Biologie | Chimie | Didactica | Fizica | Geografie | Informatica | |
Istorie | Literatura | Matematica | Psihologie |
UTILIZAREA CALCULATORULUI IN INGINERIA SISTEMELOR DE PRODUCTIE II
Introducere
Nivelul cel mai extins de utilizare a calculatoarelor in cadrul sistemelor de productie este generic desemnat sub sigla CAI (CAI - Computer Aidede Industries) care semnifica integrarea tuturor activitatilor industriale in cadrul unui sistem coordonat de calculator. Acest nivel de varf este rezultatul unei evolutii firesti a SP sistemelor de productie fiind rezultatul saltului tehnologic din ultimii 30-40 de ani. Evolutia tehnologiilor de integrare a calculatorului in cadrul sistemelor de productie este ilustrata in cadrul graficului sintetic din figura 18.
<1990 |
||||
<1980 |
AUTOMATIZARE INTELIGENTA |
|||
AUTOMATIZARE FLEXIBILA |
SP de tip retea |
|||
<1970 |
celule flexibile FMC |
Masini inteligente |
||
< 1960 |
AUTOMATIZARE SOFTWARE |
FMS |
Sisteme de masurari inteligente |
|
< 1950 |
AUTOMATIZARE HARDWARE |
MUCN masini unelte cu comanda numerica |
CIM |
Integrarea senzorilor |
OPERARE MANUALA |
masini si echipamente cu transfer mecanic |
roboti industriali -RI |
Sisteme autonome |
Integrarea umana |
masini unelte deservite manual |
masurari electrice |
sisteme de masurare automata |
Integrarea inteligentei artificiale | |
masurari mecanice |
afisarea informatiilor de masurare |
procesarea pe calculator a datelor procesului de productie |
Sisteme de masurare autonoma-on line |
Legenda:
FMC - Flexibile Manufacturing Cells (celula de fabricatie flexibila )
FMS - Flexibile Manufacturing Sistems ( sistem de fabricatie flexibila )
CIM - Computer Integrated Manufacturing ( fabricatie integrata cu calculatorul )
Figura 18
Integrarea activitatilor industriale cu calculatorul reprezinta de fapt inlantuirea si reunirea unui complex de activitati tehnico-organizatorice, comerciale si economice, la nivelul unui sistem de productie unitar (exemplul fiind nivelul unei firme), folosind in acest scop o baza de date comuna. O astfel de structura poate fi reprezentata schematic intr-o reprezentare ca cea din figura 19. Modelul schematic prezentat in figura 19 contine urmatoarele bsalocuri functionale aflate in interdependenta
CAO (Computer Aided Organization) - Asistarea cu calculatorul a organizarii
Cu aceasta titulatura se desemneaza un ansamblu de activitati cu continut organizatoric, comercial si economic asa cum apare in figura. Informatiile prelucrate sunt informatii din categoria celor primare in sensul ca acestea introduc primele date in structura procesului de productie, datele fiind referitoare la produs, piata, client, cerinte de realizare si altele.
C. A. I. |
|||||
CAO |
CAD |
CAQ (A) |
|||
cercetare piata |
Comanda de dezvoltare produse |
dezvoltare |
Cerinte de calitate |
asigurarea calitatii |
|
planificare pridus |
resurse | ||||
planificareminvestitii |
Schite desene ptr. |
calcule | |||
reclama |
oferte catre clienti | ||||
calculatii de pret | |||||
desfaceri |
Tema de proiectare | ||||
management resurse umane | |||||
Comenyi |
Date de fabricatie |
Desene, date geometrice, material | |||
PPS |
CAP | ||||
planificare termene |
comenzi |
Pregatirea fabricatiei |
Planuri de control |
|
|
planificarea aprovizionarii |
Programarea M.U.C.N | ||||
incarcarea utilajelor |
Planificarea calitatii |
Date de calitate | |||
lansarea comenzilor |
Desene Programe Planuri de operatii | ||||
urmarirea comenzilor |
comenzi |
CAM | |||
Fabricatie | |||||
Date asupra comenzilor |
Montaj |
Sarcini pentru control | |||
Control | |||||
Transport | |||||
Date de functionare |
Colectare de date referitor la functionare subsisteme |
Date pentru control | |||
Figura 19
CAD (Computer Aicled Design) - Proiectarea asistata cu calculatorul
Cu aceasta sigla se desemneaza ansamblul de activitati legate de dezvoltarea, desenarea si proiectarea asistata de calculator a produselor: calculul dinamic al pieselor, simularea grafica in reprezentare 2D si 3D, stocarea datelor astfel incat acestea sa fie accesibile si altor prelucrari precum si necesitatilor altor compartimente functionale.
CAP (Computer Aided Work Planning) - Pregatirea fabricatiei asistata cu calculatorul
Contine ansamblul de activitati care realizeaza prelucrarea informatiilor necesare pentru pregatirea, declansarea si realizarea procesului de fabricatie propriu-zis. Intre aceste activitati sunt incluse: elaborarea listelor de piese, elaborarea programelor de comanda pentru masinile-unelte cu comanda program MUCN, robotii industriali RI, sistemele de transport automat AGV (Automated Guided Vehicles) - vehiculele ghidate automat sau elaborarea documentatiei tehnologice.
Activitatile din cadrul CAP se bazeaza in principal pe datele din domeniul proiectarii care poate fi conventionala, dar cel mai adesea este proiectare asistata. Aceste activitati ofera totalitatea informatiilor necesare pentru efectuarea secventelor de prelucrare si montaj a produselor. Se include stabilirea asistata de calculator a naturii si ordinii activitatilor cu continut operational (prelucrare, montaj sau control), alegerea procedeelor, echipamentelor si a SDV - urilor (sculele, dispozitivele, verificatoarele), definirea datelor pentru comanda mijloacelor de fabricatie ( utilajele, robotii sau sistemele de transport ).
CAM (Computer Aided Manufacturing) - Fabicatia asistata cu calculatorul
Contine ansamblul de activitati care au ca obiect conducerea si supravegherea mijloacelor de productie in vederea executiei produselor in cadrul unui anumit proces de fabricatie
La baza indeplinirii activitatilor CAM sta comanda directa a utilajelor de prelucrare (MUCN), a manipulatoarelor si robotilor (RI), a sistemelor de transport (AGV) precum si a sistemelor de stocare sau depozitare.
PPS (Production Planing System) - Sistemele de planificare a productiei
Aceasta denimire contine ansamblul de activitati care au drept scop utilizarea asistata de calculator a sistemelor de productie prin: planificare organizatorica, comanda, supravegherea desfasurarii productiei (gestiune asistata de calculator a productiei).
Aceste activitati se refera la intregul ciclu care incepe cu preluarea comenzii si pana la desfacerea produsului sub toate aspectele cantitative referitoare la termene si capacitati.
CAQ (A) (Computer Aided Quality - Assurance) Sistem de asigurare a calitatii asistat de calculator
Reprezinta sistemul de asigurare a calitatii integrat prin intermediul tehnicii de calcul si include totalitatea activitatilor legate de: realizarea planurilor, realizarea programelor, realizarea valorilor de control, executarea procedurilor de masurare si control prin asistare cu calculatorul.
CAE (Computer Aicled Engineering) Ingineria asistata cu calculatorul
Reprezinta conceptul care contine inlantuirea tehnica asistata de calculator intre CAD, CAM, CAQ (A), in fapt integrarea tuturor activitatilor tehnice necesare pentru realizarea unui produs (vezi figura 20).
C.A.E. |
||||||||
CAM Executia si montajul CAP Planificare si productie CAD Dezvoltare si proiectare CAQ ( A ) Asigurarea calitatii |
Figura 20
CIM (Computer Integrated Manufacturing) Fabricatia integrata cu calculatorul
Este conceptul care se defineste prin reunirea intre CAE si PPS, reuniune realizata prin interconectari de calculatoare care folosesc in comun baze de date extinse (vezi figura 21).
C.I.M. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Figura 21
GESTIUNEA ASISTATA DE CALCULATOR A PRODUCTIEI PPS
INTRARI |
RESURSE |
IESIRI |
||
Marketing |
Marketing |
|||
Programe pe termen scurt |
Programul general de productie |
Programul; general de productie |
||
Finante - contabilitate |
MASTER PRODUCTION |
Finante - contabilitate |
||
Disponibilitati de plata |
SCHEDULE MPS |
Nivelul stocurilor pentru livrare |
||
Situatia stocurilor | ||||
Productie |
Material ReSOURce |
Productie |
||
Restrictii de capacitate |
planning MRP Planificare resurselor de |
Program de lucru Date de utilizare a capacitatilor |
||
Dezvoltare MPS |
material |
Planificarea comenzilor |
||
Dezvoltare MRP | ||||
Dezvoltare CRP | ||||
Ingineria produselor |
Ingineria produselor |
|||
Schimburi in proiect |
Date noi de proiectare |
|||
Personal uman |
Personal uman |
|||
Situatia resurselor umane |
Capacity e |
Programul de angajari |
||
Requienc | ||||
Achizitii - furnizori |
Planing |
Achizitii - furnizori |
||
Situatia furnizorilor |
CRP |
Planificarea comenzilor |
Figura 22
Prin expresia gestiune asistata de calculator a productiei se desemneaza un ansamblu de activitati care realizeaza planificarea si ordonarea productiei, controlul si stocarea produselor, supervizarea productiei, controlul calitatii si gestionarea stocurilor.
Toate aceste elemente sunt precizate in standardul ISO 88.
Exista 3 modalitati logice adoptate ca metode de realizare a gestionarii:
definirea prin planificare - MRP (Manufacturing Requirements Planning) - planificarea cerintelor de fabricatie;
sistemul JIT (Just In Time) sistemul de planificare fara stocuri;
determinarea punctelor de ingustare sau de strangulare penrtu mijloacele de productie
Dintre cele 3 proceduri logice de realizare a gestionarii fabricatiei cea mai larga extindere o cunoaste metoda generic notata MRP. Aceasta metoda are in vedere sistemele de planificare la nivelul cererilor de resurse, cele mai importante resurse fiind considerate cele materiale - MRP altele considerate fiind resursele de capacitate - CRP.
Intr-o reprezentare schematica precum cea din figura (vezi figurase poate evidentia mecanismul de lucru prin care se realizeaza o asemenea gestionare . Acest mecanism de lucru releva faptul ca la baza procesului de gestionare sta programul generat de productie sau fabricatie. In conformitate cu acest mecanism se pot evidentia un set de informatii de intrare care sunt grupate pe categorii de activitati ( marketing, productie, personal uman sa), care sunt prelucrate prin intermediul programelor de calculator specifice care constituie esenta derularii MRP sau CRP.
UTILIZAREA CALCULATOARELOR PENTRU COMANDA NUMERICA A MASINILOR -UNELTE
INTRODUCERE
In cadrul sistemelor de productie, in mediul industrial o foarte larga perioada de timp atributul specific de derulare al procesul a fost productia pe loturi relativ mari. Problema care se pune acum este aceea a productivitatii muncii in conditiile in care marimea acestor loturi de fabricatie are tendinta de a scadea, de a se diminua, mai ales ca rezultat al diversificarii cererii. Raspunsul la aceasta diversificare a cererii il constituie realizarea unei game mult mai diverse de produse, dar acest lucru este posibil la nivelul unor loturi sau cantitati mult mai mici.
De aici a aparut necesitatea modernizarii sistemelor de productie in vederea cresterii capacitatii de adaptare la astfel de conditii. Termenul tehnic consacrat, asociat acestei adaptari este flexibilitatea
Realizarea flexibilitatii in productie presupune cel putin doua cai diferite. Aceste cai se refera atat la nivelul conceptiei cat si la nivelul fabricatiei propriu-zise. Aceste aai sunt:
Standardizarea, unificarea si tipizareaiin cadrul conceptiei
Dotarea tehnica a sistemelor de productie cu mijloace tehnice cu un grad cat mai inalt de flexibilitate la schimbarea sarcinii de productie
Ultimii 20 de ani au consacrat tendinta de inlocuire a masinilor-unelte clasice, care poseda comenzi rigide cu o alta clasa de masini-unelte care poseda sisteme de comanda elastice, masini generic denumite MASINI UNELTE CU COMANDA PROGRAM.
Sistemele cu comanda elastice permit schimbarea cu usurinta a succesiunii si a duratei semnalelor de comanda adica schimbarea programului de de comanda al unei masini in momentul trecerii la prelucrarea unui alt reper se poate face foarte repede. Ca exemplu de sisteme de realizare a programulor se pot mentiona: sisteme cu came, cu fise, cu bile, cu opritori etc.
COMANDA NUMERICA A MASINILOR UNELTE
Programul de comandA al tuturor secventelor de lucru ale unei masini se realizeaza si se memoreaza cel mai frecvent folosind un anumit suport purtator. Una din variantele cele mai eficiente s-a dovedit a fi utilizarea unor date numerice atat ca elemente pentru definirea unui program cat si ca elemente de tip suport.
Progresele tehnice si tehnologice au facut posibil ca blocurile mecanice si electronice ale masinilor unelte echipate cu comanda numerica sa scada ca pondere a pretului in costul productiei din costul total al masinii unelte si sa faca astfel eficienta utilizarea lor. Astfel, s-a ajuns ca pentru MU normale (medii) sa fie de 20 -25% iar la MU mari (centre de prelucrare) de 5 -10%. Aceste avantaje au dat si orientarea in dezvoltarea echipamentelor de productie, de unde se apreciaza ca intr-un viitor prevezibil majoritatea MU sa fie echipate cu astfel de sisteme.
Acestea pot fi exploatate in conditii de precizie si iin 3 situatii:
Utilizarea sau exploatarea individuala;
Integrarea in cadrul unui sistem de masini comandate prin intermediul unui calculator;
Utilizarea in cadrul unor sisteme flexibile de fabricatie.
Structura unui sistem de prelucrare cu CN
Echipamentul de comanda numerica este constituit dintr-un bloc electronic care are rolul de a prelucra informatia de comanda, de a prelucra si transmite comenzile la organele sau dispozitivele de executie ale componentei mecanice propriu-zise a sistemului. Introducerea datelor in cadrul acestor blocuri electronice se poate face in mai multe moduri: manual, automat prin intermediul unui purtator de program, automat prin intermediul unui calculator de proces,
Suportii pentru informatiile de prelucrare pot fi benzi perforate, suporti magnetici sa.
Ansamblul mecanic al masinii-unelte include: blocurile de actionare, sistemele mecanice de comanda, sistemele si blocurile de executie, senzorii si traductorii.
Compartiment tehnologic Compartiment de
proiectare
Operatorul uman Echipamentul de CN |
Figura 23
Schema prezentata in figura alaturata evidentiaza fluxurile care apar in cadrul proceselor pentru elaborarea programului si respectiv pentru indeplinirea programului pentru MU cu comanda program. Se pot evidentia doua etape de prelucrare a datelor astfel:
prelucrarea externa a datelor care se refera la procesele care iau in considerare informatiile care pleaca de la desenul de executie si continua cu elaborarea programului pe suportul sau;
prelucrarea datelor pe masina ce cuprinde totalitatea proceselor de prelucrare a informatiilor de pe suport catre comenzile masinii cu eventualele bucle de reactie.
UTILIZAREA CALCULATORULUI PENTRU COMANDA NUMERICA
Scopul final al activitatilor in cadrul unui sistem de productie il reprezinta indeplinirea in conditii de performanta maxima a proceselor. Acest proces poate merge pana la automatizarea completa, lucru care este posibil prin intermediul echipamentelor cu comanda numerica care utilizeaza calculatoarele pentrucomanda sistemelor masinii, optimizarea regimurilor de lucru si elaborarea programelor.
Folosirea calculatoarelor s- a concretizat in 3 directii:
comanda adaptiva a MU;
conducerea a una sau mai multe MUCN;
programarea asistata a MU.
Exista doua sisteme de conducere cu calculatorul: CNC si DNC.
CNC (Computerized numerical control) - asigura conducerea unei masini sau a mai multor masini similare care executa simultan aceleasi operatii. Calculatorul preia de regula o parte din functiile echipamentului numeric.
DNC (Direct numerical control) - asigura conducerea centralizata a unui grup de MU. Calculatorul asigura realizarea suplimentara a unor functii cum ar fi elaborarea programelor piesa (suport ), planificarea si controlul productiei, distribuirea si evidenta materialelor si sculelor, comunicarea intre calculator si operator.
PROGRAMAREA ASISTATA DE CALCULATOR A MASINILOR UNELTE CU COMANDA NUMERICA (MUCN)
In vederea prelucrarii pe MUCN a oricarei piese, procedura de programare asistata de calculator presupune furnizarea catre calculator a urmatoarelor informatii:
informatii asupra piesei turnate ( forma geometrica, dimensiuni, precizii etc)
informatii privind caracteristicile MUCN (dimensiuni ale suprafetelor de prindere, curse, etc. )
informatii privind caracteristicile tehnologice ale procesului realizat de MUCN ( viteze, avansuri, operatii posibile de prelucrat, etc. )
Toate aceste informatii se preiau si se introduc pe diverse cai si in diverse moduri, ca de exemplu: citirea de pe un desen si introducerea manuala a datelor in calculator utilizand o piesa model sau etalon, schita pe display utilizand un dispozitiv de intrare specializat (light- pen ).
Elaborarea programului respectiv presupune utilizarea unui limbaj de programare, limbaj prin intermediul caruia se preiau si se transmit atat informatiile de natura constructiva (cele care se refera la piesa ) cat si a celor de natura tehnologica (cele care se refera la masina). Functie de nivelul de implementare al calculatorului programul poate fi materializat pe un suport sau programul poate fi memorat ca un fisier de lucru utilizabil direct de calculator. In finalul derularii acestor programe rezulta seturi de informatii de iesire evidentiabile pe acelasi grupaje de activitati.
Copyright © 2024 - Toate drepturile rezervate