Escola Politécnica da Universidade de São Paulo
Departamento de Engenharia Mecatrônica e de Sistemas Mecânicos Av. Prof. Mello Moraes, 2231
05508-030 - São Paulo - SP - Brasil
LSA – Laboratório de Sistemas de Automação
www.pmrlsa.poli.usp.br
PMR3507
Fábrica digital
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produto
• Na manufatura, o produto é o principal objetivo
• Importante um modelo de informação que suporte
o produto ao longo de todo o seu ciclo de vida
– Análise de necessidades – Projeto conceitual
– Projeto de engenharia – Fabricação
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produto
• Na manufatura, o produto é o principal objetivo
• Importante um modelo de informação que suporte
o produto ao longo de todo o seu ciclo de vida
– Análise de necessidades – Projeto conceitual
– Projeto de engenharia – Fabricação
– Serviço de suporte
• Transcreve a demanda dos
consumidores ou mercados em funções do produto, seu desempenho, ambiente onde será usado, etc.
• Serve de base para as inovações do produto, aumentar a satisfação e a percepção do cliente quanto ao rápido desenvolvimento do produto
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produto
• Na manufatura, o produto é o principal objetivo
• Importante um modelo de informação que suporte
o produto ao longo de todo o seu ciclo de vida
– Análise de necessidades – Projeto conceitual
– Projeto de engenharia – Fabricação
– Serviço de suporte
• Descreve o produto conceitualmente, incluindo funcionalidades, informações principais e estruturais, forma, fabricação e montagem dos componentes básicos, custos e serviços de manutenção
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• Na manufatura, o produto é o principal objetivo
• Importante um modelo de informação que suporte
o produto ao longo de todo o seu ciclo de vida
– Análise de necessidades – Projeto conceitual
– Projeto de engenharia – Fabricação
– Serviço de suporte
• Informações quanto à geometria utilizando arquivos CAD como base
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produto
• Na manufatura, o produto é o principal objetivo
• Importante um modelo de informação que suporte
o produto ao longo de todo o seu ciclo de vida
– Análise de necessidades – Projeto conceitual
– Projeto de engenharia – Fabricação
– Serviço de suporte
• Foca em descrever as informações necessárias no processo de fabricação, como materiais, tecnologias de
processamento, sequência de montagem, etc.
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produto
• Na manufatura, o produto é o principal objetivo
• Importante um modelo de informação que suporte
o produto ao longo de todo o seu ciclo de vida
– Análise de necessidades – Projeto conceitual
– Projeto de engenharia – Fabricação
– Serviço de suporte
• Descreve principalmente as informações referentes ao status da entrega,
instalação, uso, treinamento, e serviços de diagnóstico e manutenção
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produto
• A peça é a unidade básica do componente e do
processamento do produto
– Meio utilizado para transmitir informações entre o CAD, CAE, CAM e CAPP
– Usado para resolver a troca e reunificação de informações quanto à geometria, tecnologia, recursos
• Informações quanto à peça
– Gerenciais (tipo, nome, número, lote, projetistas, etc.)
– Geométricas (formas geométricas e tamanhos)
– Tecnológicas (acabamento superficial, material, precisão de usinagem, rigidez da superfície, tratamento térmico, tratamento superficial, etc.)
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produto
Peça Tipo (string) Nome (string) Função (string) Material (string) Características (int) Volume (float) Peso (float) TecnologiaTratamento térmico (string) Tratamento superficial (int)
Gerenciamento
Tempo de projeto (string) Projetista (string) Tamanho máximo X (float) Y (float) Z (float) Características gerais Precisão geométrica Eixo de referência Coordenada Plano de referência Tolerância geométrica (int) Número do plano de referência (int) Número do eixo de referência (int)
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• Recursos tecnológicos de fabricação
Informações de fabricação Tecnologias Recursos Usinagem Fixação Ferramenta Máquina Acessórios Esmerilhamento Outros Torneamento Localização Centro de usinagem Outros Torno Gerais Especiais Padrões
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• Recursos tecnológicos de fabricação
– Utilizados em todo o processo de fabricação, no projeto e fabricação do produto
– Incluem
• Espaço para fabricação • Materiais
• Máquinas ferramentas
• Equipamentos (ferramentas, ferramentas de medição, acessórios)
• Nome do processo
• Parâmetros de fabricação (avanço, profundidade de corte, velocidade de corte), etc.
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Recursos tecnológicos Base de conhecimento Padrões Processamento típico Métodos de usinagem Manual Planejamento Termos Métodos de usinagem Rugosidade Soldagem Usinagem Forjamento Laminação Tratamento térmico Moldagem Máquinas ferramentas Parâmetros de processo Horas fixas de trabalho Equipamentos Materiais Base de dados típica Dispositivos de assistência Parâmetros de corte Parâmetros do equipamento Ferramentas Acessórios Ferramentas de mediçãoM
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• Em cada etapa do processo de fabricação deve-se
ter
– Informações quanto à peça
Acessórios / moldes Informações do material Mapa do processo Máquina Requisitos tecnológicos Mapa de aspereza Máquinas de medição Parâmetros de usinagem Lâminas Localização da fixação Notas Informação sobre aspereza Processo Ordem de processamento Peça Informação da etapa do processo Manual de operações do processo Informação do processo Código NC
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• Em cada etapa do processo de fabricação deve-se
ter
– Informações quanto à peça
– Informações quanto ao processo de montagem
Produto
Unidade de montagem Sequência de
montagem Base de montagem
Parâmetros de usinagem Cartão do processo de montagem Passo de montagem Processo de monagem
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Product
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• Nome oficial da norma ISO 10303
• Conjunto de padrões internacionais relativos à
expressão e troca de dados no ciclo de vida do
produto
• Útil também para o arquivamento de longo prazo
• Dentre seus componentes, destaca-se a l
inguagemST
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• Express
– Informações geométricas (curvas, superfícies, sólidos, formas características)
– Informações não geométricas (tolerâncias, materiais e dureza superficial
• Apresar de ter seu desenvolvimento iniciado em
1984,
ele
ainda
está
em
constante
Equip
am
entos
digitais
• Sistema de fabricação digital é composto por
vários dispositivos independentes
– São os componentes básicos da fabricação digital – Incluem – recursos de processamento,
instrumentos, ferramentas, sistemas de transporte, etc.
– Dispositivos são organizados de tal forma que juntos completam as operações de processamento, transporte, testes de matérias primas e materiais em processo
– São descrições digitais de equipamentos físicos
– Os recursos digitais devem apresentar consistência com os equipamentos físicos, ou seja, características funcionais, geométricas e físicas
– Exemplos: CNC, centros de usinagem, robôs industriais, equipamentos de medição, equipamentos de prototipagem rápida, etc.
Equip
am
entos
digitais
–
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digit
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equipam
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• Modelo digital do equipamento deve apresentar
– Características geométricas do equipamento físico – modelo 3D, voxel (equivalente ao pixel, só que em 3D), textura do material
– Expressão precisa das operações do sistema que expressa a informação cinemática e dinâmica do equipamento, sob a forma de animação
– Estimativa precisa do desempenho, confiabilidade e sensibilidade
• Analisar características funcionais (controle) e
geométricas dos dispositivos físicos
Equip
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entos
digitais
–
proc
es
s
am
ent
o
digit
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• Processamento / Usinagem digital
– Interação entre o objeto que representa o equipamento com o objeto que representa a peça – Provoca alteração do micro-estado dos objetos, que
incluem tanto mudanças geométricas (tamanho), bem como a mudanças de localização e direção
• Simulação do caminho da ferramenta
– Estabelecer os objetos 3D de peças, ferramentas, e máquinas-ferramentas
– Descobrir em tempo real as interferências/interações entre os objetos tomando-se como base o caminho da ferramenta
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–
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• Processamento / Usinagem digital
– Interação entre o objeto que representa o equipamento com o objeto que representa a peça – Provoca alteração do micro-estado dos objetos, que
incluem tanto mudanças geométricas (tamanho), bem como a mudanças de localização e direção
• Avaliar os parâmetros de usinagem (profundidade,
velocidade de avanço, etc.)
– Profundidade poderia levar à quebra da ferramenta e danos à peça
– Velocidade de avanço excessiva poderia levar a uma rugosidade superficial inaceitável
