Justificarea abordarii montajului virtual

11. ELEMENTE DE

MONTAJ VIRTUAL11.1 Bazele teoretice ale montajului virtual. Justificarea abordrii montajului virtual

Abordarea problemei montajului din punct de vedere virtual s-a accentuat odat cu apariia mijloacelor necesare realizrii acestui obiectiv, adic o dat cu apariia calculatorului deoarece acesta este cel care realizeaz practic toate legturile, care proceseaz informaia pe care o primete de la utilizator i care ne poate spune dac e bine ceea ce facem sau nu.

Realitatea virtual ofer capacitatea de a lucra cu modele digitale care permit interaciunea tridimensional. Aceasta tehnologie poate fi folosit pentru a vedea cum interacioneaz oamenii cu produsul nainte ca acesta s fie practic construit, deci nainte de a se aloca fonduri pentru realizarea sa. Unul din avantajele folosirii tehnologiei realitii virtuale n asamblarea unui produs este capacitatea de a explora cu uurina multe scenarii de tip what-if. Ca rezultat al unei munci n domeniul asamblrii efectuate la Universitatea IOWA din S.U.A. a devenit clar ca detecia coliziunilor este o component important n asamblarea virtual.

Montajul virtual are rolul de a familiariza cursantul cu modalitile moderne de realizare a montajului diferitelor subansambluri i a prototipurilor, utiliznd tehnologia informaiei i de ai dezvolta aptitudinile de a utiliza cele mai avansate pachete software n proiectare i montaj virtual.

n continuare, se prezint cteva laboratoare/firme care se ocup de montajul virtual i tendinele acestora, precum i rezultatele obinute:

The VIS-Lab Research Areas are ca obiectiv : planificarea montajului n medii virtuale.

Obiective i metode : n fabrici timpul efectiv de munc este n mare msur dependent de pregtirea planului de munc . n scopul de a crete flexibilitatea i de a adapta n continuu modul de asamblare la condiiile schimbtoare, i ali factori influeni, este nevoie de inovaii.

Cnd sunt planificate etapele de asamblare a unui produs trebuie s se ia n considerare caracteristicile produsului i celelalte condiii necesare asamblrii cum ar fi : locul/camera unde se asambleaz-dimensiunea acestuia, aprovizionarea cu material, manipularea reperelor i uneltelor necesare asamblrii.

Institutul Fraunhofer, institut pentru inginerie industrial a conceput si dezvoltat un sistem care permite utilizatorului s asambleze i s dezasambleze virtual un produs, lund n considerare restriciile de spaiu. Cu acest sistem utilizatorul poate s produc interactiv o etapa de asamblare ce ia n considerare condiiile reale de lucru. Principiul de baz al acestei planificri pornete de la structura i geometria construciei produsului i ine cont de restriciile care deriv din funcionarea n spaiu a ansamblului. Cu aceste principii sunt stabilite drumul i secvenele de realizare a operaiei de asamblare.

Un sistem virtual de asamblare (fig.11.1) cuprinde urmtoarele funcii:

- interfaa pentru a obine date de la un sistem CAD;

- simularea unui mediu de producie real;

- generarea metodei precedente de-a lungul interaciunii;

- suportul celui care planifica asamblarea folosind anumite reguli;

- considerarea stabilitii pieselor;

- documentarea automata a procesului de asamblare;

Fig. 11.1 Reprezentarea schematic a sistemului virtual de asamblare Tehnica realitii virtuale ofer o interaciune tridimensional cu obiectele. Aceste interaciuni pot fi, de exemplu, de schimbare a poziiei i orientrii obiectelor n spaiu a pieselor conectate. Aceasta constituie ideea de baza pentru o asamblare spaial a obiectului, diferite posibiliti de asamblare putnd fi comparate i testate n lumea virtual.

Cerina de baz pentru o asamblare virtual, este n primul rnd aceea de a dispune de un sistem virtual reality V.R. al geometriei prilor asamblate. Detecia coliziunilor, n timp ce anumite pri se mic, este esenial pentru planificarea asamblrii. Aceasta chestiune este simpl pentru prototipul real dar nseamn o schimbare major pentru simulare. Dac aceste cerine sunt ndeplinite planificarea asamblrii este posibil. De exemplu, asamblarea unui produs ce are un volum mare de piese poate fi uor testat. Sistemul ne d informaii despre spaiul minim de lucru necesar sau o optimizare a succesiunii prilor asamblate. Diferite variante pot fi simulate, memorate i repetate. Este posibil s urmrim i s nregistrm drumul prilor care se mic. Aceste ci pot fi folosite ca i instruciuni n montajul real.

Pentru o etap a asamblrii ct mai exacte este absolut necesar s simulm comportamentul natural, de exemplu: nclinrile, flexibilitatea, friciunea i gravitatea. Aceste legi sunt importante i trebuie luate n considerare cnd simulm un proces de asamblare. n funcie de aplicaie, unele proprieti pot fi mai importante n simulare dect altele.

Procesul de asamblare poate fi examinat cu precizie i pot fi prezise lucruri innd cont de frecare i de gravitate. Unele conexiuni, de exemplu cele realizate cu uruburi, trebuie s fie foarte simplificate pentru sistemul virtual. Un factor important este acela c n aplicaiile ce folosesc realitatea virtual, aceasta ia n considerare toi parametrii ce sunt importani pentru asamblare. Utilizatorul va avea la dispoziie diferite unelte virtuale de exemplu un dispozitiv pneumatic de nurubare. Cu aceste unelte virtuale utilizatorul va putea s conduc procesul de asamblare. Baza pentru o integrare virtual a unui proces de asamblare este o baz de date ce cuprinde o multitudine de asamblri i variante posibile pentru ct mai multe produse.

Hanceforth este o baza de date ce cuprinde informaii asupra funciilor i gradelor de libertate ale diferitelor elemente din ansamblu, n special cnd geometria lor este variabil. Un exemplu pentru asemenea informaie este : raza ntregului ansamblu sau spaiul necesar unui robot pentru a realiza asamblarea.

Informaiile coninute n baza de date cu privire la regulile de asamblare sau uneltele necesare asamblrii vor fi disponibile pentru utilizator prin intermediul unei interfee speciale. Mai mult, interfaa dintre utilizator i sistem va cuprinde o serie larg de interaciuni posibile pentru manipularea pieselor. De la aceeai interfa mai sunt disponibile funcii ca nregistrarea i vizualizarea prilor care se mic.

11.2 Avantajele asamblrii virtuale

Sistemul de realitate virtual care este disponibil astzi nu poate s execute perfect planificarea asamblrii virtuale. n pofida acestui fapt, sistemele disponibile pot deja s ofere un ajutor preios n problema ansamblului tridimensional virtual. Comparate cu asamblarea folosind modele reale si prototipuri, modelele virtuale pot fi schimbate, nmagazinate i transportate ca date de-a lungul unei ntregi reele. Pentru planificarea unei asamblri sunt necesari experi din diferite domenii care particip la realizarea produsului. Cooperarea si comunicarea ntre aceti specialiti e foarte important, mai ales n primele faze ale dezvoltrii ansamblului. Sistemul de planificare virtual constituie o unealt eficient a comunicrii care face necesar schimbul de cunotine ale diferiilor specialiti din domeniu. Ba mai mult, se obine un cost eficient n testarea i planificarea asamblrii.

Cteva avantaje ale folosirii montajului virtual pot fi enumerate :

laboratorul virtual permite realizarea experimentelor fr a fi necesar achiziionarea echipamentelor, fr uzura, ntr-un mod nedistructiv;

folosirea aplicaiilor virtuale ferete operatorul de posibilitatea de accidentare sau de realizare a unor distrugeri pentru echipamentul de laborator;

pot fi scoase uor n evidenta unele neajunsuri ale proiectrii sau realizrii produselor, care altfel ar fi presupus cheltuieli mult mai mari cu modificri dificile ale fluxurilor de fabricaie i montaj;

se poate realiza o planificare mai riguroas n comparaie cu variantele convenionale de planificare;

schimbul uor de informaie ntre diferii experi n planificarea asamblrii;

luarea n considerare a diferiilor factori influeni cum ar fi spaiul de lucru, accesibilitatea i uneltele necesare asamblrii;

reducerea timpului de planificare prin optimizarea ntregului proces de asamblare;

utilizarea documentaiei companiei de tip know-how n contextul gestiunii produciei acesteia;

rezultatele pot fi folosite n scopul instruirii i educrii;

se poate simula funcionarea ansamblului, depistndu-se cu aceast ocazie eventualele deficiene de proiectare, fabricaie i montaj ce ar putea s apar n condiii reale de lucru;

analizarea mai multor variante posibile de asamblare;

verificarea posibilitilor de ntreinere a ansamblului;

Pentru exemplificare se realizeaz montajul virtual al matriei prezentate n figura 9.2. Datorit complexitii acesteia se va recurge doar la montajul virtual al subansamblului arunctor. Elementele componente ale acestuia sunt prezentate n figura 11.2.

Fig.11.2 Elementele componente ale subansamblului de aruncare

1- placa arunctoare; 2- placa portarunctoare; 3- uruburi de fixare; 4- tija arunctoare; 5- tije de aruncare.Desenele reperelor au fost executate n CATIA V5 i apoi importate n Dream Weaver 4 pentru a realiza aplicaia virtual care este de fapt un applet Java bazat pe operaia de drag&drop care realizeaz asamblarea ntr-o anumit ordine, stabilit iniial de proiectantul matriei. Operatorul reuete, prin ncercri succesive, s realizeze asamblarea, acesta fiind avertizat de calculator n cazul n care ordinea pieselor asamblate nu este cea corect (fig.11.3). n cazul n care operaia de asamblare este cea corect, aplicaia continu.

Fig.11.3 Eroare de utilizare

Dac operatorul reuete s finalizeze operaia de asamblare, el este felicitat de ctre calculator printr-un mesaj i este ntrebat dac vrea s repete operaia. Dac nu, programul se oprete.

Subansamblul arunctor n stare montat este prezentat n figura 11.4.

Fig.11.4 Subansamblul arunctor

S-ar putea spune c la un ansamblu simplu, precum cel de fa, care a fost creat n scop didactic, utilizarea acestei simulri a montajului nu este neaprat necesar i nu prezint avantaje evidente, ns la asamblarea unor montaje complexe de zeci, sute sau chiar mii de piese, montarea unor piese nainte de ordinea fireasc a acestei operaiuni poate complica foarte mult situaia i poate s duc la demontri i ntoarceri pe fluxul de producie cu ntrzieri i cheltuieli suplimentare.

mbuntirea tehnologiei de montaj se poate face prin aducerea la locul de munc a unor subansambluri montate anterior i nu a tuturor pieselor disparate.

Resursele hardware si software minime pe care o astfel de aplicaie poate rula fr probleme o recomand n principal laboratoarelor de specialitate ale universitilor ns folosirea unor baze de date bine puse la punct ar putea aduce montajele virtuale n departamentele de organizare a produciei din marile firme constructoare de matrie de injectat mase plastice, sau de orice alte componente.

Datorit avantajelor menionate, este uor de dedus ca sistemul acesta de asamblare virtuala poate fi implementat n viitorul apropiat n multe alte aplicaii industriale.

PAGE 196

_1136463463.doc