Kurgu planlama ve modüler aparat tasarımında unsur kullanımı

Abstract

Bu çalışmada ürün tasarımı ile işlem planlama arasındaki bütünleşmeyi sağlamak için geliştirilen bir sistem ve yöntemden bahsedilmiştir. Bu bütünleşme bilgisayar destekli tasarım - kurgu planlama ve aparat planlama arasında oluşturulmuştur. Sistem; unsur çıkarma ve tanıma, kurgu planlama ve aparat planlama olmak üzere üç aşamadan oluşmuştur. Kurgu ve aparat planlama için gerekli imalat bilgileri üç boyutlu parça modeli üzerinden alınmış, böylece hem geometrik hem de geometrik olmayan parça özellikleri elde edilmiştir. Bazı unsurlar model üzerinden doğrudan çıkarılmış, diğerleri ise unsur tanıma ile belirlenerek imalat unsurları elde edilmiştir. Öncelik matris analizi ile unsurların işleme sıralarının elde edilmesi için tolerans bilgileri ve unsurlar arası geometrik ilişkiler kullanılmıştır. Unsurların gruplanarak kurgu planlarının oluşturulması için takım yaklaşım yönleri kullanılmıştır. Mümkün unsur işleme sıraları oluşturulmuş ve en az kurguyu oluşturacak sıra dikkate alınmıştır. Bilgisayar bütünleşik imalat ortamında, tasarım ile imalat arasındaki bağı sağlayan aparat tasarımı, işlem planlamanın en önemli yapı taşlarından birisidir. Destek, dayama ve bağlama elemanlarının parça üzerine yerleştirilmeleri için yerleştirme kuralları tanımlanmıştır. Modüler aparat elemanları kullanılarak her bir kurgu için aparat konfıgürasyonları otomatik olarak oluşturulmuştur. Elde edilen aparat konfigürasyonunun doğrulanması için sonlu elemanlar modeli üzerinde işleme operasyonları tanımlanmıştır. Analiz işleminde takımın parça üzerindeki hareketi ve talaş kaldırılması da dikkate alınmıştır. Önerilen analiz modeli ile takımın işleme boyunca dengesinin bozulmaması ve dayama elemanlarından ayrılmaması için gerekli bağlama kuvvetleri hesaplanmıştır.

The purpose of this research is to develop a system and a methodology that allows the integration of product design with process planning. The task is achieved through an integrated CAD - set-up planning - fixture planning. The system consist of three major modules, namely, feature extraction and recognition, set-up planning and fixture planning. These modules are linked to a commercial CAD software. The manufacturing information of a part required for set-up and fixture planning is extracted from the 3D geometric model, thereby both geometric and non-geometric attributes of a part can be obtained. Some of the features are extracted and the others are recognized from a feature based model of a part. Tolerance and geometric relationships between manufacturing features are taken into account in order to obtain the sequence of features using precedence matrix algorithm. Tool approach directions of features are used to group of features into set-ups. An optimisation approach is developed to find the optimal plans from all the feasible feature sequences. The criteria used is the minimum number of set-ups. Fixture planning is an important part of CAPP which is the link between design and manufacturing in a CIM environment. Rules are defined for support, locator and clamp placement based on these and a number of other commonly accepted machining practices. Fixture configuration are produced for every set-up using modular fixture elements. In order to verify the fixture configurations, machining operations are simulated on a finite element model. The model is analyzed respect to tool movement and chip removal. The proposed analysis model determines the clamping forces required to maintain the equilibrium of the workpiece during the process of machining.