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| Elektronische Schaltungen |
Ein weiteres Anwendungsgebiet ist der Entwurf von elektronischen Schaltungen. Entsprechende Programme werden oft auch unter dem Begriff eCAD zusammengefasst, insbesondere bei Anwendungen im Leiterplattenentwurf und der Installationstechnik (siehe unten). Im Prozessverlauf einer elektrotechnischen Entwicklung für Leiterplatten stehen im Mittelpunkt: der Entwurf der Schaltung in Form eines Schaltplans,Wegen der besonderen Anforderungen haben sich Spezialbereiche mit teilweise stark unterschiedlichen Entwicklungsmethoden gebildet, besonders für den computerbasierten Chipentwurf, d.h. die Entwurfsautomatisierung (EDA) für analoge oder digitale Integrierte Schaltkreise, z.B. ASICs. Hierzu verwandt ist das Design von programmierbaren Bausteinen wie Gate Arrays, GALs, FPGA und anderen Typen programmierbarer Logik (PLDs) unter Benutzung von z.B. VHDL, Abel.Auch in der klassischen Installationstechnik finden sich zahlreiche Anwendungsbereiche für Computersoftware. Ob große Hausinstallationen für Industrie oder öffentliche Gebäude, oder der Entwurf und die Umsetzung von SPS basierten Steuerungsanlagen für die jeweiligen Zwecke - selbst in diesem Sektor wird heute das individuelle Design der jeweiligen Anlage stark vom Computer unterstützt.Im Bereich der Mikrosystemtechnik besteht eine besondere Herausforderung darin, Schaltungsdaten mit den mechanischen Produkt-Konstruktionsdaten (CAD) zusammenzuführen und mit solchen Daten direkt Mikrosysteme herzustellen. ● 2DEinfache 2D CAD-Systeme sind vektororientierte Zeichenprogramme. Zeichnungselemente sind Punkte, Linien, Linienzüge, Kreisbögen, Splines. Werkzeuge ermöglichen das Erzeugen, Positionieren, Ändern und Löschen von Zeichnungselementen. Die Arbeitsweise unterscheidet sich wenig von der klassischen Arbeit am Zeichenbrett. Wesentliche Fortschritte werden durch die Verwendung von Ebenen (Layertechnik) und die Arbeit mit vordefinierten Symbolen (etwa für Norm- und Wiederholteile) erreicht. Weiter entwickelte CAD-Systeme unterstützen die semi- oder vollautomatische Erzeugung von Bemaßungen und Schraffuren. Ein weiteres Leistungsmerkmal moderner 2D CAD Systeme ist die Verwendung von Assoziativität zwischen Zeichnungselementen, zum Beispiel zwischen Linien und Bemaßungen. Leistungsfähige CAD-Systeme stellen Programmierschnittstellen zur Erweiterung der Funktionalität oder zur anwenderspezifischen Anpassung bereit. ● 2 1/2 Ddies ist kein 'echtes' 3 D - das bedeutet, dass mit Flächen und Geraden im Raum gearbeitet wird. Diese Methode ist weniger rechenintensiv als 3D und wird oft von Architekten- Programmen genutzt, weil ähnliche Ergebnisse möglich sind wie bei Volumenmodellen. ● 3DDas Ziel eines 3D CAD-System ist die Darstellung der Geometriedaten der Konstruktionsobjektes in 3 Konstruktionsachsen und die Erstellung eines Volumenmodells. Dabei sind die folgenden Modellierungsverfahren verbreitetKantenmodell oder Drahtmodell - dabei werden die Körperkanten als gedachte Drahtgeometrie durch eine mathematische Beschreibung abgebildet. Häufig bildet das Drahtmodel die Basis für die Erstellung des Flächenmodels. Gedanklich spannt man ein Netz oder etwas Stoff über die Körperkanten bzw. den Stützdraht und erhält so das Flächenmodell.Flächenmodell - dabei werden die den Körper begrenzenden Flächen durch eine mathematische Beschreibung, zum Beispiel durch NURBS-Flächen beschrieben. Zusätzlich wird in der Regel noch die Topologie der Flächen, das heißt, welche Fläche grenzt an welche andere Fläche, mit abgespeichert. Volumenmodell - Neben den beschreibenden Flächen eines Körpers, wird die Information gespeichert, auf welcher Seite der jeweiligen Fläche sich Materie befindet, d.h. die Fläche ist eine Begrenzungsfläche eines Volumens. Die Volumenbeschreibung dient einerseits zur Feststellung von Durchdringungen, sowie zur Volumenbestimmung eines dargestellten Körpers.Körpermodell - Hierbei handelt es sich um ein technologisches Modell, dass zum einen alle anderen Modelle vereinigt und zusätzliche Information bezüglich des Werkstoffes und der Oberflächenbeschaffenheit hält. Ein Körpermodel besteht also aus Kanten, Flächen, dem dazugehörigen Volumen und nicht-geometrischen Informationen.Konstruktionshistorie - Das Konstruktionsobjekt wird durch eine Reihe von Konstruktionsschritten (wie zum Beispiel Vereinen, Schneiden) aus Grundgeometrien wie Quader, Zylinder, Kegel, hergeleitet. Die Reihenfolge der Konstruktionsschritte sowie die geometrischen Parameter der Grundkörper werden gespeichert. Ein wesentlicher Vorteil des history-basierten Modellierens ist die hohe Flexibilität. Durch Änderungen an den einzelnen Konstruktionsschritten kann die Geometrie auch im Nachhinein vielfältig geändert werden, wenn die Konsruktionslogik der Erstellungslogik im CAD-System folgt.Moderne 3D CAD-Systeme unterstützen alle Modellierungsverfahren.Ein weiteres Merkmal moderner CAD-Systeme ist die Möglichkeit einer weitgehenden Assoziativität zwischen verschiedenen Geometrieelementen und besonders zwischen dem 3D-Objekt und der davon abgeleiteten Zeichnung. Beispielsweise kann durch Änderung des Durchmessermaßes an der Zeichnung einer Bohrung das 3D-Modell des Teiles der Baugruppe, in der das Teil verbaut ist, modifiziert werden - darüber hinaus gleichzeitig aber auch das für die Fertigung erforderliche Werkzeug. ● Datenformate Die meisten Programme setzen auf ein eigenes Dateiformat. Das erschwert den Datenaustausch zwischen verschiedenen CAD-Programmen, weshalb es Ansätze zur Standardisierung gibt. Als Datenaustauschformat hat sich das DXF-Format als Standard für Zeichnungen weitgehend etabliert. Die überwiegende Zahl der CAD-Systeme kann DXF-Dateien nur als 2D Daten lesen und schreiben, jedoch gehen dabei häufig CAD-systemspezifische Besonderheiten verloren oder können nicht Zielsystem äqivalent dargestellt werden. Es ist zwischen CAD-Systemneutralen und CAD-Systemspezifischen Datenformaten zu unterscheiden. Wesentliche CAD-Systemneutrale Datenformate sind VDAFS, IGES, SAT und STEP sowie für spezielle Anwendungen die STL-Schnittstelle. Die Datenformate im Einzelnen:
Mit den CAD-Systemneutralen gelingt in der Regel nur die Übertragung von Kanten-, Flächen- und Volumenmodellen. Die Konstruktionshistorie geht in der Regel verloren, damit sind die übertragenen Daten in der Regel für eine Weiterverarbeitung nur bedingt geeignet. CAD-Systemspezifische Datenformate ermöglichen die Übertragung der vollständigen CAD-Modelle, sie sind jedoch nur für wenige Systeme verfügbar. Für die Weitergabe von PCB-Daten zur Erstellung von Belichtungsfilmen und Leiterplatten hat das so genannte Gerber-Format große Bedeutung (siehe Fotografischer Film). |
Anstatt im rechnerunterstützten Entwurf (CAD) erstellte Computerdaten auf klassischem Weg in Form von Zeichnungen und sonstigen Fertigungsanweisungen auszudrucken und an die Produktion zu übergeben, sollen alle fertigungsrelevanten Informationen für die direkte Steuerung von Maschinen und Anlagen aufbereitet werden.Zusätzlich zur Maschinensteuerung wird eine vorbereitende Unterstützung, z. B. bei der Verwaltung und Bereitstellung von Rohstoffen, Rohteilen und Hilfsstoffen sowie Einzelteilen angestrebt. Die Mitarbeiter in der Fertigung bekommen also Fertigungspläne und Anweisungen direkt im System bzw. am Bildschirm, können verschiedene Status wie z. B. Verfügbarkeit und Bereitstellung von Verbrauchsmaterialien abrufen und gegebenenfalls die Fertigungsmaschinen beschicken, Bearbeitungsschritte anwerfen und erfolgte Fertigung an nachfolgende Systeme wie z. B. Produktionsplanung und -steuerung (PPS) weiterleiten oder für die rechnergestützte Qualitätssicherung (CAQ) bereitstellen.
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Im CAM werden die Rohdaten für Fertigung von Einzelteilen und die Montage von Baugruppen gesammelt, in Arbeitsschritte sortiert und mit Berücksichtigung von Abhängigkeiten verwaltet. Dazu gehören Schnittstellen, die z. B. Maße und Materialien wie auch Stücklisten aus CAD-Systemen einlesen und zur Bearbeitung bereitstellen. Zusätzlich zu den bereits in Rechnern enthaltenen Merkmalen werden ergänzende Informationen eingepflegt. Das können z. B. der Abgleich von Zeichnungen aus CAD und Stücklisten aus der Produktionsplanung und -steuerung sein, aber auch rein für die Fertigung erforderliche Daten wie Werkzeugbedarf, Spannpläne und Reihenfolge zur Bearbeitung.Im System werden dann gezielt die direkt von den Maschinen zu bearbeitenden Codes (CNC) oder Materialanforderungen bereitgestellt und jeweils vom Bediener abgerufen. Auch in diesem Bereich werden Schnittstellen z. B. zur Maschinensteuerung oder einem Lagersystem benötigt. Nach erfolgter Bearbeitung bzw. dem Abschluss der Fertigungsschritte sind die verifizierten Ergebnisse evtl. weiter aufzubereiten und über weitere Schnittstellen an andere Prozesse in der computerintegrierten Produktion zu übermitteln.Neben der jeweiligen auftragsbezogenen Bearbeitung von Daten ist die Archivierung und Standardisierung ein Aufgabenfeld des CAM.folgende Systeme werden der Kategorie "CAM Systeme" zugeordnet - Virtual Gibbs (CAD/CAM) - ncCAD32 - VECTOR - Camworks - Esprit - Unigraphics NX - Peps - Catia - Pro Engineer
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dtb - techni© gestaltet ihren Internetauftritt |
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