INTELIGENTNI TEHNOLOŠKI SISTEMI
PROJEKTOVANJE
TEHNOLOŠKIH PROCESA
1
Projektovanje tehnoloških procesa
Tehnološki proces skup međusobno povezanih aktivnosti čiji je cilj
transformacija polufabrikata u gotov deo, podsklop ili
sklop, tj. transformacija sirovog materijala (inicijalna
faza) u željeni oblik (završna faza)
Modeli tehnoloških procesa
2
Projektovanje tehnoloških procesa
Projektovanje tehnoloških procesa
definicija
skup međusobno povezanih aktivnosti koji prevode
projektnu specifikaciju u operativna uputstva za proizvodnju
z sistematsko određivanje detaljnih metoda kojima se delovi ili
sklopovi (slučaj montaže) mogu proizvesti ekonomično i
konkurentno, od inicijalne faze (sirov materijal) do završne
faze (gotov proizvod)
z
Tehnički zahtevi
Tehnološki uslovi
Ekonomski uslovi
Projektovanje
tehnološkog
procesa
Tehnološki
postupak
Model projektovanja tehnološkog procesa
3
Projektovanje tehnoloških procesa
Faktori koji utiču na projektovanje
tehnoloških procesa
Tehnički zahtevi - kvalitet obrade (tačnost
ostvarenih mera, položaja i oblika površina) i kvalitet
obrađene površine; definisani na crtežu dela
z
Tehnološki uslovi - izbor metoda obrade, tehničke
karakteristike obradnih sistema, alata, pribora,
materijala i dr.
z
Ekonomski uslovi - cena proizvoda kao funkcija
serije i ukupnog broja komada (obima proizvodnje)
z
4
Aktivnosti projektovanja
Analiza
ža ii tehni
čke
Analiza crte
crteža
tehničke
dokumentacije
dokumentacije
Izbor tehnoloških
procesa
Crteži i potrebni podaci
Tabela
odlučivanja
Baza
podataka
Određivanje dodataka za
obradu
Izbor pomoćnih pribora i
tehn. baza
Baza pom.
pribora
Određivanje redosleda
obrade
Pravila
prioriteta
Izbor mašine
Baza
mašina
Izbor alata
Baza
alata
Izbor metoda kontrole
tačnosti i kvaliteta
Određivanje vremena
obrade i troškova
Izrada
ške
Izrada tehnolo
tehnološke
dokumentacije
dokumentacije
5
Пример
6
Анализа технологичности
машинског дела
z Анализа
технологичности дела обухвата:
– геометријски облик,
– мере и толеранције,
– толеранције облика,
– површинску храпавост,
– врсту материјала и његову тврдоћу,
– величину серије.
7
Избор захвата и алата
8
Одређивање редоследа обраде у складу
са правилима приоритета
z
Основна правила за одређивање редоследа
обраде су:
– Пре неке посматране површине обрађује се
површина у односу на коју је посматрана површина
димензионисана, а приоритет имају површине
димензионисане у односу на базу.
– Површина у односу на коју је дефинисана
толеранција положаја неке површине има
приоритет при обради.
– Редослед обраде треба да буде технологичан.
– Треба водити рачуна о економским ограничењима.
9
Димензионо претхођење
10
Геометријско претхођење
11
Пример очувања захтеваног
квалитета отвора
12
Релације претхођења
13
14
Projektovanje tehnoloških procesa
DOBAR (odličan) projektant tehnološkog
procesa (tehnolog) poseduje:
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
sposobnost analize tehnologičnosti dela,
sposobnost analize crteža dela,
znanje o zavisnosti tačnosti i kvaliteta obrađene površine,
poznavanje procesa proizvodnje i iskustvo u radu,
sposobnost izrade racionalnih tehnoloških postupaka,
znanja o alatima i pomoćnim priborima,
znanja o raspoloživim resursima,
znanja kako koristiti referentne knjige, priručnike, uputstva i dr.
znanja za proračunavanje vremena obrade i troškova,
poznavanje vrsta materijala,
znanja o troškovima procesa obrade, alata i materijala,
...
15
Projektovanje tehnoloških procesa primenom računara
IMS - inteligentni tehnološki sistem
CIM - kompjuterski integrisana proizvodnja
CAD - projektovanje proizvoda primenom računara
CAM - projektovanje za proizvodnju podržano računarom
AI
- tehnika veštačke inteligencije
CAPP - projektovanje tehnoloških procesa
kritična veza između CAD-a i CAM-a
16
Projektovanje tehnoloških procesa primenom računara
Karakteristike
Ručno projektovanje tehnoloških procesa :
nekonzistentni tehnološki postupci
Kvalitet = f ( stručnost, sposobnost projektanta)
z
Projektovanje tehnoloških procesa primenom računara :
z
z
z
z
z
z
smanjen manuelni deo posla i nivo potrebne
stručnosti
optimizacija i sistematizacija postojećih
tehnoloških postupaka
izrada racionalnijih tehnoloških postupaka
smanjenje vremena projektovanja
niži troškovi projektovanja i proizvodnje
...
17
Projektovanje tehnoloških procesa primenom računara
CAPP sistem - nivo računarske podrške projektantu
tehnološkog procesa
z
Sistemi nižeg nivoa
– Primena računara za memorisanje i pretraživanje podataka za
tehnološke procese (ručno projektovani)
z
Sistemi višeg nivoa
– Automatski generišu tehnološke procese za određene delove
jednostavnijeg geometrijskog oblika (mogućnost izmena)
z
Sistemi najvišeg nivoa
– Ugrađena specifična znanja projektovanja tehnoloških procesa
(sistem – projektant)
– Baze podataka i baze znanja CAPP sistema povezane sa bazama
CAD i CAM sistema
18
Projektovanje tehnoloških procesa primenom računara
Modeli projektovanja
z
z
z
Varijantni pristup
Generativni pristup
Hibridni pristup
19
Varaijantni pristup
xxxxxx-xx
xxxxxx-xx
.....
Crtež
Crtež dela
Kodiranje
Familija
Pretraž
Pretraživanje
familija
xxxxxx-xxxx- - xxxxxx-xxxx- - .....
Tehn.
Tehn. postupak
(editovanje)
editovanje)
Baza grupnih
tehnološ
tehnoloških
postupaka
Pretraž
Pretraživanje grupnih tehnološ
tehnoloških
postupaka
20
Generativni pristup
Baza znanja
baza podataka
CAD sistemi
Analiza
podataka
Tehnol.
Tehnol.
prepozprepoznavanje
CAPP
CAPP
Tehnol.
Tehnol.
postupci
Postprocesor
Planiranje i
terminiranje
proizvodnje
Pravila
projektovanja
21
Hibridni
Različite kombinacije varijantnog i
generativnog pristupa
22
Projektovanje tehnoloških procesa primenom računara
Faktori koji utiču na odluku: uvođenje CAPP sistema?
komponente tehnološkog
sistema
z obim proizvodnje
z broj različitih familija
delova
z
Prosečan broj komponenata po
familiji
∞
Varijanatno
projektovanje
≈
≈
Generativno
projektovanje
≈
Manuelno
projektovanje
Broj familija delova
∞
23
Model PROTEH-R
Za generisanje tehnološkog postupka neophodna
su tačna i dobro organizovana znanja:
•
•
•
•
•
•
•
Znanje o delu (atributi površina koje se obrađuju)
Znanje o obradnim procesima (mogućnosti procesa)
Pravila projektovanja
Znanje o obradljivosti (parametri režima obrade)
Znanje o mašinama (mogućnosti mašina)
Znanje o alatima
Znanje o pomoćnim priborima
24
Pregled razvijenih CAPP sistema
Arhitektura modela CAPP sistema:
z
z
osnovni opis komponenata sistema i
njihovih veza
tok informacija
Osnovne komponente:
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
baza znanja
mehanizam za prikupljanje i predstavljanje znanja
kontrola komunikacija između komponenti sistema
korisnički interfejs
baza podataka za projektovanje tehnološkog procesa
25
Manufacturing Cell Operator's System
Technology – MCOES
Operativni
projektant
Projektant
Operativno
planiranje
tehn.
tehn. procesa
Interfejs za
projektne podatke
Operativni
plan
Generisanje plana
tehn. procesa
Završni
redosled obrade
Konačni
redosled
obrade
Generisanje NC
programa
Projektant
tehn. procesa
Strateš
Strateško
planiranje
tehn.
tehn.
procesa
Planiranje
pomoćnih pribora
Planiranje
stezanja
Model
familija delova
Planiranje
metoda
Planer
metoda
MCOES
Interfejs za
editovanje metoda
Model
fabrike
Rukovodilac
tehn. u pogonu
DIN NC
(APT, JCF)
NC - Numerički upravljane mašine
TMS - Sistem za upravljanje alatom
PMS - Sistem za upravljanje proizvodnjom
SFC - Sistem za upravljanje pogonom
Modeler
fabrike
TMS
PMS
26
SFC
Planning of Activities, Resources
and Technology – PART sistem
Korisnici
PART
Korisnički interfejs
Supervizor
CAD
inter
fejs
CI
Izbor ParaIzbor
Izbor
Izbor
Modeler Prepoz- mašinaa steznih obrad- alata metri
nih
toleran- navanje latki pribora
režima
procesa
cija
formi
TS rezanja
TOLI
FR
Modeler
GPM
NC
izlaz
Planiranje
NC
PL
MTS
J&F
MM
1
1
1
1
1
1
1
2
2
2
2
2
2
2
n
o
p
q
r
s
t
CC
Korisnički
inerfejs
Podešavanje
Interfejs ka tehnološkoj bazi
Baza podataka
27
Sistem XTURN
XTURN sistem
XTURN aplikacija za
projektovanje
tehnoloških procesa
Aplika
cioni
nivo
Aplikacioni korisnički interfejs
Modul za proizvodnju
rotacionih delova
Razvojni korisnički interfejs
IDEEA
Nivo
dome
na
Nivo
zna
nja
Podrška projektovanju
tehnoloških procesa
Izdvajanje formi,
Proizvodna heuristika,
Upravljanje alatima,
Analiza tehnoloških
procesa.
Frejm, Ograničenja,
Pravila, Logički iskazi,
Crna tabla.
Funkcionalne veze
Komercijalni softver
Jezgro
Lisp, Solid modeliranje,
Relacione baze,
Matematički simboli.
Radne stanice
Nivo
hardwera
Spoljašnje veze
Različite Unix
radne stanice
28
Quick Turnaround Cell System – QTC
Solid
Solid model
model
Projektovanje
zasnovano na
formama
Polufabrikati
Polufabrikati
Izbor
Izbor obradnih
obradnih
procesa
procesa
Baza znanja o
obradnim
procesima
NaNa
šiši
QTC
Izbor
Izbor metoda
metoda
stezanja
stezanja
Izbor
Izbor
redosleda
redosleda obrade
obrade
Modul za
rojektovanje
tehnološ
tehnoloških
procesa
Gotov deo
Izbor
alata
Datoteka
alata
Izbor parametara
režima obrade
Datoteka
pom. pribora
Generisanje
putanje alata
Datoteka
režima
obrade
Tehnološki postupak
i program za NC
mašinu
Polufabrikat
T – 10
obradni centar
Baza znanja o
pomoćnim
priborima
RS 232
Ćelijski
Ćelijski
kontroler
kontroler
Sistem za
prepoznavanje
29
Knowledge-based Computer-Aided
Process Planning System – KCAPPS
KCAPPS
DSOW/KCAPPS
DSOW/KCAPPS
Korisnički
Korisnički ulaz
ulaz
Glavni modul
Osnovna
znanja
•Inferentna mašina
•Višekriterijumska
optimizacija
Vrednovanje
tehnoloških
procesa
Integrisana
baza
podataka
Projektovanje
tehnoloških procesa
Izlaz iz KCAPPS - a
Odeljenje
Odeljenje za
za
proizvodnju
proizvodnju
30
Sistem za automatizovano
projektovanje tehnologije – SAPT
SAPT
31
Sistem za automatizovano projektovanje u
području obrade rezanjem – SAPOR
SAPOR
32
CAPP sistemi
Vrednovanje CAPP sistema
Tehnika
Tehnika programiranja
programiranja
•• Tabele
odluč
čivanja,
ivanja,
Tabele odlu
odlučivanja,
•• Tehnike
štač
ve
tačke
Tehnike veš
veštačke
inteligencije,
,
inteligencije
inteligencije,
•• ...
...
Hardv
ver
Hard
Hardver
•• Workstation,
Workstation,
•• PC,
PC,
•• ...
...
Ulazni
Ulazni interfejs
interfejs
•• Veza
Veza sa
sa CAD,
CAD,
•• Razvijen
jezik
Razvijen jezik,
jezik,,
•• ...
...
Pristup
Pristup projektovanju
projektovanju
•• Varijantno,
Varijantno
Varijantno,,
•• Generativno,
Generativno
Generativno,,
•• Hibridni
Hibridni
•• ...
...
CAPP
SISTEM
S
tepen
Stepen
automatizovanosti
automatizovanosti
•• Interaktivan,
Interaktivan
Interaktivan,,
•• Delimič
čno autom.
.,
Delimi
autom
Delimično
autom.,
•• Automatizovan,
Automatizovan
Automatizovan,,
Tip
Tip delova
delova
•• Rotaciona,
Rotaciona
Rotaciona,,
•• Prizmatič
čna,
Prizmati
na,
Prizmatična,
•• Delovi
Delovi od
od lima,
lima,
••...
...
Metoda
Metoda obrade
obrade
•• Struganje,
Struganje
Struganje,,
•• Glodanje,
Glodanje
Glodanje,,
•• Buš
šenje
Bu
Bušenje
•• ...
...
Funkcije
Funkcije projektovanja
projektovanja
•• Izbor
obrade
Izbor obrade,
obrade,,
•• Izbor
zahvata
Izbor zahvata,
zahvata,,
•• Rež
žimi rezanja
Re
Režimi
rezanja
•• ...
...
33
CAPP sistemi
Analize pokazuju
ƒ učestalost u ukupnom asortimanu delova:
rotacioni delovi - više od 55%,
prizmatični delovi i kućišta,
delovi od lima,
pljosnati delovi...
ƒ vremensko učešće u ukupnom vremenu izrade:
prizmatični delovi i kućišta,
rotacioni delovi,
pljosnati delovi...
Najčešće: jednostavniji delovi srednje veličine, metod obrade
struganje i bušenje, PC platforma...
!
34
Model sistema za automatizovano
projektovanje tehnoloških procesa za klasu
rotacionih delova
PROTEH - R
Izbor
Izbor dodataka
dodataka za
za obradu
obradu
ii izbor
izbor pripremka
pripremka
Formalni
Formalni opis
opis dela
dela
Tehnolo
ške forme
Tehnološke
forme
Izbor mašina alatki
Izbor zahvata
Izbor pomoćnih pribora
Definisanje
Definisanje operacija
operacija
Određivanje
redosleda obrade
Izbor alata
Tehnolo
ški postupak
Tehnološki
Izrada NC programa
Proračun režima i
vremena obrade
Baza
materimaterijala
Baza znanja i baza podataka
Model dela
Model PROTEH-R
Baza
dodataka,
dodataka,
priprem.
priprem.
Baza
maš
mašina
Baza
alata
Baza
pomoć
pomoć.
pribora
Baza
znanja
(pravila)
pravila)
Baza
preporuč
preporuč.
rezima
35
Model PROTEH-R
Moduli sistema PROTEH - R
z
Modul za izbor dodataka za obradu i izbor pripremka
z
Modul za formalni opis dela
z
Modul za izbor metoda obrade (zahvata) i određivanje
redosleda obrade
z
Modul za izbor alata
z
Modul za izbor režima i proračun vremena obrade
z
Modul za generisanje tehnološke dokumentacije
36
Model PROTEH-R
Modul za izbor dodataka za obradu i izbor
pripremka
Faktori koji utiču na veličinu dodatka:
•
•
•
•
•
•
materijal pripremka,
mere i konstrukciona konfiguracija dela,
oblik i metod dobijanja pripremka,
tip proizvodnje (pojedinačna, serijska, masovna),
tehnološki uslovi obrade,
tehnički zahtevi u pogledu tačnosti obrade i
kvaliteta obrađene površine.
37
Model PROTEH-R
Baza dodataka za obradu sadrži sistematizovane
dodatke za obradu rotacionih delova:
z
z
z
z
dodatke za spoljašnje i unutrašnje grubo i fino
struganje i brušenje
dodatke za poprečno grubo i fino struganje i brušenje
dodatke za obradu otvora (proširivanje, grubo i fino
razvrtanje)
dodatke, odnosno širine noževa za usecanje i
odsecanje
38
Modul za izbor dodataka za obradu i izbor
pripremka
Tip
proizvodnje
Metod
obrade
Tabele
za
izbor
dodataka
Tabela
za
izbor
dodataka
Prečnik obratka
Dužina obratka
δ11, δ22, δ33
39
Model PROTEH-R
Modul za formalni opis dela
Povezivanje CAD i CAPP sistema:
z projektant tumači crtež i kroz odgovarajući dijalog daje
opis tehnoloških formi (ili pomoću posebno razvijenog
jezika)
z postoji poseban modul za izdvajanje i prepoznavanje
tehnoloških formi iz CAD modela
z CAD sistem zasnovan na formama
40
Model PROTEH-R
Rotacione forme (unutrašnje ili spoljašnje) :
z osnovne forme
z dopunske forme
z posebne forme
z
z
z
Osnovne forme - oblici na osnovu kojih projektant
definiše osnovnu konturu dela
Dopunske forme - oblici kojima projektant bliže
određuje osnovnu formu
Posebne forme - oblici koji zahtevaju posebnu
kinematiku alata ili posebne mašine i alate
Atributi formi: dužina forme, prečnik, tačnost obrade
kvalitet obrade(tolerancije mera, tolerancije oblika i
tolerancije položaja)
41
Model PROTEH-R
42
Modul za formalni opis dela
Posebne
forme
Tehnološki
postupci
kota osn.for.
ident. broj
tip osn.for.
tip forme
tip pos.for.
1
kota
ident. broj
red.br.površ.
naziv dela
element
relacije
crtež
polufabrikat
ident. broj
Osnovne
forme
mera 1
mera 2
n
1
relacija
n
element
relacije
relacija
n
1
dužina L
tolerancija +
relacija
tolerancija –
kvalitet
Dopunske
forme
ident. broj
kota osn.for.
tip osn.for.
tip dop.for.
relativna kota
Tabele za opis dela i njihove relacije
43
Model PROTEH-R
PROTEH-R - određivanje redosleda obrade
z
z
automatska klasifikacija delova na osnovu
konfiguracije dela
generisanje redosleda obrade na osnovu heuristike
za odgovarajuću klasu delova
Početna
tačka
Putanja rezanja Putanja povratnog
hoda
Jednostrano stepenast
Kontura
izratka
Obostrano stepenast
konveksan
Krajnja
tačka
Obostrano stepenast
konkavan
Naizmenično stepenast
44
Model PROTEH-R
Modul za izbor alata
Definiše
z držač pločice
z oblik pločice
z materijal pločice
z period postojanosti
z dužina sečiva
•
•
•
•
tabela držača pločice
tabela pločica
tabela mera držača
tabela mera pločica
45
Model PROTEH-R
Modul za izbor alata
n
Držači
pločice
tip
Mere
pločica
Mere
držača
n
tip
duž. rez. iv.
smer rez.
1
tip osn.for.
h
debljina
b
slika
dužina
κ
a1-duž.rez.iv.
r
1
κ1
pločica 1
pločica 2
pločica 3
tip pločice
n
1
n
Pločice
TM
tip pločice
1
slika
Relacije između tabela koje sadrže podatke o alatima
46
Model PROTEH-R
Modul za izbor režima i proračun vremena obrade
Režim obrade - osnovni elementi obrade koji definišu
međusobni položaj i relativno kretanje između alata i
obratka u toku izvođenja procesa obrade.
Režim obrade - određuju se za svaki zahvat u zavisnosti
od metoda obrade.
Režim obrade - određuju se proračunom (prošireni izrazi)
i danas (uglavnom) na osnovu preporučenih režima.
Za potrebe CAPP sistema:
• tabele preporučenih režima prevesti u odgovarajuće
datoteke
• napraviti odgovarajuća pravila za izbor režima
47
Model PROTEH-R
Izbor režima obrade struganjem (uzdužno i poprečno)
z
z
z
z
z
izbor koraka
izbor brzine rezanja
određivanje broja obrta
određivanje snage rezanja
određivanje glavnog vremena
48
PROTEH-R
ƒ razvijen u MS Access-a 2000 okruženju pod Windows 9x, NT...
operativnim sistemom
ƒ sadrži više programskih modula napisanih u VBA jeziku (Visual
Basic for Applications)
ƒ programski moduli sadrže pravila za pretraživanje tabela i
pravila projektovanja
ƒ baza podataka: tabela materijala, tabele dodataka za obradu i
pripremaka, tabele alata, tabela preporučenih režima obrade
ƒ baza podataka – formirana prema podacima iz Priručnika za
tehnologiju obrade rezanjem
ƒ sadrži sedamdeset jednu tabelu, dvadeset osam formi, deset
upita i više izveštaja
49
PROTEH-R
Formalni opis dela
OF4
Cilindar
D = 48
L = 22
N7
x = 60
OF5
DF1
DF2
Cilindrični otvor
D = 20
L = 83
N7
x=0
DF1 DF2 PF1
DF1
Oborena ivica
ugao 450
b=1
xr = 0
DF1
DF2
Oborena ivica
Žljeb
ugao 450
b=1
xr = 22
B=3
h=2
xr = 0
DF2
Žljeb
OF2
B=2
h=1
xr = 20
PF1
Navoj
L = 20
korak 2.5
xr = 0
Cilindar
OF1
OF3
Cilindar
Cilindar
D = 42
L = 25
N9
x=0
DF1
D = 54
L = 18
N7
x = 42
DF1
DF1
DF1
Oborena ivica
ugao 450
b=1
xr = 0
Žljeb
B=2
h=2
xr = 0
D = 68
L = 17
N9
x = 25
DF1 DF2
DF1
Oborena
ivica
ugao
b=2
xr = 0
450
PF1
DF2
Oborena ivica
ugao 450
b=2
xr = 17
PF1
Nareckana
površina
B = 13
xr =500
Od crteža do izratka
Materijal: AlMg5.00
51
Download

Пројектовање технолошких процеса