STEP-NC – Norma ISO 14649

Transcrição

• Controle direto de máquinas CNC a partir de dados 3D.
• Especificação STEP-NC: torneamento, fresamento, eletroerosão, retificação.
Código específico
para a máquina, com
dados dos eixos
gerados por um pósprocessador
Extensões específicas
de fornecedores do
equipamento
Somente comandos
primitivos de movimento
e liga/desliga
Não há formato de
dados padronizados
para processameno
de splines e
tecnologia sofisticada
de comando numérico
%
N05
N10
N15
N20
N30
N35
N40
N45
N50
N55
N60
N65
N70
N75
N80
...
G54
G00 Z10.000
G91 G0 Z200
T5 D1 WW
G90 M5
G00 X0.000 Y-150.000
G00 Z5.000
M08
S3183.000
M03
F1477.000
G00 X60.000 Y-150.000
G00 Z5.000
G00 X60.000 Y-150.000
G01 Z-0.500
STEP-NC substitui o código G com
um formato de dados rico e
integrado
Cortesia WZL RWTH Aachen
Máquina na Boeing usinando três peças ao mesmo
tempo em uma fresadora pórtico de 5 eixos
;T_9077451_105_MPF
MSG ("114W5414-2 1MF-05 T-9077451 03/18/02 11.23 STATUS=SOLD ")
N2G17G70G40
N38T2
N40G0X-12.Y-3.585
N42Z12.175
N46Z10.305
N48G1G94Z10.205F150.
N50Y-1.835
N52X5.F120.
N106Y-.4683F150.
N174G0X-23.5Y-15.5A0.C0.
N10650G74C0.0
N10656M2
Siemens Tool Vector Command
N2018X0.544953Y-0.321863Z-3.571175A3=0.222852B3=-0.131622C3=0.965926
N2019X0.562371Y-0.290360Z-3.571175A3=0.229975B3=-0.118739C3=0.965926
N2020X0.581568Y-0.249698A3=0.237825B3=-0.102111C3=0.965926
Fanuc Tool Vector Command
N5749X-0.6240Y0.3167Z-3.3217I-23.0797J11.7132
N5750X-0.6441Y0.2734Z-3.3217I-23.8246J10.1125
N5751X-0.6581Y0.2379Z-3.3217I-24.3401J8.7995

Inúmeros dialetos de código G

Difícil transferir dados para os CNCs

Difícil obter dados dos sistemas CAM

O padrão de dados não permaneceu adequado ao
avanço da tecnologia

Disponibiliza estrutura de dados de alto nível:
– Splines
– Vetores de ferramentas

Capabilidades de máquinas-ferramenta:
– Controle adaptativo
– Múltiplos fusos
– Múltiplas e simultâneas trajetórias de ferramentas
– Aplicação em materiais não-convencionais.
Foi desenvolvido a partir do padrão STEP, que contém um
conjunto de padrões:

Totalmente definido;

Informações de baixo e alto nível do processo;

Informações sobre a peça:
– Tolerâncias
– Cotas
– Geometria
features
fixtures
AP214
AP238
tools
CAM and
NC control
Automotive
toolpaths
tolerances
AP219
geometry
AP240
BOM
color
Inspection
material
Process
Planning
annotations
AP203
CAD Definition
AP232

Peça, ferramenta, matéria-prima, dispositivo de
fixação, e informações sobre o processo coexistem
no CNC

Um padrão claramente definido

Diferenciação do produto:
–
–
–
–
Transferência de informações de alto nível do
processo
Transferência de informações da peça, incluindo a
geometria
Suporte direto para capacidades avançadas de CNC
Integração com a qualidade, status e desempenho do
equipamento.
geometry
workpiece
workplan
S[0:?]
geometry
machining_feature
1
pocket
plane
L[0:?]
hole
machining_workingstep
S[0:?]
region
machining_operation
1
plane_milling
side_milling
geometry
cutter_contact_trajectory
cutter_location_trajectory
L[0:?]
drilling
tool
technology
toolpath
1
strategy
parameterised_path
Design
Planning
Department
STEP-NC permite o
controle direto de
máquinas CNC a
partir de dados 3D
CAD workpiece data
CAM
system
Shopfloor
Shopfloor
programming
New data model and interface (ISO 14649)
Postprocessor
Conventional
NC controller
Intelligent
functions
Modern
NC controller
New, Intelligent
NC controller
e.g. automatic
- path generation
- tool selection
- technology support
- retract strategies
- machine limits
CAM
AP 238 File
Machine(s)
A
Machine(s)
B
Machine(s)
C
Machine(s)
D
Machine(s)
E
Machine(s)
F
Ford
GM
Boeing
Lockheed
CAD
System 1
CAD
System 2
CAD
System 3
CAD
System 4
STEP Interface
STEP Interface
STEP Interface
STEP Interface
“Super Model” = STEP +++ database on the Internet
STEP Interface
STEP Interface
STEP Interface
STEP Interface
Supplier 1
Supplier 2
Supplier 3
Supplier 4
STEP Interface
STEP Interface
STEP Interface
STEP Interface
Supplier A
Supplier B
Supplier C
Supplier D
CAM
CAPP
NC Milling
NC Turning
CADKEY
CAD
AP-203
FBMACH
STEP-NC AIM
Planejamento do Processo
STEP-NC AIM
Database STEP-NC
Work Plan
XML ISO 14649-11 Work plan
EASYMILL
Virtual
Gibbs
Bridgeport
Controller
Bridgeport
Controller
Tool Path
Generation
Milling
Machine
AP214: Core data for
automotive mechanical
design processes
AP224e3: FeatureBased Process
Planning
Lista de símbolos da linguagem gráfica EXPRESS-G
AP-224
Função
no
Projeto
Manufatura
AP-213, PSL
ISO 14649
ISO 13399
“Super Modelo”
STEP-NC
Database
.
Interface
Inteligente
AP-203
AP-214
Controlador
Inteligente
Captura
do
Processo
ISO 13399: Cutting tool
data representation and
exchange
AP 213: Numerical Control
Process Plans for Machined
Parts
http://www.mel.nist.gov/psl/
STEP Tools, Inc.
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
GE Fanuc
CNC Data (MASTERCAM)
CADKEY
Alibre
Boeing
General Electric
General Motors
Gibbs and Associates
Hurco Companies Inc.
Lockheed Martin
IBM
Monarch Machine Tools
NASA (GSFC)
NASA (JPL)
NCMS
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
Unigraphics Solutions
NIST Intelligent Systems
Lawrence Livermore
Chrysler
Watervliet Arsenal (Benet)
General Dynamics
The Design Edge
RMC Associates
Fala Technologies
Cambridge Valley Maching
Allied Signal
Bridgeport Controls
Liberty Consulting
RPI
O fornecedor cria o processo a partir de um
modelo 3D em vez de desenhos em papel
Time to make a process plan
Time to replan a process plan
Number of iterations
Total Hours
Number of plans per Year
Burdened cost per hour
Total Cost
Without STEP
Max Min Average
100
4
16
20
1
With STEP Saving
12
25%
4
3
25%
3
2
33%
28
18
36%
1000
$50
1000
$50
$1,400,000
Medido pela empresa Lockheed Martin
$900,000
36%

Não haverá mais necessidade de pósprocessadores:
–

Novo mercado para software CAM:
–

Cada ferramenta lê as mesmas instruções
Cada controlador necessita gerar a trajetória da
ferramenta
CAD/CAPP mais eficiente:
–
Planejamento do processo mais eficaz e rápido

Manufatura mais integrada:
–

Cada workplan inclui a geometria nominal da peça
Máquinas-ferramenta mais rápidas, seguras
e inteligentes:
–
–
Verificam o setup;
Otimização dinâmica.
Arquitetura do sistema desenvolvido na UnB
Criação de uma feature no software Step-Modeler
Workingsteps de furos diferentes
Workingstep de ranhuras diferentes
Workingstep de uma cavidade retangular

STEP-NC – Norma ISO 14649

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