Zobrazit článek ve formátu PDF

DÍLENSKÁ DOKUMENTACE AUTOMATICKY GENEROVANÁ Z CAM SYSTÉMU
SVOČ FST 2014
Filip Hofmeister
e-mail: [email protected]
ABSTRAKT
V bakalářské práci je řešena problematika dílenské dokumentace, konkrétně seřizovacích listů. Seřizovací list je pro
obsluhu nedostatečný a zároveň obsahuje nadbytečné množství nepotřebných údajů. Bylo rozhodnuto o vytvoření
návrhu nového seřizovacího listu. Obsah návrhu a pozice jednotlivých údajů jsou voleny na základě konzultací
s programátory a především obsluhou strojů. V práci je vytvořen návrh dokumentace pro sériovou a kusovou výrobu.
Návrh splňuje požadované vlastnosti: úplnost, jednoduchost, ergonomii a možnost generování údajů.
KLÍČOVÁ SLOVA
Dílenská dokumentace, CAM systém, automatické generování, seřizovací list.
ÚVOD
Bakalářská práce na téma dílenská dokumentace automaticky generovaná z CAM systému je prováděna pro firmu
Hofmeister. Jedná se o podnik sídlící v Plzni, který se specializuje na konstrukci a výrobu vlastních nástrojů a výrobu
složitých součástí. Při vytváření, generování dat a užívání dílenské dokumentace se vyskytovaly nedostatky a problémy.
Z těchto důvodů bylo rozhodnuto o přezkoumání stávající dokumentace, její zhodnocení a následně dokumentaci
zachovat, upravit nebo navrhnout novou.
CÍLE
1.
2.
3.
4.
Analýza současného stavu dokumentace
Analýza současného stavu generování
Vytvoření návrhů nové dokumentace
Navrhnout způsob generování nové dokumentace
Prvotním cílem práce je seznámit se s prostředím firmy a zanalyzovat současnou podobu dílenské dokumentace a
způsob jejího generování. Na základě konzultací s technology, programátory a obsluhou strojů získat informace, názory
a přání, podle kterých bude vytvořen návrh nové dokumentace. Dalším cílem je navrhnout způsob automatického
generování. Zde záleží na možnostech firemního CAM systému a na způsobu zadávání informací do programu.
STROJE
Problematika dílenské dokumentace a jejího generování byla řešena pro frézovací centra Hermle C20 (obr. 1), Hermle
C40 (obr. 2), Mazak Nexus 410A (obr.3), Richmond VMC1020L (obr. 4) a soustružnická centra Mazak SQT200 (obr.
5) a Mazak QTN100 (obr.6).
Obrázek 1: Hermle C20
Obrázek 2: Hermle C40
Obrázek 3: Mazak Nexus 410A
Obrázek 4: Richmond VMC1020L
Obrázek 5: Mazak SQT200
Obrázek 6: Mazak QTN100
SOUČASNÝ STAV DOKUMENTACE
Z dílenské dokumentace byly zkoumány výkresy, průvodky a seřizovací listy. V průběhu řešení problematiky bylo
rozhodnuto o zachování stávajících výkresů, které jsou pro všechny stroje totožné a jsou na velmi dobré úrovni. Stejné
rozhodnutí bylo uděláno u průvodek, které jsou v pořádku, případná změna by vyvolala problémy. Problém nastal u
seřizovacích listů. Seřizovací listy pro stroje Hermle C20 a C40 byly nedostatečné, několik důležitých údajů pro
obsluhu stroje chybělo a bylo nutné je dopisovat ručně. Vygenerovaný (html) seřizovací list pro tyto stroje byl velmi
nepřehledný a bylo v něm nadbytečné množství informací, které neměly význam pro programátora, ani pro obsluhu
stroje. Tisknuty byly první dva listy vygenerovaného dokumentu. Bylo rozhodnuto o vytvoření návrhů pro stroje
Hermle C20 a C40. Pro frézovací stroje Mazak Nexus 410A, Richmond VMC1020L a soustružnické stroje Mazak
QTN100 a SQT200, byly v nedávné době vytvořeny nové seřizovací listy. Ty jsou využívány jen v případě, že je
program psán přímo na stroji. Pokud je program psán v CAM systému, potom i tyto stroje využívají seřizovací listy pro
stroje Hermle, proto bylo rozhodnutí o vytvoření návrhu seřizovacího listu pouze pro stroje Hermle (pro sériovou a
kusovou výrobu)
CAD/CAM SYSTÉM
Práce je vytvářena pro CAD/CAM systém Catia V5, který je v podniku používán.
STROJE
Návrh řešení je zaměřen na frézovací centra Hermle C20 (obr. 1), Hermle C40 (obr. 2), Mazak Nexus 410A (obr.3),
Richmond VMC1020L (obr. 4) a soustružnická centra Mzak SQT200 (obr. 5) a Mazak QTN100 (obr.6) .
PŮVODNÍ SEŘIZOVACÍ LIST PRO STROJE HERMLE (TISKNUTÁ ČÁST)
Tisknutá část původních seřizovacích listů se skládá ze dvou stránek.
První strana (obr.7) obsahuje tři pohledy na obrobek. Na pohledech je znázorněna pozice nulového bodu. V levé dolní
části je volný prostor pro psanou poznámku, která není automaticky generovaná. Poznámka obsahuje informace o
dokumentu, ale i informace o úpravě nástrojů, nebo o upnutí obrobku ve stroji. Tato stránka je v pořádku, problémem je
druhá strana seřizovacího listu.
Druhá stránka obsahuje v horní i spodní části nadbytečné texty, které jsou zbytečné pro programátora i obsluhu stroje.
Uprostřed listu je tabulka o třech sloupcích, počet řádek je závislý na počtu použitých nástrojů. První sloupec obsahuje
generované informace o upínači. V druhém sloupci je obrázek upínače s nástrojem, který nekoresponduje se skutečností
a je pro všechny řádky stejný. Obrázek je zbytečný. Poslední sloupec obsahuje informace o použitém nástroji, tato
informace je generovaná. V pravém horním rohu třetího sloupce je dopisovaná hodnota, jedná se o vyložení nástroje.
Cílem v návrhu nového seřizovacího listu je zabránit dopisování informací. Všechny potřebné informace by měly mít
vlastní prostor a měly by být v ideálním případě automaticky generovány.
Obrázek 8: Původní seřizovací list, tisknutá část 2
Obrázek 7: Původní seřizovací list, tisknutá část 1
NÁVRHY SEŘIZOVACÍHO LISTU PRO SÉRIOVOU VÝROBU
Zvolené pohledy, označení podprogramů, volené nástroje a obrázky v návrzích jsou pouze ilustrační, slouží pro lepší
představu čtenáře.
Při návrhu seřizovacího listu bylo dbáno na dodržení jednoduchosti, přehlednosti ergonomičnosti a zároveň bylo cílem
dosáhnout úplnosti. Jelikož je tento typ dokumentace určen především obsluze strojů, bylo velmi dbáno na názory
dělníků, kteří stroje obsluhují. Při vytváření dokumentace byla snaha ulehčit práci jak programátorovi, tak obsluze
strojů. Usnadněním pro programátora je myšleno automatické generování informací z CAM systému a usnadnění pro
obsluhu strojů znamená, dosáhnout sledu informací v seřizovacím listu stejně, jako je sled činností obsluhy stroje při
jeho seřizování, to znamená, aby obsluha nehledala informaci, kterou potřebuje jako první až na pátém listě.
Návrh dokumentace byl vytvořen v prostředí Microsoft Excel, které bylo přívětivější a jednodušší pro uživatele než
původní formát html a návrh byl vytvořen pro sériovou a kusovou výrobu.
První list (obr. 9) návrhu pro sériovou výrobu obsahuje v horní části dominantní logo firmy, napravo je automaticky
generovaný název součásti. Pod těmito dvěma údaji je tabulka se základními údaji potřebnými k dohledání
dokumentace v interním uložišti firmy, jako je číslo výkresu, číslo hlavního programu, programátor, datum a číslo
průvodky. Tyto údaje budou automaticky generovány a vyskytují se na všech stranách seřizovacího listu (někdy drobně
upraveny). Dále jsou zde informace, které mají obsluhu stroje varovat před možnými komplikacemi (kolize), jedná se o
údaj „5-os plynule“ a „naklopení>100°“. Oba údaje nejsou generovány, ale vyplněny manuálně. Zbytek stránky tvoří
čtyři velká pole, horní dvě a levé spodní. Vlevo nahoře a vlevo dole bude vždy pohled na obrobek a znázornění
nulového bodu. Vpravo nahoře je možný další pohled na obrobek se znázorněním nulového bodu, nebo izometrický
pohled na detail obrobku, který je složitý. Detail poskytne obsluze stroje lepší představu o průběhu výroby a možnými
komplikacemi.
Název součásti
Číslo hl. programu:
Programátor:
Datum:
Číslo výkresu:
Stroj:
Číslo průvodky:
Č. výkresu:
5-os plynule:
ANO/NE
Naklopení > 100°:
ANO/NE
Rozměr:
Polotovar:
Poznámky:
Upnout do kleštiny D40
Poloha broušených plošek kolmo k ose x
Výchozí bod pro osy a, c, (b)
Strana:
1
Obrázek 9: Návrh seřizovacího listu 1
Druhý list (obr.10) obsahuje důležité informace o nástrojích a upínačích. Skládá se z tabulky o pěti sloupcích. Počet
řádků je závislý na počtu nástrojových sestav. Tato stránka pomáhá obsluze stroje se seřízením stroje. První sloupec
obsahuje číslo, které udává, o kolikátou nástrojovou sestavu se jedná. Na jeden list je možné zobrazit pět nástrojových
sestav. Druhý sloupec nese informace o upínači, je rozdělen na dvě části. První obsahuje obrázek upínače, který slouží
pro lepší představu obsluhy stroje. Údaje o upínači je možné vyčíst z jeho automaticky generovaného označení. Ve
třetím sloupci je uvedena hodnota vyložení nástroje, která v původní dokumentaci chyběla, zároveň je zde počítáno
s budoucím pořízením stroje, který dokáže frézovat i soustružit, proto jsou v tomto sloupci uvedeny i hodnoty x, z.
Vyložení nástroje bude automaticky generováno. Čtvrtý sloupec je věnován nástrojům. Obsahuje generované značení
nástroje a údaj o korekci. Korekci je možné automaticky generovat. Pokud zde bude označeno, že je zde korekce
použita, znamená to, že ji obsahuje minimálně jeden podprogram, nikoli všechny. Poslední sloupec je věnován
poznámce, která je v praxi často využívána, co v ní bude obsaženo, záleží na programátorovi.
Název součásti
Číslo průvodky:
Číslo programu:
Poznámka:
Číslo výkresu:
Nástroj.
sestava
Upínač
Kleštinový D32/16
L100
1
Vyložení
nebo X,Z
37
Nástroj
Poznámka/
CeVa D6x19 HM /
SEH422858_U
Hrubování
Korekce:
Schunk SINO-R
D50/20 L88
2
40
CeVA D4x8x3z HM /
RU_022810_U
Korekce:
KLES-MCT
D28/ER16 L106 4
3
28
KLES-MCT
D28/ER16 L106 4
38
TEP-Schunk D27/6
L131 1 1
5
Strana:
24
ANO/NE
CeVa D68x24 HM /
SEH422858
Korekce:
ANO/NE
CeVA D4x8x3z HM /
RU_022810
Korekce:
2
Obrázek 10: Návrh seřizovacího listu 2
na čisto
ANO/NE
CeKu D6x28x4z HM /
RU022845_U
Korekce:
4
ANO/NE
ANO/NE
zkosení hran
Třetí strana seřizovacího listu (obr. 11) informuje obsluhu stroje podrobněji o nástrojích a jejich vlastnostech, zároveň o
úpravách nástrojů, které jsou často prováděny. Hlavní tabulka se skládá ze čtyř sloupců, počet řádek je závislý na počtu
nástrojových sestav. Na jeden list je možné umístit až sedm nástrojových sestav. Každý řádek je zde věnován jednomu
nástroji. První sloupec popisuje číslo nástrojové sestavy, je to generovaný údaj. Druhý sloupec obsahuje generované
označení nástroje, které je totožné se značením na předchozím listě a na původní dokumentaci. Zbylé dva sloupce
popisují nástroj podrobněji. Ve třetím sloupci je obsažena informace, zda je nástroj chlazený, pokud ano, tak jakou
metodou, zda vnitřně nebo z vnější strany a jakým médiem (vzduch, emulze nebo olej). Pokud je chlazeno emulzí,
potom se udává, kolika procentní emulze je. Všechny údaje ve třetím sloupci jsou automaticky generovány, vyjma
poznámky, ta je dopisována programátorem. Čtvrtý sloupec „Úprava nástrojů“ a je vyplňován programátorem. Že je
nástroj upravovaný je zřejmé již z označení nástroje, končí totiž příponou „_U“. Nástroj je upravován ve většině
případů formou odlehčení za břitem v určité vzdálenosti od čela nástroje.
Název součásti
Poznámky:
Číslo průvodky:
Číslo programu:
Číslo výkresu:
Nástr.
sestava
Nástroj
Chlazení:
Úprava nástroje
ANO/NE
1
CeVa D6x19 HM /
SEH422858_U
Vnitřní/Vnější
emulze/vzduch/olej
2
Poznámka:
emulze 6%
ANO/NE
CeVA D4x8x3z HM /
RU_022810_U
Vnitřní/Vnější
emulze/vzduch/olej
3
Poznámka:
emulze 6%
ANO/NE
CeKu D6x28x4z HM /
RU022845_U
Vnitřní/Vnější
emulze/vzduch/olej
4
Poznámka:
emulse 6%
ANO/NE
CeVa D68x24 HM /
SEH422858
Vnitřní/Vnější
Odlehčit za břitem 15 mm od
čela nástroje
Odlehčit za břitem 28 mm od
čela nástroje
Odlehčit za břitem 17 mm od
čela nástroje
x
emulze/vzduch/olej
5
Poznámka:
emulze 6%
ANO/NE
CeVA D4x8x3z HM /
RU_022810
Vnitřní/Vnější
x
emulze/vzduch/olej
Poznámka:
emulze 6%
ANO/NE
Vnitřní/Vnější
6
emulze/vzduch/olej
Poznámka:
emulze 6%
ANO/NE
Vnitřní/Vnější
7
emulze/vzduch/olej
Poznámka:
Strana:
emulze 6%
3
Obrázek 11: Návrh seřizovacího listu 3
Čtvrtý list (obr. 12) obsahuje obecné informace o podprogramech, základem je jejich seznam. Tabulka se skládá z pěti
sloupců, každý řádek informuje o jednom podprogramu. V prvním sloupci jsou jmenovány podprogramy formou jejich
značení. Druhý sloupec zmiňuje označení nástroje, které je totožné s předchozím značením. Třetí sloupec obsahuje
údaje o upínači. Značení je opět totožné. Informace v těchto sloupcích je možné automaticky generovat. Čtvrtý a pátý
sloupec obsahují popis řezných podmínek, konkrétně otáčky a posuvovou rychlost. První údaj je volený programátorem
a údaj za lomítkem udává skutečné řezné podmínky zvolené na stroji. Reálné podmínky jsou dopisovány zpětně
obsluhou stroje, tím se dostává informace zpětně k programátorovi, který s ní může dále pracovat.
Název součásti
Číslo průvodky:
Číslo hlavního programu:
Poznámka:
Číslo výkresu:
Seznam podprogramů
Podprogram
Nástroj
Otáčky [ot/min]
(volené/skutečné)
Upínač
Posuvová rychlost
[mm/min]
(volená/skutečná)
Hx50235
Hx50236
Hx50237
Hx50238
Hx50239
Hx50240
Hx50241
Hx50242
Strana:
4
Obrázek 12: Návrh seřizovacího listu 4
Pátá strana seřizovacího listu (obr.13) podrobně informuje obsluhu stroje o jednotlivých operacích v rámci
podprogramů. Pro jednu operaci náleží jedna strana dokumentace, velký prostor je věnován pohledu na obrobek
s vyobrazením drah nástroje, který pomůže obsluze stroje proces obrábění lépe pochopit.
Tabulka obsahuje v horní části, pod obecnými informacemi, tři řádky. První je věnován názvu podprogramu, druhý
názvu operace a třetí nástroji, který je pro tento podprogram použit. Všechny tři řádky budou automaticky generovány.
Pod nimi se nachází tabulka rozdělená na dvě hlavní části. V levé je pět řádků a dva sloupce. První sloupec obsahuje, o
co se jedná a druhý hodnotu. Stejně je tomu i v pravé části. Zde jsou obsaženy údaje o otáčkách, posuvové rychlosti,
kopírovacím kroku, hloubce záběru, výchozím a koncovém bodu, výkonu, kroutícím momentu a času v řezu. Všechny
tyto hodnoty budou automaticky generované. Pod tabulkou je velké prázdné pole věnované pohledu na obrobek a
znázornění drah nástroje pro operaci.
NÁVRHY PRO KUSOVOU VÝROBU
Návrhy pro kusovou výrobu se skládají ze třech listů, které vycházejí ze seřizovacích listů pro sériovou výrobu. Použity
jsou první dva listy (obr. 9 a obr 10), které jsou jen lehce upraveny. V prvním listu jsou přidány informace o úpravách
nástrojů a v druhém listu jsou přidány informace o vnitřním chlazení. Pro kusovou výrobu je použit čtvrtý list (obr. 12),
který má u kusové výroby hodnotu ve zpětné vazbě na programátora (doplnění skutečných řezných podmínek
zvolených na stroji.
Název součásti
Poznámka:
Číslo průvodky:
Číslo hlavního programu:
Číslo výkresu:
Název podprogramu:
Název operace:
Nástroj:
Otáčky [ot/min]:
Hloubka záběru ap:
Kopírovací krok ae:
Posuv. rychlost [mm/min]:
Výchozí bod:
Koncový bod:
Výkon:
Kroutící moment:
Čas v řezu [min]:
Úběr materiálu [cm 3/min]
Strana:
5
Obrázek 13: Návrh seřizovacího listu 5
ZÁVĚR
Cílem bakalářské práce bylo vyřešit problematiku dílenské dokumentace. Bylo rozhodnuto, že nevyhovující je pouze
seřizovací list pro stroje Hermle C20 a C40, který je používán i pro ostatní zmíněné stroje v případě psaní programu
v CAM systému. Návrh byl vytvořen v programu Microsoft Excel na základě požadavků programátorů a obsluhy strojů.
Tento seřizovací list bude zaveden do praxe po vytvoření skriptů pro přenos informací mezi CAM systémem Catia V5 a
vytvořeným návrhem v programu Microsoft Excel. Očekávaný přínos je ve formě zkrácení vedlejších výrobních časů.
Zkrátí se doba vytváření seřizovacích listů (automatické generování údajů) a zkrátí se také seřizování stroje.
ZDROJ
Ing. Pavel Kožmín Ph.D (Technolog/Programátor)
Jiří Němeček (Obsluha stroje)
Ing. Vladislav Kapinus (Technolog/Programátor)