40
Proces proizvodnje u fabrici 6. Automatski vođen proces projektovanja i izrade čeličnih konstrukcija CAD/CAM

Tehnologija proizvodnje čeličnih konstrukcija 07

Embed Size (px)

Citation preview

Proces proizvodnje u fabrici

6. Automatski vođen proces projektovanja i izrade čeličnih konstrukcija CAD/CAM

► Projektovanje uz podršku računara – CADpodrazumeva primena računara u svim fazama pripreme za proizvodnju:▪ proračun konstrukcije,▪ izrada kompletne grafičke dokumentacije,▪ izrada specifikacija materijala...

► Proizvodnja uz podršku računara – CAM

▪ priprema ulaznih parametara za automatsku proizvodnju (CNC mašine),▪ numerička kontrola opreme i mašina za proizvodnju konstrukcije,...

CAD/CAM

6.1 Od grafičkog prikaza uz pomoć računara doprojektovanja i proizvodnje uz podršku

računara (CAD/CAM)

►Od samog početka aplikacije građevinarstva mnogo se iširoko osećala potreba grafičkog prikaza rezultata.Građevinski inženjer konstuktivnog smera je naviknut dakroz dijagrame, crteže itd. uporedi glavne postavkesvojih analiza.

►Grafička informacija će se održavati i aktuelizirati, ne kaokolekcija pokvarljivih papirnih tabaka, već kao kompletna"baza podataka".

►Ako su sve faze projektovanja (od prikupljanja podatakai provere, do njihovog "input"-a u odgovarajućeprograme strukturalne analize, pa do štampanja igrafičkog prikazivanja rezultata i, eventualno, dopripremanja konačnih nacrta za samu konstrukciju),izvršene uz sistematsku, odgovarajuću upotrebu paketahardwera i softwera, onda možemo govoriti oprojektovanju uz podršku računara – CAD-u.

CAD/CAM

►Kad se protok automatski obrađenih informacija nezaustavlja kod izrade konstrukcionih crteža, već idedalje, na numeričku kontrolu opreme i mašina koji, ustvari, proizvode finalne produkte ili finalno obrađujusirovinu, tada tek imamo pravo da govorimo oproizvodnji uz podršku računara – CAM-u.

►Čim je projektovanje automatizovano (ili, još bolje,pomognuto računarom!) i ako su, po mogućstvu, jednimračunarskim sistemom povezane neke aktivnosti nagradilištu, pa i kontrolisane tim sistemom, postajeprirodno da se razmisli o integraciji svih ostalihrelevantnih informacija u ovu mrežu obradepodataka, bilo da se odnose na planiranje,računovodstvo, finansije, skladištenje, transport itd.

CAD/CAM

►Osim toga, ovim se pruža i mogućnost – zahvaljujući tzv.daljinskim radnim - stanicama, da se CAD povratno"hrani" sa podacima "stvarnog vremena" (na primer, oizmenama na crtežima učinjenim na licu mesta usledpotrebe prilagođavanja lokalnim uslovima, itd.). Dakle,uz kontinuirano praćenje izmena i minimalan rad možese dobiti grafička dokumentacija za Projekat izvedenogstanja!

►Na ovaj način se "petlja" protoka informacija zatvara i svivažni podaci koji se odnose na konstrukciju mogu sesačuvati za buduće potrebe i korišćenje.

CAD/CAM

6.2 Racionalizacija i standardizacija uprojektovanju i konstrukciji primenom

računara

►Pomoću sistema za elektronsku obradu podataka semože u projektnom birou preduzeća za proizvodnjučeličnih konstrukcija ostvariti značajna racionalizacija.

►Nije računar taj koji sam po sebi diktira potrebu zaracionalizacijom i u projektnom birou, već je tokonkurencija oko nas, koja nas tera na pronalaženjejednostavnijih i efikasnijih metoda projektovanja u okviruizvršavanja sklopljenih ugovora.

►Standardizacija proizvodnih elemenata, proizvoda igrupa proizvoda je značajan postupak u racionalizacijiprojektovanja u celini. Ovde spada, na primer,smanjivanje različitih materijala po vrstama i obliku.Zatim sledi pitanje unifikacije detalja spojeva.

CAD/CAM

►Rešenja koja se često javljaju racionalno je skupiti,standardizovati i objavljivanjem internog priručnika upreduzeću u kome su ovakva rešenja prikazanapomoću tabela i skica učiniti ih pristupačnim svakomprojektantu. Jedan primer standardizovanog radioničkogcrteža prikazan je na slici.

Standardizovani radionički crtež

CAD/CAM

►Pitanje standardizacije se mora u svakom preduzećushvatiti ozbiljno, radi uštede na troškovima materijala isame proizvodnje. Standardizacija procesa rada uprojektnom birou je, takođe, važna. Nije svejedno da lisu metode statičkih proračuna i predmera i predračunajedinstvene ili ih svako radi prema sopstvenomnahođenju.

►I programi za spojeve rade sa unapred zadatimkarakteristikama koje uzimaju u obzir tipove raspoloživihmaterijala na skladištu i tipične procese proizvodnje.

CAD/CAM

►Podatci koji su putem CAD programa memorisani uračunaru tokom izrade projekata, sada se uz pomoćdrugih programskih paketa iz domena CAM daljeobrađuju sa ciljem dobijaja lista materijala i delova,planova zauzetosti mašina, komandi za upravljanjeproizvodnjom, tekuće kontrole zaliha u skladištima itd.

►Naravno, moguće je (i uobičajeno) i:▪ automatsko izrađivanje bušenih traka za

mašine sa numeričkim upravljanjem – nekadamasovno, a danas sve ređe,

▪ izrada NC fajlova koji se koriste kao ulazniparametri za rad CNC mašina – danas je ovo standardu proizvodnji metalnih konstrukcija.

CAD/CAM

►Dok je pre par decenija pod vođstvom jednog inženjera,jedan projekat crtalo tri do četri tehničara - crtača,jedan crtač školovan na CAD programu, jednu prosečnoindividualno oblikovanu halu može da obradi sasvimsam!

►Za plan montaže, za koji mu je ranije norma iznosila 16časova, potrebno je najviše 3 sata korišćenjem CAD.

► Pogodnosti računara u službi projektovanja su:▪ povećani obim poslova od strane osoblja naprojektovanju i kalkulaciji,▪ povećana fleksibilnost u postizanju optimuma uprojektovanju i minimalnih troškova kalkulacije,▪ znatno smanjenje standardnih vremena zaprojektovanje i kalkulaciju,▪ zahteva se mnogo racionalniji prilaz.

CAD/CAM

►Pored već postojećih paketa za 2D crtanje od kojih jesvakako najpoznatiji AutoCad (firme Autodesk), izgodine u godinu na tržištu je sve više programa za 3Dmodeliranje konstrukcija.

►Ovi programi najačešće pokrivaju kompletnu pripremu zaproizvodnju, a sve češće se uz pomoć njih može vršiti istatički proračun.

►Neki od ovih programa su:▪ ProSteel 3D,▪ Tekla Structures,▪ StruCad,▪ Xsteel,▪ RevitStructure (Autodesk)...

CAD/CAM

3D model čelične konstrukcije izrađen u programu Tekla

3D model čelične konstrukcije Belexpo centra izrađen u programu ProSteel 3D

3D model čelične konstrukcije Cinemaplexa Ster u Delta City-u izrađen u programu ProSteel 3D

6.3 Projektovanje uz podršku računara - CAD

6.3.1 Prikupljanje ulaznih podataka za grubo konstruisanje

►U procesu projektovanja mogu se izdvojiti sledeće faze:▪ definisanje projektnog zadatka u saradnji sa investitorom,▪ zatim, počinje projektovanje uz podršku računara.Projektant najpre definiše ulazne podatke računara, nosačpo nosač, pri čemu na osnovu svog iskustva za početakproceni potrebne dimenzije profila,▪ u cilju pojednostavljenja, u prvom momentu se kodunošenja podataka mogu izostaviti detalji ( kao što je, naprimer, navođenje vrste zavrtnjeva) i projektovati samogruba konstrukcija koja se kasnije kompletira,▪ u računaru program CAD generiše jednu vrstu prostornogmodela koji se na izlazu iz računara, može dobiti u viducrteža, perspektiva i prostornih ("eksplodiranih") crteža.Perspektive su od velike pomoći za prostorno prikazivanje irazjašnjenje čak i onda kada je investitor u stanju da pratiuobičajene vidove predstavljanja na konstruktivnim crtežima.

CAD/CAM

6.3 Projektovanje uz podršku računara -CAD

6.3.2 Statički proračuni i provera rezultata programom za

dokazivanje nosivosti

►Ulazni podaci uneti za grubo projektovanje konstrukcijekoriste se i za statičke proračune i dokazivanje nosivosti.Rezultati koji se dobijaju programom za statički proračunna osnovu unetih podataka proveravaju se Programomza dokazivanje nosivosti. Pravila po kojima se vršidokazivanje nosivosti, mogu se menjati u skladu savažećim propisima (npr. kod projektovanja za izvoz).

►Optimizacija konstrukcije ostaje kod ovakvog načinarada u rukama iskusnih stručnjaka. Projektant je usituaciji, da može bolje od programa da sveobuhvatnoproceni sve uticaje koje na konkretno rešenje imajutrenutna situacija u proizvodnji, montaži, nabavcimaterijala itd. i da tako pomogne u dobijanju rešenja kojeje optimalno u ekonomskom pogledu.

CAD/CAM

►Ovde se pojavljuje problem: ne poznaju svi projektantitehnologiju proizvodnje metalnih konstrukcija. Čestose unapred ne zna ni proizvođač. Kako im tonadoknaditi? Na ta pitanja treba dati odgovor!

►Suština problema je povezivanje projektovanja iproizvodnje – stvaranje integralnog i uz optimizaciju,maksimalno efikasnog koncepta.

CAD/CAM

6.3 Projektovanje uz podršku računara - CAD

6.3.3 Izrada detalja

►Primena crtanja detalja uz podršku računara, pokazujedanas, da se kod projektovanja u oblasti standardnihčeličnih konstrukcija, za jedan nosač zajedno saspojevima dobijaju svi potrebni crteži, spisak elemenata inc fajlovi (kod starijih mašina-bušene trake) zanumeričko upravljanje u proizvodnji za 2-6 minuta.Iskustveni podaci govore da je kod projektovanja bezračunara za ovo potrebno 10 -20 minuta po nosaču.

►Ovo povećanje produktivnosti je, između ostalog,bazirano i na tome što program rutinske radnjesamostalno obavlja.

CAD/CAM

Oblikovanje detalja čelične konstrukcije u programu za 3D

modeliranje

Izveden detalj

Oblikovanje detalja čelične konstrukcije u programu za 3D

modeliranje

Izveden detalj

Oblikovanje detalja čelične konstrukcije u programu za 3D

modeliranje

Izveden detalj

►CAD crtački program može da izradi sve vrstestandardnih crteža.

►Za korišćenje su pogodniji pojedinačni crteži glavnihpozicija, koji su posebno pogodni za radnike koji u fabricirade na montaži konstrukcija.

►Za montažu na gradilištu mogu se, pored uobičajenihmontažnih crteža, izraditi i takozvani "eksplodirani"crteži. Sa ovim crtežima se u oblasti izgradnje čeličnihkonstrukcija dobija kvalitet montažnih objekata koji se dosada sretao samo u mašinogradnji. Dajemo primerjednog "eksplodiranog" crteža na slici.

►Na kraju, mogu se, za pojedine radnike u pripremiproizvodnje izraditi posebni crteži pojedinačnihelemenata, koji su se već u praksi pokazali kao veomakorisni.

CAD/CAM

Eksplodirani crtež konstrukcije napravljen radi olakšavanja montaže

CAD/CAM

6.4 Primena računara u tehnologiji proizvodnje -- CAM

►U tehnologiji proizvodnje akcenat je stavljen na izraduodređenih proizvodnih dokumenata koji prate crtež uprocesu proizvodnje:1.radne liste,2.NC fajlovi i trake,3.liste materijala,4.detalji – šabloni i dr.

► Računar se u proizvodnji primenjuje za vođenje procesarada na određenim tehnološkim linijama (linije profila,linije lamela itd.), i to uglavnom na obradi elemenata, tj. ufazi pripreme proizvodnje.

CAD/CAM

Detalj ukrajanje štapova ispune u pojas rešetke (cevni profili)

Šabloni za sečenje prikazanih štapova ispune

►Da bi se postigla odgovarajuća ekonomičnostproizvodnje, proizvodni proces se mora rasčlaniti nadelimične procese. Podela proizvodnog procesazahteva, dodatnu kontrolu i koordinaciju, što se uspešnomože postići primenom računara.

►Primena računara igra veliku ulogu i kod kontrole NCmašina za bušenje i rezanje, kao i kod drugih mašina.

► Proizvodnja uz podršku računara možemo posmatrati u tri faze:

1.pripremu, 2.planiranje proizvodnje i 3.samu proizvodnju.

CAD/CAM

►Programski paket CAM obezbeđuje izbor sledeće dokumentacije:

▪ Specifikaciju materijala sa količinama, uređenu prema pozicijama ili vrstama materijala,

▪ Spiskove montažnih radova uključujući i bojenje,▪ Spiskove vezivnog materijala (radionica,

montaža),▪ Pregled otpremljenog materijala, odnosno pregled

materijala koji treba još da bude otpremljen,▪ Dostavnice, ▪ Spiskove delova po radnim mestima

(automatizovana priprema rada),▪ NC fajlovi (bušene trake) za mašine sa

numeričkim upravljanjem.

CAD/CAM

FORMIRANJE NC FAJLOVA► Svi programi za 3D modeliranje konstrukcija i izradu

radioničke dokumentacije imaju mogućnost da za svaki element konstrukcije daju i odgovarajući NC fajl.

►Ovi fajlovi učitavaju se u savremene CNC mašine (najčešće preko memoriskog diska uključenog u USB priključak) i na taj način mašina dobija sve neophodne podatke za obradu određenog elementa konstrukcije.

►Sintaksa koja se koristi za ispisivanje NC fajlova je prilično jednostavna i potrebno je da je inženjeri poznaju. Na taj način mogu i ručno da vrše potrebne prepravke čak i kada nemaju potreban softver pri ruci.

►Zbog toga sledi tumačenje nekoliko NC fajlova uz prikaz crteža odgovarajućih elemenata.

CAD/CAM

NC fajl i radionički crtež jednog I nosača

CAD/CAM

NC fajl i radionički crtež nosačaIPE330 koji je na jednom svom

kraju zasečen pod uglom.

CAD/CAM

NC fajl i radionički crtež jednoj raznokrakog ugonika

CAD/CAM

►Što se tiče prikazanih NC fajlova treba napomenuti sledeće:▪ prvi deo NC fajla u kojem se opisuje određeni poprečni presek nije od presudnog značaja za rad mašine. Drugim rečima, i ako izmenimo neki od ovih brojeva to neće uticati na tačnost izrade elementa,▪ oznaka za donju tj. gornju nožicu I nosača je relativna stvar. Naime, na crtežu POS 0612 jasno se vidi da su rupe na donjoj nožici, dok se one prema NC fajlu nalaze na gornjoj nožici.▪ interesantno je primetiti peciznost podataka u NC fajlovima. Dužine su u stotim delovima milimetra, a uglovi u stotim delovima stepena!

CAD/CAM

►Automatizovana priprema rada zahteva da se izradetabelarni pregledi radnih oblasti postojećih mašina, kojisu specifični za konkretnog korisnika računarskogsistema. CAM program može tada, na osnovupodataka o obliku konstruktivnog elementa, sam daodredi mašine koje su potrebne za njegovuproizvodnju (plan rada).

►Odeljenje pripreme rada, ukoliko ono u srednjerazvijenim preduzećima uopšte još postoji, bićerasterećeno od ovih rutinskih poslova i može sekoncentrisati na poslove termičke obrade, planoveredosleda zavarivanja i slične zadatke.

CAD/CAM

►Ako se tehnički podaci dopune sa podacima o rokovimamontaže, može se izvršiti koncentracija sličnihkonstruktivnih elemenata sa usklađenim terminima zaisporuku i tako formirati familija konstruktivnihelemenata koja nije dobijena grupisanjem na osnovupripadnosti obimu isporuke određenom naručiocu. Zaovo se primenjuje program za planiranje proizvodnje.

► Jedna familija konstruktivnih elemenata prolazi krozproces proizvodnje u kompletnom sastavu, pa se na tajnačin smanjuje vreme potrebno za promene alata namašinama i dobija bolji kontinuitet odvijanja proizvodnogprocesa.

► Mnoga preduzeća koja se bave proizvodnjom čeličnihkonstrukcija imaju već danas podešene proizvodnelinije za određene grupe proizvoda tj. familijekonstruktivnih elemenata (npr. za obradu nosača,obradu lima ili izradu malih elemenata).

CAD/CAM