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Escola Politécnica da Universidade de São Paulo
Departamento de Engenharia Mecatrônica e de Sistemas Mecânicos
Av. Prof. Mello Moraes, 2231
05508-030 - São Paulo - SP - Brasil
LSA – Laboratório de Sistemas de Automação www.pmrlsa.poli.usp.br
PMR3507
Fábrica digital
Projeto como centro
Modelo
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• Na manufatura, o produto é o principal objetivo
• Importante um modelo de informação que suporte
o produto ao longo de todo o seu ciclo de vida
– Análise de necessidades
– Projeto conceitual
– Projeto de engenharia
– Fabricação
– Serviço de suporte
Modelo
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• Na manufatura, o produto é o principal objetivo
• Importante um modelo de informação que suporte
o produto ao longo de todo o seu ciclo de vida
– Análise de necessidades
– Projeto conceitual
– Projeto de engenharia
– Fabricação
– Serviço de suporte • Transcreve a demanda dos
consumidores ou mercados em funções
do produto, seu desempenho, ambiente
onde será usado, etc.
• Serve de base para as inovações do
produto, aumentar a satisfação e a
percepção do cliente quanto ao rápido
desenvolvimento do produto
Modelo
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• Na manufatura, o produto é o principal objetivo
• Importante um modelo de informação que suporte
o produto ao longo de todo o seu ciclo de vida
– Análise de necessidades
– Projeto conceitual
– Projeto de engenharia
– Fabricação
– Serviço de suporte • Descreve o produto conceitualmente,
incluindo funcionalidades, informações
principais e estruturais, forma, fabricação
e montagem dos componentes básicos,
custos e serviços de manutenção
Modelo
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• Na manufatura, o produto é o principal objetivo
• Importante um modelo de informação que suporte
o produto ao longo de todo o seu ciclo de vida
– Análise de necessidades
– Projeto conceitual
– Projeto de engenharia
– Fabricação
– Serviço de suporte • Informações quanto à geometria
utilizando arquivos CAD como base
Modelo
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• Na manufatura, o produto é o principal objetivo
• Importante um modelo de informação que suporte
o produto ao longo de todo o seu ciclo de vida
– Análise de necessidades
– Projeto conceitual
– Projeto de engenharia
– Fabricação
– Serviço de suporte
• Foca em descrever as informações
necessárias no processo de fabricação,
como materiais, tecnologias de
processamento, sequência de montagem,
etc.
Modelo
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• Na manufatura, o produto é o principal objetivo
• Importante um modelo de informação que suporte
o produto ao longo de todo o seu ciclo de vida
– Análise de necessidades
– Projeto conceitual
– Projeto de engenharia
– Fabricação
– Serviço de suporte
• Descreve principalmente as informações
referentes ao status da entrega,
instalação, uso, treinamento, e serviços
de diagnóstico e manutenção
Modelo
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• A peça é a unidade básica do componente e do
processamento do produto
– Meio utilizado para transmitir informações entre o
CAD, CAE, CAM e CAPP
– Usado para resolver a troca e reunificação de
informações quanto à geometria, tecnologia,
recursos
• Informações quanto à peça
– Gerenciais (tipo, nome, número, lote, projetistas,
etc.)
– Geométricas (formas geométricas e tamanhos)
– Tecnológicas (acabamento superficial, material,
precisão de usinagem, rigidez da superfície,
tratamento térmico, tratamento superficial, etc.)
Modelo
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Peça
Tipo (string)
Nome (string)
Função (string)
Material (string)
Características (int)
Volume (float)
Peso (float)
Tecnologia
Tratamento térmico (string)
Tratamento superficial (int)
Gerenciamento
Tempo de projeto (string)
Projetista (string)
Tamanho máximo
X (float)
Y (float)
Z (float)
Características
gerais
Precisão geométrica
Eixo de referência
Coordenada
Plano de referência
Tolerância
geométrica (int)
Número do plano de
referência (int)
Número do eixo de
referência (int)
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• Recursos tecnológicos de fabricação
Informações de
fabricação
Tecnologias Recursos
Usinagem
Fixação
Ferramenta
Máquina
Acessórios
Esmerilhamento
Outros
Torneamento
Localização
Centro de usinagem
Outros
Torno
Gerais
Especiais
Padrões
Modelo
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• Recursos tecnológicos de fabricação
– Utilizados em todo o processo de fabricação, no
projeto e fabricação do produto
– Incluem
• Espaço para fabricação
• Materiais
• Máquinas ferramentas
• Equipamentos (ferramentas, ferramentas de medição,
acessórios)
• Nome do processo
• Parâmetros de fabricação (avanço, profundidade de
corte, velocidade de corte), etc.
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Recursos
tecnológicos
Base de
conhecimento
Padrões
Processamento
típico
Métodos de
usinagem
Manual
Planejamento
Termos
Métodos de
usinagem
Rugosidade
Soldagem
Usinagem
Forjamento
Laminação
Tratamento térmico
Moldagem
Máquinas
ferramentas
Parâmetros de
processo
Horas fixas de
trabalho
Equipamentos
Materiais
Base de dados
típica
Dispositivos de
assistência
Parâmetros de corte
Parâmetros do
equipamento
Ferramentas
Acessórios
Ferramentas de
medição
Modelo
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• Em cada etapa do processo de fabricação deve-se
ter
– Informações quanto à peça
Acessórios / moldes
Informações do
material
Mapa do processo
Máquina
Requisitos
tecnológicos
Mapa de aspereza
Máquinas de
medição
Parâmetros de
usinagem
Lâminas
Localização da
fixação
Notas
Informação sobre
aspereza
Processo
Ordem de
processamento
Peça
Informação da etapa
do processo
Manual de
operações do
processo
Informação do
processo
Código NC
Modelo
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• Em cada etapa do processo de fabricação deve-se
ter
– Informações quanto à peça
– Informações quanto ao processo de montagem
Produto
Unidade de
montagem
Sequência de
montagemBase de montagem
Parâmetros de
usinagem
Cartão do processo
de montagemPasso de montagem
Processo de
monagem
ST
EP
(S
Tandard
for
the E
xchange
of P
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ata
) • Nome oficial da norma ISO 10303
• Conjunto de padrões internacionais relativos à
expressão e troca de dados no ciclo de vida do
produto
• Útil também para o arquivamento de longo prazo
• Dentre seus componentes, destaca-se a linguagem
Express para descrever informações do produto
ST
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(S
Tandard
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the E
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of P
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od
el d
ata
) • Express
– Informações geométricas (curvas, superfícies,
sólidos, formas características)
– Informações não geométricas (tolerâncias, materiais
e dureza superficial
• Apresar de ter seu desenvolvimento iniciado em
1984, ele ainda está em constante
amadurecimento
Equip
am
ento
s d
igitais
• Sistema de fabricação digital é composto por
vários dispositivos independentes
– São os componentes básicos da fabricação digital
– Incluem – recursos de processamento,
instrumentos, ferramentas, sistemas de transporte,
etc.
– Dispositivos são organizados de tal forma que juntos
completam as operações de processamento,
transporte, testes de matérias primas e materiais em
processo
– São descrições digitais de equipamentos físicos
– Os recursos digitais devem apresentar consistência
com os equipamentos físicos, ou seja,
características funcionais, geométricas e físicas
– Exemplos: CNC, centros de usinagem, robôs
industriais, equipamentos de medição,
equipamentos de prototipagem rápida, etc.
Equip
am
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lag
em
dig
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• Modelo digital do equipamento deve apresentar
– Características geométricas do equipamento físico –
modelo 3D, voxel (equivalente ao pixel, só que em
3D), textura do material
– Expressão precisa das operações do sistema que
expressa a informação cinemática e dinâmica do
equipamento, sob a forma de animação
– Estimativa precisa do desempenho, confiabilidade e
sensibilidade
• Analisar características funcionais (controle) e
geométricas dos dispositivos físicos
Equip
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igitais
–
pro
ce
ssa
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nto
dig
ita
l • Processamento / Usinagem digital
– Interação entre o objeto que representa o
equipamento com o objeto que representa a peça
– Provoca alteração do micro-estado dos objetos, que
incluem tanto mudanças geométricas (tamanho),
bem como a mudanças de localização e direção
• Simulação do caminho da ferramenta
– Estabelecer os objetos 3D de peças, ferramentas, e
máquinas-ferramentas
– Descobrir em tempo real as interferências/interações
entre os objetos tomando-se como base o caminho
da ferramenta
Equip
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–
pro
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ita
l • Processamento / Usinagem digital
– Interação entre o objeto que representa o
equipamento com o objeto que representa a peça
– Provoca alteração do micro-estado dos objetos, que
incluem tanto mudanças geométricas (tamanho),
bem como a mudanças de localização e direção
• Avaliar os parâmetros de usinagem (profundidade,
velocidade de avanço, etc.)
– Profundidade poderia levar à quebra da ferramenta
e danos à peça
– Velocidade de avanço excessiva poderia levar a
uma rugosidade superficial inaceitável
