Riconfigurazione automatica di processi di asportazione in termini di Network Part Program (NPP)
- 1. Riconfigurazione automatica di processi di asportazione in termini di Network Part Program (NPP) Sistemi Integrati di Produzione a.a. 2017- 2018 edit by: Andrea Albini Giovanni Casabianca Rebecca Casazza 1
- 2. INDICE 1- INTRODUZIONE • Obiettivo del progetto • Primo approccio a Vericut 2- SVILUPPO DI UNA METODOLOGIA • Primo esperimento • Soluzione - idea generale - algoritmo - formalizzazione 3- REALIZZAZIONE DI UNA TASCA 2
- 3. 1-INTRODUZIONE OBIETTIVO DEL PROGETTO Scopo del progetto integrativo è l’ideazione e lo sviluppo di metodologie per la generazione automatica di un processo di lavorazione per asportazione di materiale, basandosi su una formalizzazione del processo in termini di Network Part Program (NPP), ossia in termini di Machining Workingstep (MWS). Il principale problema tecnologico associato è come definire in maniera generale il part program per un MWS e come manipolarlo in relazione alla posizione effettiva della feature da lavorare nella generazione del processo effettivo. Il programma di cui ci siamo avvalsi per lo sviluppo del progetto è Vericut. Dal 1988 il prodotto VERICUT® è lo standard industriale nella simulazione CNC per rilevare errori, possibili collisioni, lavorazioni poco efficienti che permette di eliminare le prove in macchina e di ottimizzare i programmi NC per risparmiare tempo macchina, ridurre gli scarti e ottenere lavorazioni più efficienti. PRIMO APPROCCIO A VERICUT Una volta installato il programma sui nostri computer, abbiamo proceduto alla configurazione della macchina e del pallet con le relative attrezzature su cui abbiamo montato l'oggetto della nostra simulazione: il "catenaccio", un componente in acciaio per utilizzo in ambito ferroviario. Il primo obiettivo che ci siamo posti è stato quello di fare un foro nel centro della parte superiore del catenaccio grezzo (Cat.Row3). Abbiamo, quindi, scelto un utensile a punta cilindrica e abbiamo scritto il relativo part program prendendo come misure, quelle fornite in classe dall’esercitatore, l’Ing. Manzini. Ci siamo accorti, però, che le misure con il quale era stato modellato il catenaccio su Vericut erano inferiori rispetto a quelle di cui eravamo in possesso, pertanto abbiamo provveduto a calcolarle, avvalendoci di un apposito comando di Vericut: X-Caliper. Abbiamo trovato, dunque, le seguenti misure: 3 immagine del catenaccio con le misure (proiezione ortogonale)
- 4. Per poter fare il foro abbiamo dovuto trovare l’origine di lavorazione e la sua distanza dal catenaccio; abbiamo suddiviso la procedura in 2 step: 1. si calcola la misura dall’origine di lavorazione al baseplate (basamento del pallet) 2. si calcola la misura dal baseplate alla parte da lavorare Così facendo abbiamo trovato le seguenti misure: A questo punto siamo passati a determinare la posizione del foro: scomponendo il catenaccio in due rettangoli, il round hole verrà realizzato nel punto di intersezioni delle diagonali del rettangolo più grande, pertanto le sue coordinate saranno: X = Y = Z = a questo dobbiamo sommare rispettivamente la distanza degli assi di lavorazione rispetto al catenaccio, pertanto le coordinate finali saranno: X = Y = Z = 4 PART PROGRAM - Cat.Row3 G00 B-90 G00 C180 T01 M6 G00 X100 Y100 Z250 S1200 M03 G01 X153,5 G01 Y219 G01 Z120 T01 M05 misure distanza degli assi di lavorazione dal baseplate e dal baseplate al catenaccio immagine foro
- 5. 2-SVILUPPO DI UNA METODOLOGIA PRIMO ESPERIMENTO Prendendo come riferimento la lavorazione precedente, abbiamo cercato un metodo per roto-traslare un generico part program associato ad un MWS in funzione dell’effettiva posizione della feature da lavorare. L’obiettivo finale era quello di riuscire ad applicare lo stesso part program di lavorazione a tutte e 4 le facce del pallet, cambiando solo la posizione dell’origine di lavorazione. Inizialmente abbiamo visto come si disponevano i 4 pezzi da lavorare rispetto all’origine di lavorazione, per capire come si disponeva l’utensile rispetto ad essi (come era rivolto, quanta distanza avrebbe dovuto percorrere per arrivare alla faccia da lavorare ecc). La nostra prima idea è stata quella di analizzare la posizione degli assi di lavorazione del pezzo da lavorare rispetto a quello di riferimento per roto-traslarli di conseguenza. Abbiamo usato come primo comando G54 che permette di traslare l’origine degli assi: esso permetteva di svolgere la lavorazione, in modo approssimativamente corretto, per tutte e 4 le facce del pallet, ma necessitava ogni volta di essere cambiato. Infatti per determinare le coordinate del G54, era necessario calcolarsi il delta (Δ) tra la posizione dell’utensile rispetto alla faccia da lavorare e quella rispetto al Cat.Row3, che cambiava ogni volta. Il problema fondamentale di questa soluzione è dato dal fatto che non viene traslata l’origine di lavorazione, ma incrementa la distanza che l’utensile deve percorrere lungo i 3 assi. 5 immagini degli assi di lavorazione e dei vari catenacci PART PROGRAM - Cat.Row1 G00 B-90 G00 C90 G54 X-25 Y22,5 Z0 T01 M6 G00 X100 Y100 Z250 S1200 M03 G01 X153,5 G01 Y219 G01 Z120 T01 M05 PART PROGRAM - Cat.Row2 G00 B90 G00 C90 G54 X62,5 Y20 Z0 T01 M6 G00 X100 Y100 Z250 S1200 M03 G01 X153,5 G01 Y219 G01 Z120 T01 M05 PART PROGRAM - Cat.Row4 G00 B-90 G00 C90 G54 X-10 Y23 Z20 T01 M6 G00 X100 Y100 Z250 S1200 M03 G01 X153,5 G01 Y219 G01 Z120 T01 M05
- 6. SOLUZIONE IDEA GENERALE Grazie al fallimento del primo obiettivo, ci siamo accorti che dovevamo riuscire a trasferire il sistema di riferimento della lavorazione nello stesso punto per ogni faccia del pallet, in modo tale da eliminare la distanza dell’utensile al pezzo da lavorare; metaforicamente bisognava riuscire a far vedere all’utensile la faccia da lavorare in maniera indistinta. Usando il rapporto controllo, una funzione presente all’interno di Vericut, abbiamo trovato una lista di tutti i comandi del programma. Per capire qual era quello di cui avevamo bisogno, li abbiamo inseriti uno alla volta all’interno del nostro part program per simularne il movimento. Così facendo abbiamo scelto il G73, che permette di ruotare gli assi. Abbiamo scelto come punto di riferimento uno dei vertici della faccia da lavorare (vd. immagine) e trovato le distanze dell’origine di lavorazione da questo punto per ogni faccia: A questo punto, notando che gli assi del piano (x,y) in cui è contenuta la feature da realizzare sono diversi, abbiamo dovuto prendere un comando in modo tale da specchiare gli assi: G28. 6 immagine della lista immagine
- 7. ALGORITMO FORMALIZZAZIONE In particolare, usando l’algoritmo precedente, il part program per ogni faccia del pallet sono: 7 PART PROGRAM - Cat.Row3 G00 B-90 G00 C180 T01 M6 G91 G00 X121 Y173,5 Z700 S1000 M03 PART PROGRAM - Cat.Row1 G00 B-90 G00 C90 T01 M6 G91 G00 X88,5 Y274 Z700 S1000 M03 G73 H270 G01 X32,5 G01 Y45 G01 Z-400 T01 M05 PART PROGRAM - Cat.Row2 G00 B-90 G00 C0 T01 M6 G91 G00 X258 Y270 Z700 S1000 M03 G28 X0 G73 H90 G01 X32,5 G01 Y45 G01 Z-400 T01 M05 PART PROGRAM - Cat.Row4 G00 B-90 G00 C270 T01 M6 G91 G00 X102 Y210 Z700 S1000 M03 G28 Y0 G73 H90 G01 X32,5 G01 Y45 G01 Z-400 T01 M05
- 8. 3-REALIZZAZIONE DI UNA TASCA A prova della nostra metodologia, abbiamo realizzato una tasca su ogni faccia del pallet, usando come incipit dei part program, gli stessi di quelli usati per realizzare il foro. Per realizzare la pocket, abbiamo dovuto cambiare solo la lavorazione effettiva, in particolare abbiamo dovuto: 8