Tahak Maly

1

CAt 1.

AUTOMATIZÁCIA STROJÁRSKEJ VÝROBY -

implementácia progresívnych foriem organizácie výroby

-

aplikácia mikroelektroniky do strojov a zariadení

-

využívanie IT v rámci celej štruktúry podniku

-

náročnosť na finančné prostriedky a ľudský potenciál (vyššie nároky na personál, školenia, nákup

HW) CA SYSTÉMY: -

významné miesto medzi IT

-

aplikované v oblasti vývoja a návrhu nových výrobkov, výpočtov a analýz

-

vznesenie určitého poriadku do procedurálnych záležitostí, sprehľadní sa tok digitalizovanej

dokumentácie -

prístup k informáciám

OBLASTI VYUŽÍVANIA CA TECHNOLÓGIÍ: -

nové konštrukčné a nástrojové materiály

-

nové progresívne technológie

-

automatizácia a počítačová podpora inžinierskych prác

-

implementácia informačných technológií

-

moderné formy plánovania, riadenia a organizácie výroby

BUDÚCI STROJÁRSKY PODNIK: -

mikroelektronika, implementované IT, hi-tech strojárske technológie

-

významné miesto má počítačová podpora inžinierskych činností u predvýrobných etáp.

-

odbremenenie človeka od rutinných prác počas návrhu a tvorby konštrukcií, technológií a projektovej dokumentácie = CA systémy

PRÍČINY A DÔSLEDKY AUTOMATIZÁCIE: -

počítačová podpora v predvýrobných etapách umožňuje súčiastku modelovať

-

umožňuje uskutočniť analýzy (teplotná, pevnostná, vibračná a pod.)

-

automatizácia výrobných a povýrobných činností má veľký význam

1950 – I. etapa MECHANIZÁCIA – konvenčné stroje 1960 – II. etapa

PROGRAMOVÉ RIADENIE – NC stroje

1970 – III. etapa

POČITAČOVÉ RIADENIE- CNC, DNC stroje

1980 – IV. etapa

DÁTOVÉ SIETE – PVS

1990 – V. etapa

POČÍTAČOVÁ INTEGRÁCIA – CA systémy, CIM

2000 – VI. etapa

GLOBÁLNA INTEGRÁCIA – Intranet, Internet

AUTOMATIZÁCIA STROJÁRSKEJ VÝROBY RIEŠI: -

pružné reagovanie na požiadavky zákazníka

-

automatizácia a počítačová podpora – je nutné sa zamerať nielen na samotný technologický proces, ale aj na prípravné práce

-

automatizácia závisí od charakteru výroby: o

hromadná výroba – jednoúčelové stroje,výmena výroby na iný sortiment – veľké náklady

o

malo a strednosériová výroba – 75% objemu strojárskej výroby.Často sa mení sortiment.

2

CAt 1.

PRUŽNÉ VÝROBNÉ SYSTÉMY – PVS PVS – Flexibile Manufacturing System −

reaguje na zmenu sortimentu

−

flexibilne reaguje na zmeny vo výrobe

−

musí byť zachovaný aj určitý typorozmer súčiastok z jednej skupiny

−

po zmene riadiacich informácií je systém schopný vyrábať iný typ súčiastok

−

rieši sa zmenou dátovej základne

−

je integrovaný a počítačom riadený komplex NC strojov

−

dokážesa pružne prispôsobovať na zmenu geometrie a technologických vlastností v rámci určitých typov

−

využívané v stredne sériovej výrobe

−

flexibilita jechápaná ako schopnosť strojného zariadenia vyrábať určitý sortiment súčiastok i pri zmene výrobného programu s daným strojným vybavením

−

efektivita PVS

Základné prvky PVS:

celého

−

výrobné NC a CNC zariadenia

−

zariadenia na medzioperačné dopravy

−

Výroba- technologický proces

−

zariadenia na operačné dopravy

−

Riadenia – zosúladenie činností

−

nosičesúčiastok a nástrojov

−

Doprava a skladovanie- skladové miesta,

−

snímacie a blokovacie prvky

−

riadiace systémy zabezpečujúce chod

PVS tri hlavné činnosti:

transportné dráhy pre súčiastky

strojného zariadenia VÝZNAM CA SYSTÉMOV - KONKURENCIESCHOPNOSŤ PPS - nástroj, ktorý výrazne môž ezvýšiť konkurencieschopnosť podniku, pred jeho zavedením je potrebné uskutočniť celý rad analýz a rozhodnúť sa pre taký systém, ktorý je určený na konkrétne podmienky v podniku. Zakúpený CA systém musí zohľadniť existujúce systémy v podniku. SYSTÉMOVÝ POHĽAD NA CA SYSTÉMY: −

etapa vývojovo-návrhová a plánovacia

−

etapa technologicko-realizačná

CAD – Computer Aided Design

CAQ – Computer Aided Quality

CAPP – Computer Aided Process Planning

CAE – Computer Aided Engineering

CAM- Computer Aided Manufacturing

PPS – Production Planning System

CAD/CAM

–

Computer

Aided

Design/Manufacturing

CAPE – Computer Aided Production Engineering CIM – Computer Integrated Manufacturing

SÚČASNÉ CAD SYSTÉMY: −

objektovo a komponentovo orientovaný prístup VB, Delphi, C++ a pod.)

−

prechod na programovací jazyk JAVA

3

CAt 1. −

modulárna štruktúra

−

rozširovanie modulov a prístupu k dátam

−

3D objemové modelovacie techniky

−

modelovacie jadrá (Parasolid, Acis) - základ geometrického modelára

−

úlohy prebiehajú paralelne (simultánne inžinierstvo) = skracuje sa cyklus vývoja súčiastky

−

aplikačný software ako Plug-in, narába iba s dátami =umožňuje objektovo a komponentovo orientovaný prístup

−

dáta o súčiastke sú počas celého procesu vývoja súčiastky jednoznačné, kompletné a prístupné pre všetky aplikácie typu Plug-in

−

pre výmenu dát a integráciu s inými CA systémami - protokol STEP, normovaný podľa ISO 10303

−

v MS Windows zdieľanie dát pomocou OLE a OLE for Design&Modelling Applications

−

podpora práce CAD systémov v rámci Internetu, Intranetu a Extranetu

−

prenos virtuálnych prototypov prostredníctvom protokolu VRML

−

nezávislosť na hardwarových platformách

−

architektúra typu klient/server

−

najvýkonnejšie CAD systémy pracujú na pracovných staniciach

−

najväčšie zoskupenie na hardwarovej platforme PC,

−

operačný systém Windows NT (Windows 95, 98, 2000, XP).

−

líšia sa svojimi možnosťami

−

charakteristické črty súčasných CAD systémov: o

možnosť 3D modelovania,

o

možnosť voľby modelovania - plošné /objemové,

o

možnosť modelovať montážne skupiny,

o

editácia geometrických prvkov,

o

vytváranie a modelovanie tvarových prvkov,

o

editovanie zložitých tvarových plôch,

o

interface k modulom na inžinierske analýzy,

o

ukladanie okrem geometrických a topologických informácií aj informácie o materiáloch, toleranciách, drsnostiach, poznámkach k jednotlivých prvkom a pod.,

o

generovanie klasickej inžinierskej dokumentácie (výkresy),

o

využívanie dostupných vstupno/výstupných zariadení (tablet, svetelné pero, ploter a pod.),

o

vizualizácia, fotorealistické zobrazovanie,

o

automatické generovanie siete pre FEM,

o

"user friendly" užívateľské prostredie (GUI),

o

sieťová verzia systému,

o

OLE technika,

o

možnosť simulácie a animácií,

o

databáza normalizovaných prvkov.

4

CAt 1.

ARCHITEKTÚRA CAD SYSTÉMOV −

zložitá

−

CAD systémy riešené ako modulárne systémy

MODULY: −

pre objemové modelovanie a parametrický návrh súčiastok

−

pre vytváranie parametrických knižníc

−

pre modelovanie náročných tvarových súčiastok a súčiastok z plechu

−

pre modelovanie plôch

−

pre tvorbu montážnych zostáv a overovanie priestorových vzťahov medzi prvkami zostavy

−

pre simuláciu kinematických vzťahov mechanizmov

−

pre vytváranie rôznych pohľadov na modelované objekty, vytváranie rezov

−

pre generovanie výkresovej dokumentácie z 3D návrhu

−

pre analýzu metódou konečných prvkov

−

pre optimalizáciu návrhu

−

pre inžinierske výpočty

−

pre výpočet nosníkov

−

pre spracovanie výsledkov mechanických testov, záťažových skúšok s cieľom vyhodnotenia ich vlastností

−

pre automatizované programovanie NCa CNC strojov – generovanie plánu výrobného procesu, NC programov, časov potrebných na výrobu (je časťou CAD/NC systémov)

−

pre uskutočňovanie rôznych analýz

GEOMETRICKÝ MODELÁR −

základ CAD systému - modul na 2D, resp. 3D modelovanie súčiastok

2D GEOMETRICKÝ MODEL: −

vytvorený všeobecnou lomenou čiarou, ktorá predstavuje postupnosť vrcholov spojených hranami

−

model - tvorený rôznymi entitami

−

hranám je možné priraďovať atribúty

−

každá entita v 2D modeli reprezentuje určitú plochu

2.5D GEOMETRICKÝ MODEL: −

vhodný pri modelovaní doskovej lebo rotačnej súčiastky

−

model pomocou operácie sweeping - t.j. transláciou alebo rotáciou rovinného plošného útvaru okolo osi, vytvorí priestorový model súčiastky

−

model sa tiež vytvorí skladaním,

3D GEOMETRICKÝ MODEL −

reprezentovaný drôtovo, plošne alebo objemovo.

−

priestorový model - zhotovený ako drôtový (wire-frame), plošný (surface) a objemový (solid).

5

CAt 1. −

telesá je možné skladať pomocou booleanovských operácií typu zjednotenie a prienik.

−

3D CAD model - kompletná 3D definícia geometrie produktu

−

slúži ako základňa pre rôzne analýzy

−

je využívaný aj inými CA systémami

POUŽITIE CAD SYSTÉMOV −

konštrukcia začína „od nuly“ – postupne sa vytvára model.

−

použije už existujúci model, ktorý sa modifikuje

−

predpoklad databázy už existujúcich modelov.

−

Prednosti používania cad systémov

−

zvýšenie produktivity práce konštruktéra

−

tvorba virtuálnych prototypov

−

zlepšenie kvality, zrozumiteľnosti a jednoznačnosti konštrukčnej dokumentácie

−

následné využitie digitalizovanej CAD dokumentácie

−

archivácia výkresovej dokumentácie

ROZDELENIE CAD SOFTVÉROV Malé CAD systémy −

lacný softvér, na skicovanie a kreslenie.

−

nezachádza za 2D

−

obsahuje všetky editovacie funkcie pre tvorbu konštrukčnej výkresovej 2D dokumentácie.

−

vhodné do menších konštrukčných kancelárií.

−

dostupné rôzne nadstavby, ponúkajúce rôzne databázy normalizovaných súčiastok

−

EasyCAD, DesignCAD, Autosketch, CorelDraw, AutoCAD LT, Technical lmager.

−

platforma PC s OS MS Windows 95, 98, 2000, XP

−

ceny v desiatkach tisíc korún

Stredné CAD systémy −

podporujú úplný 2D a čiastočný 3D design

−

na vysokej úrovni prepracované 2D kresliace nástroje, uchopovacie režimy, editovacie nástroje, práca v hladinách, veľké množstvo typov čiar a farieb a pod

−

doplnené o niektoré 3D nástroje - vytvorenie 3D modelu rotáciou alebo posunutím tvoriacej krivky, prácu s B-spline krivkami, premietnutie krivky a pod

−

nároky na výkon hardwaru a zvyšuje sa cena

−

Microstation, FastCAD, Cadkey a AutoCAD (od v. 14 vyššie) a pod.

−

na platforme PC s OS MS Windows 95, 98, 2000, XP.

−

Ceny okolo stotisíc korún.

Veľké CAD systémy −

analogické modelovacie, kresliace, uchopovacie nástroje a editovacie režimy ako stredné CAD systémy.

−

práca sa uskutočňuje v 3D priestore

−

PowerShape, Solidworks, SolidEdge a iné.

6

CAt 1. −

súčasťou veľkých CAD/CAM systémov.

−

hlavným znakom sú: o

modulárne riešenie CAD systému, 3D parametrizácia, asociativita.

−

pracujú najmä na platforme UNIX a na pracovných staniciach (HP, SG, Sun IBM).

−

Implementujú sa na platformu PC, pod operačný systém Windows NT resp. Windows 2000, XP.

−

Prednosť spočíva vtom, že sú pomocou celého radu modulov prepájané tak, aby zabezpečovali nielen návrhovú etapu, ale i etapu realizačnú, t.j. výrobnú => integrované CAD/CAM systémy – Pro/Engineer, Catia ...