Ευέλικτα συστήματα μηχανουργικών μορφοποιήσεων υποστηριζόμενα από Η/Υ

Ένα σύστημα μηχανουργικών μορφοποιήσεων αποτελείται από εργαλειομηχανές, εργαλεία, διατάξεις πρόσδεσης εργαλείων και τεμαχίων, ιδιοσυσκευές και μέσα τροφοδότησης, μεταφοράς και αποθήκευσης πρώτων υλών, τεμαχίων και τελικών προϊόντων. Κάθε τέτοιο σύστημα τροφοδοτείται από πληροφορίες για το είδος και τις συνθήκες των κατεργασιών, την οργάνωση και διοίκηση της παραγωγής κ.α.
Αντικειμενικός σκοπός παρομοίων συστημάτων είναι η μεταποίηση πρώτων υλών σε μορφοποιημένα προϊόντα, τα οποία να καλύπτουν τις εκάστοτε προδιαγραφές με το χαμηλότερο δυνατό κόστος.
Ως προς την ποσότητα μορφοποιημένων προϊόντων διακρίνονται συστήματα παραγωγής:

• επιμέρους τεμαχίων ή ομάδων μικρού αριθμού τεμαχίων
• παρτίδων σχετικά περιορισμένου αριθμών τεμαχίων
• παρτίδων μεγάλου αριθμού τεμαχίων (μαζικής παραγωγής)

Η επιδίωξη για καλύτερη ποιότητα ζωής, μέσω της βελτίωσης της ποιότητας των προϊόντων και των υπηρεσιών και για τον περιορισμό του χρόνου εργασίας, οδηγεί τη βιομηχανία σε διαρκεί αύξηση της παραγωγικότητας. Επίσης συνεκτιμώντας τις ιδιαίτερες προτιμήσεις των αγοραστών και τον διεθνή ανταγωνισμό, τα προϊόντα μορφοποιούνται με πολλές κατασκευαστικές παραλλαγές σε όσο το δυνατό χαμηλότερο κόστος.
Το συστήματα παραγωγής σε παρτίδες μικρού ή μεσαίου μεγέθους καλύπτουν τη σύγχρονη ανάγκη μεγάλης ποικιλίας προϊόντων σε μικρό και μεσαίο όγκο παραγωγής. Χαρακτηριστικά των συστημάτων είναι:

• Η ποικιλία προϊόντων, αλλά και κατεργασιών
• Οι δυσκολίες στο σχεδιασμό και στον έλεγχο της παραγωγής

Εν προκειμένω η παραγωγή συναρτάται από τη βραχυπρόθεσμη ζήτηση και τους εκάστοτε επιβαλλόμενους περιορισμούς
CIM είναι το ακρωνύμιο του αγγλικού όρου «Computer Integrated Manufacturing», το οποίο σημαίνει παραγωγή-μορφοποίηση ενός προϊόντος με την υποστήριξη H/Y. To CIM ενσωματώνει επιμέρους τμήματα μιας παραγωγικής μονάδας τα οποία συμμετέχουν στη μορφοποίηση και παραγωγή σε ολοκληρωμένες δομές, ελεγχόμενες από H/Y. Επιμέρους τμήματα είναι αυτά της ανάπτυξης και σχεδιομελέτης με τα συστήματα CAD (Computer Aided Design) της προετοιμασίας των εργασιών μέσω συστημάτων CAP (Computer Aided Planning) του προγραμματισμού και της καθοδήγησης της παραγωγής με συστήματα PPC (Productions Planning and Control) ή PPS (Productionsplannung and Steuerung), των κατεργασιών, της συναρμολόγησης, της αποθήκευσης και της μεταφοράς με τη βοήθεια συστημάτων CAM (Computer Aided Manufacturing) και τέλος ο ποιοτικός έλεγχος με τα συστήματα CAQ (Computer Aided Quality Assurance).
Από διάφορους συγγραφείς και ερευνητές έχουν δοθεί διάφοροι ορισμοί για το CIM όπως:

• Η τεχνολογία CIM είναι μέθοδος παραγωγής, η οποία διασυνδέει τις επί μέρους εφαρμογές των πεδίων CAD/CAM/PPS με την βοήθεια των ηλεκτρονικών υπολογιστών που υποστηρίζουν τη λειτουργία και τη διασύνδεση μεταξύ τους.
• CIM είναι η δικτύωση όλων των υπολογιστικών συστημάτων μέσα σε μια επιχείρηση με στόχο τη διασύνδεση, τη συνεργασία και αλληλοϋποστήριξη των δραστηριοτήτων όλων των επιμέρους τμημάτων των παραγωγικών επιχειρήσεων.
• CIM είναι η ολοκληρωμένη επεξεργασία πληροφοριών και δεδομένων για τη διοικητική και παραγωγική λειτουργία μιας επιχείρησης.
• CIM είναι η νέα τεχνολογία που έχει γίνει απαραίτητη σχεδόν σε όλους τους παραγωγικούς κλάδους και συνδυάζει την τεχνολογία των επικοινωνιών με όλα τα επιμέρους πεδία, όπως CAD, CAP, CAM, CAQ, PPS.

Στα επιμέρους κεφάλαια του παρόντος βιβλίου περιγράφονται και αναλύονται διάφορα δομικά συστήματα των CIM.
Το εισαγωγικό κεφάλαιο αναφέρεται στα τεχνικά χαρακτηριστικά των συστημάτων CIM, στην οργανωτική τους δομή, στις συνιστώσες τους, στα τεχνολογικά προβλήματα που ανακύπτουν κατά την ενσωμάτωση διαφορετικών κατεργασιών σε συστήματα CIM, καθώς και στους τυποποιημένου τρόπους διασύνδεσης των επιμέρους συνιστωσών των συστημάτων CIM.
Το δεύτερο κεφάλαιο πραγματεύεται τις εργαλειομηχανές με ψηφιακή καθοδήγηση και τις μεθοδολογίες προγραμματισμού τους. Γίνεται αναφορά στην αυτοματοποίηση της παραγωγής, στα συστήματα αυτόματης καθοδήγησης, στις βαθμίδες της ψηφιακής καθοδήγησης, στη δομή των εργαλειομηχανών με ψηφιακή καθοδήγηση, στο χειρισμό τους και κυρίως στους τρόπους και στους κώδικες προγραμματισμό τους.
Αντίστοιχα το τρίτο κεφάλαιο πραγματεύεται τη δομή των βιομηχανικών ρομπότ για τον χειρισμό τεμαχίων σε συστήματα CIM. Εν προκειμένω περιγράφονται συστήματα βιομηχανικού ρομπότ, συστήματα ενεργοποίησης, ελέγχου και προγραμματισμού, καθώς και οι σχετικές κινηματικές αναλύσεις.
Οι μηχανουργικές κατεργασίες και η συναρμολόγηση έχουν σημαντική θέση σε ένα παραγωγικό σύστημα, ειδικά αν λάβει κανείς υπόψη ότι σε εταιρείες κατασκευής μηχανών, περίπου το 70% των εργαζομένων απασχολείται σε αυτούς τους τομείς. Το τέταρτο κεφάλαιο πραγματεύεται τις αρχές σχεδιασμού των μηχανουργικών κατεργασιών και γίνεται αναφορά στις δομές των μηχανουργικών κατεργασιών, στο σχεδιασμό αυτών των δομών, στο σχηματισμό ομάδων τεμαχίων για μορφοποίηση τους σε συγκεκριμένες δομές μηχανουργικών κατεργασιών, στο σχεδιασμό των αναγκών σε εργαλειομηχανές και τη χωροθέτηση τους, στο σχεδιασμό διακίνησης των εργαλείων και των ιδιοσυσκευών, στο σχεδιασμό αποθηκευτικών και μεταφορικών διατάξεων, καθώς και στο σχεδιασμό των χώρων παραγωγής,
Αντίστοιχα το πέμπτο κεφάλαιο πραγματεύεται το σχεδιασμό συστημάτων συναρμολόγησης και τον προσδιορισμό των δομών συναρμολόγησης, τον καθορισμό της διαδοχής διαδικασιών συναρμολόγησης, το σχεδιασμό των αναγκών εργαλείων, ιδιοσυσκευών και προσωπικού συναρμολόγησης καθώς και τον προγραμματισμό αξιολόγησης της γεωμετρίας τεμαχίων υπό το πρίσμα της συναρμολόγησης.
Βασικό στοιχείο ενός συστήματος CIM είναι η δυνατότητα μιας ολοκληρωμένης επεξεργασίας πληροφοριών και δεδομένων για τη διοικητική και παραγωγική λειτουργία μιας παραγωγικής επιχείρησης ή με άλλα λόγια η δικτύωση όλων των υπολογιστικών συστημάτων μέσα σε μια επιχείρηση και η διασύνδεση, συνεργασία και αλληλοϋποστήριξη των δραστηριοτήτων όλων των επιμέρους τμημάτων της. Το τελευταίο κεφάλαιο του παρόντος βιβλίο πραγματεύεται τις διατάξεις διακίνησης πληροφοριών των συστημάτων CIM. Αναφέρεται σε λογισμικά βιομηχανικών εφαρμογών, στη διασύνδεση ψηφιακά καθοδηγούμενων εργαλειομηχανών και ηλεκτρονικών υπολογιστών, στην τυποποίηση υλικού (Hardware), στη σειριακή διασύνδεση εργαλειομηχανών, στη διασύνδεση εργαλειομηχανών μέσω δικτύων, στην τυποποίηση λογισμικού σχεδιαστικών πληροφοριών και στην τυποποίηση λογισμικών γραφικών.

Περιεχόμενα

1 Εισαγωγή

2 Εργαλειομηχανές με ψηφιακή καθοδήγηση (CNC) και μεθοδολογίες προγραμματισμού τους

1. Αυτοματοποίηση της παραγωγής και συστήματα αυτόματης καθοδήγησης
2. Βαθμίδες ψηφιακής καθοδήγησης, παρεμβολέας και βασική δομή αντίστοιχων εργαλειομηχανών
3. Δομή εργαλειομηχανώνμε ψηφιακή καθοδήγηση
4. Εκπόνηση πληροφοριών κίνησης εργαλείων με βάση τη γεωμετρική μορφή των τεμαχίων
5. Χειρισμός εργαλειομηχανών με ψηφιακή καθοδήγηση
6. Αξονες συστημάτων συντεταγμένων και κατευθύνσεις κίνησης ψηφιακά καθοδηγούμενων εργαλειομηχανών κατά DIN 66217
7. Κώδικας εντολών G και Μ κατά ISO 6983 (DIN 66025 μέρος 2ο)
8. Προγραμματισμός CNC – εργαλειομηχανών

3 Βιομηχανικά ρομπότ και χρησιμοποίησή τους για τον χειρισμό τεμαχίων σε συστήματα CIM

1. Δομή βιομηχανικών ρομπότ
2. Κινηματική ανάλυση

4 Αρχές σχεδιασμού μηχανουργικών κατεργασιών

1. Δομές συστημάτων μηχανουργικών κατεργασιών
2. Σχεδιασμός δομών μηχανουργικών κατεργασιών
3. Σχεδιασμός ομάδων τεμαχίων για μορφοποίησή τους σε συγκεκριμένη δομή μηχανουργικών κατεργασιών
4. Σχεδιασμός των αναγκών σε εργαλειομηχανές
5. Σχεδιασμός χωροθέτησης εργαλειομηχανών
6. Σχεδιασμός διακίνησης εργαλείων
7. Σχεδίαση ιδιοσυσκευών
8. Σχεδιασμός αποθηκευτικών διατάξεων
9. Σχεδιασμός μεταφορικών διατάξεων
10. Σχεδιασμός χώρων παραγωγής

5 Συστήματα συναρμολόγησης

1. Αρχές σχεδιασμού συστημάτων συναρμολόγησης (CAA)
2. Σχεδιασμός συστημάτων συναρμολόγησης
3. Προσδιορισμός δομών συναρμολόγησης
4. Καθορισμός της διαδοχής διαδικασιών συναρμολόγησης
5. Σχεδιασμός των αναγκών εργαλείων, ιδιοσυσκευών και προσωπικού συναρμολόγησης

6 Διακίνηση πληροφοριών σε συστήματα CIM

Παράρτημα: Ακρονύμια συστημάτων και διαδικασιών ευέλικτων συστημάτων παραγωγής