Integração CAD/CAM g ç /

Integração CAD/CAM
g ç
/
Frederico Damasceno Bortoloti
Frederico Damasceno Bortoloti
Adaptado de:
Sung‐Hoon Ahn
Do Projeto a Manufatura
Do Projeto a Manufatura
• Agora nós estamos no domínio da Manufatura
Domínio do projeto:
Como criar a geometria
Como criar a geometria
Domínio da manufatura:
Como criar uma parte
Como criar uma parte
Precisa considerar
•Processo de fabricação
Material
•Material
•Máquina
Produto de Exemplo: Veículo feito automaticamente
Computer Aided Manufacturing (CAM)
Computer‐Aided
• Definição
– A tecnologia que se preocupa com o uso de g q
p
p
sistemas de computação para planejar, gerenciar, e controlar operações de manufatura através de p ç
interface computacional direta ou indireta com os recursos de produção da planta.
p
ç
p
< Fases principais de manufatura de parte discreta >
Software CAM
Software CAM
•
Software de NC
f
d
– NC é um sistema onde ações são controladas por inserção direta de dados numéricos em algum ponto. O sistema deve automaticamente interpretar
pelo menos uma porção desses dados
‐Electronic Industries Association (EIA)
– Computer Numerical Control (CNC)
•
Software de programação de robô
– Selecionar e posicionar ferramentas e peças de trabalho para máquinas de NC
Source:Hyundai Source:BMW
Software CAM (cont )
Software CAM (cont.)
• Software de planejamento de processo
– O ato de preparar instruções de trabalho detalhadas para usinar ou montar uma parte de partes
montar uma parte de partes
‐Computer‐Aided Manufacturing, Chang et al., 1998
– Plano de processo; folha de operação; folha de rota
– Computer‐Aided Process Planning (CAPP)
• Software de inspeção
– Coordinate Measuring Machine (CMM)
C di
M
i M hi (CMM)
Problemas na Produção Tradicional
Problemas na Produção Tradicional
• Algumas barreiras entre processo de projeto e manufatura
Manufatura Manufatura
“Over the Wall”
Projeto
Isolado
Conhecimento
Perda de tempo em tentativa e erro
< Diagrama de processos tradicionais de projeto e manufatura > Manufatura
Integração CAD/CAM
Integração CAD/CAM
• Objetivo da integração
– Facilitar a coordenação do fluxo de trabalho e informação através dos limites organizacionais
–“Enterprise Integration Modeling”, Charles J. Petrie, The MIT Press
< Conceito exemplo da integração CAD/CAM > Integração no Nível de Ciclo de Produto
Integração no Nível de Ciclo de Produto
CAD
CAE
CAM
Fornecedor
Cliente
Product Data Management
Enterprise Resource
Planning
Product Lifecycle
Management
Integração no Nível de Banco de Dados
Integração no Nível de Banco de Dados
Integração no Nível de Pacote Comercial
Integração no Nível de Pacote Comercial
•
•
CAD/CAE/CAM/PDM/… integrados
/
/
/
/
d
Pacote Tudo‐em‐Um
– Dassault systems: CATIA, DELMIA, INOVIA… SolidWorks, CosmosWorks…
Dassault systems: CATIA, DELMIA, INOVIA… SolidWorks, CosmosWorks…
– PTC: Pro/Engineering, Windchill…
– UGS: Unigraphics, Teamcenter, Technomatix…
Tendências de Soluções Comerciais
Tendências de Soluções Comerciais
• Dassault systems: CATIA
Tendências de Soluções Comerciais (cont )
Tendências de Soluções Comerciais (cont.)
• Dassault systems: SolidWorks
– COSMOSXpress; análise simples
p
;
p
– COSMOSWorks Designer; simulação
<COSMOSXpress>
<COSMOSWorks Designer>
Tendências de Soluções Comerciais (cont )
Tendências de Soluções Comerciais (cont.)
• PTC: ProEngineering
Esboço 2D
Modelagem 3D
Modelagem 3D
Desenho
Superfície Livre
Grandes Montagens
Grandes
Montagens
Análise
Simulação
Chapas
CAM
Compartilhamento de dados
Manutenção
…
Tendências de Soluções Comerciais (cont )
Tendências de Soluções Comerciais (cont.)
• UGS: NX (Unigraphics)
– All in NX
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< Conceito principal >
it
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Tendências de Soluções Comerciais (cont )
Tendências de Soluções Comerciais (cont.)
• Autodesk: Inventor
–
–
–
–
Muda para 3D de 2D (AutoCAD)
Centro de conteúdo
Centro de conteúdo
Prototipagem virtual
Nota de Materiais (BOM)
(
)
< Centro de conteúdo > < Prototipagem virtual >
< Nota de Materiais (BOM) >
Tendências de Soluções Comerciais (cont )
Tendências de Soluções Comerciais (cont.)
• Embedded CAE ANSYS & Solid Dynamics
– Análise de esforço (ANSYS)
– Simulação Dinâmica (Solid Dynamics)
Simulação Dinâmica (Solid Dynamics)
– Visualização 3D (Solid Dynamics)
< Análise de esforço > < Simulação Dinâmica >
< Visualização 3D >
Tendências de Soluções Comerciais (cont )
Tendências de Soluções Comerciais (cont.)
• ANSYS
– Software de Análise Multi‐física
– Suporte CAD no pre‐processamento
Suporte CAD no pre processamento
Tendências de Soluções Comerciais (cont )
Tendências de Soluções Comerciais (cont.)
• ALGOR
– Software de Análise Multi‐física
– Suporte CAD direto
Modos de Acoplamento em Integração
Modos de Acoplamento em Integração
• Existem 3 tipos de modos de acoplamento p j
entre projeto e manufatura
Modo de Acoplamento
Prós
Contras
Exemplo
Solto/Repetitivo
Projeto flexível
Custo & atraso para reprojeto
CAD/CAM Convencional Rídigo/Uma direção
Rídigo/Uma direção
Manufatura Manufatura
Garantida
Menos liberdade de Menos
liberdade de
projeto
CyberCut,
CyberCut
MOSIS
Forte/Bidirecional
Projeto moderadamente
moderadamente flexível, manufatura garantida
Alguma perda de liberdade de
liberdade de projeto
SmartLite,
SmartFab
Soluções Exemplo do modo Rígido
Soluções Exemplo do modo Rígido
• Paradigma CyberCut
Soluções Exemplo do modo Rígido (cont.)
Soluções Exemplo do modo Rígido
(cont )
• CyberCut–Característica 1. WebCAD
Soluções Exemplo do modo Rígido (cont )
Soluções Exemplo do modo Rígido (cont.)
•
CyberCut–Característica 2. Planejamento de Processo Automatizado
b
í
l
d
d
Soluções Exemplo do modo Rígido (cont )
Soluções Exemplo do modo Rígido (cont.)
• CyberCut–Comunicação em rede
Soluções Exemplo do modo Rígido (cont )
Soluções Exemplo do modo Rígido (cont.)
• CyberCut–Característica 3. Fixação universal
Soluções Exemplo do modo Rígido (cont )
Soluções Exemplo do modo Rígido (cont.)
• CyberCut–Partes fabricadas
Soluções Exemplo do modo Forte (cont )
Soluções Exemplo do modo Forte (cont.)
• SmartLite: Ferramentas baseadas no I‐DEAS
Integração CAD/CAM baseada na Web
Integração CAD/CAM baseada na Web
• Micro Machining System (MIMS)
– Serviçõ de micro usinagem usando a Internet
– Comunicação com modelo cliente‐servidor de 3 camadas
Comunicação com modelo cliente servidor de 3 camadas
– Arquivo STL de upload
< Arquitetura de comunicação > < Abordagens baseadas em curva > Integração CAD/CAM baseada na Web (cont )
Integração CAD/CAM baseada na Web (cont.)
• Micro Machining System (MIMS)
– Provê visualizador do código NC
– Fabricado por by micro‐fresa de topo de acordo com caminho de F bi d
b i
f
d t
d
d
i h d
ferramenta de digitalização e lápis de corte
< Códigos G&M no visualizador de código NC >
< Micro canal> < 2 tipos de caminho de ferramenta > < cabeça escaneada em 3D > < Micro canal fluídico > Integração CAD/CAM baseada na Web (cont )
Integração CAD/CAM baseada na Web (cont.)
• SmartFab
– Micro usinagem usando SolidWorks
1ª camada
API CAD
Módulo
Módulo Software DFM*
CAD
2ª camada
Servidor Web
3ª camada
Fab.
BD de BD
d
Micro Fab.
PolyCAM
Modelo STL
Plano de Usinagem
Navega
d
dor Web
Geração de Código de NC
Estimativa de Custo
•Informação de Ferramenta/Material
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/
•Checagem de projeto
•Códigos de NC
•Estimativa de custo
: Internet
: Rede Local
< Arquitetura do SmartFab> Integração CAD/CAM baseada na Web (cont )
Integração CAD/CAM baseada na Web (cont.)
• SmartFab–Validação de esboço
– Melhora usinabilidade
– Baseado em informação da ferramenta e filosofia DFM
< Checa por Vão mínimo >
< Checa por arredondamento >
Integração CAD/CAM baseada na Web (cont )
Integração CAD/CAM baseada na Web (cont.)
• SmartFab–Validação de bolso
< DFM em bolsos >
Caso I. Limite de profundidade
Caso II. Limite de profundidade e profundidade inicial
Integração CAD/CAM baseada na Web (cont )
Integração CAD/CAM baseada na Web (cont.)
• SmartFab–Estimativa de custo
Cp = Tp*W
C
Cm = Com+Ct= Tm*W+Ct
C +Ct T *W+Ct
Ct = y*(Tm/T)
Tp: Tempo de preparação (0.35 hr)
W : Salário do operador (2500/hr)
T T
Tm: Tempo de usinagem (0.41 hr)
d
i
(0 41 h )
W: Salário do operador (2500/hr)
(ganho de 11275, 92% de custo total)
Ct: Custo de uso da ferramenta
T: Vida da ferramenta (4 hr)
y: Custo total (100,000)
Integração CAD/CAM baseada na Web (cont )
Integração CAD/CAM baseada na Web (cont.)
• Prototipagem de um TFT LCD‐LGP (Light Guide Panel)
< Estrutura Esquemática de uma Unidade LCD >
Integração CAD/CAM baseada na Web (cont )
Integração CAD/CAM baseada na Web (cont.)
• Prototipagem de um TFT LCD‐LGP (Light Guide Panel)
– Ferramenta de geração do projeto da matriz e de código de NC
– Provê o código de NC ou arquivo DWG
Provê o código de NC ou arquivo DWG
< Arquitetura de Comunicação do Gerador de Matriz LGP >
Integração CAD/CAM baseada na Web (cont )
Integração CAD/CAM baseada na Web (cont.)
• Prototipagem de um TFT LCD‐LGP (Light Guide Panel)
– Serviço de geração de matriz X e Y service
< Ferramenta de Projeto baseada na Web para Matriz LGP >
Ampla Integração
Ampla Integração
• PDM (Product
( d
Data Management))
– Controla revisões de arquivos CAD
– Gerencia todos dados relativos ao projeto
• PLM (Product Life‐cycle Management)
– Product Development Management (PDM)
– Inclui todos atores (departamentos da empresa, parceiros de negócio, fornecedores, OEM, e clientes)
– Dados de produto compartilhados
– Aplica processos comuns
– Conhecimento corporativo nivelado
Intercâmbio de Dados
Intercâmbio de Dados
• Formatos padrão para intercâmbio de dados
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â bi d d d
– IGES (InitialGraphicsExchangeSpecification)
• Dados CAD 3D
– STEP(StandardfortheExchangeofProductmodeldata)
– DXF (Drawing eXchangeFormat)
(
h
)
• Dados de desenho 2D
– STL (Stereo Lithography)
STL (St
Lith
h )
• Padrão de facto em prototipagem rápida
– VRML (Virtual Reality Modeling Language)
VRML (Virtual Reality Modeling Language)
• Modelo 3D na Web
Intercâmbio de Dados (cont )
Intercâmbio de Dados (cont.)