REKABENTUK PEMBUATAN TERBANTU KOMPUTER

�PENGENALAN

�ELEMEN SISTEM CAD�ELEMEN SISTEM CAD

�ANALISIS ELEMEN TANPA HAD(FEA)

TAKRIFAN CAD

- COMPUTER AIDED DESIGN

- Perisian yang digunakan untuk tujuan - Perisian yang digunakan untuk tujuan am dalam merekabentuk serta melakar dengan bantuan komputer dalam pembentukan model lakaran 2D dan 3D.

PERBEZAAN SISTEM CAD & REKABENTUK LAZIM

� CEPAT

� HANYA PERLU LAKARAN MUDAH

� LUKISAN YANG KONSISTEN � LUKISAN YANG KONSISTEN

� KESILAPAN YANG MINIMA

� LUKISAN BOLEH DILIHAT DARI SETIAP SUDUT & OBJEK 3D

� MUDAH DISUNTING/EDIT

� MEMBUAT SALINAN YANG TEPAT

KEBAIKAN SISTEM CAD

� MENAMBAH PRODUKTIVITI, KECEKAPAN DAN KEJITUAN

� CEPAT DICIPTA, DISEMAK DAN � CEPAT DICIPTA, DISEMAK DAN DISUNTING

� MENGEKALKAN KESERAGAMAN KELUARAN SEMULA

� MENJIMATKAN RUANG STORAN

PERKAKASAN SISTEM CAD

� MONITOR

� CENTRAL PROCESSING UNIT (CPU)

� KEYBOARD� KEYBOARD

� MOUSE

� PLOTTER

ASAS LUKISAN 3D –paksi & satah

� Model 3D dihasilkan menggunakan 3 satah utama: x, y & z

� 3 satah yang terbentuk: satah x-y, satah � 3 satah yang terbentuk: satah x-y, satah z-y & satah z-x z

y

x

ASAS LUKISAN 3D

MODEL KERANGKA (wire frame)

MODEL PERMUKAAN (surface modelling)

MODEL PEPEJAL (solid modelling)

UNSUR 3D

MODEL PEPEJAL (solid modelling)

PERISIAN ANALISIS TIDAK TERHINGGA (FEA)

MODEL KERANGKA (wire frame)

� Garisan, lengkungan yang bersambungan di antara satu sama lain

� Penggunaan memory yang sedikit

Penggunaan masa yang sedikit� Penggunaan masa yang sedikit

� Kelemahan:

� Sukar divisualkan

� Memerlukan langkah yang banyak

� Penggunaan kejuruteraan yang terhad

� Sesuai untuk menghasilkan bentuk yang mudah

MODEL PERMUKAAN (surface modelling)

� Permukaan kulit / permukaan di antara garisan / lengkungan

� Lebih mudah untuk divisualkan

Sesuai untuk proses “shading”, “texture” dan � Sesuai untuk proses “shading”, “texture” dan “maping”

� Tiada ketebalan permukaan

� Pembahagian seksyen yang tepat

� Kegunaannya: merekabentuk produk yang memerlukan kajian rupabentuk

MODEL PEPEJAL (solid modelling)

� Kaedah termaju dalam menghasilkan objek 3D berbantu komputer

� Boleh memberi bentuk sebenar sesuatu objek fizikal menggunakan segala data pengawalan menggunakan segala data pengawalan

� Boleh melakukan penentuan sifat fizikal dan bahan objek

ELEMEN SISTEM CAD

1. PEMODELAN GEOMETRI

2. ANALISIS REKABENTUK

3. ANALISA REKABENTUK DAN PENILAIAN

4. DOKUMENTASI DAN LAKARAN4. DOKUMENTASI DAN LAKARAN

PEMODELAN GEOMETRI(GEOMETRIC MODELLING)

� Objek fizikal komponen di tafsirkan melalui kaedah matematik dan analisa.

� Semua arahan digital di paparkan di skrin dan disimpan di dalam komputerdisimpan di dalam komputer

� Model geometri boleh di paparkan melalui 3 cara: MODEL KERANGKA, MODEL PERMUKAAN dan MODEL PEPEJAL

ANALISIS REKABENTUK(DESIGN ANALYSIS)

� Proses analisis: stress, strain, deflections, vibrations, heat transfer, temp. disttemp. dist

� Terdapat banyak software yang maju untuk tujuan ini

� Untuk kes tertentu, eksperimen perlu dijalankan

ANALISA REKABENTUK DAN

PENILAIAN(DESIGN REVIEW AND EVALUATION)

� Fasa ini perlu untuk memeriksa kepincangan dalam rekabentuk

� Fasa ini dilaksanakan untuk mengelakkan sebarang masalah yang mungkin timbul sebarang masalah yang mungkin timbul semasa proses pemasangan

� Terdapat software yang boleh melakukan simulasi pemasangan

� Semua komponen yang terlibat dalam proses pemasangan dibuat mengikut dimensi yang sebenar

DOLUMENTASI & LAKARAN(DOCUMENTATION & DRAFTING)

� Fasa terakhir dilaksanakan selepas semua masalah rekabentuk telah diatasisemua masalah rekabentuk telah diatasi

� Lukisan yang lengkap boleh dicetak dan didokumenkan

FINITE ELEMENT ANALYSIS

� TAFSIRAN:

Satu kaedah numerical yang digunakan untukmenyelesaikan masalah yang kompleks dalambidang kejuruteraan

Bidang yang menggunakan FEA� Bidang yang menggunakan FEA

� FEA dapat melakukan pengiraan yang tepat dan kerana hanya menggunakan rumus matematik yang terdapat di dalam perisiannya

� FEA membantu mdmudahkan proses pengiraan kerana jika mengira sendiri akan mengambil masa dan melibatkan kos yang tinggi

� KEGUNAAN:

� Mengira ketegangan, pemindahan haba, kebolehaliran,

tekanan, gegaran dll

� Mengesan struktur dalam sesuatu bahan yang diuji (tahap ketumpatan, analisis bahan)

� Terdapat 6 modul dalam FEA:

1. Modul keanjalan (node module)

2. Module boundary condition

3. Module material properties

4. Modul elemen

5. Modul penyelesaian

KAEDAH FEA

1. Mengasingkan struktur

2. Mencari penyelesaian yang sesuai

3. Menggunakan elemen matriks dan persamaan

4. Pengumpulan elemen persamaan

5. Penyelesaian menggunakan kaedah nodes

6. Penerangan keputusan

SISTEM

KAWALAN

� Mesin kawalan berangka (NC), Mesin kawalan berangka berkomputer (CNC) dan Mesin kawalan berangka terus (DNC) dicipta untuk meningkatkan pengeluaran dan kecekapan industri pengeluaran

� Mesin tradisional: operator akan letih dan hilang tumpuan setelah lama mengendali mesin

� Mesin NC tidak memerlukan operator selepas proses penyediaan kendalian, maka mesin berupaya penyediaan kendalian, maka mesin berupaya menghasilkan barangan yang seragam dan berdimensi tepat

� Bahan yang keras boleh dimesin dengan berkesan menggunakan EDM, ECM, WIRE CUT m/c, PLASMA CUTTING dll

KAWALAN BERANGKA (NC)

� Kaedah menguruskan pergerakan mesin dengan cepat dan tepat

oleh aturcara yang menggiatkan motor pada mesin

� Operasinya sama seperti mesin tradisional

� Kadar pengeluaran adalah cepat dan tidak perlukan operator

semasa proses memesin

� Pergerakan mata alat berpandukan rekabentuk komponen

� Setiap pergerakan dikhaskan kepada � Setiap pergerakan dikhaskan kepada

satu paksi komponen yang diwakili

oleh paksi-x, paksi-y dan paksi-z z

y

x

PROSES NC

COMPLETE

PROGRAM USING G

CODE & M CODE

LUKISAN

KOMPONEN

KOMPONEN

YANG SIAP

PENEBUK PITA

YANG SIAP

PITA TERTEBUK

PROSES

PEMESINAN

HOLLERITH CARD

PROGRAM TAPE

BINARY PUNCH CARD

APERTURE PUNCH CARD

A SYSTEM/3 PUNCH CARD

A STD BLANK IBM PUNCH CARD

Punched cards in use in a

Jacquard loom.

Punched cards of a large dance

organ

KELEBIHAN SISTEM NC

� KETEPATAN DIMENSI

� BOLEH MELAKUKAN OPERASI YANG RUMIT:

LENGKUNGAN

KOS PEMERIKSAAN PRODUK AKHIR DAPAT � KOS PEMERIKSAAN PRODUK AKHIR DAPAT

DIKURANGKAN

� MEMERLUKAN PEKERJA MAHIR

KAWALAN BERANGKA KOMPUTER

(CNC)

� Pita dan pembaca pita DIGANTI sebuah

komputer untuk mengawal mesin

� Pengatucaraan: dibuat di komputer, disimpan

di dalam memori komputer atau CDdi dalam memori komputer atau CD

� KELEBIHAN TAMBAHAN:

� Boleh edit aturcara terus dari komputer, jimat

masa

� Boleh melakukan simulasi

PROSES CNC

SISTEM BERANGKA TERUS

(DNC)

� Sebuah komputer pusat digunakan untuk

mengawal secara sambungan terus

beberapa mesin CNC (CNC TURNING, CNC

MILLING & CNC GRINDING)MILLING & CNC GRINDING)

� Aturcara suruhan boleh dihantar terus ke

mesin yang berkenaan

� Semua mesin yang di sambung boleh

melakukan proses serentak

KELEBIHAN DNC

� Aturcara suruhan boleh dibekalkan ke mana-

mana mesin CNC yang bersambung dengan

komputer

� Boleh mengawal mesin CNC secara serentak� Boleh mengawal mesin CNC secara serentak

� Komponen berbeza boleh dimesin serentak

menggunakan mesin CNC berbeza

KONSEP PEMBUATAN

TERKINI

PEMBUATAN BERINTEGRASIKAN

KOMPUTER (CIM)� Persepaduan dalam aktiviti-

aktiviti pembuatan termasuk

proses, operasi dan

pengurusan pembuatan

disatukan sebagai sistem

yang membolehkan kawalan yang membolehkan kawalan

secara keseluruhan

� Boleh minimakan kos

keseluruhan proses

pembuatan

� Boleh memaksima produktiviti,

kualiti dan boleharap produk

ELEMEN-

ELEMEN

CIMCIM

PERANCANGAN PROSES

(PROCESS PLANNING)

� Proses yang mementingkan isu-isu kejuruteraan, logistik dan teknologi proses pembuatan

� Skop proses yang dirancang biasanya terhad kepada peralatan proses dan kemampuan kepada peralatan proses dan kemampuan teknologi yang dimiliki oleh sesebuah sykt.

� Langkah-langkah pemasangan sesuatu produk disusun mengikut urutan yang paling logik berdasarkan pengetahuan dan pengalaman “PROCESS PLANNER”.

SKOP PERANCANGAN

PROSES

1. Menerangkan maksud / memahami lukisan

rekabentuk

2. Proses-proses dan urutan

Pemilihan peralatan3. Pemilihan peralatan

4. Tools, dies, molds, fixtures & gages

5. Analisa kaedah pemasangan

6. Piawaian kerja

7. Mata alat & kaedah pemotongan

Menerangkan maksud /

memahami lukisan rekabentuk

� Analisa rekabentuk produk:

� Dimensi produk

� Tolerance

� Surface finish� Surface finish

Proses-proses dan urutan

� Perancang proses perlu menganalisa urutan

proses dengan membuat perancagan kasar

(DRAFT)

Pemilihan peralatanPemilihan peralatan

� Perancangan pemilihan peralatan

menggunakan kemudahan dan peralatan

yang sedia ada di kilang

� JIKA TIADA, komponen dibeli dari vendor

atau membuat sendiri dengan membeli

peralatan baru

Tools, dies, molds,

fixtures & gages

� Menentukan mata alat yang diperlukan untuk

setiap langkah proses

Analisa kaedah pemasanganAnalisa kaedah pemasangan

� Susunatur tempat kerja

� Torque screwdriver

� Bekas screw

� Kotak berisi subassy part

Piawaian Kerja

� Menggunakan teknik-teknik pengukuran kerja

untuk setiap proses

Mata alat pemotong &

kaedah pemotongan

•Merujuk kepada “Standard Handbook”

PERANCANGAN PROSES

BERBANTUKAN KOMPUTER (CAPP)

� The use of computer technology to aid in the process planning of a part

or product, in manufacturing.

� Link between CAD and CAM in that it provides for the planning of the

process to be used in producing a designed part.

� Concerned with determining the sequence of individual manufacturing � Concerned with determining the sequence of individual manufacturing

operations needed to produce a given part or product which then

documented on a form typically referred to as a route sheet containing

a listing of the production operations and associated machine tools for a

workpart or assembly.

� Process planning in manufacturing also refers to the planning of use of

blanks, spare parts, packaging material, user instructions (manuals)

etc.

PERANCANGAN KEPERLUAN

BAHAN (MRP I)/SUMBER (MRP II)

� Requirements Planning (MRP) is a software based production planning and inventory control system used to manage manufacturing processes. Although it is not common nowadays, it is possible to conduct MRP by hand as well.

An MRP system is intended to simultaneously meet � An MRP system is intended to simultaneously meet three objectives:

� Ensure materials and products are available for production and delivery to customers.

� Maintain the lowest possible level of inventory.

� Plan manufacturing activities, delivery schedules and purchasing activities.

KONSEP MRP I & MRP II� MRP is concerned primarily with manufacturing

materials

� MRPII is concerned with the coordination of the entire

manufacturing production, including materials, finance,

and human relations.

� MRPII is to provide consistent data to all players in the � MRPII is to provide consistent data to all players in the

manufacturing process as the product moves through

the production line.

� MRPII systems begin with MRP, Material

Requirements Planning.

� MRP allows for the input of sales forecasts from sales

and marketing. These forecasts determine the raw

materials demand.

� MRP and MRPII systems draw on a Master Production

Schedule, the break down of specific plans for each

product on a line.

� While MRP allows for the coordination of raw materials

purchasing, MRPII facilitates the development of a

detailed production schedule that accounts for machine detailed production schedule that accounts for machine

and labor capacity, scheduling the production runs

according to the arrival of materials.

� An MRPII output is a final labor and machine schedule.

Data about the cost of production, including machine

time, labor time and materials used, as well as final

production numbers, is provided from the MRPII system

to accounting and finance

Manufacturing Resource

Planning (MRP II)

� Manufacturing Resource Planning (MRP II) is a method for the effective planning of all resources of a manufacturing company addresses operational planning in units, financial planning in dollars, and has a simulation capability to answer "what-if" has a simulation capability to answer "what-if" questions and extension

� This is not exclusively a software function, but a marriage of people skills, dedication to data base accuracy, and computer resources.

� It is a total company management concept for using human resources more productively.

KELEBIHAN MRP II

� Better control of inventories

� Improved scheduling

� Productive relationships with suppliers

For Design / Engineering:

� Improved design control

� Better quality and quality control

For Financial and Costing:

� Reduced working capital for inventory

� Improved cash flow through quicker deliveries

� Accurate inventory records

� Timely and valid cost and profitability information

BILL OF MATERIALS� A list of the raw materials, sub-assemblies, intermediate assemblies, sub-

components, components, parts and the quantities of each needed to

manufacture an final product .

� It may be used for communication between manufacturing partners, or

confined to a single manufacturing plant.

� A BOM can define products as they are designed (engineering bill of

materials), as they are ordered (sales bill of materials), as they are built materials), as they are ordered (sales bill of materials), as they are built

(manufacturing bill of materials), or as they are maintained (service bill of

materials).

� The different types of BOMs depend on the business need and use for which

they are intended.

� In process industries, the BOM is also known as the formula, recipe, or

ingredients list.

� In electronics, the BOM represents the list of components used on the

printed wiring board or printed circuit board.

A BOM can be displayed in the following formats:

� A single-level BOM that displays the assembly or sub-assembly with only one level of children. Thus it displays the components directly needed to it displays the components directly needed to make the assembly or sub-assembly.

� An indented BOM that displays the highest-level item closest to the left margin and the components used in that item indented more to the right.

A Bill of Materials software typically allows to create and maintain the components parts list from engineering (eBOM) and (eBOM) and manufacturing (mBOM). Other functions include management of labor, overhead, history and revision control.

ANTARAMUKA (INTERFACING)

• Satu sistem berasaskan mikropemproses yang

terdiri daripada mikropemproses yang

disambung pada “Insert Chip” (IC) ingatan dan

persisran Input Output (I/O) menerusi

“address bus” atau “control bus”

Input peripheral

• Terdiri daripada:

– Pad kekunci & papan kekunci: menempatkan aturcara danbahagian pembolehubah aturcara ke dalam RAM

– Suis

– Multiplexer

• Pemboleh ubah aturcara (anjakan, tekanan, kadar aliran, suhu & terikan) dimasukkan ke dalam sistem melalui suis dan multiplexerterikan) dimasukkan ke dalam sistem melalui suis dan multiplexer

Output peripheral

• Unit paparan sepert LED

• Video controller dan printer

• Motor

Fungsi Litar Antaramuka• Melaksanakan perhubungan di antara kawalan

masukan / keluaran sistem mikropemprosesdengan peranti perisian

• Mendapatkan aturcara dan penyimpanan data

• Menghubungkan dengan dunia luar• Menghubungkan dengan dunia luar

• Mengatasi ketidakserasian di antara dua alatyang ingin disambungkan

• Dua jenis interface:

– Siri

– Selari

Antaramuka Sesiri• Penghantaran data terbahagi kepada 2 kaedah:

– Tidak segerak: data dihantar 1 bit demi 1 bit

– Segerak: data dihantar dalam bentuk blok bit

• Secara umum data bersiri bagi setiap kelompokyang dihantar secara bersiri tak segerak dinamakansatu aksara. Setiap aksara dihantar dengan format satu aksara. Setiap aksara dihantar dengan format berikut:

– 1 bit mula: Permulaan aksara dan ditandakan denganlogik “0”

– 7 atau 8 bit data: biasanya diset 7 bit data bagi ASC11

– 1 bit parity: bit pilihan untuk pindahan 7 data, mengesan kesalahan perpindahan data. Terbahagikepada 2 jenis; parity genap & parity ganjil

Antaramuka Selari• Mempunyai dua liang 8 bit iaitu liang A & liang B

• Kedua-dua liang ditentukan sebagai masukan (I) atau keluaran (O) berdasarkan aturcara

• Disambungkan ke mikropemproses melalui bas data 8 bit dan dikawal oleh isyarat R/W (read and write)write)

• Terdapat 3 jenis daftar PIA:

– Daftar Arah Data (DDR): penentuan talian sebagaimasukan (I) atau keluaran (O)

– Daftar Data (DR): mengandungi daftar yang dipindahdari mikropemproses ke peranti perisian

– Daftar Kawalan (CR)

• Sekurang-kurangnya 11 kabel diperlukan bagi

pemindahan data yang laju

• Contoh pengantaramuka selari adalah: • Contoh pengantaramuka selari adalah:

– Motorola 6820 – peripheral interface adapter

– ITEL 8255 A programmable peripheral interface

Peranti Antaramuka

• Modem: peranti untuk penghantaran data

penduaan menerusi talian telefon

• Modulator: menghantar data siri yang datang

dari sistem mikropemproses melalui talian

dalam bentuk kod. dalam bentuk kod.

• Multiplexers: alat yang membenarkan

maklumat daripada beberapa punca dihantar

melalui satu talian penghantaran.