مزایای استراتژیک قابلیت همکاری برای تولید جهانی با استفاده از فناوری CNC

قابلیت همکاری در تولید CNC

خلاصه

در حوزه تولید جهانی با استفاده از فناوری CNC، فناوری کنترل‌کننده‌های عددی رایانه (CNC) سهم عمده‌ای در ظرفیت تولید شرکت‌ها دارد. پیشرفت‌های فناوری CNC همراه با پیشرفت‌ها در سیستم‌های محاسباتی، مبنایی را برای بررسی مجدد روشی که در آن سیستم‌های به کمک رایانه (CAx) می‌توانند برای فعال کردن تولید جهانی استفاده شوند، فراهم کرده‌اند. بنابراین، قابلیت همکاری اجزای مختلف زنجیره CAx یک پیش نیاز اصلی برای شرکت های تولیدی برای چابک شدن استراتژیک و در نتیجه رقابت در سطح جهانی است. از آنجایی که منابع قابل همکاری هستند، می‌توانند به صورت متقابل و به صورت plug-and-produce مورد استفاده قرار گیرند. در طول 8 سال گذشته، برجستگی استاندارد STEP برای ماشین‌کاری با عنوان STEP-NC (کنترل عددی) به وسیله‌ای معروف برای تحقیقات برای بهبود سطح در دسترس بودن اطلاعات در ماشین ابزار CNC تبدیل شده است. در این مقاله، نویسندگان پیشینه تکامل تولید CNC در 50 سال گذشته و استانداردهای فعلی موجود برای برنامه‌نویسی را معرفی می‌کنند. سپس مروری بر ادبیات تولید CNC متقابل در رابطه با آسیاب، آسیاب چرخشی و سایر فرآیندهای NC ارائه می‌شود. بخش عمده این مقاله یک دیدگاه استراتژیک از نحوه اجرای قابلیت همکاری در سراسر زنجیره CAx با طیف وسیعی از استانداردهای مورد استفاده برای تنظیم جریان اطلاعات ارائه می دهد. در نهایت، این مقاله مزایا و مسائل اصلی را برای پیشرفت‌های آینده در قابلیت همکاری، تشریح می‌کند.

 

مقدمه

از زمانی که اولین ماشین NC (کنترل عددی) در دهه 1950 توسعه یافت، فناوری کنترل‌کننده‌های عددی کامپیوتر (CNC) تأثیر اساسی بر رشد تولید در سراسر جهان داشته است. از این آغاز ساده، پیکربندی‌های ایستگاه کاری چند فرآیندی CNC امروزی برای پشتیبانی از تولید از تولید موتور خودرو با حجم بالا تا تولید قطعات فرار با حجم کم تکامل یافته‌اند. این پیکربندی‌ها انعطاف‌پذیری بسیار زیادی در ساخت با گزینه‌های مدولار برای تولید طیف عظیمی از اجزای هندسی پیچیده، از قطعات میکرو تا چند متری، از موادی مانند آلومینیوم تا آلیاژهای تیتانیوم، فراهم می‌کنند. ماشین‌های چند فرآیندی مدرن نه تنها قابلیت‌های فرز یا تراشکاری را فراهم می‌کنند، بلکه امکان استفاده از حفاری، فرز، تراش، سخت‌سازی لیزری و سنگ‌زنی را در یک دستگاه در یک قسمت فراهم می‌کنند.

 

به موازات این پیشرفت‌های ماشین ابزار و فرآیند، فروشندگان CNC نسخه‌های اختصاصی و مارک‌های کنترل‌کننده‌های خود را بر اساس کنترل‌کننده‌های منطقی قابل برنامه‌ریزی (PLC) و طراحی‌های سخت‌افزار و نرم‌افزار رایانه شخصی ساخته‌اند. در خصوص تاریخچه تولید جهانی با استفاده از فناوری CNC  باید اشاره کنیم: از اوایل دهه 1980، فروشندگان CNC شروع به توسعه پسوندهای برنامه نویسی توسعه یافته همراه با قابلیت های برنامه نویسی رابط داده دستی دوبعدی (MDI) کردند. این سیستم ها پیشرو سیستم های برنامه نویسی ماشین ابزار مبتنی بر ویژگی های سه بعدی امروزی بودند که قابلیت های برنامه نویسی خاص فروشنده ماشین آلات را در خود جای داده اند. این سیستم‌های برنامه‌ریزی ماشینی کمک ارزشمندی را در توانمندسازی SMEها برای برنامه‌ریزی قطعات ساده در دستگاه ارائه کردند، اما برنامه‌نویسی مختص یک نوع کنترل‌کننده ماشین بود. متقابلا، قطعات پیچیده تر با استفاده از طراحی به کمک کامپیوتر (CAD) / ساخت به کمک کامپیوتر (CAM) یا سیستم های CAM با استفاده از پس پردازشگرها برنامه ریزی شدند که دستورات سطح بالای CAPP/CAM چنین سیستم هایی را به کدهای G و M برای یک ماشین خاص ترجمه می کردند. قطعاتی که با استفاده از این سیستم‌ها برنامه‌ریزی شده‌اند، تولیدکنندگان را قادر می‌سازد تا هندسه و مسیرهای ابزار را در قالبی خاص فروشنده ذخیره کنند، و استفاده از پس‌پردازنده‌های خریداری‌شده، خروجی NC سازگار با کیفیت را برای ماشین‌هایشان به کاربران ارائه می‌دهد.

 

اگرچه سیستم‌های برنامه‌نویسی ماشین و سیستم‌های CAD/CAM راه‌حل‌های خوبی برای برنامه‌ریزی ماشین‌های CNC مدرن ارائه می‌دهند، اما همچنان می‌توان آنها را به عنوان رویکردهای سفارشی و جزایر اطلاعات با توانایی کم یا بدون توانایی برای انتقال اطلاعات بین سیستم‌ها در نظر گرفت. بنابراین، کاربران به سیستمی برای برنامه‌نویسی انواع قطعات خاص (یعنی خطوط و سوراخ‌های ساده، سطح بر اساس ویژگی، مجسمه‌سازی شده) متصل می‌شوند و سپس توسط کنترل‌کننده‌ها یا پس‌پردازنده‌های سیستم به ماشین‌های خاص محدود می‌شوند. این فقدان قابلیت همکاری محرکی برای تحقیقات گزارش شده در این مقاله و راه حل های استاندارد شده برای این تغییر پارادایم در حوزه CNC فراهم می کند.

 

این مقاله یک دیدگاه استراتژیک در مورد چگونگی اجرای قابلیت همکاری برای برنامه‌نویسی ابزارهای CNC ارائه می‌کند. همچنین تولید جهانی با استفاده از فناوری CNC در آن بررسی می شود،  در بخش ابتدایی مقاله، پیشینه و استدلال برای قابلیت همکاری در تولید CNC، همراه با بررسی استانداردهای اطلاعات NC و تأثیر آنها بیان شده است. بخش عمده راه حل ها و سناریوهای ممکن برای قابلیت همکاری همراه با کاستی های رویکردها را شناسایی می کند. بخش های اخیر دیدگاهی از مزایای قابلیت همکاری در یک تولید جهانی همراه با چالش های آینده برای اجرای آن در محیط های CNC ارائه می دهد.

 

پیشینه تاریخی قابلیت همکاری در تولید CNC

استاندارد برنامه نویسی ماشین ابزارهای NC از اوایل دهه 1950 که اولین ماشین NC در MIT (موسسه فناوری ماساچوست) ایالات متحده توسعه یافت، اساساً بدون تغییر باقی مانده است. ماشین‌های اولیه NC و CNCهای امروزی از همان استاندارد برای برنامه‌نویسی استفاده می‌کنند، یعنی کدهای G&M که به عنوان استاندارد ISO 6893 رسمیت یافته است [1]. با شروع در دهه 1970، پیشرفت قابل توجهی به سمت ماشین های CNC اتوماتیک و قابل اعتماد با فرآیندهای جدید مانند پانچ و نیبلینگ، لیزر انجام شد.

 

بررسی تحقیقات ساخت CNC سازگار مبتنی بر STEP-NC

این بخش حوزه‌های خاصی از تحقیقات و پیشرفت‌های مبتنی بر STEP-NC را برای فرآیندهای مختلف تولید CNC تشریح می‌کند. نویسندگان تشخیص می‌دهند که این فهرست جامع نیست، اما می‌تواند به عنوان نمونه‌ای از تحقیقات تولید متقابل مبتنی بر STEP-NC استفاده شود:

 

فعال کردن قابلیت همکاری در زنجیره تولید CAx

قابلیت همکاری به عنوان توانایی سیستم های مبتنی بر کامپیوتر برای تبادل اطلاعات به صورت یکپارچه تعریف می شود [60]. مارتین [61] همچنین سه سطح اتصال بین سیستم‌های مختلف را تعریف می‌کند: سیستم‌های یکپارچه که در آن اساساً تمام اطلاعات بدون نیاز به تغییرات منتقل می‌شوند، سیستم‌های یکپارچه که در آن اطلاعات مطابق با استانداردهای از پیش تعریف‌شده مبادله می‌شوند و سیستم‌های متقابل که در آن قوانین تبادل اطلاعات پویا هستند. در صورت نیاز ایجاد شد. یک تولید کننده CNC

 

برای دسترسی به مقالات مرتبط با نرم افزار های مهندسی به این لینک مراجعه فرمائید

مزایای استراتژیک قابلیت همکاری برای مشاغل جهانی

پیاده‌سازی قابلیت همکاری تأثیر زیادی بر تمام بخش‌های تولیدی از کسب‌وکارهای بزرگ جهانی تا شرکت‌های تولیدی کوچک یا حتی خرد دارد که در زیر توضیح داده شده است.

 

در سطح جهانی، شرکت‌های هوافضا و خودرو در سراسر جهان نه تنها توانایی افزوده‌ای برای انتقال ساخت قطعات نه تنها به کارخانه‌های تکراری یکسان با تجهیزات یکسان خواهند داشت، بلکه می‌توانند از تجهیزات/ماشین‌ابزار و کنترل‌کننده‌های معادل با اطمینان و اطمینان استفاده کنند.

 

 چالش‌های پیاده‌سازی قابلیت همکاری در محیط‌های تولید CNC

اگرچه این مزایا بسیار دلگرم کننده هستند، تعدادی از مسائل مربوط به قابلیت همکاری ساخت CNC بر اساس الزامات شناسایی شده توسط نیومن [63] و زو و همکاران، فرموله شده است. [64]. این مسائل مربوط به جهت گیری های تحقیقات فعلی و آینده است و در زیر به آنها اشاره می شود:

 

عوامل تجاری: تنها ذینفع از ایجاد قابلیت همکاری در سراسر زنجیره CAx، کاربر سازنده است. ظهور قابلیت همکاری در تولید برای اولین بار اینها را می دهد

 

نتیجه گیری و کارهای آینده در خصوص قابلیت همکاری در تولید CNC

تغییر شرایط اقتصادی، تولید جهانی را در دهه گذشته به یک واقعیت رو به رشد تبدیل کرده است و شرکت ها را مجبور به طراحی، تولید و مونتاژ محصولات در سراسر جهان کرده است. استانداردهای ISO10303 و ISO14649 (STEP و STEP-NC) برای معرفی قابلیت همکاری در شرکت‌های تولیدی ایجاد شده‌اند. پیاده سازی فعلی این استانداردها، همراه با پیچیدگی ذاتی کنترلرهای CNC سازگار STEP، نشان داده است که یک سیستم جهانی STEP-NC قابل همکاری است.

اصل این مقاله را اصل مقاله دریافت کنید