NX cmm Inspection programming - Siemens PLM Software

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

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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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