DÍLENSKÁ DOKUMENTACE AUTOMATICKY GENEROVANÁ Z CAM SYSTÉMU SVOČ FST 2014

Transkript

1 DÍLENSKÁ DOKUMENTACE AUTOMATICKY GENEROVANÁ Z CAM SYSTÉMU SVOČ FST 2014 Filip Hofmeister Filip.hofmeister@gmail.com 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. Analýza současného stavu dokumentace 2. Analýza současného stavu generování 3. Vytvoření návrhů nové dokumentace 4. 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

2 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.

3 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.

4 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. Číslo hl. programu: Programátor: 5-os plynule: Naklopení > 100 : Datum: Stroj: Polotovar: Č. výkresu: Rozměr: 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

5 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. Číslo programu: Nástroj. sestava Upínač Vyložení nebo X,Z Nástroj Poznámka/ 1 Kleštinový D32/16 L CeVa D6x19 HM / SEH422858_U Hrubování Korekce: 2 Schunk SINO-R D50/20 L88 40 CeVA D4x8x3z HM / RU_022810_U na čisto Korekce: 3 KLES-MCT D28/ER16 L CeKu D6x28x4z HM / RU022845_U zkosení hran Korekce: 4 KLES-MCT D28/ER16 L CeVa D68x24 HM / SEH Korekce: 5 TEP-Schunk D27/6 L CeVA D4x8x3z HM / RU_ Korekce: Strana: 2 Obrázek 10: Návrh seřizovacího listu 2

6 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. Poznámky: Číslo programu: Nástr. sestava Nástroj CeVa D6x19 HM / SEH422858_U CeVA D4x8x3z HM / RU_022810_U CeKu D6x28x4z HM / RU022845_U CeVa D68x24 HM / SEH CeVA D4x8x3z HM / RU_ Chlazení: emulse 6% Strana: 3 Obrázek 11: Návrh seřizovacího listu 3 Úprava nástroje 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 x

7 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. Číslo hlavního programu: Seznam podprogramů Podprogram Nástroj Upínač Otáčky [ot/min] (volené/skutečné) Posuvová rychlost [mm/min] (volená/skutečná) Hx50235 Hx50236 Hx50237 Hx50238 Hx50239 Hx50240 Hx50241 Hx50242 Strana: 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. 4

8 Číslo hlavního programu: Název podprogramu: Název operace: Nástroj: Otáčky [ot/min]: Hloubka záběru ap: Kopírovací krok ae: Posuv. rychlost [mm/min]: Úběr materiálu [cm 3 /min] Výchozí bod: Koncový bod: Výkon: Kroutící moment: Čas v řezu [min]: 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) Strana: 5 Obrázek 13: Návrh seřizovacího listu 5