ANÁLISE DO PRODUTO NX CMM INSPECTION PROGRAMMING

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1 Análise do Produto Dr. Charles Clarke ANÁLISE DO PRODUTO NX CMM INSPECTION PROGRAMMING Tendências e requisitos do setor...3 Uma nova abordagem de programação de inspeção de CMM...4 O aplicativo na prática...5 Programação automática de inspeção...6 Resultado do programa e validação...7 Gerenciamento de Dados...7 O posicionamento do CMM em uma solução de manufatura global...8 Conclusão...9

2 Análise do produto NX CMM INSPECTION PROGRAMMING Introdução A atividade de inspeção de peças continua sendo um elemento importante de um processo de garantia da qualidade. A tecnologia disponível que se relaciona à inspeção mudou consideravelmente nos últimos anos, tanto em hardware como em software. Sondas e dispositivos de leitura podem coletar dados muito mais rapidamente. A máquina de medição coordenada (CMM) continua sendo um equipamento essencial de medição precisa, mas ela exige um programa de inspeção para cada componente, e geometrias complexas de peças podem exigir caminhos de sondagem multieixo para a medição eficiente em configurações únicas. Preparar esses programas de inspeção sempre foi uma tarefa autônoma, fora de um processo de PLM, e o usuário muitas vezes trabalha com base em um desenho de engenharia 2D. O resultado pode ser lento e propenso a erros, com rastreabilidade limitada aos modelos de projeto e manufatura, e dados. Quando ocorrem mudanças no projeto, é muito fácil para que os programas de inspeção percam a configuração. Essa análise examina um novo aplicativo da Siemens para a elaboração de programas avançados de inspeção de CMM. Ele foi projetado para utilizar informações de manufatura de produtos (PMI) com base em modelos para criar programas de inspeção automaticamente. Ele usa o mais recente software de simulação 3D para realizar a verificação completa dos programas, e produz uma saída padrão de mercado pronta para o seu CMM. Dr. Charles Clarke Charles Clarke é um consultor e escritor renomado nas áreas de CAD/CAM/CAE e PLM e assuntos relacionados. Com formação em engenharia, experiência no setor de CAD/CAM e experiência direta no planejamento e na implementação desses sistemas em empresas de grande porte, ele acumula uma grande experiência na qual se baseiam as avaliações e análises de produtos. O Dr. Clarke é um colaborador constante de diversas publicações do setor, tanto no Reino Unido como em nível internacional. 2 Copyright 2010 Dr. Charles Clarke

3 NX CMM INSPECTION PROGRAMMING Análise do produto Tendências e requisitos do setor Muitos feedbacks incentivaram a Siemens PLM Software a criar este novo aplicativo. Em primeiro lugar, a tecnologia mais recente de sondagem e leitura em alta velocidade pode coletar dados entre 10 e 100 vezes mais rápido do que equipamentos mais antigos. É possível não apenas realizar mais inspeções, mas também o novo equipamento permite a realização de medições mais complexas. Esses sistemas não podem ser facilmente programados à mão, nem usando os métodos de ensino tradicionais. Portanto, é realmente necessário usar uma ferramenta de programação off-line. O grande problema dos programadores de inspeção é que os métodos usados atualmente para criar esses programas de inspeção mais complexos são muito caros e demorados. Ao falar de programação de inspeção de CMM, a Siemens PLM tem algumas ideias originais e inovadoras, não apenas para automatizar o processo de forma significativa, mas também para integrá-la à estrutura geral do PLM. A Siemens PLM também observa que um número maior dos seus clientes está adotando uma definição completa de produtos em 3D no sistema CAD. Além da geometria da peça, isso inclui todas as informações de manufatura, capturadas como informações de produtos e manufatura (PMI) anexadas ao modelo 3D. Para efeitos de inspeção, isso pode incluir os requisitos de tolerância como os presentes em dimensões e nas posições relativas de características físicas em relação à geometria geral. Se as ferramentas em um ponto posterior do processo puderem tirar proveito de contar com todas essas informações adicionadas ao modelo de projeto, será mais provável que suas necessidades de produtos sejam realmente atendidas quando você inspecioná-las, não apenas geometricamente, mas também do ponto de vista da manufatura. Outro problema é o isolamento da programação, execução e coleta de dados da CMM a partir de processos tradicionais de projeto e manufatura. Os clientes querem que isso seja parte integrante de seu fluxo de trabalho geral de PLM, e que os dados sejam armazenados em seu sistema de PDM. No chão da fábrica, eles querem que os sistemas de medição sejam capazes de acessar o programa de inspeção certo a partir do PDM e, depois, quando coletarem todos os resultados da medição, também querem ser capazes de devolver esses dados ao sistema de PDM para que os engenheiros de produção e projetistas possam examiná-los. Copyright 2010 Dr. Charles Clarke 3

4 Análise do produto NX CMM INSPECTION PROGRAMMING De suas aquisições anteriores, a Siemens adquiriu muito conhecimento e alguns produtos nessa área para realizar a programação de CMM, e alguns deles foram incorporados ao NX, mas não foram muito bem integrados, certamente não para ao nível exigido hoje. Hoje, ao falar de programação de inspeção de CMM, a Siemens PLM tem algumas ideias originais e inovadoras, não apenas para automatizar o processo de forma significativa, mas também para integrá-la à estrutura geral do PLM. Uma nova abordagem de programação de inspeção de CMM O NX CMM Inspection Programming é um novo módulo do NX 7.5. Ele é totalmente integrado ao NX. Portanto, a interface do usuário se parece com qualquer outro aplicativo NX e, para os usuários do NX, essa será uma verdadeira vantagem. Os novos usuários do NX acharão que os incrementos de facilidade de uso mais recentes e a interação gráfica com o modelo, que a Siemens vem aperfeiçoando, farão com que este seja um sistema agradável para trabalhar. Exemplo Example de of um a CAD modelo model de CAD with com PMI PMI (Product (Informações and de Manufacturing Produtos e Manufatura) Information) que that comanda can be a automatically programação programmed automática dentro with NX do CMM. NX CMM. A Siemens decidiu incorporar o novo produto de programação de inspeção de CMM ao NX, pois o NX é um sistema totalmente baseado em modelos 3D e conta com todas as ferramentas de CAD para a manipulação geométrica, além das ferramentas de criação de PMI e integração de PMI. O NX também oferece uma tecnologia comprovada que é diretamente aplicável à programação de inspeção, como o software de simulação de máquinas operatrizes. Um dos principais objetivos de criar o novo aplicativo foi proporcionar um alto nível de automação e conduzir o máximo possível a programação dos dados de PMI com base em modelos. 4 Copyright 2010 Dr. Charles Clarke

5 NX CMM INSPECTION PROGRAMMING Análise do produto O aplicativo na prática O usuário pode começar selecionando uma máquina de medição alvo (assim como um programador de NC selecionaria uma máquina operatriz no NX CAM). Você pode selecionar um processo de inspeção pré-definido a partir de uma biblioteca de modelos instalada ao lado de bibliotecas de modelos semelhantes para outros aplicativos NX. A peça a ser inspecionada é inserida no NX (existe uma ampla gama de conversores de modelos do NX, caso a origem seja diferente do NX) e é posicionada sobre a mesa de inspeção para a CMM alvo. A versão inicial do software contempla a leitura de 3 eixos e a sondagem de disparadores de toque de até 5 eixos. A Siemens afirma que a leitura simultânea de 5 eixos será incluída futuramente. Copyright 2010 Dr. Charles Clarke 5

6 Análise do produto NX CMM INSPECTION PROGRAMMING Programação automática de inspeção Neste ponto, o aplicativo expõe um dos seus verdadeiros fatores de atração. A Siemens PLM tem uma função exclusiva, que chama de Link PMI um botão aparentemente inócuo na barra de menu superior, mas que faz muita coisa muito rapidamente. O comando Link PMI efetivamente toma a geometria 3D da peça, e as PMI anexadas ao modelo, e, a partir disso, o software extrai todas as características e tolerâncias identificadas e cria todas as operações de inspeção necessárias para inspecionar a peça. Essa é uma das situações do tipo clique em um botão, e pronto. Para algumas peças que têm dados de PMI acessíveis sobre o modelo, a simples aplicação do comando Link PMI pode poupar cerca de 80% a 90% do tempo de programação tradicional. Você precisa abrir os navegadores de informação no software para ver se, em vez da estrutura vazia trazida com o modelo de inspeção, eles passaram a ser amplamente preenchidos com uma hierarquia de recursos de inspeção, dados de inspeção e operações de inspeção lidos da peça e convertidos em um programa de inspeção. Os caminhos de inspeção são gerados com base no tipo de recurso de inspeção e nas PMI anexadas a ele. A Siemens utiliza conceitos pré-definidos para a captura do conhecimento de inspeções. Esse conhecimento é a base para calcular automaticamente os caminhos de inspeção de acordo com o tipo de recurso. Para algumas peças que têm dados de PMI acessíveis sobre o modelo, a simples aplicação do comando Link PMI pode poupar cerca de 80% a 90% do tempo de programação tradicional. É claro que, no caso de peças que não têm dados de PMI de trabalho anexados, ou quando esses dados estão incompletos, ou quando o programador de inspeção quiser adicionar mais medições, há uma seção do menu que contempla a criação manual de recursos e operações de inspeção. Você seleciona a partir de um número predefinido de métodos de inspeção e, em seguida, escolhe os pontos ou as características da geometria do modelo 3D no modelo. Então, o NX gera o caminho adequado. 6 Copyright 2010 Dr. Charles Clarke

7 NX CMM INSPECTION PROGRAMMING Análise do produto Resultado do programa e validação Quando você tiver o programa CMM, o NX CMM poderá criar um resultado que poderá ser lido pelo software que comanda a sua máquina de medição. Basta selecionar o pós-processador adequado para criar as instruções de máquina na DMIS (Especificação de Interface de Medição Dimensional) ou em uma linguagem de programação original, como GeoMeasure ou Calypso. No entanto, antes de enviar o programa ao chão de fábrica, é provável que você queira verificá-lo para ter certeza de que ele está inspecionando da maneira que você esperava ou desejava e que não há risco de colisão iminente. Na verdade, para tarefas complexas, provavelmente você queira realizar essas verificações enquanto desenvolve o programa de inspeção, caso precise efetuar alguma alteração. Para essa capacidade, a Siemens oferece verificações de caminhos de ferramentas em vários níveis e simulação total de máquinas. Vários modelos padrão de máquinas CMM são fornecidos com o software padrão NX CMM. Modelos 3D de máquinas CMM podem ser importados, ou o NX CAD pode ser usado para criar o seu próprio modelo. O módulo Machine-tool Builder no software permite que você adicione a cinemática necessária e os limites de percurso de cada máquina CMM que você possui. A simulação é conduzida pelo resultado da DMIS. Portanto, essa é uma boa representação do que é enviado para o chão de fábrica. Gerenciamento de Dados Exemplo de um modelo de máquina CMM usado para programar, simular e verificar os programas de inspeção. Como o aplicativo CMM é incorporado ao NX, ele aproveita toda a integração do NX com o Teamcenter, o sistema de PDM que está na base da solução PLM da Siemens. Os dados de inspeção são armazenados automaticamente em um item de processo de inspeção do Teamcenter. Para os clientes que utilizam o Teamcenter, a capacidade de armazenar modelos, ferramentas e sondas, além de regras de inspeção, também estão disponíveis, bem como programas de inspeção e arquivos de saída vinculados à revisão correta da peça. Copyright 2010 Dr. Charles Clarke 7

8 Análise do produto NX CMM INSPECTION PROGRAMMING A capacidade de gerenciar os dados de inspeção e vinculá-los aos registros mestres dos dados das peças pode solucionar um dos maiores problemas deste setor de atividade. Isso visa a garantir que a geometria da CMM coincida com o modelo de projeto e com a geometria de manufatura liberada. O Teamcenter pode notificar as funções posteriores do processo sobre qualquer alteração que possam afetá-las. A associatividade dentro do NX também pode desempenhar um papel neste caso, pois facilita as atualizações dos respectivos modelos de peças caso a entrada do projeto mude. O posicionamento do CMM em uma solução de manufatura global A Siemens afirma prever que o novo aplicativo CMM Inspection Programming será adotado por um grande número de empresas. As menores oficinas que costumam comprar uma licença do NX CAM ou do NX para projeto de ferramentas deverão apreciar as vantagens de fazer mais com o mesmo sistema, com base no mesmo modelo. As empresas maiores com sistemas mais amplos deverão perceber o valor adicional de poder integrar melhor o processo de qualidade a um processo geral de PLM, aproveitando a integração com o Teamcenter. Para isso, a Siemens mostra o novo aplicativo dentro do seu conjunto de soluções de manufatura de peças, ampliando a função do NX no mundo virtual da engenharia de produção, junto com o NX para a programação NC, o NX para a preparação de modelos de peças e o NX para projeto de ferramentas e gabaritos. Todos esses componentes podem ser reunidos de maneira bastante fácil, pois todos fazem parte do mesmo conjunto. Um dos pontos fortes da arquitetura do NX que não recebe muito destaque, mas constitui uma enorme vantagem para algumas empresas, é que o NX é indiscutivelmente um dos sistemas de CAD/CAM/CAE mais personalizáveis que existem. Neste caso, essa mesma arquitetura do NX permitirá que os clientes criem seus próprios programas de automação que funcionam com o NX CMM para, talvez, atingir níveis de automação e reprodutibilidade que só são possíveis com esse investimento extra. 8 Copyright 2010 Dr. Charles Clarke

9 NX CMM INSPECTION PROGRAMMING Análise do produto Conclusão Os métodos atuais de criação de programas CMM são muito caros, muito demorados, propensos a erros, exigem recursos escassos e altamente especializados, e não estão integrados ao fluxo de trabalho de PLM. O NX CMM é um módulo do NX baseado no NX CAM, que permite ao usuário usar as PMI para gerar programas de inspeção totalmente associativos para Máquinas de Medição Coordenadas de maneira altamente automatizada. Se você não tiver PMI, poderá criar os caminhos de inspeção de forma interativa. O NX CMM torna a programação de inspeção parte integrante do processo de PLM, totalmente automatizada pela geometria do NX e pelas PMI, sendo gerenciado no Teamcenter através da interface de usuário de primeira classe do NX. Este é um produto novo, mas mostra a experiência em aplicativos de inspeção da mesma equipe que criou os programas de inspeção Valisys e Tecnomatix da Siemens PLM e que, agora, criou este produto NX CMM. Algumas funções virão em breve, especialmente na área da inspeção multieixo, mas a Siemens indica um roteiro que faz parecer que este produto deve ser considerado, se uma programação de inspeção por modelos sólida e ágil estiver na sua lista de desejos. Para os atuais clientes da Siemens, ele proporciona vantagens claras e pode bastar para colocar novos clientes no caminho da Siemens e do NX. Mas talvez o aspecto realmente importante neste caso seja a implementação através de dados não geométricos (PMI) anexados ao modelo, e seu valor prático em levar os requisitos do produto até a o chão de fábrica. Depois de muitos anos, parece que algumas das maiores expectativas de projeto e manufatura integrados a computadores estão se tornando realidade, com alguns benefícios palpáveis para quem adota esses sistemas. Copyright 2010 Dr. Charles Clarke 9