführung steht die Frage nach der Wirtschaftlichkeit der CAD/CAM-Technologie als Kriterium der Entscheidungsfindung nicht im Vordergrund. Bei Erweiterungen und bei der Erfolgskontrolle im laufenden Betrieb ist es dagegen erforderlich, möglichst viele Auswirkungen mit dem Ziel zu quantifizieren, die Entscheidung über eine Investition mit den Methoden der Betriebswirtschaft abzusichern.