Configurazione del Pallet (appunti)

LA CONFIGURAZIONE DEL PALLET

Problematiche da considerare:

• Analisi del problema produttivo (manufactoring requirements evaluation)

  • analisi delle richieste di lavorazione del pezzo (operation requirements)
  • analisi delle esigenze produttive (manufacturing requirements)

• Definizione della configurazione del pallet (pallet configuration)

  • definizione dei posizionamenti dei pezzi sull'attrezzatura
  • determinazione del numero di pezzi da montare sull'attrezzo

• Valutazione della configurazione del pallet e valutazione dei tempi (simulation of machining)

  • simulazione del processo di lavorazione

LA CONFIGURAZIONE DEL PALLET

Problematiche da considerare:

• Analisi del problema produttivo (manfacturing requirements evaluation)

  • analisi delle richieste di lavorazione del pezzo (operation requirements)
  • analisi delle esigenze produttive (manufacturing requirements)

• Definizione della configurazione del pallet (pallet configuration)

  • definizione dei posizionamenti dei pezzi sull'attrezzatura
  • determinazione del numero di pezzi da montare sull'attrezzo

• Valutazione della configurazione del pallet e valutazione dei tempi (simulation of machining)

  • Simulazione del processo di lavorazione

• Analisi del problema produttivo (operations requirements)

1. Si parte dalla creazione di un disegno 2D-3D
2. Identificazione e caratterizzazione delle manufacturing features
   • È un'entità geometrica del pezzo ed indica i volumi di materiale da asportare dal grezzo per ottenere il pezzo finito.

La manufacturing features è intesa come un componente del pezzoproposta di: STEP-NC (ISO 14649)

• È una proposta di standard ISO concepito per lo scambio di informazioni tra CAD/CAM e CNC

Il modello dati di STEP-NC è feature-oriented ed è inteso a facilitare la creazione e la modifica del programma CN di lavorazione.

MANUFACTURING FEATURES

• PLANAR FACE

Una feature faccia piana è l'estrusione di un profilo lineare lungo un profilo lineare quindi considerando un profilo lineare lo faccio scorrere lungo un altro profilo lineare e ottengo una base uguale e altezza (h) pari allo scorrimento.

Definisco un sistema di riferimento x,y,z dove z è di verso opposto rispetto al piano del materiale da asportare, nella direzione negativa.

Il sistema x,y,z serve sia per descriverla dimensionalmente sia per posizionarla sul pezzo

Diciamo che si ottiene una geometria a due direzioni e mezzo perchè usiamo una geometria bidimensionale e ci basta solo conoscere l'altezza h del volume rimosso della terza dimensione.

• ROUND HOLE

Una feature a foro circolare e' generata da un profilo circolare che scorre lungo un percorso lineare.

• POCKETS

Una feature tasca e' la combinazione di un profilo chiuso (di contorno) e di un profilo lineare.

Permette di visualizzare fori che non sono circolari.

Creazione di una pocket (inizialmente pezzo grezzo pieno):

1. Faccio un foro centrale
2. Allargo il foro
3. Svuoto la tasca (lascerò un certo raggio)
4. Sistema gli angoli
5. Rifinisco

Pocket Bottom Conditions

(Condizioni del fondo delle tasche)

• Flat (Fondo Piatto)
• Radiused (Fondo con Raggio di Curvatura)
• Through (Passante)

Slots

Una feature scanalatura è un profilo aperto lungo un percorso lineare.

Il fatto che il volume asportato può essere descritto come una scanalatura o tasca non è univoco.

Le scanalature hanno diversi tipi di estremità:

• Radius
• Flat
• Open
• Woodruff
• Loop

relativa al tipo di raggio di raccordo che si trova facendo la scanalatura

• Step

Una feature gradino è generata da un profilo a "U" che scorre lungo un percorso lineare.

• Outside Profile

Una feature profilo generico esterno è data da una linea che scorre lungo un percorso.

• SHAPE PROFILE

Una feature profilo sagomato è generata da una linea che scorre lungo un percorso, lasciando una determinata condizione del fondo.

• COMPOUND FEATURE

Una feature composta è l'unione di più features.

• REPUCATE FEATURES (feature replicata)

Circular_pattern

General_pattern (Matrice Generica)

Rectangular_pattern (Matrice Rettangolare)

1. Definizione delle machining operations ovvero le operazioni che la macchina deve svolgere.

   Una manufacturing feature può richiedere una o più machining operations per essere realizzata.

   Quindi: avrò definizione del ciclo di lavoro:

   • manufacturing features
   • machining operations
   • post program associato (codice)
   • vincoli di precedenza tra le operazioni

2. Definizione della quantità di pezzi da produrre.

Machining Operation

Tool Requirement

Machining Strategy

Technology Parameters

Spindle Speed [RPM], Feed [mm/min]

Machine Functions

M Functions: Coolant ON/OFF………

Machining Workingstep

Identifica una precisa azione che la macchina utensile compie sul pezzo.

Ha una descrizione strutturata del processo.

Il concetto STEP-NC di machining workingstep:

Un'importante informazione associata al machining workingstep è la direzione di lavorazione (tool machining direction)

È la direzione lungo cui dovrà trovarsi l'asse z (mandrino) per poter lavorare un workingstep.

end-mill

Riferimento feature

l’origine rappresenta la punta dell’utensile

tool machining direction

slot-mill

Tool machining direction

LA CONFIGURAZIONE DEL PALLET

Problematiche da considerare:

• Analisi del problema produttivo (manfactoring requirements evaluation)

  • analisi delle richieste di lavorazione del pezzo (operation requirements)
  • analisi delle esigenze produttive (manufacturing requirements)

• Definizione della configurazione del pallet (pallet configuration)

  • definizione dei posizionamenti dei pezzi sull'attrezzatura
  • determinazione del numero di pezzi da montare sull'attrezzo

• Valutazione della configurazione del pallet e valutazione dei tempi (simulstion of machining)

  • simulazione del processo di lavorazione

Caratteristiche della macchina

La possibilità di accedere ad un pezzo si concretizza posizionando il pezzo in un determinato modo sulla macchina che quindi dovrà essere configurata in un certo modo.

Caratteristiche dell'attrezzatura

L'attrezzatura deve reggere la parte e non consentire movimenti al di sopra di essa.

• L'obiettivo è quello di allargare la superficie e quindi aumentare il numero di pezzi che si possono posizionare
• deve esserci comunque un determinato spazio

Definizione dei: piazzamenti posizionamenti set-up

Un piazzamento (set-up) rappresenta un posizionamento del pezzo sull'attrezzatura (su pallet o in macchina) per poter eseguire un insieme di lavorazioni con una sequenza definita.

Da un punto di vista formale ciò equivale a determinare un raggruppamento delle lavorazioni tale che:

• il pezzo sia staffabile ➔ il pezzo possa essere posizionato correttamente e bloccato adeguatamente sull'attrezzatura considerata
• le lavorazioni possano essere eseguite ➔ accessibilità compatibile con la cinematica della macchina e con lo spazio a disposizione tra i pezzi
• il raggruppamento delle lavorazioni non violi i vincoli di precedenza tra esse

Vincoli sulla sequenza delle operazioni

1. Valutazione rispetto precedenze tecnologiche tra le operazioni

   • OP5 → OP3
   • OP1 → OP2 → OP6
   • OP1 → OP4 → OP7

2. Identificazione piano di set-up che rispetta le relazioni di precedenza

   • Primo posizionamento: OP1 → OP2 → OP6
   • Secondo posizionamento: OP4 → OP7, OP5 → OP3

Precedenze tra Machining Working step

Tipi di relazioni di precedenza (tre macrogroppi di vincoli)

• Precedenze tecnologiche e tolleranze, garantite anche se il pezzo viene riposizionato ovvero ordinamento (parziale) tra le operazioni da fare

foratura ⟶ allargatura foro

• Tolleranze strette, garantite se non ci sono riposizionamenti del pezzo sull'attrezzo

posso fare due o più operazioni sullo stesso posizionamento per non avere riposizionamenti che possono portare ad errori

foratura ⟶ maschiatura

uso stesso posizionamento

• Precedenze che influenzano la qualità o l'efficienza della lavorazione, ma non sono indispensabili per la realizzazione del pezzo

si dice quali sono le sequenze preferibili.

Se per rispettare i vincoli mi trovo in una situazione di impossibilità posso non rispettarli.

Per realizzare correttamente il pezzo i Machining Workingstep devono essere eseguiti in una sequenza che rispetti le precedenze tecnologiche.

La sequenza di esecuzione dei Machining Workingstep dovrà essere ottimizzata per minimizzare il numero di cambi utensile ed il tempo di posizionamento dell'utensile (tempi passivi).

MW5Direzione = D1

MW1Direzione = D1

MW4Direzione = D2

MW6D3

MW2D2

MW3D1

Setup #1

• 4->5-▶
• 1->5-✔
• 5->5-✔
• 4->5-✘

Setup #2

Setup #3

ToolT1

ToolT2

ToolT1

MW1

MW5

MW2

MW4

MW6

MW3

Staffaggio = Riferimento + Bloccaggio

si; riferisce al fatto che quando vado a posizionare il pezzo sull'attrezzatura questo è posto correttamente

non ci devono essere movimenti durante le lavorazioni

Per permettere lo staffaggio bisogna quindi togliere i sei gradi di libertà in modo da garantire che il pezzo sta fermo e nella posizione corretta.

Lo faccio bloccando il pezzo con sei staffe

Per tenerlo fermo si può anche ricorrere all'uso di una forza, ma così facendo occuperei tutte le face di lavoro

posso usare delle morse (forze d'attrito)

Vincoli di direzione di accesso

Valutazione della direzione di accesso operazione e capacità cinematiche macchina.

4 assi

direzione di accesso raggiungibile dalla macchina

direzione di accesso non raggiungibile dalla macchina

• 3 assi
• 4 assi
• 5 assi

Accessibilità

Porre un grande numero di pezzi sul pallet e sull'attrezzatura porta a una minore accessibilità alle lavorazioni del singolo pezzo.

Allora avremo che:

• Direzioni di lavorazione che l'architettura della macchina permette di raggiungere.
• Direzioni di lavorazione accessibili in un posizionamento (set-up)
• Direzioni di lavorazione consentite dall'attrezzatura

Procedura di configurazione

• Architettura cinematica della macchina
• Tipo di attrezzo
• Disposizione relativa dei pezzi sull’ attrezzo

Determinazione n° minimo di set-ups del pezzo (Setup Planning)

Determinazione n° massimo di pezzi staffabili

Dimensione del cubo di lavoro della macchina

Configurazione del pallet

Obiettivi di configurazione

• Minimizzazione del numero di posizionamenti del pezzo
  • riduzione del tempo del ciclo
  • diminuzione delle imprecisioni di lavorazione
• Saturazione del cubo di lavoro della macchina
  • riduzione dell’incidenza dei tempi passivi

I due obiettivi sono in conflitto tra loro e quindi spesso non è possibile scegliere in questa fase la migliore soluzione.

Manufacturing Requirements

Tipi di attrezzo disponibili

Caratteristiche Macchine

• Cinematica
• Dim. Cubo di lavoro

Obiettivi di Configurazione

• Minimo n^o di set-ups per il pezzo
• Max n^o di pezzi montati sul pallet

Configurazione del Pallet

Vincoli di Configurazione

Es: Stesso n^o di pezzi in ogni set-up

Spazio delle soluzioni di configurazione ammissibili

Soluzione/i migliore/i

LA CONFIGURAZIONE DEL PALLET

Problematiche da considerare:

• Analisi del problema produttivo (manufactoring requirements evaluation)
  • analisi delle richieste di lavorazione del pezzo (operation requirements)
  • analisi delle esigenze produttive (manufacturing requirements)
• Definizione della configurazione del pallet (pallet configuration)
  • definizione dei posizionamenti dei pezzi sull’attrezzatura
  • determinazione del numero di pezzi da montare sull’attrezzo

Valutazione della configurazione del pallet e valutazione dei tempi (simulation of machining)

• Simulazione del processo di lavorazione