Integracija CAD-CAM-CAPP u Principima Grupne Tehnologije

7/30/2019 Integracija CAD-CAM-CAPP u Principima Grupne Tehnologije

1/81

DIPLOMSKI RADINTEGRACIJA CAD/CAM/CAPP U PRINCIPIMA GRUPNE TEHNOLOGIJE


2/81

2

Mentor:Rad ima stranicaRedni broj


3/81

3

INTEGRACIJA CAD/CAM/CAPP U PRINCIPIMA GRUPNE

TEHNOLOGIJE

REZIME

Poveana potranja na tritu za proizvodima vieg nivoa fleksibilnosti iuniverzalnosti iz svih oblasti stvara potrebu za gradnjom ovakvih proizvoda(razvojem znanja o modularnoj gradnji proizvoda), te njihovoj primjeni u praksi.

Grupna tehnologija utemeljena na znanju u ovom sistemu egzistira kao moanalat, koji prua mogunost efikasnije realizacije procesa modularne gradnje,obezbjeujui smanjenje utroka materijala, vremena izrade i poveanje kvalitetaproizvoda.

Primjenom grupne tehnologije utemeljene na znanju i implementaciji u

savremenim proizvodnim sistemima smanjuju se trokovi proizvodnje, vrijeme radapo pojedinici proizvoda, odnosno poveava se vrijeme za pripremu proizvodnje.Takoe smanjuje se potronja materijala i energije, krae je vrijeme izrade ibolji kvalitet proizvoda.Primjenom metode konstruisanja pomou raunara CAD, planiranje proizvodaCAPP i programiranja i upravljanja procesom izrade CAM, ili njihovom

integracijom CAD/CAM/CAPP i povezivanjem sa grupnom tehnologijom

mogue je izlazne parametre proizvoda, trokove pripreme i izrade, kvalitetproizvoda, dizajn, vrijeme pripreme proizvodnje svesti na optimalan nivo.


4/81

4

INTEGRATION CAD/CAM/CAPP IN PRINCIPLE GRAUP

TECHNOLOGY

SUMMARY

Enlargement requirements, on market for product higher lewd universality offlexibility and universality from all area, creating necessity for building thisproduct (knowledge about modular principle of building) and theirs apply inpractice.

Group technology based on knowledge in those systems existing just aspowerful tool, which offer effective possibility realization process modular principilebuilding of product, starting reduce material spend and energy, short time makingproduct and we have product with better quality.

Appling group technology concept foundering on knowledge and in newproduction systems, starting reduceing expend of whole production, work time byindividual product, and it is starting to increase time for production arrangement.Also it starting reduceing material spend and energy, short time for makeingproduct and we have product with better quality.Appling computer aided design CAD,computer aided production planing CAPPand programming and compter aided manufacturing, or their integrationCAD/CAM / CAPP and connection with group technology concept, it can wayout product valve, arrangement expense and making, product better quality,design, time for prepare production reducing to optimal level.


5/81

5

SADRAJ1.0. UVOD................................................................................................................................................. 7

2.0. OSNOVNI PRINCIPI GRUPNE TEHNOLOGIJE ............................................................................... 9

2.1.OSNOVI GRUPNE TEHNOLOGIJE (GT) ........................................................................................................ 9

2.2.OPTE KARAKTERISTIKE I KLASIFIKACIJA DIJELOVA U GRUPNOJ TEHNOLOGIJI ....................................... 11

2.3.PREGLED ZAHVATA I OSTVARIVANJA ........................................................................................................ 13

2.4.TEMELJI GRUPNOG NAINA OBRADE............................................................................................................... 14

3.0. TIPIZACIJA DIJELOVA ..................................................................................................................... 16

3.1TIPSKI TEHNOLOKI OBLICI POVRINA....................................................................................................... 17

4.1.METODE GRUPIRANJA IZRADAKA.............................................................................................................. 19

4.1.1. Postupak grupisanja na predmetnom principu - po vrsti obrade............................................. 21

4.1.2. Postupak grupisanja na predmetnom principu - po redoslijedu operacija............................. 22

4.2.OSNOVA METODOLOGIJA GRUPISANJA IZRADAKA I PRESTAVNIK GRUPE................................................. 22

4.3.KLASIFIKACIJA IZRADAKA I KLASIFIKATORI................................................................................................ 26

5.0. ULOGA GT U PROIZVODNOM SISTEMU........................................................................................ 27

5.1.GRUPNA TEHNOLOGIJA I SISTEMI PLASTINE PRERADE .......................................................................... 27

5.2. GRUPNA OBRADA NA TOKARLICAMA........................................................................................................ 29

5.2.1 Klasifikacija dijelova za obradu na tokarlicama.......................................................................... 29

5.3.GRUPNA OBRADA NA GLODALICAMA ........................................................................................................ 31

Slika5.4. Glodalica.................................................................................................................................... 31

5.3.1. Klasifikacija dijelova za obradu na glodalicama........................................................................ 31

5.4.GRUPNA OBRADA NA BUILICAMA ............................................................................................................ 33

5.5.GRUPNA TEHNOLOGIJA U FUNKCIJI FLEKSIBILNIH PROIZVODNIH SISTEMA .............................................. 34

5.5.1. Fleksibilni proizvodni sistem za izradu profila............................................................................ 36

6.0. INTEGRACIJA GT U CAD I CAM ...................................................................................................... 38

6.1. CAD/CAM PROGRAMIRANJE........................................................................................................... 42

6.1.1 Generiranje instrukcija interaktivnim CAD/CAM programiranjem............................................ 44

6.2.PRAVCI BUDUIH ISTRAIVANJA ............................................................................................................... 46

6.3.SISTEM UPRAVLJANJA PROIZVODNIM PODACIMA (PRODUCT DATA MANAGMENTPDM) ...................... 47

7.0. CAPP KAO PREDUSLOV INTEGRACIJE CAD I CAM................................................................... 48

7.1.GRUPNA TEHNOLOGIJA I CAD/CAPP/CAM ............................................................................................ 49

7.2. OSNOVE AUTOMATIZOVANOG PROJEKTIRANJA TEHNOLOKIH POSTUPAKA I OSNOVNA STRUKTURA

CAPP-A ........................................................................................................................................................... 50

7.3.PODJELA CAPP SISTEMA ......................................................................................................................... 53

7.4.INTEGRACIJA CAD/CAPP/CAM SISTEMA............................................................................................... 54

7.5 VARIJANTNA METODA PROJEKTOVANJA PROCESA ........................................................................... 55

7.6.GENERATIVNI PRISTUP ............................................................................................................................. 57

7.7.PREGLED RAZVIJENIH CAPP SISTEMA .................................................................................................... 59

8.0. GT U FUNKCIJI GRADNJE MODULARNIH CJELINA ................................................................. 60

8.1. DEFINIRANJE MODULA .................................................................................................................... 60

8.2. OBLIKOVANJE MODULA ............................................................................................................................ 60

8.2.1. Princip hijerarhije........................................................................................................................... 628.2.2. Prtncip modularnosti..................................................................................................................... 62


6/81

6

8.2.3. Princip kompatibilnosti................................................................................................................... 64

8.2.4. Princip kompjuterizacije................................................................................................................. 64

8.2.5. Princip komunikacije...................................................................................................................... 64

8.3.MODULARNE STRUKTURE FLEKSIBILNOG PROIZVODNOG SISTEMA (FPS-A) ........................................... 65

9.0. CIM I SISTEMI IZMJENE MODULA U GT ........................................................................................ 66

9.1.CIMSISTEM .......................................................................................................................................... 66

9.2. IZMJENA MODULA U GT ........................................................................................................................... 68

9.2.1. Modularni sistem automatskog obezbjeenja alata ................................................................. 69

9.2.1.1.Modularni sistem pomonog i reznog alata ............................................................................. 69

9.2.1.2. Modularni sistem ureaja za automatsku zamjenu alata (AZA) .......................................... 70

9.2.1.3. Modularni sistem grupnih steznih alata...................................................................... 72

9.2.2. MODULARNI SISTEM TRANSPORTA I SKLADITENJA(ATSS) ..................................................... .. 72

10. EKONOMSKOG EFEKTA PRIMJENE GRUPNIH TEHNOLOGIJA ................................................ 74

11. ZAKLJUAK......................................................................................................................................... 77

13. PRILOZI ................................................................................................................................................. 79


7/81

7

1.0. UVOD

Trenutna situacija na svjetskom tritu (posebno u oblasti raunarskihtehnologija i proizvodnih sistema), ustovljena je turbulentnim promjenama i stalnom

tenjom da se proizvodi bre, kvalitetnije i da se fleksibilnije odgovara na zahtjevekupaca. Ovo izaziva napetu ekonomsku situaciju koja stavlja u teak poloajproizvodni sektor od koga se zahtijeva skraenje proizvodnih ciklusa, gradnjakvalitetnijeg prizvoda i vee snienje trokova proizvodnje. Centralno mjesto naovakvom tritu zauzimaproizvod kome se posveuje sve vie panje od procesaprojektovanja do procesa izrade, da bih ovo postigli potrebno je primijenitiodgovarajua znanja tehnologiju i opremu.Pri projektovanju tehnolokih procesa, ovisno o vrsti proizvodnje i strukturiproizvodnog programa, nai e se veliki broj izradaka koji su razliiti ili slini pomaterijalu pripremka, obliku i dimenzijama, namjeni i procesu izrade.

Grupni tehnoloki procesi omoguuju :1. Obradu slinih komada po istom tehnolokom procesu.2. Poveanje produktivnosti rada i smanjenje cijene kotanja zbog poveanja

serije komada, boljeg iskoritenja opreme, skraenje broja podeavanja ivremena podeavanja maine.

3. Poveanjeoptereenja mainskog parka.4. Primjena progresivnih oblika polufabrikata na grupu elemenata sline

konfiguracije.5. Smanjenje obima rada pripreme proizvodnje novih proizvoda, viestruko

koristei tipske grupne tehnolok procese i grupnu opremu.

Utvreno je da se 70 - 80 % tehnolokih procesa ponavljaju od proizvoda doproizvoda sa neznatnom izmjenom.Prva etapa u stvaranju grupni tehnolokih procesa je grupisanje proizvoda uodreeni broj grupa proizvoda. Proizvodi se grupiu prema konstruktivnotehnolokim karakteristikama, uzimajui u obzir :

Konfiguraciju proizvoda

Dimenziju i teinu proizvoda Materijal neobraenog proizvoda Tanost i kvalitet povrine koje se obrauju Nain baziranja i stezanja Vid obrade i maine koje se primjenjuju.

Za svaku formiranu grupu odredi se prestavnik - kompleksni dio koji moebiti fiktivan ( sastavljen na osnovu svih izradaka iz odreene grupe), ili stvarni( jedan izradak iz grupe).CAD/CAM sistemi od svoje pojave, u ranim ezdesetim godinama imajunemerljiv uticaj na razvoj ininjerskih proizvoda. Oko 80% proizvodnih kompanija uevropi koriste implementirane CAD/CAPP/CAM tehnologije. Uz primjenu raunaradanas se izvodi projektovanje proizvoda CAD, ininjerskih proraunu i analizeCAE, projektovanje tehnolokih procesa CAPP, programiranje rada na CNCmainama i praenje procesa proizvodnje PPS.Na slici 1 , prikazan je razvoj CAD/CAM tehnologija.


8/81

8

Slika 1 - Razvoj CAD/CAM/ CAPP tehnologijeSa slike vidimo da znaajno mjesto u razvoju i primjeni grupne tehnologije u

proizvodnim procesima pripada CAD sistemima, odnosno integrisanim CAD/CAMsistemima i CAPP- sistemima.Tenja da se izvri potpuna integracja procesa konstruisanja proizvoda CAD,planiranja proizvodnje CAPP i programiranja-voenja-kontrole obradnih procesaCAM, dovela je do razvoja sistema iji programski paketi omoguavaju integracijuCAD/CAPP/CAM sistema, u kojima grupna tehnologija ima znaajnu ulogu upvezivanju pojedinih.


9/81

9

2.0. OSNOVNI PRINCIPI GRUPNE TEHNOLOGIJE

Tehnoloka priprema proizvodnje zasniva se na projektovanju tehnolokihprocesa, konstruisanju tehnoloke opreme i izradi te opreme.Takav proces mora daosigura odreeni obim i tempo proizvodnje, uz osiguranje visokog nivoa tehniko -ekonomskih pokazatelja proizvodnje, prije svega pokazatelja proizvodnosti rada itrokova.

Prilikom izbora odgovarajue varijante projektovanja tehnolokog procesa,moraju se uzeti u obzir mogunosti konkretne proizvodnje i optereenje njenihstrojeva. Trokovi za projektovanje i izradu tehnoloke opreme kreu se u granicamado 50 % u maloserijskoj i do 80 % u velikoserijskoj proizvodnji od ukupnog obimapripreme proizvodnje, pa prema tome, predstavlja znatan dio cijene kotanjaproizvoda. Veliki dio tvornica u kojima se primjenjuje serijska i pojedinanaproizvodnja, projektuju i koriste specijalnu opremu. Pri individualnoj razradi procesatehnolog odreuje opremu, dok s druge strane konstruktor, takoe, prema svom,nahoenju projektuje konstrukciju te opreme, pri emu se stvara potreba izradevelikog broja specijalnih naprava koje uzrokuju velike materijalne trokove.Poto se u mnogim tvornicama proizvodi esto mijenjaju, takva usko specijalizirana

oprema je kratkog vijeka i u veini sluajeva prestaje njena upotreba sa prestankomizrade proizvoda. Ovaj problem moe se rijeiti usvajanjem grupne opreme kao imodernizacijom postojee opreme. Sve ovo nas navodi na zakljuak, da grupnitehnoloki procesi se moraju najire primjenjivati, jer su temelj individualne,maloserijske i serijske proizvodnje, to e zajedno s veim ekonomskim efektom uindustriji stvoriti preduslove za dalju razradu naunih osnova tehnologije.

2.1. Osnovi grupne tehnologije (GT)

Grupna i tipska tehnologija omoguavaju da se za iri asortiman proizvoda, kojiodgovara pojedinanoj i maloserijskoj proizvodnji, moe organizovati veliko - serijskai masovna proizvodnja dijelova koji su zajedniki za sve proizvode. Da bismo ovomogli ostvariti, neophodno je izvriti unifikaciju sastavnih dijelova proizvoda poobliku,dimenzijama i materijalu.

Unificiranje dijelova moemo izvriti na dva naina. Kod prvog naina smanjujese raznovrsnost oblika, dimenzija i materijala dijelova koji ulaze u sastav razliitihproizvoda. Ovaj nain dovodi do racionalizacije proizvodnje sa poveanjem

ekonominosti ali sa irim asortimanom proizvoda. U drugom sluaju, u najveojmoguoj mjeri unificiramo dijelove prema obliku, dimenzijama i materijalu za sveproizvode. Na taj nain za veiasortiman proizvoda dobijamo veliki broj zajednikihunificiranih dijelova.Unificiranjem dijelova prema obliku, dimenzijama i materijalu smanjujemo:

1. vrste i dimenzije tehnoloke opreme.2. broj, dimenzije i vrste alata,3. asortiman materijala,4. raznovrsnost reima obrade,5. zalihe alata i materijala.

Ova smanjenja dovode do poveanja ekonominosti u proizvodnji i smanjenja

trokova proizvodnje to omoguava bolje poslovanje fabrike.Unifikacija dovodi do smanjenja od 20 do 60% postojee raznovrsnosti oblika,


10/81

10

dimenzija i materijala i omoguava uvoenje grupne i tipske tehnologije.Pri projektovanju novih proizvoda, treba teiti da se u njih ugradi to vei brojistih dijelova koji su slini po obliku, dimenzijama i materijalu. To omoguavaracionalniju i ekonominiju proizvodnju grupa unificiranih dijelova. Svaka grupaistorodnih predmeta treba da ima isti oblik i to je mogue manja odstupanja u

pogledu dimenzija i materijala.

Razlike izmeu dimenzija i materijala slinih dijelova ne smiju biti velike da sezbog toga ne bi stvarali veliki gubici u materijalu u toku obrade ili u cijeni prilikomnabavke.

Slika 2.1. Osnovni principi GT

PODOBNOST

OBLIKA

GRUPNA

TEHNOLOGIJA

PODOBNOST

DIMENZIJA

TEHNOLOKA

PODOBNOST

STEZNI

PRIBOR

OBRAD

MJERENJE

SISTEMATIKA OBRADE

VEA PROIZVODNJA

FLEKSIBILNA

PROIZVODNA

SRESTVA

VII STEPEN

AUTOMATIZACIJ

RACIONALIZACIJA

KONSTRUKCIJE

J

I

NA

MJENA

EFEKTI


11/81

11

2.2. Opte karakteristike i klasifikacija dijelova u grupnoj tehnologiji

Osnovni zadatak grupne tehnologije je da se osigura takav nain projektovanjatehnolokih procesa koji e omoguiti najrentabilniju i najkrau tehnoloku pripremuprocesa proizvodnje. Da bismo to ostvarili, neoohodno je napustiti individualnu

razradu tehnolokih procesa za pojedine dijelove i prei na izradu tehnolokihprocesa za grupe dijelova.

Grupna tehnologija se temelji na klasifikaciji dijelova u grupe za iju su obradupotrebne maine istog tipa, isti alati za stezanje i obradu kao i isto podeavanjemaina ialatki. Na ovaj nain smanjuje se asortiman i koliina tehnoloke opreme.Grupna tehnologija omoguava modernizaciju maina alatki, uvoenjeautomatizacije i mehanizacije kao i primjenu visokoproduktivnih specijaliziranih iagregatnih maina alatki. Za uspjean razvoj grupne tehnologije neophodno je dakonstruktori, pri projektovanju i konstruisanju novih proizvoda, koriste klasifikacijudijelova koje je razradila tehnoloka priprema.

Sve dijelove koje obraujemo svrstavamo u klase, grupe i tipove.Klasa predstavlja vei skup dijelova koji imaju zajedniku namjenu, konstruktivnioblik i jednake metode rjeavanja osnovnih tehnolokih problema. Klase se dijele nagrupe. Pod grupom podrazumijevamo skup dijelova koji se meusobno razlikuju poelementima konfiguracije i broju operacija koje treba izvriti da bi obavili njihovuizradu. Grupe se dijele na tipove.

Slika2.2. ema klasifikacije dijelovaGrupna tehnologija predstavlja koncept, koji koristi slinosti u pogledu konfiguracije

dijelova (geometrije) i pogledu proizvodnih i montanih zahtijeva dijelova. Ciljklasifikacije dijelova je pronalaenje tipova za koje se izrauju tipini tehnolokiprocesi. Tip dijelova podrazumjeva srodne dijelove jedne klase koji u uslovima iste

proizvodne sredine imaju zajedniki plan obrade osnovnih povrina, tj. prolaze

KLASAGRUPA

GRUPA

GRUPA

TIP

TIP

TIP

TIP

TIP

TIP

TIP

TIP

TIP


12/81

12

istovrsne operacije. Grupna i tipska tehnologija predstavljaju prvi nauni koncept uproizvodnoj tehnologiji.

Grupisanje slinih dijelova u familiju sa odgovarajuim kodnim sistemom je odbitne vanosti za CAPP. Koncept grupne tehnologije omoguava ovu klasifikaciju.

Jedna od definicija grupne tehnologije(GT) se moe iznijeti kao:Grupna tehnologija je realizacija koja mnoge probleme, koji su slini i koji sugrupisani u sline probleme, moe se nai jednostavno rjeenje za problem zbogskraivanja vremena i truda.

Osnova grupne metode je princip klasifikacije dijelova prema nainuobrade,odnosno, stvaranje klasa dijelova koji se obrauju na automatima, revolver-tokarilicama, glodalicama, builicama i ostalim alatnim strojevima.. Grupa je osnovnatehnoloka jedinica. Pri odreivanju grupa uzima se u obzir:

geometrijski oblik

istovrsnost povrina koje podlijeu obradi tanost i kvalitet povrina koje se obrauju istovrsnost pripremka

veliina serije ekonominost procesa

Princip formiranja grupa dijelova sastoji se u sledeem: osnova jekarakteristini dio odreene grupe tzv.kompleksni dio.

Slika 2.3. ema sa stvarnim kompleksnim dijelom

A - kompleksni dio koji sadri osam osnovnih povrinaB,C itd. -jednostavni dijelovi koji se sastoje od kombinacije pojedinih

elemenata. Svi ostali dijelovi iz grupe moraju imati potpun broj ili dio istih takvihpovrina, ali one mogu biti rasporeene drugim redoslijedom.Na sl.br. 2.3, sa A oznaen je kompleksni dio, koji se sastoji od osam elementarnihpovrina: 1-vanjski cilindar, 2-vanjski konus, 3-vanjski urez, 4-vanjski narez, 5-unutranji cilindar, 6-cilindrina rupa, 7-unutranji lijeb, 8-unutranji narezSlovima B,C,D itd. oznaen je niz konkretnih dijelova koji se sastoje od istih geo -

metrijskih elemenata, ali razliito kombinovanih.


13/81

13

2.3. Pregled zahvata i ostvarivanja

Prvanauna istraivanja u oblasti grupisanja izvrio je Sokolovski i od tada pado danas uoavaju se tri faze:

1. Izuavanje osobina dijelova i oblikovanje familija slinih dijelova

2. Analiza tokova materijala i podjela tokova3. Dalji razvoj postupaka grupisanja i oblikovanja prostornih struktura proizvo-

dnih sistema na tim osnovama.

Faza 1: Profesor Sokolovski je grupe dijelova sa slinim postupcima obradenazvao tipskim grupama. Posle njega, Mitrofanov je uoio da postoji veliki brojdijelova sa istim ili slinim tehnolokim zahtjevima na pojedinim vrstama obrade.Grupe se oblikuju pomou klasifikatora, a obrada se izvodi grupnim alatima ipriborima. Cilj ovakve obrade je sma-njenje pripremno - zavrnog vremena i utedaskupog rada.

Faza 2: U ovoj fazi dolazi do analize tokova u procesu. Burbidge utvrduje da su

osnovni problemi postupska grupisanja analiza tokova materijala i oblikovanje takvih

grupa dijelova koji imaju sline tokove obrade.

Faza3: Veliki tehno - ekonomski zahtjevi u pogledu primjene viih metodaobrade na malim serijama razliitih dijelova, zahtijevaju sve veu fleksibilnostproizvodnih sistema. Fleksibilne tehnoloke strukture predstavljaju obradne imontane centre, koji omoguuju povieni nivo automatizacije, dok FPS se zasnivajuna razvoju autonomnih radnih jedinica, koje pored niza organizaciono tehnikihprednosti, omoguuju humaniju podjelu rada i manje ulaganje. U ovim procesima

podjednaka panja se posveuje procesima: obrade, montae, mjerenja, transporta,skladitenja i upravljanja u smislu zadovoljenja uslova fleksibilnosti i poloajaovjeka u procesu rada.


14/81

14

Slika 2.4. Faze u razvoju postupaka grupisanja

2.4. Temelji grupnog naina obrade

Metoda grupne obrade temelji se na klasifikaciji s izdvajanjem takvih grupadijelova za iju su obradu potrebni strojevi istog tipa, jednake naprave i isto udeavanjealatnih strojeva. Ova metoda moe se primijeniti kako na pojedine operacije, tako ina cjelokupnu izradu dijelova s jednakim redoslijedom operacija.

Na sl.br. 2.5, prikazan je proizvodni program za koji treba razraditi tehnolokeprocese. Potrebno je razraditi onoliko procesa koliko ima dijelova u programu ikonstruisati potreban broj alata i pribora . Predstavljeni postupak ima veliki utroaktehnolokog rada.

Na sl.br. 2.6, dat je isti proizvodni program, grupisan na principu vrste obrade, toomoguava razradu postupaka rada za onoliki broj predstavnika koliki je brojoperacijskih grupa.

Grupna metoda omoguuje iroku primjenu grupnih naprava i udeavanjastrojeva za grupe dijelova, to znatno smanjuje asortiman i koliinu potrebneopreme. Takoe, omoguuje modernizaciju strojeva koja ima mnogo vei ekonomskiefekat, kao i usvajanje proizvodnih linija i drugih automatskih linija u proizvodnji. Priprojektovanju novih proizvoda, konstruktori se moraju sluiti klasifikacijom dijelova

razraenom od strane slavnog tehnologa.


15/81

15

Sl.br. 2.5. Proizvodni program za koji Sl. br. 2.6. Proizvodni program razvrstantreba razraditi postupke obrade . u grupe.

Metoda grupne obrade zahtijeva velike pripremne radove koji ukljuuju: klasifikaciju dijelova (grupisanje) razradu tehnolokog procesa za grupe dijelova modernizacija strojeva (opreme) i stvaranje specijaliziranih alatnih strojeva organizacija grupnih proizvodnih linija.


16/81

16

3.0. TIPIZACIJA DIJELOVA

Tipski tehnoloki proces omoguuje sline efekte i ciljeve kao grupi, ali seprojoktuju za tipove dijelova , meusobno bitno vee slinosti, dakle jedistvenihkonstrukcijonih i tehnolokih karakteristika. Prema tome, osnovna karakteristikatipskih tehnolokih procesa je jedistveno tehnolokog procesa pri obradi svakogkonkretnog dijela istog tipa. To zahtijeva da se primjenom odgovarajueg metodagrupisanja, kao to je to klasifikatorSokolovskog, slika 2.2, dopunski kriterijuma, kaokod grupnih tehnologije, do tipova dijelova dolazi daljem ralanjivanjem grupa, priemu e tip prestavljati dijelovei koji za izradu zahijevaju iste obrade i njihovredosled, odnosno iste operacije i zahvate i njihov redoslijed. Prema tome, tip inedijelovi istog oblika u datom opsegu dimenzija, slika 2.2, a razlike meu njima sumale i odnose se na dimenzije povrina, tanost materijal i slino. Otuda je

indentinost tehnolokih procesa obrade za svaki dijo istog tipa osnovnakarakteristika tipskih tehnolokih procesa.

Lako moemo zakljuiti da tipska operacija obrade odreenog tipskogtehnolokog procesa prestavlja pojednostavljenje pripreme grupnih operacija.Najee se svi dijelovi istog tipa na pojedinim tipskim operacijama obrauju u vidujedne operacije ukoliko je njena realizacija mogua sa jednom pripremom obrdnogsistema. Izloena kratka analiza osnovnih karakterstika grupne i tipsketehnologije,kao to je i poznato, pokazuju da su koncepti ovih tehnologija, zasnovanina klasifikaciji i grupiranju dijelova.

Razvojem grupne tehnologije prelazimo u tipsku tehnologiju ije su osnovne karakteristike veliko - serijska i masovna proizvodnja. Za iste dijelove unutar

pojedinih operacija razraujemo standardizovani redoslijed zahvata, ali bez unoenjadimenzija koje treba obraivati. Ovakvi formulari se umnoavaju pa se u njih moguvrlo brzo unijeti potrebni podaci i za kratko vrijeme razraditi potrebna tehnologija

izrade. U daljem razvoju grupne tehnologije, pripremaju se tipske operacione liste sa

standardnim reimom obrade za operacije i zahvate koji se unaprijed predviaju.Ako je unifikacija i standardizacija potpuna, u ove liste se unose i elementi reimarada i na taj nain unificiramo tehnologiju rada i njena razrada pos taje jednostavna ibrza. Veoma je znaajno da tipizirani zahvati i standardizovani reim radaomoguava da specijalni alati, koji se koriste u grupnoj tehnologiji, mogu brzo prei utipizirane alate pod uslovom da su standardizovani njegovi sastavni dijelovi.

Standardizacijom dijelova tipiziranih alata omoguena je njihova primjena uirokom asortimanu tipiziranih alata. Standardni dijelovi tipiziranih alata se proizvodeza skladite po metodi grupne tehnologije. Kombinovanjem raznih standardnihdijelova mogue je brzo i jeftino izraditi potrebne tipizirane alate. Na ovaj nain,skraujemo rokove izrade ovakvih alata i do 60 %, a trokovi izrade se smanjuju i do

40% u odnosu na specijalizovane alate.


17/81

17

Prednosti grupne i tipske tehnologije u odnosu na klasinu tehnologiju suznatne kada je u pitanju proizvodnja irokog asortimana za potrebe trita. Oneomoguavaju da se sa pojedinane i maloserijske proizvodnje, na jednostavannain, pree na veliko - serijsku i masovnu proizvodnju pojedinih dijelova.

3.1 Tipski tehnoloki oblici povrinaOsnovne fukcionalne i pomone povrine nekog proizvoda prestavljaju tipske

tehnoloke oblike, koji se u pojedinim literaturnim izvorima nazivaju i elementarnitipski oblici.Bez obzira na razliitu terminologiju, spoljanju i unutranju konturusvakog proizvoda ine odgovarajue kobinacije tipskih tehnolokih oblika povrina,koji su nastali kao rezultat projektovanja proizvoda.

Kod osovine, koja je prikazana na slici 3.1, vidi se da osnovne fukcijonalne

konstrukcione povrine ine tip cilindrina oblika, dva ljijeba za klin, jedan unutranji

navoj i dvije eone naslone povrine na preniku 60. Ostale povrine su pomone.

Slika 3.1. Osovina reduktora

Osim optih pravila u vezi redoslijeda izvoenja obrada, koja su izloenauprehodnoj taki, trba rei da tipski tehnoloki oblici, koji ine konturu odreenogproizvoda ine osnovu za definsanje potrbnog broja tipskih zahvata za njihovuobradu.

U pomenutom primjeru na slici 3.1, vidi se da tip tolerisana cilindrina oblika

zahtijevaju kvalitet obraene povrine koji se racijonalno postie bruenjem. Sobzirom na racionalni broj neophodnih zahvata koje, na primer, u seriskoj i

masovnoj proizvodnji treba reilozovati u operacijama obrade ovih povrina, oneprestavljaju jedan tipski tehnoloki oblik. Ovo zbog toga to e se, kao najeeracionalno tehnoloko reenje u seriskoj i masovnoj proizvodnji za obradu tripomenuta cilindrina oblika, usvojiti sledee vrste i redoslijed operacija, odnosnozahvata:

Grubo struganje

Zavrno struganje Bruenje


18/81

18

Prema tome, jednom tipskom tehnolokom obliku pripadaju one povrine kojeimaju isti oblik i kvalitet obraene povrine, dok im tolerancije ne moraju biti iste. Kaotakvi, oni prestavljaju osnovu za izbor vrste, broja i redoslijeda tipskih zahvata ili

operacija, pri projektovanju tehnolokih procesa izrade proizvoda.

3.2 Tipski zahvati obrade

Operaciju obrade, kao to je ranije i istaknuto, odreuje za odreeni obradnisistem, usvojena vrsta, redoslijeda i broja zahvata, kojiu u optem sluaju, proizilaziiz zahvata obrade odgovarajaui tipskih oblika, odnosno modela proizvoda. Tipskizahvati obrade, prema slici 3.3, ine osnovu za izbor reznog alata, reima obrade iproraun vremena i trokova operacija obrade.

Slika 3.2. Tipski zahvati operacija kao osnova za izbor alata, reima i odreivanjavremena i trokova operacije

Kvalitet obraene povrine, koji se moe na racionalni nain postii pojedinimtipskim zahvatima obrade, to je od posebne koristi pri projektovanju tehnolokihprocesa, odnosno operacija izrade proizvoda. Imajui uvidu znaaj tipskih zahvata upogledu kvaliteta obrade koji se mogu postii njihovom pripremom, kao iznaaja usistemima automatizovanog izbora alata, reima obrade i odreivanja vremena itrokova operacije obrade. Osim prikaza i naziva tipskih zahvata ili operacija.


19/81

19

4.0. KRITERIJI GRUPISANJA DIJELOVA

Grupna tehnologija temeljena je na spoznaji kako mnogi tehnoloki problemiimaju odreene slinosti te da se grupiranjem slinih problema mogu nai zajednikarjeenja. Jednoj odreenoj grupi pripadaju svi dijelovi koji se mogu obraditi najednom alatnom stroju jednakim tehnolokim podeavanjem stroja, sa istim alatima ipriborom. Vidljiva je potreba klasifikacije dijelova i stvaranja grupa slinih dijelova zakoje e se unificirati tehnoloki procesi obrade. Grupna tehnologija se ograniava nakonstruktivnu i tehnoloku slinost pojedinih postupaka obrade i alata, odnosno, napojedine operacije. To rezultira kombinacijom grupnih i individualnih tehnolokihoperacija tijekom izrade.

Grupne operacije koriste se za obradu dijelova ija je obrada ogranienajednim obradnim procesom (obrada na jednom obradnom sustavu). Ako je moguegrupirati sline dijelove, obrada se tada provodi primjenom slinih obradnih procesa,tzv. grupni tehnoloki proces (obrada na razliitim obradnim sustavima).

Slika 4.1. Grupisanje dijelova

4.1. Metode grupiranja izradaka

Zavisno o vrsti proizvodnje i strukturi proizvodnog programa, izratci mogu bitislini ili razliiti to se tie materijala pripremka, oblika i dimenzija, namjene i procesaizrade. Tako raznolik skup izradaka treba primjenom naela i modela grupnetehnologije tehnoloki usavriti u cilju dobivanja optimalnih rjeenja u procesuobrade.

Osnovni princip pri razvoju grupne tehnologije je da slini izradci se trebajuizraivati slinim proizvodnim postupcima, odnosno, koristiti iste proizvodne resurse.To znai da primjenom grupne tehnologije postoji mogunost da se u procesimaobrade primjeni visokoproizvodna fleksibilna oprema. Time se i u uvjetima


20/81

20

maloserijske proizvodnje, primjenom fleksibilne opreme, grupiranjem poveavatehnoloka serijnost proizvodnje.

Grupna obrada znai obradu grupe izradaka koji koriste jednaku pripremuobradnog sustava i jednaku obradu povrina. Najvanija odrednica grupne

tehnologije su kriteriji po kojima se provodi grupiranje. Glavni problem pri prelasku spojedinanog PTP na grupno PTP je grupiranje izradaka to se moe postiiprimjenom jedne od etiriju metoda :

a) Metoda klasifikacije i kodiranja

Svakom izradku se dodjeljuje brojana vrijednost (klasifikacijski broj) kojiga stavlja u grupu izradaka sa istim ili slinim klasifikacijskim brojem.Metoda je pogodna za primjenu raunala i kod postojanja klasifikatoranudi kratko vrijeme implementacije.

b) Empirijska metoda

Zasnovana na analizi konstrukcijske i tehnoloke dokumentacije izradka.Nakon toga, projektant PTP odluuje o grupiranju, to se provodi u dva koraka:

1. Proizvodni program se raspodjeljuje u nekoliko grupa tako da se obradasvake grupe moe obaviti na jednom obradnom sustzavu.

2. Svaka grupa dobivena u prvom koraku dalje se raspodjeljuje na manje grupesa veim stupnjem tehnoloke sloenosti. Prvo se izdvoje izradci koji se moguobraivati na linijskim jedno i viepredmetnim obradnim sustavima.

c) Metoda proizvodnog toka

Koristi tehnoloke procese i hodograme obrade kao podloge za grupiranje.Temeljem njih oblikuju se liste izradaka za svaku vrstu proizvodne opreme.

1. Izluuje se ona vrsta opreme gdje je najmanji broj izradaka .2. Dalje se svaka grupa provjerava na mogunost rastavljanja.3. Ispita se mogunost spajanja podgrupa u grupe odreene veliine.

d) Proizvodna metoda

Proces grupiranja obavlja se na temelju tehnolokih, proizvodnih,organizacijskih i ekonomskih faktora.

e) Cluster analiza

Primjenjuje postupak opisa skupa objekata vrijednostima odreenog brojaobiljeja. Nakon toga odabranim algoritmom se izvodi dijeljenje u vei ili manji brojskupina tako da se unutar svake skupine postigne homogenost obzirom na jednu ilivie vrijednosti obiljeja.


21/81

21

Postupci grupiranja mogu se izvesti temeljem:

vrste obrade (grupna tehnologija),

redoslijeda operacija (tipska tehnologija),

kombinacije redoslijeda i vrste obrade.

4.1.1. Postupak grupisanja na predmetnom principu - po vrsti obrade

Pojedinana proizvodnja zasniva se na procesnom principu po vrsti obra. Priovom dolazi do pregrupisavanja dijelova iz grupa na jednoj operaciji, u grupe drugojoperaciji, kao to pokazuje Sl.br.4.2.

Sl.br. 4.2. Postupak grupisanja na principu -po vrsti obrade

Ovaj postupak dozvoljava ekanje radi popunjavanja grupe na odredenoj vrstiobrade do nivoa optimalne veliine serije. Prednosti ovog postupka grupisanja su:

-maksimalni stepen iskoristenja mogunosti i kapaciteta tehnolokihsistema,

- visok stepen fleksibilnosti.

Nedostaci ovog postupka su sljedei:- sloenost klasifikacionog sistema,- potreba klasifikacije nakon svake faze rada,- organizacione tekoe za programe vee tehnoloke sloenosti.


22/81

22

4.1.2. Postupak grupisanja na predmetnom principu - po redoslijedu operacija

Ovaj postupak grupisanja na principu redoslijeda operacija, poznat je kao

postupaktipske obrade. Osnovne prednosti ovog principa su:- vea primjena standardnih i tipiziranih elemenata pri konstruisanju,- klasifikacija se izvodi samo na ulazu u proces,- svoenje velikog broja individualnih na manji broj tipskih postupaka,- smanjenje broja alata i pribora za izvoenje operacija obrade.

Nedostaci ovog principa su:- nii stepen iskoritenja odreenih tehnolokih sistema,- nedovoljna fleksibilnost pri prornjeni programa u podruju prekidnih

tokova,- jo uvijek veliki broj raznorodne opreme, pribora i alata.

Pored ova dva postupka primjenjuje se i postupak grupisanja nakombinovanom principu, koji povezuje ova dva postupka. Pomou kombinovanogpostupka grupisanja omogueno je znaajno smanjenje tehnolokog rada,ureivanje tokova materijala, olakana kontrola tokova i baza podataka,usmjeravanje radatehnologa, kontrolora, planera i kontrolora toka ime se postiu znaajni izlazniefekti.

4.2. Osnova metodologija grupisanja izradaka i prestavnik grupe.

Metodologija grupiranja, zavisno o razini grupiranja i stupnju unifikacije, moese izvesti:

Slika 4.3. Obrada na istom tipu maine


23/81

23

Grupiranje slinih izradaka koji e se obraivati na jednom tipu maine (Slika 4.3.)

Slika 4.4. Grupne operacije

Grupiranje u grupe kada svi lanovi odreene grupe prolaze kroz sve grupneoperacije planiranog grupnog tehnolokog procesa (Slika 4.4.) ili samo krozodreene grupe i pojedinane operacije(Slika 4.5.).

Slika 4.5. Pojedinane operacije

Sjedinjavanje izradaka iz nekoliko grupa koji imaju zajedniki tehnoloki tijekto ima za posljedicu mogunost obrade na grupnim viepredmetnim linijama (Slika4.6.)
http://ptp.fsb.hr/FPpcosic2003/KOLOKVIJ3/SLIKE/Slika%208_2a%20Grupne%20operacije.pdfhttp://ptp.fsb.hr/FPpcosic2003/KOLOKVIJ3/SLIKE/Slika%208_2a%20Grupne%20operacije.pdfhttp://ptp.fsb.hr/FPpcosic2003/KOLOKVIJ3/SLIKE/Slika%208_2a%20Grupne%20operacije.pdfhttp://ptp.fsb.hr/FPpcosic2003/KOLOKVIJ3/SLIKE/Slika%208_2b%20Pojedinacne%20operacije.pdfhttp://ptp.fsb.hr/FPpcosic2003/KOLOKVIJ3/SLIKE/Slika%208_2b%20Pojedinacne%20operacije.pdfhttp://ptp.fsb.hr/FPpcosic2003/KOLOKVIJ3/SLIKE/Slika%208_2a%20Grupne%20operacije.pdf


24/81

24

Slika 4.6. Grupne viepredmetne linije

Temelj PGTP je klasifikacija izradaka prema konstrukcijskim znaajkama(geometrijski oblik i dimenzije) i tehnologiji obrade. Sustav klasifikacije sadri i drugeznaajke: poloaj i oblik povrina, tonost obrade i kvaliteta obraenih povrina,kvaliteta i oblik materijala pripremka i sl.

Za svaku definiranu grupu odreuje se reprezentant tj. kompleksni dio kojimoe biti virtualan (sastavljen na temelju svih izradaka iz odreene grupe) ili stvarni

(jedan izradak iz grupe).

Kompleksni dio je karakteristini lan promatrane grupe koji sadrielementarne povrine dijelova promatrane grupe. Svi dijelovi grupe moraju imatipotpun broj ili dio povrina koje ima kompleksan broj. Pri tome, redoslijed povrinanije bitan. Pri odabiru kompleksnog dijela treba zadovoljiti uvjet da svi dijelovi grupese obrauju prema istovjetnom tehnolokom procesu, primjenom grupnogpodeavanja alata i grupnog rasporeda strojeva.


25/81

25

Tabela 1. ema grupnih zahvata za kompleksni dio


26/81

26

4.3. Klasifikacija izradaka i klasifikatori

Klasifikacija izradaka je prvi korak u primjeni i razvoju grupne tehnologije. To

znai postupno klasificiranje proizvodnog asortimana proizvoda na klase, klase napodklase, podklase na porodicei porodice na grupe.

Klasuine dijelovi meusobno slini po opem geometrijskom obliku.

Podklasuine dijelovi izraeni u odreenom rasponu dimenzija.

Porodicuine dijelovi koji sadre sline glavne povrine za obradu.

Grupuine dijelovi iji je polazni materijal istog oblika (valjani profil, otkovak,otpresak, provuen profil, odljevak itd.

Klasifikatorise uglavnom temelje na osnovnim podacima:

o opi geometrijski oblik izradaka,o raspon glavnih dimenzija izradaka,o znaajke glavnih povrina obrade,o vrsta i oblik materijala pripremka.

Prednosti primjene klasifikatora u PTP su:

brzo kreiranje grupa, olakano povezivanje crtea, vrste materijala i oblika pripremaka, bolje koritenje proizvodne opreme, olakano planiranje, terminiranje i NC programiranje, povezivanje i primjena CAD/CAM sustava, vanih za oblikovanje

tehnolokih elija i fleksibilnih sustava.


27/81

27

5.0. ULOGA GT U PROIZVODNOM SISTEMU

U grupnoj tehnologiji veliki broj zajednikih dijelova iz razliitih proizvodamoemo proizvoditi u srednje - serijskoj i veliko - serijskoj proizvodnji. Za takvuproizvodnju mogue je izvriti linijski raspored maina i opreme i uvestiautomatizaciju i mehanizaciju u proizvodni proces. Za dijelove koji se pojavljuju umanjim koliinama organizujemo pojedinanu i maloserijsku proizvodnju. To znaida u grupnoj tehnologiji postoje dvije vrste organizacije rasporeda radnih mjesta.Najvei broj dijelova koji se ponekad kree i do 80%, izraujemo u serijskoj i veliko -serijskoj proizvodnji sa linijskim rasporedom tehnoloke opreme, a manji dio, upojedinanoj i maloserijskoj proizvodnji sa grupnim rasporedom radnih mjesta. Naovaj nain skraujemo vrijeme izrade, bolje koristimo raspoloive kapacitete,poveavamo obim proizvodnje i poveavamo produktivnost rada.

5.1. Grupna tehnologija i sistemi plastine prerade

Primjena grupne tehnologije u projektovanju proizvodnih procesaplastine prerade nije do sada nalazilo veliku primjenu. Postoji vie razloga kojisu uticali na primjenu grupne tehnologije. Prvi razlog su suvie komplikovanitehnoloki procesi, meutim pritom trba znati da mnogi ti tehnoloki procesi supojedinano zastupljeni i u obradi metala rezanjem. Drugi razlog jekomplikovanost geometrija obradaka, iako u mainskoj obradi rezanjem nivokomplikovanosti obradaka je mnogo via. Trei razlog je zahtijev zaneprekidnou procesa.

Brzi razvoj tehnologije plastine prerade u zadnji 30 godina uticao jena implementaciju grupne tehnologije u proizvodnju niza metalni dijelova kojisu se prije toga proizvodili skupim i sporim tehnolokim procesima. Najveiprodor u primjeni ove tehnologije ostvareni su u tehnolokim razvijenimzemljama koje su prve shvatile da nema produktivne, profitabilne i brzeproizvodnje bez primjene moderne tehnologije plastinosti.


28/81

28

Tabela 2. Klasifakacijoni sistem za otkivke


29/81

29

5.2. Grupna obrada na tokarlicama

Univerzalne tokarilice su najraireniji strojevi u metalopreraivakoj industriji.Najvie se primjenjuju u maloserijskoj proizvodnji i za obradu dijelova jednim

alatom.Primjenom grupne obrade dijelova na tokarilicama, smanjuje se vrijeme za

pripremu proizvodnje. U praksi primjenom individualnih tehnoloki procesa, dovodida nakon obrade jedne serije dijelova esto se prelazi na obradu drugi dijelova kojinemaju zajednikih osobina. Pri tome se troi puno vremena a samim timetrokovi pripreme proizvodnje su veoma visoki.

Slka 5.1. Tokarlica

5.2.1 Klasifikacija dijelova za obradu na tokarlicama

Svi dijelovi koji se obrauju na tokarilicama se dijele na: koncetrine,centrine i sloene. Za obradu svake grupe ti dijelova potrebni su odreeni alati,naprave i posebna podeavanja pribora.

Koncentrini dijelovisu rotacioni dijelovi kod kojih se ne obrauju samovanjske ve i unutranje povrine. U ovu grupu dijelova spadaju zupanici,prstenovi, prirubnice itd.

Centrini dijelovi su takoe rotacioni dijelovi kod kojih je potrebna samoobrada vanjskih povrina. U ovu grupu dijelova spadaju osovine, vretena,viestepena vretena itd.

Sloeni dijelovi nisu rotacioni. Samo neke povrine zahtijevaju tokarskuobradu. U ovu grupu dijelova spadaju konzole, poluge, kuita itd.


30/81

30

Na slici 5.2. prikazani su neki tipovi dijelova koji se obrauju na tokarilicama.

Slika 5.3. Obradni sustavi


31/81

31

5.3. Grupna obrada na glodalicama

U uvjetima serijske proizvodnje iroku upotrebu imaju horizontalne ivertikalne glodalice, kojima se obrauju kuita, ploe za voenje itd. Za

stezanje dijelova upotrebljavaju se najrazliitije naprave, od univerzalnih (stezniploa, stezni glava) pa do specijalnih naprava. Za obradu dijelova naglodalicama u mnogim sluajevima potrebna specijalna oprema , a koritenjemspecijalne opreme povisuje se cijena proizvoda. Koritenjem indivudualnihtehnolokih procesa dovodi do toga da je za svaki proizvod potrebno posebnopodeavanje maine, alata i ostalnog pribora. Rast produktivnosti i smanjenje cijeneproizvoda mogue je postii samo koritenjem grupne obrade dijelova naglodalicama.

Slika5.4. Glodalica

5.3.1. Klasifikacija dijelova za obradu na glodalicama

Prilikom formiranja grupa dijelova treba voditi rauna o konstruktivnim,tehnolokim karakteristikama, tanosti obrade, gabaritnim dimenzijama itd.Prema konstruktivnim karakteristikama dijelovi se mogu svrstati:

- Plosnate, iji se geometrijski oblik dobiva obradom na glodalicama- Dijelovi sloene konfiguracije, kod koji su pojedine povrine dobivene

glodanjem.Prema tehnolokim svojstvima dijelove ubrajamo:

1. Kod kojih su iste tehnoloke karakteristike stroja, isti alati koriste za obradupovrina kod razliitih dijelova2. Koji imju istu bazu i nain stezanja

Klasifikacija dijelova koji se obrauju na glodalicama dovodi do stvaranjagrupa dijelova kod kojih se obrada bilo kog dijela obavlja pomou iste maine ,alata i naprava.


32/81

32

Slika 5.5. Slika 5.6.

Na slijedeim slikama 5.5 i 5.6. prikazane su neke grupe dijelova koji se obraujuna glodalicama:

Slika 5.7. Primjer glodala


33/81

33

5.4. Grupna obrada na builicama

Gotovo da ne postoji dio koji se ne obrauje na builicama. Na tim alaltnimmainama vri se buenje, uputanje, razvrtanje i druge operacije. U zavisnostiod veliine serije dijelova i u zavisnosti od kvaliteta obrade, operacije buenja

obino se obavljaju :

Po ocrtanom ( dijelovi koji ne zahtijevaju visoku tanost) U napravama za voenje (za dijelove koji zahtijevaju visoku tanost)

Slika 5.8. Stubna builica

U zavisnosti od veliine serije dijelova i u zavisnosti od kvaliteta obrade,operacije buenja obino se obavljaju :

Po ocrtanom ( dijelovi koji ne zahtijevaju visoku tanost) U napravama za voenje (za dijelove koji zahtijevaju visoku tanost)

Jedan od naina koji omoguuje smanjenja koliine potrebne opreme zabuilice, a samim time i cijena kotanja proizvoda, jeste primjena metode grupneobrade. Dijelovi za obradu na builicama se grupiu prema tehnolokim ikonstruktivnim svojstvima, a zatim projektuje tehnoloki proces i projektuju napraveza voenje. Odluujui uticaj na klasifikaciju dijelova ima konstrukcija grupnih

naprava.Prilikom projektiranja grupnih naprava za voenje treba uzeti u obzir : Tanost promjera rupa koji se obrauju Tanost uzajamnih rasporeda osa i rupa.

Osim toga treba uzeti u obzir da naprave za grupno voenje moraju osigurati: Brzo i tano ulijeganje bilo kojeg dijela grupe Brzo prepodeavanje za obradu drugi dijelova iz grupe.

Pri obradi na builicama, osim specijalnih grupnih naprava za voenje trebaupotrebljavati i univerzalne naprave za voenje.Prema rasporedu i poloaju rupa, veina dijelova koji se obrauju na builicama se

mogu svrstati u slijedee grupe:


34/81

34

Cilindrini dijelovi sa rupama na eonoj povrini Ravni ili zakrivljeni dijelovi sa jednom ili sistemom paralelnih rupa okomiti na

ravnu povrinu Dijelovi ije su rupe smijetene na raznim povrinama.

Osim navedenih faktora potrebno je uzeti u obzir i slijdee karakteristike : Geometrijski oblik i gabaritne mjere

Oblik, veliina i broj rupa Kvalitet obraene povrine rupe Veliina sreije.

Stvaranje grupe prema geometrijskom obliku dijelova omoguuje primjenubaziranja i stezanja dijelova u grupnoj napravi za voenje.

5.5. Grupna tehnologija u funkciji fleksibilnih proizvodnih sistema

Postupci grupisanja prestavljaju podlogu za razvoj fleksibilnih proizvodnihsistema. Proizvodni sistemi na principu pojedinanih tokova materijala, naroito uuslovima irokg asortimana proizvoda i manje koliine nisu rentabilni. Oveprobleme moemo rijeiti primjenim postupaka grupisanja predmeta obrade, poslinosti odreeni karakteristika.

Najvaniji proizvodni princip grupne tehnologije, prestavlja koncentracij izradeslinih dijelova, u specijaliziranim jedinicama. Na taj nain, pojavljuje se veza :grupna tehnologija stvara preduslove za razvoj specijaliziranih tehnolokih jedinica, a

one omoguavaju naknadno usavravanje grupisanja.

Zbog toga je primjena metode grupne tehnologije efektivna na stadijuprojektovanja fleksibilnih proizvodnih sistema.U sluaju izrade zupastih kola, varijanta na osnovu grupne tehnologije (slika5.10. a), ima prednost u odnosu na obine tehnoloke pravce (slika 5.10. b),odnosno ima mogunost smanjenja opreme i poveava njegovu ravnomjernuoptereenost.

Slika 5.9. Fleksibilni proizvodni sistem


35/81

35

Slika 5.10. - Efektivnost grupne tehnologijea.) Graf umnoenih tehnolokih pravaca, nezavisno isprojektovanihb.) Graf umnoenih tehnolokih pravaca, isprojektovanih na osnovu grupne

tehnologije.

Razvoj sistema grupne tehnologije postaje dobar sistem za integraciju bazepodataka u bilo kojoj proizvodnoj sredini. Sistem klasifikatora stavaraju jedinstvenirijenik na osnovu koji se razliite baze podataka mogu spojiti, samim time

poveava se eksplatacija fleksibilnih proizvodnih sistema. Na slici 5.11, jeprikazana povezanost baze podataka sa razliitim proizvodnim slubama.

Slika 5.11. - Struktura meusobnog dejstva proizvodnih slubi1- Kodiranje, 2- Kod, sistem grupne tehnologije, 3- Baza dijelovanja. 5- Korekcijakonstrukcija konstruktora, 6- Korekcija standardnih pravaca tehnologa.


36/81

36

5.5.1. Fleksibilni proizvodni sistem za izradu profila

Tehnoloki moduli ovog fleksibilnog proizvodnog sistema su vrlo brzoizmjenjivi, u odnosu na konvencionalne automatske linije za valjanje. Iz tog razlogaimamo da se produktivnost poveava do 2-3 puta, a uteda u energiji i do 25 %

primjenom FPS za izradu profila.

Tehnoloki moduli se meusobno razlikuju po :- broju valjaka i njihovom poloaju- dimenziji i geometrijskom obliku valjaka- obliku otvora valjaka- broju pogonjeni i nepogonjeni valjaka- sistema podeavanja valjaka- mjernom i kontrolnom sistemu

Fleksibilnost ovog sistema ogleda se u:- mogunosti izmjene modula ime se mogu proizvesti razliiti profili

- broja alata i njihovoj razliitoj geometriji ovisno o profilu- izmjena alata je automatska- mogunost izrade razliiti profila

Pozicije :1. Sistem za akumulaciju i odmotavanje polaznog materijala2. Sistem za mehaniko ienje i bruenje polaznog materijal

3. Ureaj za ravnanje i transport4. Fleksibilni tehnoloki moduli za valjanje5. Fleksibilni tehnoloki moduli za kalibriranje6. Stanica za CNC upravljanje7. Sistem elektro - motornog pogona8. Sistem za podmazivanje9. Sistem za hlaenje10. Sistem za mjerenje, upravljanje i nadzor procesa obrade11. Sistem za prihvaanje izraenih profila12. Sistem za ravnanje i odsjecanje profila13. Sistem elektro ormar

14. Centralna stanica upravljanja15. Magacin za izmjenu i transport alata i modula


37/81

37

Slika 5.12.- FPS za izradu profila


38/81

38

6.0. INTEGRACIJA GT U CAD I CAM

CAD (Computer Aided Design) je tehnologija koja uzima u obzir raunarskesisteme koji pomau u kreaciji, modifikaciji, analizi i optimizaciji dizajna. Bilo kojiprogram koji sadri raunarsku grafiku i aplikacijski program primjenjen ininjerskimfunkcijama u procesu dizajna je klasificiran kao CADprogram. Drugim rijeima, CADalati mogu varirati od geometrijskih alata za manipulaciju oblika; tipini alat trenutnodostupan ukljuuje analizu tolerancija, proraun osobine mase, i metode konanihelemenata i vizuelizaciju ovih analiziranih rezultata. Uglavnom osnovna uloga CAD-aje da definie geometriju, jer je geomerija dizajna osnova za sve ostale aktivnosti ukrugu proizvodnje. CAD sistemi obezbjeuju visok kvalitet i tanost projektovanja.

CAM (Computer Aided Manufacturing) je tehnologija koja uzima u obzirraunarske sisteme za planiranje upravljanje i kontrolu proizvodnih operacija krozdirektno ili indirektno raunarsko okruenje. Jedna od najvie koritenih podrujaCAM-aje numerika kontrola ili NC. Ovo je tehnika koja koristi instrukcije dakontrolie mainski alat za struganje, rendisanje, buenje, glodanje, provlaenje,bruenje ili oblikovanje sirovine u gotovi proizvod. Raunar sada moe generisatipotrebne NCinstrukcije bazirane na geometrijiskim podacima iz CADbaze podatakaplus dodatne informacije uneene od strane operatora. CAM se definie kaoraunarski podrana priprema za proizvodnju i obuhvata prevoenje projektnihinformacija u tehnoloke informacije i proizvodnju sa razliitim nivoimaautomatizacije (NC maine, obradni centri, fleksibilni tehnoloki sistemi...)

CAPP (Computer Aided Process P!anning) je skup raunarom podranih

aktivnosti kojepojednostavljuju rad projektanta tehnolokih procesa. CAPPpredstavlja kritinu vezu, ali i most, izmeu projektovanja dijela (CAD - ComputerAided Design) projektovanja za proizvodnju (CAM - Computer Aided Manufacturing).

CAE (Computer Aided Engineering)je tehnologija koja obuhvaa upotreburaunarskih sistema za anlizu CAD geometrije, doputa modelu da simulira i uoikako e se proizvod ponaati, tako da se model moe redefinisati i optimizirati.Vjerovatno najrairenija metoda raunarske analize u ininjerstvu je metodakonanih elemenata (MKE).Ova metoda se koristi za utvrivanje naponskih stanja,deformacija, prenosa toplote, magnetnog polja, protoka fluida i drugih problema kojise mogu rijeiti sa nekomdrugom metodom. CAE vre analizu i testiranje statikog,

dinamikog i toplotnogponaanja projektovanog dijela, kao i optimizaciju strukture uskladu sa funkcijom cilja.

Projektovanje proizvoda pomou CAD sistema, ubrzava razvoj, analizu,redizajniranje modela i donoenje odluka o pravim rjeenjima. Prava rjeenjapredstavljaju optimalna rjeenja koja zadovoljavaju zahtjev: minimum cijenemaksimum kvaliteta. Projektovanje proizvoda predstavlja kritinu aktivnostproizvodnog procesa jer se procjenjuje da je njen udio 70% do 80% od cijenerazvoja i proizvodnje.


39/81

39

CAD

CAE

CAM

Slika 6.1. Integracija CAD, CAM, CAE kroz bazu podataka

Raunarski podrano dizajniranje (Computer aided design - CAD), raunarskipodrana proizvodnja (Computers aided manufacturing - CAM) i raunarski podraniininjering (Computers aided engineering - CAE) su tehnologije koje se koriste zaove svrhe tokom proizvodnog ciklusa. Proces modeliranja poinje sa eljama kupcakoje utvruju marketinko osoblje i zavrava sa potpunim opisom proizvoda, obinou formi crtea.

Proces proizvodnje poinje sa specifikacijom modela i zavrava sa isporukomstvarnog proizvoda. Aktivnosti ukljuene u proces modeliranja se mogu podjeliti udvije velike grupe: sintezu i analizu. Zbog toga rezultat podprocesa sinteze jekonceptualni model proizvoda od nacrta sve do razliitih proizvedenih komponenti.Jednom kada se konceptualni model razvije, podproces analize poinje sa anlizom i

optimizacijom modela. Analiza modela dolazi prva, jer podprocesi analize seprimjenjuju na model radije nego sam dizajn. Model analize se promjenjuje zauklanjanje nepotrebnih detalja sa crtea, redukcije dimenzija prepoznavanja iprimjenje simetrije.

Tipine analize su analiza napona da se potvrdi izdrljivost modela, provjeraoblika da se utvrdi kolizija izmeu oblika dok su u pokretu, kinematska analiza da seutvrdi ispravno kretanje. Kvalitet rezultata istraivanja od ovih aktivnosti je direktnopovezana i ograniena kvalitetom analiza izabranog modela. Kada je dizajnkompletiran, faza razrademodela poinje. Prototipovi se mogu izgraditi za ovu svrhu.Kada je zadovoljen izlazni model razrade, pipremaljena je dokumentacija dizajna.

Ovo ukljuuje pripremu crtea, izvjetaje, bilanse materijala. Kako je prikazano na

Baza

podataka

Konceptualni

dizajn

Utvrivanje

dizajna

Odabir

materijala Metoda

sastavljanja

Crtanje

dijela

Prepoznavanje

oblika

Optimizacija

Simulacija

Rukovanje

materi alo

Alati i

pribori

Automasko

sastavljanje

Automasko

rezanje


40/81

40

slici 6.4, proces proizvodnje poinje sa planiranjem tehnolokog procesa, koristeicrtee iz procesa dizajna, i zavrava sa stvarnim proizvodom.

.

Slika 6.2. Model iz CAD-aSada emo vidjeti kako raunar, ili CAD, CAM tehnologije su ukljuene u ovaj

krug. Podproces analize procesa konstrukcije je podruje gdje raunar pokazujesvoju snagu. U stvari postoje mnogi programski paketi za analizu napona, provjereoblika, kinetike analize. Faza razvoja modela se takoe moe primjeniti pomouraunara, ako trebamo prototip za proizvodni model. Raunarske tehnologije setakoe koriste u procesu proizvodnje proces proizvodnje ukljuuje aktivnostiplaniranja proizvodnje, dizajniranje i primjenu novih alata, narudbe materijala, NC

programiranje, kontrolu kvaliteta i pakovanja, kako je prikazano na slici 6.4.

Jedini problem koritenja CAE je objezbjeenje analiziranog modela. Nebi bijonikakav problem ako bi se analizirani model automatski isporuio iz konceptualnogmodela. Analizirani model nije isti kao konceptualni model, ali je isporuen saeliminacijom nepotrebnih detalja iz modela ili sa smanjenjem njegovih dimenzija.Poto je dio modeliran, konvertuje se u finalni proizvod procesom proizvodnje.Kako se alati koriteni u procesu dizajna nazivaju CAD softverom, alati u proizvodnjise nazivaju CAM softveri. Razliiti CAM softveri mogu se upotrebljavati u procesuproizvodnje. Tipini CAM softveri ukljuuje CAPP sistem u fazi planiranja procesa,NC softver za programiranje numerike kontorole mainskih alata u fazi proizvodnje,

kontrolni softver za kontrolu faze, softver za programiranje robotike za koritenje ufinalnoj fazi.

Slika 6.3. -Proizvodni proces

Rezultati

modeliranja

Proces planiranja

- izbor operacije

- operacija sekvenci

- modeliranje i izrada

potrebnih alata pomagala

-naruivanje materijala

Proizvodnja

NC programiranje

Kontrola

kvalitetaPakovanje Isporuka


41/81

41

Slika 6.4. - Proizvodni krug proizvoda

Mnoge komercijalne verzije CAD i CAM sistema preuveliava njihovevrijednosti; za prave vrijednosti ovih sistema ne izgledaju tako dobro kako jeorginalno pokazano jer CAD i CAM imaju veoma lou integraciju. Kako bilo, jakaveza integracije CAD i CAM je neophodna za poveanje proizvodnje i osiguranje

opstanka. Potreba za automatizaciju procesa planiranja je neophodno jer je ta fazamost izmeu dizajna i proizvodnje. U stvari, proces planiranja je proirenje uintegraciji CAD i CAM. Ovo je primarni pokuaj istraivanja u vezi izmeu CAD iCAM u razvoju CAPP sistema koji pokuavaju da automatiziraju komunikacijuizmeu proizvodnje i proizvoda.

Osnovne faze procesa proizvodnje se prikazane na slici 6.4. Kada se zavrifaza modeliranja i pree u odjel proizvodnje, proces planiranja pretvara opis modela idijelova u proizvodne instrukcije. Ove instrukcije opisuju detalje procesa proizvodnjeneophodne za transformaciju kroz zabiljeke u finalni proizvod. Procedura je, daklejedna od neophodnih operacija za proizvodnju dijelova u moguim proizvodnim

kapacitetima. Naravno, u generativnom procesu planiranja za dio, proces planiranjamora prevesti ininjerske crtee, napraviti odluku o tome koliko e nastati trokovi,


42/81

42

odrediti narudbe, u koliko operacijamae biti izvrene zadatak, odrediti koji alat ineophodnu stalnu opremu i tako dalje. Ovaj posao je mnogo laki ako procesplaniranja ve ima plan procesa za slian proizvod.

Slini proizvodi se obino grupiu u familiju proizvoda, koristei koncept grupne

tehnologije. Kako se kompletira faza procesa proizvodnje, stvarna proizvodnja dijelapoinje, pratei instrukcije odreene za vrijeme procesa planiranja. Ako se koristimainski alat numerike kontrole (NC), program za voenje alata se mora generisatiod strane NC programera. Mnogi softverski alati potrebni za generisanje NCprograma direktno iz CAD baze su danas dostupni. Zatim se proizvedeni dioprovjerava na propisani standard kvaliteta. Dio koji proe provjeru se slae, pakuje iisporuuje potroaima. Ovaj interfejs izmeu procesa modeliranja i procesaproizvodnje je proces planiranja. Integracija modeliranja i proizvodnje (CAD i CAM)dakle, ne moe biti automatizovano bez automatskog procesa planiranja.

Upoznaemo se i sa sistem upravljama proizvodnim podacima (PDM - ProductData Managment) jer je to jo jedna znaajna komponenta softvera za olakaniprotok podataka izmeu CAD i CAM modula.

6.1. CAD / CAM programiranje

Sutina CAD/CAM programiranja sastoji se u tome da se pri procesu programiranja interaktivno koriste podaci razvijeni u CAD sistemu. Da bi se toostvarilo potrebno je izvriti povezivanje CAD sistema sa nekim od sistema zaprogramiranje obradnih procesa koji sadri unutranju raunarsku upotrebupodataka o radnom predmetu kao podlogu programiranja. U ovom sluaju segeometrijski i tehnoloki podaci potrebni za programiranje ne kreiraju u okviruprogramskog sistema (jezika ) ve se preuzmaju iz CAD sistema i koriste zaoperaciju programiranja obrade.

Sl. 6.5. Osnovni principi integracije programskog sistema preko CAD CPL modula

CAD

CPL

Centralni

raunar

Mi

tastatura

Datoteka

podataka

-Opis dijela

-Dijalog

CNC

Datoteka

maina

Grafika

kontrola

EXAPT

-Tehnologija

-Dijalog

-Protokol

CAD model

2D ili 3D

crtei


43/81

43

Za programiranje obradnog procesa i izradu operativnog programa za obradunekog dijela na CNC maini, uz koritenje interne baze CAD podataka o geometrijiobratka, potrebno je: preuzimanje CAD podataka o radnom predmetu,

planiranje obradnog procesa, programiranje obrade (ispis programa), simulacija obradnog procesa.

Kao to se vidi, to su standardne procedure programiranja obradnih procesa uzpreuzimanje podataka iz CAD sistema. Povezivanjem CAD i programskih sistemamoraju se obezbjediti slijedee funkcije:

prihvatanje i upotreba CAD podataka o radnom predmetu koji sadre:o osnovne podatke,o geometrijske informacije (elemente),o tehnoloke elemente,o interaktivnu pripremu geometrijskih i tehnolokih informacija za proceso geometrijsku prezentaciju konture obratka,o modifikaciju geometrijskih elemenata konture,o definisanje uporinih taaka konture,o redosljed intervenisanja alata pri obradi io slino

interaktivno programiranje obradnog procesa,obuhvatajui:o odreeni postupak obrade (struganje, buenje, glodanje...),o generisanje putanje alata,o definisanje alata,o definisanje parametara obrade,o definisanje naina i broja stezanja,o simulaciju obradnog procesa.

Prema toku informacija, CAD/CNC radne stanice su mjesta na kojima seodvijaju sve programske aktivnosti. Sa radnih stanica programer dobija potrebnuinformaciju iz CAD/CAM baze podataka koja se prikazuje na ekranu. Pomouureajaza komunikaciju ( elektronska olovka, mi i si.), programer opisuje elementegeometrije konture i putanje alata. CNC softveri vri sve potrebne proraune zadefinisanje putanje alata, a sama putanja se pokazuje na grafikom ekranu. Nakonto programer definie poziciju i kretanje alata unoenjem programskih sekvenci,CNC program se automatski generie.


44/81

44

6.1.1 Generiranje instrukcija interaktivnim CAD/CAM programiranjem

Geometrijske informacije o izratku su memorisane u bazi podataka CADsistema, od kuda se mogu pozivati i koristiti pri prograrruranju - CAM.Interaktivno programiranje obradnih procesa moe biti dvojako:

-programiranje se odvija na CAD grafikoj radnoj stanici gdje je CAD sistemproiren sa dodatnim programskim softverom

- specijalne CNC programske radne stanice koje koriste konstruktivnepodatke CAD/CAM baze podataka pri programiranju.

Tok informacija interaktivnog programiranja prikazan je na slici 6.6, i odnosi se naoba prikazana pristupa.

Sl. 6.6. Tok informacija interaktivnog CAD/CAM programiranja obradnih procesa

Na radnoj stanici CAD/CNC se izvode sve programske aktivnosti s tim daprogramer preuzima potrebne informacije iz CAD/CAM baze podataka koja je

predstavljena na ekranu. Interaktivni softver CNC vri sve potrebne proraune za

CAM/CAMBAZA

PODATAK

CAD/CNC

Radna stanica

CAD-softver

CNC-interaktivni softver

CNC Procesor

CNC Postprocesor

Upravljaki

mehanizam

NC blokoviPrema procesu

roizvodn e


45/81

45

putanje alata koje programer moe vidjeti u razliitim referentnim ravninama i ovisnoo stanju izvriti potrebne korekcije.

Nakon definisanja pozicije i kretanja alata, te unoenjem programskih sekvenciautomatski se generie CNC program. Obrada infonnacija se izvodi u CNC

procesoru, dok se u CNC postprocesoru izvodi prilagoavanje obradenih informacijaodreenom upravljakom sistemu CNC maine. Dakako, sve dobivene informacijese mogu pohraniti u CAD/CAM bazu podataka. Ovako se integrira postupakkonstruisanja CAD i postupak programiranja obrade CAM, to pored tehnolokogima i ekonomsko znaenje.Neki poznatiji CAD/CAM sistemi za programiranje su:- CATIA - proizvoa IBM,- IDEAS - proizvoa Structural Design Research Corporation (SDRC)- PRO/ENGINEER - proizvoa Parametric Technology Corporation (PTC),- VERSA CAD, PD, CADDS5 -proizvoa Computervision CV,- COMPAC - proizvoa COMPAC,- UNIGRAPHICS - proizvoa UNIVAC.

Standardna kompjuterska konfiguracija za CAD/CAM sistem, prikazana je naslici 6.7, koja zavisi od namjene i mogunosti korisnika CAD/CAM sistema. Zaautomatizirano projektiranje CAD i programiranje tehnologije CAPP treba da sadri ihardversku konfiguraciju, operativne sisteme, softvere i raunarsko komunikacijskumreu.

Pored geometrijskih podataka o izratku za definisanje NC programa potrebni supodaci o alatima, materijalima, obradnim mainama, parametrima obrade,radoslijedu zahvata, to se postie razvojem automatizovanog projektiranjatehnolokih procesa primjenom raunara CAPP. U ovom slutaju CAPP sistem jeintegrativna veza izmedu procesa konstruiranja (CAD) i procesa proizvodnje (CAM).

Sl. 6.7. -Kompijuterski sistem CAD/CAM


46/81

46

6.2. Pravci buduih istraivanja

Kada se govori o buduem razvoju CA tehnologija, mora se konstatovati islijedea injenica. Za hardware-ski dio je dosta teko dati neku revolucionarnijuprocjenu, poto je u tom dijelu, u posljednje vrijeme, napredak najizraeniji, pa se

vie ne postavlja pitanje ni brzine, ni veliine memorije i diska. U software-skomdijelu, osnovna intencija je razvoj inteligentnih CA sistema (ICA). Postojei CAsistemi su usmjereni preteno na geometriju (CAD) i inenjersku analizu, saodreenim alatima koji podravaju CAM aktivnosti, npr. planiranje procesa.

Nova generacija CA sistema treba da obezbjedi procesiranje raznovrsnijihinformacija o proizvodu i da podri vei broj razvojnih aktivnosti od postojeihsistema. Proces razvoja proizvoda je, u ovom sluaju, podran od pojedinanointegrisanih korisnikih elemenata. Ovo je razumljivo kada se prihvati injenica dadanas razvoj jednog proizvoda nije ogranien ni geografski ni vremenski. Takavsistem usmjerava pojedinane zadatke razvoja novog proizvoda na razvojne centrekoji su geografski rasporeeni,obezbeujui im pristup svim neophodnim alatima ipodacima u razliitim fazama procesa razvoja proizvoda zbog konanog ciljaproizvodnje proizvoda.

U svakom sluaju CA sistem nove generacije mora zadovoljiti nekolikoosnovnihprincipa:

Sistem treba da asistira-pomae projektantu, a ne da ga zamjenjuje. Odlukaprojektanta, njegova intiutivnost i kreativnost su jo uvjek slaba strana rarunara.

Sistem treba da omogui odgovarajuu saradnju i distribuciju.

Projektovanje kao kompleksan proces, danas, ukljuuje mnoge elemenente kojisarauju na razliitim geografskim lokacijama i koristi informacione resurse koji sutakoe razliito locirani.

Sistem treba da je otvorene arhitekture. Komponente sistema treba,vremenom, da se mjenjaju preko razliitih modifikacija, zamjena, proirenja ibrisanja, u zavisnosti od potreba ili novih naunih dostignua.

Sistem mora da predstavlja alat, ane rjeenje. Sistem mora biti razvijen kaoset alata, a ne kao pomaga koji moe da prejudicira rjeenja seta problema.

Sistem mora da posjeduje visok stepen interne prezentacije. Sa visokimstepenom interne prezentacije objekata iz realnog svijeta koji definiu realanproblem, sistem formiraosnovu za interakciju izmeu korisnika i sistema i, takoe,odreeni nivo inteligencije kojimoe biti implementiran u njegove komponente.

Sistem treba da posjeduje implementirano znanje. Znanje moe da seopie kao iskustvo izvedeno iz predhodnih dogaanja ili fenomena. Pomenutoiskustvo se moe dati u obliku pravila, detaljnih analiza, standarda i najobinijegopisa objekata i sistema koji mogu sluiti kao prototipovi.

Sistem mora da ima decentralizovano odluivanje. Sistem ne treba da

ima centralizovano upravljanje okruenjem za donoenje odluka.


47/81

47

U poslijednje vrijeme razvijena je i teorijska postavka koncepta kompletnihinteligentnih fabrika. Taj koncept podrazumjeva sistem koji moe da integrieosnovne segmente procesa proizvodnje u kojima je mogue znatno poveati uinakprimjenom metoda vjetake inteligencije. Ugradnjom vjetake inteligencije u oveoblasti se dobija relativno visok nivo automatizacije proizvodnog procesa uz znatno

poveanu fleksibilnost.

6.3. Sistem upravljanja proizvodnim podacima (product data managmentPDM)

Opisali smo proces planiranja u predhodnom poglavlju kao kljuni element zaintegraciju CAD i CAM. Meutim, kruni proces proizvodnog ciklusa, ukljuujeaktivnosti ne samo u modeliranju i proizvodnji nego i u analizi, odreivanju kvaliteta,pakovanja, isporuci i marketingu.

Koritenje alata PDM sistema poboljava se protok podataka i komunikacije ipravi menadment projekta je uspjeniji. PDM sistem je prvo razvijen da uprav lja ikontrolieveliinu elektronskih medija koji je bio stvoren CAD/CAM/CAE sistemom.Ininjeri subili zatrpani pod planinom podataka i provodili su previe istraivanja zainformacijama. PDM postaje posebno znaajan za upravljanje informacijama kadajedio bio modeliran na razliitim CAD sistemima.

Upravljanje lokalnim podacima u CAD sistemu bi moglo efektivno rukovoditicrtee i modele za pojedinani sistem, ali esto nisu mogle rukovoditi bilo kojimpodatkom iz drugih CAD sistema. PDM sistemi povezuju vie razliitih aplikacija daurade bolji posao udruen sa ne CAD podatcima, ukljuujui brojeve dijelova,specifikaciju, tekstualne rezultate i analizu studija. Kasnije PDM mogunosti su seproirile na oblikovanje procesa elektronskim putanjama dokumenata kroz sve fazeproizvodnje i njegove komponente, zajedno sa njihovom potrebnomdokumentacijom, ukljuujui svepodatke udruene sa razliitim verzijama proizvoda.

Slika 6.8. Struktura PDM


48/81

48

7.0. CAPP KAO PREDUSLOV INTEGRACIJE CAD I CAM

Prve ideje za razvoj CAPP sistema javile su se 1965 god. kada je pokuano dase iskoristi brzina rada i tanost raunara kao pomo prilikom projektovanjatehnolokih postupaka. Poetkom 70-tih godina javila se ideja da se geometrijskipodaci dobijeni u nekom CAD sistemu iskoriste za definisanje tehnolokog postupka.U poetnom periodu razvoja hardverska i softverska ogranienja nisu dozvoljavalaozbiljnije softvere u ovoj oblasti. Razvojem raunarske tehnike, negdje od 1976.godine poeo je ozbiljniji razvoj CAPP sistema. Prve razvijene verzije bazirane su naprincipima grupne i tipske tehnologije i predstavljale su varijantne sisteme. Nekolikogodina kasnije pojavili su se i generativni sistemi koji su generisali detaljnijetehnoloke postupke na osnovu ulaznih informacija.

Naglim razvojem raunarske tehnike, poetkom 80-tih godina, dolo je do ireprimjene raunara u svim oblastima inenjerskih aktivnosti i do pojave CAD i CAMsistema. U tom periodu poela su istraivanja i razvoj CAPP sistema koji supokuavali da poveu CAD i CAM sisteme i izvre njihovu integraciju u okviruproizvodnih sistema. Veliki istraivaki napori su uloeni u razvoju CAPP sistema.Meutim zbog obilja informacija, specifinosti proizvodnih sistema, kao inepostojanja matematikog modela rada tehnologa, do sada nije razvijen univerzalnipristup projektovanja CAPP sistema.

Takoe, nedostatak standarda za modeliranje proizvoda umnogome usporavaintegraciju CAD, CAPP, CAM sistema. Uglavnom se izrauju sistemi koji su vezaniza odreenu vrstu proizvoda i konkretni proizvodni sistem. Takoe se uoava daveliki proizvoai i kompanije pokuavaju da kroz razvoj specifinih CAPP sistema

rijeavaju svoje gorue probleme u oblasti projektovanja tehnolokih postupaka. Ovisistemi su dosta specifini i vrloih je teko, a nekad i nemogue primjeniti u drugimproizvodnim sistemima.

S druge strane, na univerzitetima i naunim institucijama pokuava se razvojCAPP sistema koji bi imali generalniji pristup u rjeavanju problema projektovanjatehnolokih postupaka. Oni uglavnom nude opte principe i metode za projektovanjei zavravaju se na nivou prototipskog reenja. Za konkretnu realizaciju u nekomproizvodnom sistemu potrebna su znaajna prilagoavanja i usaglaavanjaprototipnih verzija.

Poetkom 90-tih godina, poinje se sa primjenom metoda vjetake ineligencijeu kreiranju CAPP sistema. Imajui u vidu da CAPP sistemi pokuavaju da modelirajuznanje i nain rada tehnologa, koje nije matematiko i teko ga je tako opisati,metode vjetake inteligencije predstavljaju vrlo zahvalan alat za kreiranje CAPPsistema. Zato se u zadnjim godinama intenzivno vre istraivanja, a i razvoj CAPPsistema, koja baziraju na primjeni metoda vjetake ineligencije.


49/81

49

Slika7.1. Pregled funkcija CAD/CAPP/CAM sistema

7.1. Grupna tehnologija i CAD/CAPP/CAM

Primjena grupne tehnologije u podruju CAD/CAM/CAPP sustava podloga jeza razvoj fleksibilnih tehnolokih elija i fleksibilnih proizvodnih sustava. Primjenagrupne tehnologije u projektiranju proizvodnih sustava i procesa znai:

- razvoj vlastitih ili ve postojeih sustava klasifikacije i kodiranja- definiranje grupa izradaka prema slinosti u proizvodnji , grupiranje

alata i NC programa- kod automatskog planiranja procesa obrade klasifikacijski broj

omoguuje ulaz u bazu podataka za generiranje obradnih procesa- oblikovanje tehnolokih elija i sustava grupiranja strojeva

-planiranje procesa proizvodnje prema zahtjevima grupne tehnologije.

Baza povezivanja grupne tehnologije i CAD/CAM/CAPP sustava je bazapodataka koja omoguuje grupiranje izradaka koji bi se obraivali u okviruodreenog fleksibilnog proizvodnog sustava ili fleksibilne elije ili NC stroja.Integracija CAD i CAM sustava brzo se ostvaruje preko CAPP sustava (Slika 7.2.).
http://ptp.fsb.hr/FPpcosic2003/KOLOKVIJ3/SLIKE/Slika%208_4%20Primjena%20GT%20u%20CAD_CAPP_CAM.pdfhttp://ptp.fsb.hr/FPpcosic2003/KOLOKVIJ3/SLIKE/Slika%208_4%20Primjena%20GT%20u%20CAD_CAPP_CAM.pdf


50/81

50

Slika 7.2. Opti slijed aktivnosti kod primjene grupne tehnologije iimplementacije u CAD/CAPP/CAM

7.2. Osnove automatizovanog projektiranja tehnolokih postupaka i osnovnastruktura CAPP-a

Geometrijsko modeliranje proizvoda vri se u procesu konstruiranja pomouCAD sistema. Izlaz iz CAD sistema su crtei dijelova i baze podataka ogeometrijskim veliinama i oblicima. Tako dobiveni podaci osnova za

automatizovano projektiranje tehnolokih procesa obrade osnovu tih podataka,datoteke o postupcima obrade, karakteristikama maina tehnolog - programer


51/81

51

definira logiku tehnolokih operacija i zahvata, vri izbor alata i maina, odreujeparametre reima izrade, vrijeme izrade i priprema radnu dokumentaciju.

Dakle, razvijeni sistemi za automatizovano projektiranje procesa polaze odgeometrijskog modela proizvoda koji slui kao osnova za prepoznavanje dijelova i

kasnije za tehnoloko modeliranje procesa izrade. Zbog toga kod savremenihsistema sve je vea tenja da se proces projektiranja proizvoda (CAD) tovite priblii procesu projektiranja tehnologije (CAPP) i programiranju zaproizvodnju (CAM), to vodi integraciji ovih sistema (CAD/CAM i CAD/ CAPP/CAM).Cilj je modernih CAPP sistema da se utjecaj tehnologa na projektiranje tehnolokihprocesa svede na minimum, te tako iskljui subjektivizam tehnologa, a ukljue standardne metode i postupci koji trebaju osigurati dobivanje kvalitetnijeg proizvodauz najnie trokove.

Dijagram 1. Poveanje produktivnosti primjenom tehnologija podranih raunarom.

Automatizirano projektiranje tehnolokih procesa pomou raunara CAPP

jedan je od naina integrisanja CAD/CAM sistema i njihovog daljnjeg povezivanja uCIM (Computer Integrated Manufacturing) sistem (slika 7.3). Automatiziranimprojektiranjem tehnolokog procesa - CAPP, pomou raunara se dobije toktehnolokih operacija, operacione liste izrade pojedinih dijelova, tehnoloki reimiobrade (obino optimalni), auttomaski izbor odreenih alata, vrijeme obrade i izborobradne maine.


52/81

52

Slika 7.3. Struktura CAPP sistema.

KLASIFIKACIJA

MODUL ZA

OPTIMIRANJE

DADOTEKA

ELEMENTARNIH

OPERACIJA

DADOTEKA

STADARDNIH

VREMENA

MODUL ZA PREPOZNAVANJE

POVRINA

IZBOR PRIPREMKA

IZBOR PROCESA OBRADE

PREDIZBOR MAINE

IZBOR REZNOG ALATA

IZBOR STEZNOG ALATA

IZBOR MAINE

ODREIVANJE REDOSLIJEDA

ZAHVATA

ODREIVANJE VREMENA

OBRADE

CAD

TEHNOLO.

MOGUN

DATOTEKA

MAINA

DATOTEKA

REZNIH

ALATA

DATOTEKA

MATERIJAL

DATOTEKA

STEZNIH

ALATA

UPRAVLJANJE

DISPLEJ


53/81

53

7.3.Podjela CAPP sistema

CAPP (Computer Aided Process Planning) sistemi predstavljaju raunarskeprograme (sisteme) koji su namjenjeni za projektovanje tehnolokih postupakaizrade dijelova, bilo da se rade obradom rezanjem ili deformisanjem. U zavisnosti od

naina odreivanja tehnolokog postupka, odnosno od ugraene logike zaodluivanje, CAPPsisteme moemo da podelimo u tri grupe:

1. Varijantni CAPP sistemi,2. Generativni CAPP sistemi,3. Hibridna (varijantno-generativni) CAPP sistemi.

Kod svih varijanti ulazna informacija u sistem moe da se dobija sa crtea dijelaili dase dobija iz CAD sistema, bilo direktno ili preko nekog interfejsa. U prvomsluajutehnolog na osnovu crtea, koji je dobijen manuelno ili pomou nekog CADsistema, priprema ulazne informacije u pogodnom ulaznom formatu koji sistemzahjeteva. U drugom sluaju ulazna informacija se dobija direktno ili indirektno,pomou nekog prevodioca, iz CAD sistema, tj. koristi se model proizvoda uodreenom formatu. Ovde je iskljuen runi unos podataka, koji sa sobom povlaimogunost unoenja greaka i due traje. Ovi se sistemi nazivaju i automatski CAPPsistemi.

Slika 7.4. Vrste CAPP sistema

VARIJANTNA METODA

Crte kodiranja povrina za obradu,grube obrade i tehnoloke informacijeo dijelu (GT).

CAD informacije, automasko

generiranjeklasfikacijonog broja (GT-CODE).

GENERATIVNA METODA

Crte, automaski prenosgeometriskih i tehnolokihinformacija.

CAD informacije, automaski prenos

geometriskih informacija iz CAD.

VARIJO-GENERATIVNA METODA

Crte kodiranje povrina za obradu

dijela.

CAD informacije, automasko

prepoznavanje tehnolokih

karakterstika.

Logika za odluivanje opisuje

odnos izmeu klasifikacijonog

broja i vrste redoslijeda obrade i

maina.

1. Logika za odreivanje vrste i

slijeda obrade i maina na

osnovu geometriskih

informacija.

2. Logika i znanje za odreivanje

vrste i slijede obrade.

1. Logika za odreivanje slijeda i

vrste obrade i maina na osnovu

tehnolokih informacija.

2. Logika znanja za odreivanje

vrste i slijeda obrade i maina na

osnovu tehnolokih informacija


54/81

54

7.4. Integracija CAD/CAPP/CAM sistema

Naj vei broj savremenih CAD/CAM podrava samo geometriske definicije uNC programima, dok se drugi tehnoloki podaci koji se odnose na plan stezanja, broj

pod operacija, zahvate, pribore, alati reima obradeunose runo ili automatizovanoprimjenom posebnih programski reenja. Kao primjer navodi se modelPro/Manufacturingza projektovanje operacija obrade na NC obradnim sistemima

sa NC upravljanjem u okviru programskog sistema Pro/Eninering.

Kod obrade sloenih proizvoda, koji zahtijevaju obradu na vie obradnihsistema, dakle na vie operacija, primjena savremenih CAD/CAM sistema nijekonforna, ve zahtijeva integraciju sa CAPP sistema, slika 7.5. Oigledno je daCAPP prestavlja vezu izmeu CAD i CAM sistema.

Slika 7.5. Veze u integrisanom CAD/CAPP/CAM sistemima.

Kao to je i poznato, crte dijela, odnosno proizvoda prestavlja osnovni dijo

ulaza u sistem za projektovanje tehnolokog procesa. S obzirom da se primjenomnekog od CAD sistema na izlazu dobija 3D ili 2D model proizvoda za integraciju

CAD i CAPP sistema, dakle dva razliita sistema neophodna je primjena nekog odjezika za komunikaciju izmeu ovih sistema.

Komunikacija izmeu razliitih CAD sistema danas se odvija pomou razvijenihjezika kao to su IGES, PDES i njihov nasljednik STEP standard. Standard nijeformat geometrije i topologije modela proizvoda, koji najee ne omogoujeefikasno donoenje odluke o toku projektovanja tehnolokog procesa, zbognedovoljnog broja podataka u ulaznom modelu proizvoda. Ako se meutim, izlazni

model proizvoda iz CAD modela prestavi pomou tipskih tehnolokih oblika ili formi,onda oni, prema brojnim literaturnim izvorima, mogu efikasno prestaviti srestvo

integracije izmeu CAD i CAPP sistema, odnosno CAPP i CAM sistema.

Tipski tehnoloki oblici u nekim oblicima primjene e poklapaju sa tipskimkonstrukcijonim oblicima. Konstrukcijoni tipski oblici esto prestavljaju oblik kojiobezbeuju neku funkciju proizvoda, dok tipski tehnoloki oblici prestavljaju oblikekoji su znaajni za proizvodnju. Razvojem i sistemazacijom tipskih tehnolokihoblika, koji omogouju prestavljanje modela proizvoda iz CAD sistema, mogue je,uz razvoj odgovarajueg programskog reenja zasnovanog na objektnomprogramiranju, uspostaviti komunikaciju izmeu CAD i CAPP sistema. Ako se u

Tipski tehnoloki oblici

CAD CAPP CAM


55/81

55

rezultatu te komunikacije i primjene adekvatnog programskog reenja omogui, zazadate uslove, automatizovano sadraja tehnolokih procesa, odnosno redoslijeda ivrsta operacija kao sekvenci tehnolokog procesa, onda se primjenom CAM sistemaza projektovanje tipskih operacija, odnosno za izradu odgovarajuih upravljakih

programa, obezbeuje integracija CAD/CAPP/CAM sistema.Tako na primjer, ako su tehnolozi-eksperti za odreene proizvodne uslove

usvojili sadraj tehnolokih procesa izradedijelova ploastih oblika. Koji se koriste zakompletiranje alata za brizganje plastike, onda se programskim reenjemCAD/CAPP/CAM sistema mora, u CAD modulu obezbijediti modeliranje proizvoda

pomou tipskih tehnolokih oblika. Automatizovano prepoznavanje i generisanjesadraja tehnolokok procesa u CAPP modulu za posmatranje modularni dijo,prema tabeli 3, kao i automatizovana izrada upravljakih programa u CAM moduluza operacije obrade na obradnim sistemima sa NC upravljanjem.U razvoju

programskih reenja integrisanih CAD/CAPP/CAM sistema kljuno mjesto pripadaprimjeni pricipa i alata vjetake inteligencije.

Oznakatehnolokogprocesa

Brojoperacija

Naziv operacije Maina/ureaj

TP01

10 Autogenoisijecanje

Aparat za el. seenje

20 Poboljanje Pe, kada30 Doterivanje Radni sto

40 Glodanje Vertikalna glodalica NC

50 Ravno bruenje Brusilica za ravnobruene NC

60 Bruenje T01, T02 MAHO 1000-C70 Doterivanje Radni sto

80 Odmaivanje Kada90 Bruenje Pe, kada100 Zavrna kontrola Kontrolni sto

Tabela 3. Sadraj tehnolokog procesa izrade ploastih dijelova alata za brizganjeplastike.

7.5 Varijantna metoda projektovanja procesa

Varijantna metoda projektiranja procesa temelji se na klasifikacionomsistemu, kodiranju dijelova i grupnoj tehnologiji. Klasi

Documents

Integracija CAD-CAM-CAPP u Principima Grupne Tehnologije