Sistemas CAD

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Figura Sistemas CAD A L Helleno

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Apresentação

Sistemas CAD e suas Aplicações

Prof. André Luis Helleno

email: [email protected]

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Introdução Sistemas CAD (Computer Aided Design)

Por que utilizar modelamento

3D?

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Evolução Computadores - I

2000 a.c. – Ábaco - um dos primeiros artefatos de cálculo;

1623 – 1662 - Pascaline, Blaise Pascal - máquina calculadora (soma e subtração);

1801 – Tear Mecânico, Joseph Marie Jacquard – tear comandado por uma leitora automática de cartões;

1822 – 1830 – Máquina de Diferenças e Analítica, Charles Babbage, primeira linguagem simbólica de programação;

1889 – Tabulador, Herman Hollrith - Máquina para auxiliar censo norte-americano;

1892 – Calculadora, William S. Burroughs – máquina de calcular mecânica para escritórios;

Pascaline

Charles Babbage

Fonte: Klaus Schützer – UNIMEP (site: www.unimep.br/scpm)

Figura 4 1946 - Eniac, John Mauchly e P. Eckert – Primeiro computador

Eletrônico digital;

1953 – IBM-701 – Primeiro computador digital da IBM;

1960 – DEC PDP-1 – primeira máquina que ficou conhecida como mini-computador, Space War: primeiro vídeo game;

1974 – Alto – Xerox – primeira estação de trabalho; incluía mouse embutido;

1976 – Apple, Steven Wozniak e Steve Jobs – lançamento da empresa e do computador Apple;

1983 – PC XT – IBM – computador pessoal de arquitetura aberta;

1984 – Macintosh – a Apple apresenta o primeiro computador pessoal com sistema operacional orientado à visualização;

Evolução Computadores - II

Eniac

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5 1963 – Ivan Sutherland – Projeto Scketchpad;

1963 – primeiro Sistema CAD comercial desenvolvido em 1959 pela IBM para a General Motors;

fim da década de 60 - menos de 200 estações CAD;

meados da década de 70 – 12.000 estações CAD;

Computer Graphics (Prof. Encarnação: GKS, PHIGS, PHIGS 3D);

Computer Aided Drawing and Drafting;

Computer Aided Design.

Evolução Sistemas CAD

•Scketchpad

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Sistemas Computacionais e Ciclo de Desenvolvimento do Produto

Concepção

Projeto

Processo

Fabricação

Montagem

Controle de

Qualidade

CAD - Computer Aided Design (Drafting) CAPP - Computer Aided Process Planning CAM - Computer Aided Manufacturing CAA - Computer Aided Assembling CAQ - Computer Aided Quality Assurance

CAR - Computer Aided Robotics CAI - Computer Aided Inspection CAE - Computer Aided Engineering CIM - Computer Integrated Manufacturing

CAPP CAD CAM CAA CAQ CAR CAI CAE CIM

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Vantagens da Aplicação do Sistema CAD - I

Otimização Organizacional

efeito integrador: projeto por módulos;

geração direta de propostas do produto, desenhos, etc;

acesso mais rápido à informação;

Melhoria da Qualidade

aumento do potencial de decisão do projetista

simulação: módulos cinemáticos;

melhor aproveitamento de material;

alto grau de atualidade das informações disponíveis.

Figura 8

Vantagens da Aplicação do Sistema CAD - II

Racionalização

redução do tempo de desenvolvimento do produto;

melhor utilização do especo físico;

implementação de metodologia de projeto.

Problemas Estruturais

não existe uma metodologia genérica para a implantação de

sistemas CAD;

expectativa de aumento imediato de produtividade;

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Vantagens da Aplicação do Sistema CAD - III

Problemas Econômicos

redução do custo abaixo do esperado;

investimento constante em hardware e software;

treinamento de pessoal.

Mão de Obra

dificuldade de aceitação;

limitações ergonômicas;

alteração da estrutura organizacional.

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Fim da Década de 80

representação geométrica de baixa ordem (círculos, semi-círculos,

retas, curvas, parábolas);

sistemas CAD 2D;

não fornecia informações volumétricas ou superficiais;

prancheta Eletrônica – Sistemas não integrados;

Sistemas CAD - Histórico

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Sistemas CAD - Histórico

Os benefícios da utilização dos sistemas CAD 2D - até 80s

manuseio de desenhos ⇒ rapidez na recuperação, modificação ou atualização de desenhos;

benefícios de armazenamento de dados; precisão de dimensionamento;

busca de desenhos ⇒ gerenciamento da informação;

Aspectos negativos

capacidade limitada de representação;

custo de investimento ⇒ retorno a médio/longo prazo;

treinamento do usuário: sistema operacional e interface não amigáveis;

comunicação com outros sistemas ⇒ uso de normas (STEP, IGES, VDA) e modelos nativos;

Figura 12

Classificação de sistemas CAD – Modelamento de Sólidos

Modelamento de Sólidos

Criação mais simples de objetos

Informações volumétricas - Objetos fechados

Não permite edições em qualquer parte do objeto

Limitações para criação de superfícies complexas

Modelamento de produtos a partir de operações booleanas (soma, subtração

intersecção), ou simulação de operações booleanas (sistemas BRep atuais)

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Classificação de sistemas CAD – Modelamento de Superfície

Modelamento de Superfícies

Geometria representada por uma “casca” sem espessura;

Não é possível realizar operações booleanas;

Operações de intersecção realizadas por “fronteiras”;

Geração de superfícies a partir de geometrias 2D;

Qualquer ponto da superfície pode ser editado;

Sistema mais complexo, exigindo usuários mais treinados.

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Classificação de sistemas CAD – Modelamento Sólido/Superfície

Modelamento de Sólidos/Superfícies

Permite o trabalho com modelos sólidos e de superfícies conjugados

Disponível em sistemas de grande porte - (Catia, Unigraphics, I-deas)

Versatilidade de trabalho

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Necessidade da Troca de dados CAD

BMW

DCAG

GM

Ford

VW

Volvo

…

Indústria

Automobilística

a

b

c

d

e

f

g

h

i

j

k

l

m

n

Fornecedores

Secundários

Delphi Bosch Conti Siemens Hella TRW ZF VDO …

Principais

Fornecedores

Cada conexão requer harmonização:

– Processo

– Formato de dados

– Método

Fonte: Joselito Henriques - UNIMEP

Figura 16

Troca de informações geométricas

CAD E _{CAD A} CAD B CAD C CAD D Interface padronizada (STEP) CAD C CAD E CAD A CAD B CAD D

Com Interface padronizada Nº de Processadores:

2 * n = 10 Sem interface padronizada

Nº de Processadores: n * (n - 1) = 20

Múltiplos Sistemas CAD

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Formato neutro – Transferência de dados

Tipo de Elemento VDAFS IGES STEP

Ponto X X X

Vetor X X

Reta U X X

Arco de Círculo X X X Curva de secção cônica X X Curva Polinomial X U X Curva B-Spline U X Curva Nurbs X X Plano U X X Cilindro X X Cone X X Esfera X X Elipsoide X X Superfície anelar X X Superfície Polinomial X E X Superfície B-Spline U X Superficie Nurbs X X Curva em superfície polinomial X U X Superfície de Regulagem E X X Superfície polinomial limitada X U X

Sólidos E X

(X=contém; E=limitado; U=contido como sub-elemento)

Conversão de Dados Modelo Geométrico Formato Nativo Sistema CAD A Modelo Geométrico Normalizado (IGES, VDA-FS, SET, STEP)