Proposta e concepção de um sistema para planejamento de processo semi-generativo psrs usinagem de peças cilíndricas baseado no arquivo STEP AP 203

Abstract

A competitividade no mercado é um dos principais objetivos almejados pelas indústrias. Para isso, os produtos desenvolvidos devem possuir maior qualidade, com tempos e custos de fabricação reduzidos. Neste sentido, na área da manufatura, uma das etapas importantes é o planejamento do processo produtivo, atividade que consiste em disponibilizar informações detalhadas e organizadas para o setor de produção. No setor metal-mecânico, um importante processo de fabricação é o de usinagem, o qual implica em um planejamento de processo que consiste na seleção de máquinas e ferramentas, definição dos principais parâmetros de corte e instruções de trabalho. Em muitas empresas, esse planejamento é realizado manualmente por profissionais experientes, despendendo tempo considerável com atividades que não agregam valor ao produto. O auxílio computacional é, portanto, fundamental, uma vez que permite a integração entre as informações de projeto e manufatura, possibilitando a elaboração de planos de processo otimizados e reduzindo a ocorrência de erros e a necessidade de profissionais mais experientes. Nessa perspectiva, a automatização do planejamento de processos de usinagem é um aspecto fundamental. O uso de arquivos neutros de desenho, como o padrão STEP, para tal fim constitui-se em uma boa alternativa, visto que o reconhecimento automático de características de usinagem pode ser realizado a partir da interpretação desse arquivo. Com o objetivo de reproduzir esse reconhecimento e integrar projeto e manufatura, esse trabalho propõe um sistema, denominado S_ProcPlan, baseado na abordagem generativa interativa para o planejamento de processos de usinagem. Esse sistema é responsável por armazenar as informações de um arquivo STEP AP 203 gerado por um software CAD e, a partir de aplicação de regras, identificar geometrias cilíndricas em peças rotacionais, permitindo a associação das mesmas às respectivas operações necessárias para sua concepção. Essa relação ocorre a partir da interação do S_ProcPlan com um banco de dados relacional com conhecimento de manufatura, contendo informações relativas a máquinas, ferramentas, operações e materiais. Rotinas de cálculos e critérios de tomada de decisão auxiliam o processista na seleção dos parâmetros de usinagem para cada processo. Como principais resultados, o sistema desenvolvido apresenta o plano de processo com informações otimizadas para a usinagem da peça, bem como o desenho técnico do componente, fornecendo, assim, dados suficientes para a fabricação segundo as especificações de projeto e colaborando para a integração CAD/CAPP/CAM.

Economic market competitiveness is one of the main goals pursued by industries. For achieving this, the products developed must have higher quality, with reduced manufacturing times and costs. Therefore, in manufacture, one of the important steps is productive process planning, an activity that consists of providing detailed and organized information for the production sector. In metal-mechanic sector, an important manufacturing process is machining, which implies a process planning consisting of machines and tools selection, main cutting parameters definition and working instructions. In many companies, this planning is made manually by experienced professionals, spending considerable time on this activities without adding value to the product. Therefore, computational support is fundamental, since it allows the integration of design and manufacturing informations, enabling optimized process plans elaboration and reducing errors occurrence and experienced professionals requirement. In this perspective, the machining processes planning automation is a fundamental aspect. The use of neutral drawing files for this purpose, such as STEP standard, constitutes a good alternative, since the automatic recognition of machining characteristics can be performed through the interpretation of this file. In order to reproduce this recognition and integrate design and manufacture, this work proposes a system, called S_ProcPlan, based on the generative-interactive approach to machining processes planning. This system is responsible for store the information of an STEP AP 203 file generated by CAD software and, through rules application, identify cylindrical geometries in rotational parts, allowing subsequently their association to the respective operations required for their manufacturing. This relationship occurs through the interaction of S_ProcPlan with a manufacturing knowledge relational database, containing information about machines, tools, operations, and materials. Calculation routines and decision-making criteria assist the engineer in the selection of machining parameters for each process. As main results, the developed system presents the process plan with optimized informations for machining the part as well as their technical drawing, thus providing enough data to component manufacture according to the project specifications and collaborating for CAD/CAPP/CAM integration.