Sistema variante para seleção de máquinas-ferramenta

Abstract

Resumo: A seleção automática de máquinas-ferramenta ainda é um problema não resolvido. Apesar do avanço das tecnologias de manufatura auxiliadas por computador a intervenção humana ainda é necessária. Em muitos casos, esses sistemas são modulares e dedicados a processos específicos de manufatura, tais como o fresamento, o torneamento, a injeção plástica, etc. A escolha de um destes módulos fica sempre a cargo de um planejador humano (processista). Em muito essas tecnologias têm evoluído tentando facilitar e agilizar o ciclo de produção. Porém estão sempre voltadas para grandes sistemas de produção e requerem alto custo de implementação. A seleção de insumos e equipamentos disponíveis de forma correta, e em curto intervalo de tempo, é um grande problema na manufatura. O objetivo deste trabalho é apresentar uma metodologia que contemple a problemática da seleção de máquinas-ferramenta. A estratégia principal adotada nesta dissertação foi baseada em regras de produção (tipo "IFTHEN" – "SE-ENTÃO") formatadas como cláusula SQL (Structured Query Language) para integrar duas bases de dados. A primeira base de dados contém a representação geométrica parametrizada de um grupo de features de usinagem entre outros atributos. A segunda engloba a descrição geométrica e cinemática de máquinas-ferramenta e características particulares relevantes à sua seleção. As regras estão divididas em regras fixas, utilizadas sem modificações, e regras variáveis, adaptadas pelo usuário para restringir a busca. Um protótipo computacional, baseado na metodologia proposta, foi implementado contendo duas interfaces: uma para o cadastro de máquinas-ferramenta, features e regras, e a outra para dimensionamento de blocos e features em tempo de execução. Além disso, foi implementado também um mecanismo de inferência para realização desta busca. Para fins de teste do protótipo, utilizou-se uma base de features baseada na norma ISO 14649. A principal conclusão foi que o uso de regras de produção embutidas em cláusulas SQL são ferramentas flexíveis de programação que permitem a implementação de atualização de um sistema variante para a seleção de máquinasferramenta. E também que a utilização de features de manufatura normalizadas pode contribuir para facilitar o trabalho de implementação de sistemas variantes.

Abstract: The automatic selection of machine-tools remains an unsolved problem. Despite of the up-to-date CAM technologies, the human intervention is still necessary. In many cases, these systems are modular and dedicated to a specific manufacturing process, such as milling, turning, mold injection and so on. The previous choice of one of these modules is always under the responsibility of a human planner (process planner). In many cases this technology has been developing for big companies and demands high implementation cost. The selection of consumables and equipment, including the machine tools, in a short time is great deal in manufacturing systems. The purpose of this work is to present a methodology to face the problem of machine-tool selection. The main strategy adopted here was based on production rules ("IF-THEN") formatted as SQL clauses to integrate two bases of relational data. The first base of data contains a parametric representation of a group of machining features. The second one is related to the geometric and kinematics of machine-tools and some important characteristics necessary to their selection. The rules are divided in fixed rules, used without modifications during the search of machines-tool and variable rules, which are user adapted during the search. A human-machine interface was created for allowing the process specialist to write rules and insert machine tools and features. The feature dimensioning can be done in a dedicated interface to start the inference. The main conclusion it was that the use of built-in production rules in SQL clauses are flexible programming tools that allow the implementation and updating of a variant CAPP system for machine-tool selection. In addition, it was observed that the adoption of standard machining features can facilitate the implementation of variant systems.