Digitaalinen valmistus Teknologiademot on the Road

Esitys aiheesta: "Digitaalinen valmistus Teknologiademot on the Road"— Esityksen transkriptio:

1 Digitaalinen valmistus Teknologiademot on the Road 30.8.2016

2

3 CAM, Computer-aided Manufacturing

4 Koneistus: 3D-mallin käyttö työstökoneiden ohjelmoinnissa (CAM) Ohjelmistoja käytetään erilaisten työstökeskusten ja NC-sorvien ohjelmointiin Ohjelmat ”muuntavat” 3D-mallien geometrian NC- koodiksi, tyypillisesti G-koodiksi Ohjelmistoissa käytetään konekohtaisia postprosessoreita, jotka varmistavat, että ohjelman tuottama NC-koodi on yhteensopivaa juuri sitä käyttävän työstökoneen kanssa Haasteena on CAM-ohjelman tuottaman G-koodin vaikea muokattavuus käsin

5 Levytyöstö: Leikkausratojen, lävistyksen ja nestauksen suunnittelu (CAM)

6 Leytyöstökoneiden CAM-ohjelmistoilla suunnitellaan kappalekohtaiset ohjelmat: – Lävistykset – Laserleikkauksen radat – Luukutukset (miten jäte- ja hyötypalat saadaan pois leikkauspöydältä) Nestauksella tarkoitetaan levyosien sijoittelua leikattavalle levylle, nesti siis käyttää kappalekohtaisia ohjelmia

7 3D-mallin käyttö 3D- koordinaattimittakoneen ohjelmoinnissa

8 AM Additive Manufacturing 3D-tulostus Ainetta lisäävä valmistus

9 3D-tulostus Ainetta lisäävä valmistus on ainetta poistavan valmistuksen, kuten jyrsinnän ja sorvauksen vastakohta Ainetta lisääviä valmistustekniikoita on monenlaisia Menetelmillä voidaan tulostaa kappaleita esimerkiksi muovista, keraamista ja metalleista Eri menetelmissä esimerkiksi muovisen tulosteen raaka-aine voi olla eri muodoissa, kuten: nauhana, jauheena tai nesteenä Muodon kappaleelle voi antaa esimerkiksi lämpö tai valo, jotka sulattavat tai kovettavat materiaalia

10 3D-tulostusmentelmiä Materiaalin pursotus – Yleinen ja suhteellisen yksinkertainen menetelmä. Hitaahko ja resoluutiota rajoittaa suuttimen halkaisija. ”Tyhjän päälle” tulostettavien kohtien tukena voidaan käyttää toista, esimerkiksi pois liuotettavaa materiaalia. Nesteen fotopolymerisaatio – Altaassa oleva liuosmainen polymeeri kovetetaan valolla. Mallit ovat tarkkoja ja tulostus suhteellisen nopeaa mutta malleihin joutuu usein lisäämään kannattelevia tukirakenteita. Jauhepetimenetelmä – Jauhemainen raaka-aine levitetään kerros kerrokselta ja kovetettavat kohdat ”kovetetaan” tyypillisesti laserilla. Jauhepeti toimii samalla mallin tukena. Sideaineruiskutus – Ruiskutetaan sideainetta joka sitoo levitettäviä jauhekerroksia. Käytetään esimerkiksi valumuottien ja keernojen valmistuksessa. Materiaaliruiskutus – Kuten nestesuihkutulostus mutta 3D:nä. Tulostuslaatu on hyvä mutta mekaaniset ominaisuudet heikot. http://www.lboro.ac.uk/research/amrg/about/the7categoriesofadditivemanufacturing/

11 3D-tulostuksen prosessi 1.3D-tulostettavasta kappaleesta tarvitaan digitaalinen 3D- malli. – Malli voidaan mallintaa jossain CAD-ohjelmistossa. – Mallin suunnitteluun on olemassa erilaisia tulostusmenetelmäkohtaisia ohjeita jotka määrittelevät esimerkiksi minimi aineenpaksuudet. 2.Malli avataan ohjelmistoon joka generoi 3D-tulostimen käyttämän tulostusohjelman, esimerkiksi G-koodina. 3.Ohjelma lähetetään tulostimelle joka tulostaa kappaleen. 4.Kappale viimeistellään/puhdistetaan esimerkiksi tyhjän päälle tulostuvia kohtia tukevista rakenteista tai tukimateriaalista.

12 Tuotannon simulointi -Luodaan olemassa tai suunnittella olevasta digitaalinen 2D- tai 3D-malli o Simulointimallilla voidaan tutkia järjestelmän käyttäytymistä eri tilanteissa ja erilaisilla parametreilla, ilman että todellisiin järjestelmiin joudutaan tekemään muutoksia. o Usein simulointia käytetään kun tilanne on epämääräinen, jatkuvasti muuttuva tai niin monimutkainen, että analysointi muilla keinoin on vaikeaa. o Yleisiä simuloinnin tavoitteita: Tuottavuuden ja kannattavuuden parantaminen. Kun halutaan tietää, miten muutokset vaikuttavat tuottavuuteen. Kun mitoitetaan tarvittavia resursseja. Kun suunnitellaan uutta layoutia. Kun vertaillaan eri vaihtoehtoja ennen investointipäätöksen tekemistä. Kun halutaan havainnollistaa prosessia ja eri tekijöiden vaikutuksia sen toimintaan. Kun selvitetään markkinoinnille sen tarvitsemia kustannus-, kate- ja toimitusaikatietoja sekä tehdään havainnollistamisaineistoa.

13 Tuotannon 3D-simulointiaTuotannon simulointia 2D-ympäristössä -Rajaton mahdollisuus kokeiluihin ja erilaisiin analyyseihin -Riskien pienentäminen -Ei häiritse tuotantoa -Simuloinnilla pysytään huomioimaan vaihtelut (häiriöt, erot työskentelynopeuksissa, tuotevirheet, eräkoot, …) -Muutosten tekeminen malliin suhteellisen helppoa -Simulointimalli on monesti havainnollisempi ja helpommin ymmärrettävissä, kuin esim. matemaattinen malli -Simulointimallin kehitysprosessi jo sinällään lisää ymmärrystä tarkasteltavan järjestelmän toiminnasta.

14 -Fysiikkamallinnus uutena ominaisuutena Mahdollistaa materiaalivirran fyysisen käyttäytymisen tutkimisen tuotantolinjalla Kuvan simulaatiossa tutkitaan laatikoiden käyttäytymistä lavauslinjalla (Laatikot jumissa) Fysiikkamallinnus

15 Tuotantoprosessin simulointi -Robottisimulointi: Olemassa tai suunnitteilla olevan robottisolun ominasuuksien tutkiminen 3D-malleihin perustuvan simulaation avulla Ulottuvuustarkastelu Törmäystarkastelu Vaiheajat Työkalun suunnittelu Työpisteen ergonomian suunnittelu Koulutus ja markkinointi

16 Offline-ohjelmointi -Offline-ohjelmointi: Luodaan simulointimallin perusteella robottivalmistajakohtaiset robottikoodit robottiohjaimeen Robottien seisokkiaikojen minimointi Ohjelmoinnin turvallisuus Ohjelman validointi ja testaus Laadun parantuminen ja vakiintuminen Robottisolun ohjauksen (PLC) suunnittelu ja testaus (Virtual Commissioning) Robottikoodi robottiohjaimelle Robottisimulaatio

17 Muita sovellusalueita -Robottimaalauksen simulointi Voidaan määrittää maalisuihkun koko Voidaan tutkia maalausohjelman peittävyyttä/ulottuvuutta Ohjelmisto maalaa kappaletta reaaliaikaisesti -Ergonomiasimulointi Ulottuvuustestaus Näkymän testaus Tilatarkastelut Ergonomiset rasitusanalyysit