Universitatea TRANSILVANIA din Braşov Facultatea de Inginerie ...

Universitatea TRANSILVANIA din Braşov

Facultatea de Inginerie Tehnologică si Management Industrial

Catedra Tehnologia Construcţiilor de Maşini

Ing. Marius-Gabriel BACALU

Conducător ştiinţific

Prof.univ.dr.ing. Nicolae-Valentin IVAN

Braşov

- 2011-

1

Ing. MARIUS GABRIEL BACALU

Rezumatul tezei de doctorat Automatizarea pregătirii tehnologice a

fabricaţiei

PAG.

MINISTERUL EDUCAŢIEI, CERCETĂRII TINERETULUI ȘI SPORTULUI

UNIVERSITATEA TRANSILVANIA DIN BRAŞOV

BRAŞOV, B-dul EROILOR Nr.29, 500036, Tel.0040-268-413000, Fax 0040-268-410525

RECTORAT

D-nei/ D-nului..................................................................................................................

Vă invităm să participaţi la susţinerea publică a tezei de doctorat intitulată:

“AUTOMATIZAREA PREGĂTIRII TEHNOLOGICE A FABRICAȚIEI”, elaborată de d-nul ing.

Marius Gabriel BACALU in vederea obţinerii titlului stiinţific de DOCTOR, in domeniul

fundamental: STINȚE INGINERESTI, domeniul INGINERIE INDUSTRIALĂ

COMPONENŢA

comisiei de doctorat

numită prin Ordinul Rectorului Universităţii TRANSILVANIA din Braşov

Nr.4165 din 23.07.2010

PREŞEDINTE: Prof.univ.dr.ing. Nouraş Barbu LUPULESCU

Decanul Facultăţii de Inginerie Tehnologică


CONDUCĂTOR ŞTIINŢIFIC: Prof.univ.dr.ing. Nicolae-Valentin IVAN


REFERENŢI: Prof.univ.dr.ing. Petru BERCE

Universitatea Tehnică din Cluj-Napoca

Prof.univ.dr.ing. Nicolae BÂLC

Universitatea Tehnică din Cluj-Napoca

Prof.univ.dr.ing. Mircea Viorel DRĂGOI


Data, ora şi locul susţinerii publice a tezei de doctorat: 01.07.2011, ora 11, sala VIII6

Eventualele aprecieri sau observaţii asupra conţinutului lucrării vă rugăm să le transmiteţi,

în timp util, pe adresa Universităţii TRANSILVANIA din Braşov sau la Catedra T.C.M., telefax

0268-421318, e-mail: [email protected]

2



fabricaţiei

PAG.

Prefaţă

Inginerul de astăzi trebuie să deţină cât mai multe cunoştinţe care să-i permită

concepţia de produse diversificate şi ieftine, de calitate cât mai bună şi care să ajungă rapid

pe piaţă. Aceste cerinţe sunt efectul concurenţei, al reducerii duratei de viaţă a produselor,

al creşterii puterii informatice legate de reţelele de comunicaţie etc. Pentru realizarea

acestora se impune cu necesitate integrarea activităţilor inginereşti. In acest scop extrem de

util este conceptul ingineriei simultane, concept care trebuie să pătrundă decisiv in domeniul

ingineriei fabricaţiei. In vederea realizării integrării constructive, tehnologice si fabricaţiei este

necesară existenţa unor instrumente software care să faciliteze procesul de proiectare si

fabricare a produsului, care să permită integrarea datelor de proiectare constructivă cu cele

tehnologice in vederea automatizării pregătirii fabricaţiei.

Prezenta teză reprezintă rezultatul cercetărilor realizate în domeniul automatizării

pregătirii tehnologice a fabricaţiei. Lucrarea este structurată în patru părţi. Prima parte este

dedicată unei priviri de ansamblu asupra stadiului actual cu privire la evoluţia automatizării

pregătirii tehnologice a fabricaţiei. A doua parte prezintă contribuţiile teoretice ale autorului în

domeniul cercetat. Partea a treia, tot o parte de contribuţii, conţine aplicaţii având ca scop

verificarea sistemelor software dezvoltate de autor în partea a II-a. Ultima parte, partea a

patra, este rezervată concluziilor generale şi contribuţiilor aduse de autor în domeniul

abordat.

În această teză de doctorat, doresc să exprim sentimentele cele mai alese de respect

şi recunoştinţă conducătorului ştiinţific, domnul Prof.Dr.Ing. Nicolae-Valentin IVAN, pentru tot

sprijinul, îndrumarea şi ajutorul acordat pe parcursul întregii perioade de elaborare a tezei de

doctorat şi nu numai.

De asemenea, doresc să exprim profunda mea gratitudine celor care m-au sprijinit la

realizarea acestei lucrări: domnului Prof.Dr.Ing. Gheorghe OANCEA, Prof.Dr.Ing. Viorel

DRĂGOI, Conf.Dr.Ing. Camil LANCEA, Şef.lucr.Dr.Ing. Lucia CHICOS, Asist.Ing. Mircea

VASILONI, Dr.Ing. Roxana FOLOSEA si Stud. Cristina SIMION .

Mulţumiri deosebite aduc domnilor profesori Prof.Dr.Ing. Petru BERCE si Prof.Dr.Ing

Nicolae BÂLC de la Universitatea Tehnică din Cluj-Napoca pentru faptul ca s-au aplecat

asupra acestei lucrări.

Mulţumiri pline de recunoştinţă aduc părinţilor mei Ilie BACALU si Maria BACALU

pentru atenţia, îndrumarea şi dragostea acordată de-a lungul vieţii mele.

Ing. Marius BACALU

3



fabricaţiei

PAG.

CUPRINS

Partea I-a: STADIUL ACTUAL PRIVIND AUTOMATIZAREA PREGĂTIRII

TEHNOLOGICE A FABRICAŢIEI

Nr. cap.

Denumire capitol

Nr. pag.rez

Nr. pag. teză

1. INTRODUCERE 5 6

2. PROIECTAREA ASISTATĂ DE CALCULATOR A PROCESELOR TEHNOLOGICE 2.1 Definirea activităţilor 2.2 Arhitectura unui sistem CAPP 2.3 Structura softwer asociată unui sistem CAPP

6

6 7 8

15

15 17 18

3. GENERAREA ASISTATĂ DE CALCULATOR A FIȘIERELOR C.N.C. 3.1 Conceptul de conducere numerică 3.2 Fluxul informaţional in conducerea numerică a sistemelor tehnologice 3.3 Scule utilizate in prelucrarea pieselor cu geometrii de tip buzunar

9

9 9

10

28

28 28

99

4. CONCEPTUL TEHNOLOGIEI DE GRUP 4.1 Definirea conceptului tehnologiei de grup 4.2 Metode de grupare a pieselor

11 11 12

39 39 39

5. UTILIZAREA CONCEPTULUI INGINERIEI SIMULTANE IN AUTOMATIZAREA PREGĂTIRII TEHNOLOGICE A FABRICAŢIEI

14 48

6. CONCLUZII PRIVIND STADIUL ACTUAL 15 55

7. OBIECTIVE 18 58

Partea a II –a: CONTRIBUȚII PRIVIND AUTOMATIZAREA PREGĂTIRII


8. ELABORAREA UNUI PROCESOR TEHNOLOGIC DEDICAT PIESELOR CONTINÂND SUPRAFEȚE DE TIP BUZUNAR CU O INSULĂ

8.1 Faza CAD 8.2 Faza CAM

18

19 23

60 61 74

9. PARTICULARITAŢI PRIVIND PRELUCRAREA STRUCTURILOR DE SUPRAFEŢE TIP BUZUNAR CU INSULE PE MAŞINI CU 2 ½ AXE CN 9.1 Secţionarea structurii de suprafeţe de prelucrat cu plane orizontale 9.2 Etapele necesare şi algoritmul de identificare in cazul secţionării structurii de suprafeţe cu plane orizontale 9.3 Utilizarea conceptului tehnologiei de grup pentru piese cu suprafeţe de tip buzunar cu insule

26

27

28

30

80

83

90

98

4



fabricaţiei

PAG.

10.

CASETE DE DIALOG PERSONALIZATE ŞI PROGRAME ELABORATE ÎN SCOPUL AUTOMATIZĂRII PREGĂTIRII TEHNOLOGICE A FABRICAŢIEI 10.1 Casete de dialog personalizate concepute 10.2 Pachete de programe elaborate 10.3.Simularea în PowerMill 10.4 Simularea Denford

30

30

34

35

36

102

102

116

121

125

11. INTEGRAREA MEDIILOR PERFORMANTE DE PROGRAMARE PROIECTARE ÎN INGINERIA FABRICAŢIEI 11.1 Faza CAD 11.2 Faza CAM

36

38

38

130

132

134

Partea a III-a: APLICAŢII PRACTICE PRIVIND AUTOMATIZAREA PREGĂTIRII

TEHNHOLOGICE A FABRICAŢIEI

12. FABRICAREA UNUI PRODUS AVÂND O STRUCTURĂ TIP BUZUNAR CU O INSULĂ

39 139

13. FABRICAREA UNUI PRODUS AVÂND O STRUCTURĂ TIP BUZUNAR CU DOUĂ INSULE

40 142

Partea a IV-a: ASPECTE FINALE

14. CONCLUZI, CONTRIBUŢII ŞI VALORIFICARE 14.1 Concluzii generale 14.2 Contribuţii aduse în cadrul tezei 14.3 Valorificarea rezultatelor cercetărilor

41

41

42

43

145

145

147

147

BIBLIOGRAFIE SELECTIVĂ 44 REZUMATE Română—Engleză 48 CURRICULUM VITAE Română—Engleză 49

5



fabricaţiei

PAG.

Partea I-a

STADIUL ACTUAL AL CERCETĂRII PRIVIND AUTOMATIZAREA PREGĂTIRII


1. INTRODUCERE

Necesitatea creşterii eficienţei activităţilor implicate in ingineria produselor impune

desfăşurarea fără paralelisme şi cât mai automatizată a activităţilor specifice, în vederea

realizării unor produse cu ieşire rapidă pe piaţă, de înalta calitate şi la un preţ convenabil

pentru clienţi. Aceste cerinţe se regăsesc în conceptele actuale ale ingineriei fabricaţiei

precum ingineria simultană. Dar atingerea acestor obiective nu se poate asigura în afara

automatizării pregătirii tehnologice a fabricaţiei, aspect ce presupune informatizarea

proceselor. Calculatoarele electronice au pătruns puternic în domeniul ingineriei produselor,

dovada fiind apariţia sistemelor CAD/CAPP/CAM.

O privire de ansamblu asupra companiilor din întreaga lume confirmă dependenţa

noile strategii, tehnici şi tehnologii de tehnologia informatică. În vederea evidenţierii rolurilor

noilor tehnici CAD, CAPP, CAM se impune o privire generală asupra etapelor implicate în

realizarea produselor industriale, etape care alcătuiesc ciclul produsului [IVA 04, LEE 99].

În figura 1.1 se prezintă ciclu produselor industriale, remarcându-se trei faze

principale:

proiectarea produselor (proiectarea constructivă);

proiectarea tehnologică;

fabricarea produselor.

În fiecare dintre aceste trei faze se disting trei categorii de activităţi [IVA 01, 04]:

sinteza, analiza, evaluarea. Trebuie menţionat faptul că sinteza este categoria de activitate

care este cel mai greu de computerizat.

În legătură cu figura 1.1, trebuie menţionat faptul că în proiectarea proceselor

tehnologice se regăsesc foarte multe aspecte care trebuie rezolvate prin activităţi de sinteză,

motiv pentru care acest proces este greu de automatizat, computerizat [IVA 04].

De asemenea mai trebuie observat şi faptul că în figura 1.1, prin prisma implicării

tehnologiei informatice, etapa proiectării proceselor tehnologice (CAPP) este legată de etapa

fabricării produselor (CAM). Ca o concluzie desprinsă din cele de mai sus rezultă faptul că

6



fabricaţiei

PAG.

pregătirea tehnologică a fabricaţiei reprezintă un proces greu de informatizat, iar în centrul

acestuia stă concepţia procesului tehnologic.

Fig. 1.1Ciclul unui produs [IVA04]

2. PROIECTAREA ASISTATĂ DE CALCULATOR A

PROCESELOR TEHNOLOGICE

2.1. Definirea activităţilor:

Proiectarea proceselor tehnologice (process planning) este activitatea care se referă

la proiectarea sau alegerea procedeelor / metodelor de prelucrare, a parametrilor de lucru

aferenţi, a maşinile-unelte compatibile, a sculelor şi dispozitivelor, în scopul transformării

unui semifabricat în piesă finită, aşa cum aceasta a fost stabilită în faza proiectării

constructive [IVA 04]. Elementul coordonator în ceea ce priveşte pregătirea tehnologică a

fabricaţiei este furnizat de proiectarea proceselor tehnologice. După proiectarea constructivă

urmează proiectarea proceselor tehnologice despre care se poate spune că are drept scop

stabilirea unor instrucţiuni în vederea precizării modurilor în care trebuie utilizate resursele

din sectoarele de fabricaţie pentru realizarea produselor conform proiectelor elaborate în

etapa proiectării constructive. Principalele faze ale proceselor legate de fabricarea

produselor sunt prezentate în figura 2.1 [IVA 04, LEE 99].

7



fabricaţiei

PAG.

În cadrul unui sistem CAD/CAM activitatea de proiectare tehnologică reprezintă o

etapă foarte importantă şi indispensabilă.

Fig. 2.1. Fazele principale ale fabricaţiei produselor [IVA 04]

2.2. Arhitectura unui sistem CAPP

Arhitectura unui sistem de proiectare asistată de calculator a proceselor tehnologice

(CAPP / PAPT) este prezentată în schema din figura 2.2 [IVA 04].

În figura 2.2 sunt evidenţiate, în principiu, toate procedurile ce trebuie urmate, astfel

încât, plecându-se de la introducerea în calculator a datelor să rezulte procesul tehnologic

sub forma unei documentaţii tehnologice gen plan de operaţii (deşi această formă de

exprimare a unui proiect tehnologic nu este obligatorie).

Avându-se în vedere tehnica CAD/CAM, procesul tehnologic proiectat, sau părţi ale

acestuia, pot fi transmise şi direct spre maşinile-unelte cu conducere numerică. De

asemenea trebuie menţionat şi faptul că datele de intrare în vederea proiectării proceselor

tehnologice pot fi transferate şi direct din faza CAD.

Fig. 2.2. Arhitectura unui sistem CAPP[IVA 04]

8



fabricaţiei

PAG.

2.3. Structura sofware asociată proiectării proceselor tehnologice

În vederea implementării în practică a sistemelor de proiectare tehnologică asistată de

calculator (CAPP) este necesar în primul rând să existe produsele informatice adecvate.

Aceste produse software pot fi achiziţionate fie de la firme specializate, modalitatea fiind

extrem de costisitoare, fie pot fi realizate prin forţe proprii.

Indiferent de modalitatea computerizată stabilită pentru proiectarea proceselor

tehnologice, structura software se prezintă conform figurii 2.3. Din figura 2.3 se poate

constata că orice structură software asociată proiectării proceselor tehnologice este alcătuită

din trei segmente importante: procesorul identificării de caz, procesorul tehnologic,

postprocesorul sau procesorul de editare.

În ceea ce priveşte proiectarea proceselor tehnologice, conform definiţiei date

anterior, desigur, acesta presupune parcurgerea mai multor etape: stabilirea succesiunii

tehnologice, stabilirea conţinuturilor operaţiilor şi fazelor (adaosuri de prelucrare, dimensiuni

tehnologice intermediare, parametrii regimurilor de aşchiere, maşini-unelte, programe CNC,

S.D.V.-uri etc.). În legătură cu problema adaosurilor de prelucrare, trebuie menţionat faptul

că, atunci când este vorba de informatizarea proiectării proceselor tehnologice, stabilirea

adaosurilor de prelucrare prezintă o importanţă deosebită. Acest lucru a fost arătat în cadrul

tezei.

Fig. 2.3 Structura software asociată unui sistem CAPP [IVA 04]

9



fabricaţiei

PAG.

3. GENERAREA ASISTATĂ DE CALCULATOR A FIŞIERELOR CNC.

3.1. Conceptul de conducere numerică

Actualmente exista o bogată literatură cu privire la tehnica conducerii numerice din

care se pot prelua diferite informaţii utile legata de automatizarea pregătirii tehnologice a

fabricaţiei [STE 07, DRG 06, ALB 73].

Conducerea numerică este o tehnică prin care se furnizează unei maşini-unelte

instrucţiuni sub formă de coduri alcătuite din cifre, litere, semne de punctuaţie şi alte

simboluri. Maşina unealtă răspunde la aceste instrucţiuni în mod precis şi ordonat pentru a

activa diversele sale funcţiuni [LEA 86].

Ţinând seamă de multitudinea de funcţiuni avute în vedere de program (pornirea,

oprirea mişcării sculei, a mesei, lichidului de răcire-ungere, schimbarea sculei, reglarea

regimului de aşchiere), pare a fi mai corect să se utilizeze denumirea de conducere numerică

în locul celei de comandă numerică.

3.2. Fluxul informaţional în conducerea numerică a sistemelor tehnologice.

După cum se cunoaşte, în orice sistem tehnologic se pot distinge trei fluxuri (figura.

3.1): fluxul de energie, fluxul de materiale şi fluxul de informaţii. Dacă în cazul maşinilor-

unelte clasice fluxul de informaţii este relativ redus, în cazul MUCN - urilor el capătă o

importanţă aparte, devenind chiar preponderent [IVA 04, DRG 06, CHI75, SIM 67, IVA 80a].

Figura. 3.1 [IVA 04, DRG 06]

În figura 3.1 s-au notat: PEI - Prelucrarea externă a informaţiilor; PII - Prelucrarea

internă a informaţiilor; IT - Informaţii tehnologice; IG - Informaţii geometrice. Se pot remarca

două etape în cadrul prelucrării informaţiilor, şi anume:

10



fabricaţiei

PAG.

- prelucrarea externă a informaţiilor (PEI). Această etapă este realizată exclusiv în

afara echipamentului de conducere numerică, scopul ei fiind obţinerea programului pentru

conducerea numerică a maşinii-unelte. Prin programarea MUCN se înţelege transpunerea

informaţiilor iniţiale (IG, IT) necesare prelucrării unui anumit reper, în ordinea solicitată de

secvenţele tehnologice, într-un limbaj special, astfel încât să poată fi exploatate de

echipamentul de conducere numerică;

- prelucrarea internă a informaţiilor (PII). A doua etapă a prelucrării informaţiilor cade

în sarcina echipamentului de conducere numerică (ECN) care decodifică datele conţinute în

program şi transmite comenzi organelor de execuţie ale maşinii unelte. Cu alte cuvinte, prin

prelucrarea de către ECN, informaţiile conţinute în program sunt transformate în semnale

electrice de comandă pentru maşina-unealtă. Informaţiile generate de echipamentul de

conducere numerică pot fi clasificate în informaţii de deplasare (ID) care se referă la

deplasările organelor mobile ale MUCN de-a lungul axelor de lucru şi care concură în mod

direct la realizarea geometriei piesei şi informaţii de comutaţie (IC) care au caracter

preponderent tehnologic, referindu-se la selectarea turaţiei şi avansului, alegerea sculei de

lucru, pornirea motoarelor sau a sistemului de răcire-ungere.

În afara informaţiilor preluate din program, echipamentul de conducere numerică

exploatează şi o serie de informaţii speciale, care se introduc manual prin intermediul

panoului de comandă (consolei) al maşinii unelte. Ne referim aici la localizarea punctului sau

punctelor de nul asociate piesei, sau corecţiilor de rază şi/sau lungime asociate sculelor

utilizate etc.

3.3. Scule utilizate in prelucrarea pieselor cu geometrii de tip buzunar

Prelucrarea suprafeţelor de tip buzunar de regulă se face cu ajutorul frezelor cilindro-

frontale. Aceste tipuri de freze prelucrează simultan două suprafeţe perpendiculare între ele,

fiind prevăzute cu dinţi atât pe partea cilindrică, cât şi pe partea frontală. Diametrul exterior

se stabileşte în funcţie de necesităţile tehnologice şi tipul frezei, fiind cuprins în general între

1 şi 160 mm. Pentru diametrele cuprinse între 1 şi 75 mm, se preferă construcţiile de freze

cilindro-frontale având coadă cilindrică sau conică, iar pentru diametre mai mari se utilizează

construcţiile de freze cu alezaj, figura 3.2. Este recomandabil ca lungimea activă a acestor

freze să fie cuprinsă în limitele l = 0,5D – 4D.

11



fabricaţiei

PAG.

Frezele cilindro-frontale se diferenţiază între ele în funcţie de destinaţie, putând fi

grupate în trei categorii, după cum urmează:

freze pentru canelat, destinate prelucrării canalelor înfundate;

freze pentru prelucrarea prin copiere a matriţelor;

freze cilindro-frontale cu destinaţie generală;

frezele cilindro-frontale destinate prelucrării pieselor cu suprafete de tip buzunar

cu insule.

Fig.3.2 Freză cilindro-frontală

Deosebirile între aceste trei tipuri de freze constă în principal în numărul de dinţi,

precum şi în construcţia şi dispunerea specifică a tăişurilor frontale. Frezele cilindro-frontale

destinate prelucrării pieselor cu suprafeţe de tip buzunar cu insule, se execută cu tăişurile

frontale drepte sau semicirculare. Dintre tăişurile frontale, unul se execută cu aşchiere până

la centru, ca în cazul frezelor de canelat

4. CONCEPTUL TEHNOLOGIEI DE GRUP

4.1. Definirea conceptului tehnologiei de grup

Un sprijin puternic în automatizarea pregătirii tehnologice a fabricaţiei îl reprezintă

conceptul tehnologiei de grup. În literatura de specialitate se întâlnesc mai multe definiţii ale

tehnologiei de grup, definiţii din care se desprinde faptul că rolul acestui concept este acela

de a grupa piesele după caracteristici constructive şi tehnologice asemănătoare, în acest fel

facilitându-se în primul rând concepţia automatizată a proceselor tehnologice şi fabricaţia,

dar şi concepţia constructivă. Tehnologia de grup este conceptul care permite transferarea

avantajelor aferente producţiilor de serie mare-masă şi în producţia diversificată. Cererile

pentru o productivitate ridicată, precizie, calitate şi termene exacte de livrare pe de o parte şi

12



fabricaţiei

PAG.

obţinerea unui profit mare pe de altă parte, fac această problemă să devină foarte importantă

pentru specialiştii din diferite ţări şi să asigure rezultate bune [MEZ 04].

În figura 4.1 se ilustrează gruparea pieselor asemănătoare.

Piese negrupate Piese grupate

Fig.4.1. Formarea grupelor de piese.

4.2. Metode de grupare a pieselor

Tehnologia de grup începe prin gruparea pieselor în familii bazate pe atributele lor de

proiectare şi de fabricaţie [ANL 96].

Atributele de proiectare se referă la: configuraţia piesei (prismatică sau de revoluţie),

raportul lungime/diametru, integritatea suprafeţei (rugozitatea suprafeţei, toleranţe

dimensionale, funcţia piesei), tipul materialului, felul semifabricatului (turnat, forjat, bare

laminate) [ANL 96, GIR 01, w36, w38, w41]. În figura 4.2. sunt prezentate piese

asemănătoare din punct de vedere geometric, dar din materiale diferite.

Fig.4.2. Gruparea pieselor conform asemănărilor geometrice [KAL 01]

Procesul de grupare pe familii de piese poate fi lent şi costisitor şi implică personal

calificat. Ca metode de grupare se pot menţiona [BON 08]:

metoda intuitivă “Eyeball” (observare sau inspecţia vizual-manuală [w41];

analiza fluxului de producţie;

metoda clasificării şi codificării .

Gruparea intuitivă este rapidă şi cea mai simplă [BON 08] şi mai comună metodă de

creare a familiilor de piese. Ea implică gruparea pieselor prin urmărirea caracteristicilor fizice

ale pieselor [w24]. Aceste familii de piese devin bază pentru celulele de lucru [w2]. Când

este vorba de mai mult decât 100 de piese şi de multe procese tehnologice este indicată

13



fabricaţiei

PAG.

Analiza fluxului de producţie sau clasificarea şi codificarea [w2, w5]. Metoda grupării

intuitive este prezentată în figura 4.3.

Fig.4.3. Gruparea intuitivă [w2,w5]

A doua metodă de grupare, analiza fluxului de producţie, are în vedere gruparea

pieselor care trec prin operaţii tehnologice comune. Maşinile folosite la realizarea acestor

operaţii comune pot fi grupate într-o celulă de lucru [ANL 96]. Analiza fluxului de producţie

utilizează o matrice [w19], în care rândurile reprezintă maşinile ale căror nume sunt în

stânga, iar coloanele reprezintă piesele ale căror numere sunt sus. Un exemplu de matrice

este prezentat în figura 4.4.

Fig.4.4. Exemplu de matrice utilizat în analiza fluxului de producţie [w39]

A treia metodă pentru grupare este cea de codificare şi clasificare a pieselor în baza

identificării asemănărilor şi diferenţelor dintre piese [WAN **]. Sunt două sisteme de

clasificare a elementelor: grafice (figura 4.5) şi digitale (4.6).

Fig.4.5. Schema clasificării grafice [PRZ **]

Nivelul

asemanarii

Cum grupez

piesele?

14



fabricaţiei

PAG.

Fig. 4.6. Schema clasificării digitale [PRZ]

Printre metodele de bază referitoare la raţionalizarea activităţii de proiectare

tehnologică trebuie menţionate cele privitoare la tehnologia tipizată şi a celei de grup [IVA01,

IVA02, IVA 04]. Avantajele tehnologiei tip şi de grup faţă de metodele clasice sunt

incontestabile, după cum urmează:

1) limitarea multitudinii nejustificate a diferitelor procese tehnologice pentru piese

identice sau asemănătoare şi

2) economisirea eforturilor de concepţie şi materiale.

5. UTILIZAREA CONCEPTULUI INGINERIEI SIMULTANE IN AUTOMATIZAREA

INGINERIEI PRODUSELOR.

Companiile din întreaga lume sunt astăzi angajate într-o competiţie acerbă, în lupta

lor pentru câştigarea pieţelor de desfacere şi atragerea clienţilor. Obiectivul principal al

oricărei firme este crearea de produse şi servicii competitive, bazate pe echilibrul calitate –

cost, care să răspundă cât mai bine cerinţelor consumatorilor, şi care sunt tot mai

numeroase şi mai exigente. Într-un astfel de mediu, se impune deci necesitatea reevaluării şi

regândirii proceselor şi activităţilor ce concură la realizarea şi dezvoltarea produselor precum

şi implementarea unei noi gândiri economice, în care creativitatea şi eficienţa sunt parametrii

fundamentali ai funcţionării sistemelor de producţie. Prin urmare o importantă concluzie ce

trebuie desprinsă este că pentru atingerea unei noi trepte de performanţă sunt necesare

activităţi în primul rând mai inteligente şi nu obligatoriu mai intense [IVA 04]. Strategia

ingineriei clasice, bazată pe desfăşurarea activităţilor în serie, a devenit incompatibilă cu

cerinţele actuale. Şi astfel ca un răspuns la aceste căutări a apărut Ingineria simultană,

denumită în original Concurrent engineering sau Simultaneous engineering [IVA 04,

KAL 01, LEE 99]. Scopul ingineriei simultane vizează proiectarea şi fabricarea unui

Interpretarea proprietatilor

piesei de catre inginer

15



fabricaţiei

PAG.

produs urmărindu-se o asemenea cale încât produsul să satisfacă cerinţele clientului în cea

mai mare măsură [CHA 98].

Piatra unghiulară a ingineriei simultane este lucrul în echipă (figura 5.1) [RIC 00], cu

ajutorul reţelelor de calculatoare şi a unei baze de date / cunoştinţe comune, iar ţinta

supremă este realizarea produselor bune de la început.

Ingineria simultană asigură o abordare simultană/ paralelă din mai multe direcţii a

ingineriei produselor, toate urmărind un acelaşi rezultat: realizarea unor produse de înaltă

calitate, la un preţ convenabil pentru clienţi şi care să satisfacă pe deplin şi la timp pretenţiile

acestora şi prin toate acestea asigurarea succesului de piaţă.

Altfel spus, ingineria simultană este o nouă filozofie în abordarea ingineriei

produselor, preconizând abordarea din mai multe direcţii a unui produs, presupunând

activităţile de concepţie, de evaluare a costurilor, de alegere a materialelor, a procedeelor

tehnologice, de marketing, de asigurare a calităţii etc. Ingineria simultană s-a născut din

necesitatea eliminării dezavantajelor ingineriei seriale/ tradiţionale [CĂT 97, IVA 04].

Ingineria simultană este fără îndoială şi o consecinţă a gradului actual de dezvoltare

a tehnologiei informatice şi se bazează fundamental pe un management superior al

informaţiilor, conferind valenţe superioare tehnologiei CAD/CAM.

Fig. 5.1. Abordare în echipă a dezvoltării de produs [IVA 04]

6. CONCLUZII PRIVIND STADIUL ACTUAL AL CERCETĂRII

Una din condiţiile de bază pentru ca o societate comercială sa aibă succes pe piaţă

este ieşirea cât mai rapidă pe piaţa cu noile produse socotindu-se timpul din momentul in

care s-a sesizat căutarea pe piaţă a respectivelor produse. Acest interval de timp depinde

insă de duratele proiectării constructive, pregătirii tehnologice a fabricaţiei şi fabricaţiei

propriu-zise. Prin urmare, pentru a avea succes pe piaţă este absolut necesar ca toţi aceşti

timpi să fie pe cat posibil micşoraţi. Micşorarea acestor timpi este o cerinţă a stadiului actual

16



fabricaţiei

PAG.

de dezvoltare, cerinţă care reclamă implicit si necesitatea flexibilizării activităţilor tehnice. Ca

o confirmare a acestei idei, astăzi, in scopul reducerii semnificative a tuturor acestor timpi se

au în vedere noi concepte in inginerie: Ingineria Simultană, Sisteme CAD/CAM/CIM,

Sisteme Expert, Sisteme flexibile de fabricaţie, Rapid Prototyping.

In urma studiului privind stadiului actual al ingineriei produselor focalizat pe obiectivele

prezentei teze de doctorat s-au desprins o serie de concluzii demne de a fi luate în

considerare. Acestea sunt:

1. Creşterea substanţială a cantităţii şi diversităţii produselor, precum şi a cerinţelor şi

preferinţelor privind performanţele acestora conduc tot mai mult la mutaţii şi

transformări continue în structura proceselor tehnologice.

2. Pentru eficientizarea proceselor tehnologice este necesar, printre altele,

micşorarea pe cât posibil a timpului de staţionare al maşinii-unelte.

3. În ceea ce priveşte fiabilitatea, precizia şi productivitatea procesului tehnologic,

apar din ce în ce mai mult exigenţe legate de economisirea energiei, integrarea pe

o treaptă superioară a omului în procesul de producţie, dar mai ales cele legate de

asigurarea unei flexibilităţi ridicate.

4. Elementul de noutate în concepţia actuală despre automatizarea proceselor

tehnologice îl constituie flexibilitatea sau capacitatea de adaptare rapidă şi sigură a

sistemelor la o serie de modificări ale tehnologiilor de fabricaţie.

5. Crearea sistemelor tehnologice flexibile are drept scop tocmai reducerea timpilor

neproductivi, în acest fel realizându-se atât scurtarea ciclului de fabricaţie, cât şi

scăderea cheltuielilor de stocare a semifabricatelor şi a pieselor finite; în

flexibilizarea tehnologiilor de fabricaţie, un rol extrem de important îl are şi

flexibilizarea sistemelor de concepţie şi modificare/ adaptare a proceselor

tehnologice.

6. Un element cheie al evoluţiei tehnologice a acestor ultimi ani este manifestarea tot

mai accentuată a fenomenului de “informatică distribuită”, fenomen ce oferă

posibilitatea fiecărui utilizator să folosească programe adecvate, să lanseze

aplicaţii la distanţă, să folosească reţele de calculatoare pentru a micşora timpul

de răspuns.

7. Dezvoltarea actuală şi performantă a produselor astăzi este centrată pe

integrarea proceselor aferente (în primul rând a concepţiei şi fabricaţiei şi legăturile

17



fabricaţiei

PAG.

dintre ele) şi deci elaborarea şi implementarea sistemelor CAD/CAPP/CAM devine

o necesitate imperativă.

8. CAD –cuprinde activităţile de concepţie, de proiectare constructivă şi optimizare,

de desenare şi de efectuare a calculelor inginereşti necesare.

9. CAPP –ul este o fază cheie, o fază extrem de importantă între CAD şi CAM, mai

ales din punct de vedere al integrării CAD-CAM. În evoluţia lor sistemele CAPP se

bazează pe conceptele tehnologiei de grup, inteligenţei artificiale, sistemelor

expert, inginerii simultane etc.

11.CAM –ul are în vedere conducerea numerică a proceselor tehnologice cu tot ce

ţine de programarea numerică a maşinilor NC. Alte funcţii importante atribuite unui

sistem CAM se referă la programarea/conducerea roboţilor, conducerea sistemelor

flexibile şi în general dirijarea producţiei.

12. O gândire tehnologică judicioasă permite astăzi extinderea sistemelor

CAD/CAPP/CAM şi în cazul fabricaţiei diversificate.

13. Conceptul de flexibilitate tehnologică trebuie avut mereu în vedere, dar în

conexiune cu ideea de integrare a proceselor şi cu creşterea gradului de

automatizare a pregătirii tehnologice a fabricaţiei.

14. Calculatoarele electronice au influenţat puternic toate domeniile de activităţi,

inclusiv domeniul construcţiilor de maşini, conducând la apariţia tehnicilor

CAD/CAM.

Pentru Automatizarea Pregătirii Tehnologice a Fabricaţiei in condiţiile actuale,

trebuiesc parcurse si dezvoltate următoarele etapele:

automatizarea proiectării constructive;

automatizarea proiectării tehnologice (inclusiv generarea fişierelor CNC);

fabricaţia directa CNC.

In cadrul dezvoltării actuale de produse si in conformitate cu obiectivele tezei, una

dintre problemele principale ce trebuie avuta in vedere este integrarea proiectării cu

fabricaţie, adică integrarea CAD-CAM, pentru aceasta trebuind să fie asigurate următoarele:

a) transferul direct al informaţiilor din faza CAD spre fazele CAPP si CAM;

b) Implementarea conceptului de Inginerie Simultana in dezvoltarea de produse;

Pentru realizarea celor de mai sus, calea ce trebuie urmată este calea elaborării şi

implementării de noi pachete software, avantajoase şi din punct de vedere economic şi care

să permită interacţionarea cu mediile performante software existente astăzi.

18



fabricaţiei

PAG.

7. OBIECTIVE

In baza studiului privind stadiul actual prezentat anterior precum si in baza concluziilor

rezultate din acest studiu s-au desprins obiectivele abordate în prezenta teză de doctorat.

Obiectivul principal al tezei: dezvoltarea unui sistem care sa permită automatizarea

pregătirii tehnologice a fabricaţiei in conexiune cu proiectarea constructiva, ţintindu-se

produse cu cavităţi (cavităţi, numite în cadrul tezei suprafeţe de tip buzunar cu insule).

Obiective derivate:

elaborarea unui pachet software destinat proiectării constructive (faza CAD);

elaborarea unui pachet software destinat generării fişierelor CNC (faza CAM);

elaborarea unui pachet software destinat automatizării pregătirii tehnologice a

fabricaţiei, vizându-se asigurarea integrării pachetelor din faza CAD cu cele din faza CAM,

ţinta fiind integrarea concepţiei cu fabricaţia;

elaborarea unui pachet software destinat simulării fabricaţiei pieselor cu suprafeţe de

tip buzunar cu insule.

Partea a II –a

CONTRIBUŢII PRIVIND AUTOMATIZAREA PREGĂTIRII TEHNOLOGICE A FABRICAŢIEI

8. ELABORAREA UNUI PROCESOR TEHNOLOGIC DEDICAT PIESELOR CONTINÂND

SUPRAFEŢE DE TIP BUZUNAR CU O INSULĂ

Noţiunile de „insulă” şi „buzunar” se referă la faptul că materialul este îndepărtat de pe

semifabricat, în cazul buzunarului sau rămâne pe piesă, în cazul insulei. În capitolul 9 vor fi

definite noţiunile de „insulă” şi „buzunar” [BAC 08, BAC 08b, BAC 09, MUR 06]. Prezentul

capitol abordează elaborarea unui procesor tehnologic care să dea răspuns numeroaselor

situaţii întâlnite în practica industrială privind prelucrarea unor produse conţinând asemenea

tipuri de suprafeţe (spre exemplu matriţele).

Fig 8.1 Definirea entităţilor buzunar şi insulă

Insulă Insulă

Buzunar

19



fabricaţiei

PAG.

Fig.8.2 Integrarea CAD-CAM [BAC 09]

Procesorul tehnologic elaborat de autor oferă soluţii şi importantei probleme de

integrare a activităţilor aferente fazelor CAD şi CAM, unde problema esenţială este

asigurarea transferului de informaţii intre fazele precizate anterior (CAD-CAM). Conceptul de

entitate constructiv-tehnologică [IVN 07, 09a, 10] poate rezolva foarte bine această

problemă, adică integrarea CAD-CAM.

In figura 8.2 se pot evidenţia câteva elemente importante in vederea elaborării unui

procesor tehnologic ce conţine suprafeţe de tip buzunar cu insule, după cum urmează:

- Schiţa 2D;

- Faza CAD;

- Exportarea datelor pentru faza CAM;

- Faza CAM.

În cele ce urmează se va face o prezentare a pachetului software elaborat, cu

precizarea că este vorba de o suprafaţă tip buzunar cu o singură insulă.

8.1. Faza CAD

În conformitate cu figura 8.2, se va considera că se pleacă de la o schiţă, ce poate fi

primită de la un client sau se stabileşte de către echipa implicată în rezolvarea sarcinii

primită de la un client. Schiţa reprezintă ideea concepţională asupra produsului analizat, de

la aceasta pornindu-se în proiectarea propriu-zisă. În vederea realizării productive a

proiectului trebuie utilizat un mediu adecvat. În cele ce urmează se va prezenta modalitatea

de dezvoltare a produselor de tip buzunar cu o insulă în conformitate cu obiectivele tezei.

Autorul a realizat un sistem-program, in mediul de programare AutoCAD-AutoLISP/VLISP,

care in urma rulării permite, pe de o parte, generarea modelul 3D, iar pe de altă parte

20



fabricaţiei

PAG.

permite si generarea fişierului de conducere numerică CNC. În figurile 8.2, 8.7, 8.8 şi 8.9

sunt prezentate toate acestea.

Fig. 8.3 Schiţa modelului

Sistemul prezentat are în vedere piese cu structuri de suprafeţe tip buzunar cu insule.

Schiţa primită de la client se identifică în familia de piese din figura 8.4, respectiv în

figura 8.5. În cazul în care modelul solicitat de client nu se regăseşte în familia existentă,

atunci se va completa interfaţa cu noul model, dezvoltându-se în consecinţă toate

subprogramele aferente. Menţionăm ca se utilizează conceptul tehnologiei de grup [IVA 10,

GĂV 10].

Fig.8.4 Familie de piese cu suprafeţe de tip buzunar cu insule

Sesiunea de lucru cu sistemul propus începe cu deschiderea primei casete de dialog

(interfaţă utilizator-computer) în care sunt afişate modelele de structuri de suprafeţe tip

buzunar cu insule, avute în vedere la un moment dat (în timp se pot adăuga noi modele),

figura 8.5. Utilizatorul va selecta cu ajutorul mouse-ului din modelele afişate, structura de

suprafeţe dorită (imaginile din figura 8.5 sunt active). Imediat se vor deschide automat

casetele de dialog personalizate corespunzătoare structurilor de suprafeţe selectate.

Fig. 8.5 Interfaţa utilizator-computer[BAC 11]

21



fabricaţiei

PAG.

Astfel, dacă se alege din figura 8.5 al doilea model din rândul de sus, caseta de dialog

specifică ce se deschide automat este prezentată în figura 8.6 (pentru introducerea datelor).

Datele din caseta 8.6 au fost introduse în baza unei schiţe de produs fig. 8.3. Datele din

fig.8.6 sunt cu privire la: lungimea, lăţimea, adâncimea, razele de racordare ale buzunarului

respective insulei si rugozitatea suprafeţei, etc.

În urma prelucrării acestor date cu sistemul program conceput a rezultat modelul 3D

al produsului (figura 8.7).

Sistemul program conceput pentru dezvoltarea integrată a structurilor tip buzunar cu

insule este conform figurii 8.8. Acest sistem asigură atât modelarea 3D a produselor, cât şi

generarea fişierelor CNC.

Fig. 8.6 Dialog utilizator-computer [BAC 11] Fig.8.7 Model 3D

Sistemul program (figura 8.8) conceput aşa cum s-a mai menţionat abordează

pregătirea fabricaţiei din faza CAD. Adică, este vorba de conceptul proiectare pentru

fabricaţie (Design for Manufacture-DFM), [Kal 06, IVA 04], una din laturile ingineriei

simultane.

Integrarea proceselor de concepţie (a produselor, proceselor tehnologice şi a celor

conexe) şi fabricaţie este posibilă prin faptul că acestea sunt gândite în faza CAD. Prin

urmare după introducerea datelor de către utilizator, conform casetelor de dialog

personalizate, matricele cu date specifice generate pot fi utilizate imediat şi pentru rezolvarea

problemelor tehnologice cum ar fi fişierele CNC (figura 8.9).

22



fabricaţiei

PAG.

Fig.8.8 Sistemul program [BAC 11]

Pentru modelul 3D din figura 8.7 (conceput conform figurilor 8.2 şi 8.8), fişierul CNC

generat este prezentat în figura 8.9.

………………………… …………………………………………

Fig.8.9 Fişier CN În figura 8.10 se prezintă un segment al sistemului-program, elaborat de autor în

AutoLISP în vederea generării modelelor 3D în AutoCAD (figura 8.7) şi generării fişierelor

CNC (figura 8.9).

Sistemul preconizat asigură automatizarea pregătirii tehnologice a fabricaţiei având ca

punct de plecare schiţa produsului. Dar sistemul conceput funcţionează în regim de dialog.

Adică, în anumite momente utilizatorul trebuie să transmită sistemului anumite informaţii

precum maşina CNC pe care se doreşte prelucrarea etc. În acest scop, între utilizator şi

computer se va dezvolta un dialog condus prin intermediul unor casete de dialog

personalizate. Modul în care după obţinerea modelului 3D se generează fişierul CNC este

prezentat in teză.

Start sistem

Rulare

program

principal

Modelare 3D

Generare

fişier CNC

Simulare

Stop

Maşinare

23



fabricaţiei

PAG.

Fig. 8.10 Programul VLISP

8.2. Faza CAM

Componenta referitoare direct la problema CAM/CNC este prezentată în figura 8.11

Ideea de bază care stă la baza sistemului este eliminarea paralelismelor între activităţile

aferente concepţiei produselor şi celelalte activităţi referitoare la pregătirea tehnologică a

fabricaţiei. Adică, ideea este de a genera o singură dată informaţia pentru utilizări multiple ale

acesteia.

Acest mod de a privi problema conduce la conceptul bazei de date comună (figura

8.12). Ingineria simultană se bazează fundamental pe acest concept. Implementarea

strategiei ingineriei simultane şi a conceptului tehnologiei de grup în tehnica sistemelor

CAD/CAM atrage după sine imense avantaje..

Dialogul utilizator-computer este necesar deoarece programele CNC au anumite

particularităţi legate de maşinile CNC ce vor fi utilizate în fabricaţie. Astfel, prin acest dialog

utilizator-computer trebuie transmise sistemului date despre tipul maşinii CNC şi date despre

sculele ce vor fi utilizate [BAC 11a].

24



fabricaţiei

PAG.

Fig.8.12 Bază de date comună

Fig.8.11 Componenta CAM/CNC

După proiectare constructivă, urmează proiectare tehnologica, care trebuie astfel

gândită încât să permită integrarea CAD/CAM şi astfel să se asigure automatizarea

dezvoltării produselor.

O prima casetă de dialog din faza CAM, include opţiunea de a trece din faza CAD in

faza CAM, conform fig.8.13

Fig.8.13 Dialog utilizator-computer [BAC 11]

CNC

ca facilitate CAD

Matrice de date

privind

geometria

modelului

CAM/CNC

Sistemul program

Concepţia

produsului Faza CAD

Da

Nu

Dialog utilizator-computer

privind caracteristici ale sistemului tehnologic

Program CNC

Simulare PowrMILL

VR Denford

Maşinare CNC Denford

CNC Victor

Stop

Stop

Baza de datae

comuna

Client

Fisa de

sarcini

CAPP

CAD

CAM

Alte procese

Department

commercial

25



fabricaţiei

PAG.

Cea de-a doua caseta de dialog este cu privire la caracteristicile sistemului tehnologic

utilizat fig.8.14. Avem posibilitatea de a alege tipul maşinii, materialul semifabricatului, tipul

sculei si materialul sculei. Parametri sculei, locaşul, diametru respectiv numărul de dinţi se

vor selecta in funcţie de opţiunile selectate anterior. Parametrii regimului de aşchiere figura

8.15 se vor afişa automat după selectarea butonului ok fig. 8.14. De asemenea utilizatorul

trebuie să precizeze metoda de prelucrare dorită conform fig. 8.16.

Apoi, în anumite momente este oportun ca sistemul să prezinte utilizatorului anumite

date spre validare. O asemenea situaţie apare în cazul parametrilor regimurilor de aşchiere.

Fig.8.14 Caracteristici ale sistemului tehnologic Fig.8.15 Regimul de aşchiere

Desigur, mai sunt şi alte date necesare, transmise prin dialog sau sunt setate direct la

maşină. Convenabil este ca dialogul utilizator-computer să se realizeze prin intermediul

casetelor de dialog personalizate.

Fig.8.16 Metode de prelucrare Fig. 8.17 Alege mediul de simulare

În urma parcurgerii sesiunii de lucru cu sistemul program conceput, după elaborarea

modelului 3D al produsului, este afişat fişierul CNC (figura 8.18). Pentru faza CAM, important

26



fabricaţiei

PAG.

este ca datele din faza CAD să poată fi transferate direct în faza CAM. Cu referire la faza

CAM, autorul a făcut simulări de prelucrare CNC utilizând mediul PowerMill şi sistemul

Denford (figura 8.19, o secvenţă de simulare) pentru piesa din figura 8.7. Desigur, pentru

aceasta, în mediile de simulare, a fost necesar importul modelului 3D al piesei.

În partea a III-a a lucrării este prezentată fabricarea efectivă a aceleiaşi piese pe

centrul de prelucrare CNC Victor Vcenter-55.

Fig. 8.18 Fişierul de conducere numerică şi CNC-ul aferent

Fig. 8.19. Simulare Fig. 8.20. O fază de prelucrare CNC pe Victor Vcenter-

55 şi piesa prelucrată

9. PARTICULARITĂŢI PRIVIND PRELUCRAREA STRUCTURILOR DE

SUPRAFEŢE TIP BUZUNAR CU INSULE PE MAŞINI CU 2 ½ AXE CN

Prezentul capitol continuă rezolvarea problemelor abordate în capitolul anterior,

tratând o problema ce vizează prelucrarea unui model virtual 3D existent, pe un sistem CNC

având 2 ½ axe conduse numeric, modelul nefiind definit numeric. O astfel de situaţie apare,

spre exemplu, atunci când modelul a fost obţinut prin tehnica Reverse Enginnering [IVA 10].

27



fabricaţiei

PAG.

De asemenea cazul prezintă interes si atunci când buzunarele structurii de suprafeţe

au pereţii constituiţi din plane înclinate sau din suprafeţe generate după diverse curbe si

fabricarea are loc pe maşini in 2 ½ axe conduse numeric. In acest caz doua sunt principalele

probleme ce trebuie rezolvate: identificarea entităţilor ce compun o structura de tip buzunar

cu insule; descrierea numerica a respectivei structuri, datele numerice fiind necesare pentru

generarea fişierelor CNC. Identificarea entităţilor acestor structuri de suprafeţe, inclusiv

identificarea numerica, se pot face utilizându-se metoda secţiunilor cu plane orizontale.

Autorul in tratarea acestor probleme a plecat de la o serie de idei dezvoltate in cadrul

catedrei TCM de la Braşov [ DRG 06, MUR 06], idei pe care le-a adaptat obiectivelor

prezentei teze de doctorat.

9.1. Secţionarea structurii de suprafeţe de prelucrat cu plane orizontale

Definirea noţiunilor de buzunar şi insulă

Noţiunile de „insulă” şi „buzunar” se referă la faptul că materialul este îndepărtat de pe

semifabricat – în cazul buzunarului sau rămâne pe piesă – în cazul insulei (figura 9.1) [BAC

09, BAC 11, DRG 06, MUR 06]. Buzunarele ca şi insulele trebuie identificate în vederea

cunoaşterii elementelor ce trebuie prelucrate. Pentru a se ajunge la soluţii prin care să se

poată defini ceea ce în prezenta teză se numesc insule şi buzunare, va trebui să se

secţioneze structura de suprafeţe de prelucrat cu plane orizontale, rezultatul intersecţiei fiind

o mulţime de regiuni, entităţi AutoCAD, entităţi care vor fi transformate în polilinii, figura 9.2

Fig. 9.2 Secţionarea solidului cu plane echidistante.

Fig. 9.1 Piesa cu suprafete de tip buzunar cu insule [BAC 09]

28



fabricaţiei

PAG.

9.2. Etapele necesare şi algoritmul de identificare în cazul secţionării structurii

de suprafeţe cu plane orizontale

Existând o structură de suprafeţe de tip buzunar cu insule, aşa cum s-a menţionat,

trebuie identificate entităţile geometrice (ca regiuni AutoCAD) care sunt insule şi care sunt

buzunare, desigur în scopul prelucrării CNC a produsului. Plecându-se de la lucrările [DRG

06, MUR 06, BAC 08], algoritmul particularizat pentru identificarea, prin secţionare cu plane

paralele, a entităţilor ca regiuni AutoCAD aferente structurilor de suprafeţe tip buzunar cu

insule cuprinde următoarele etape:

1. Prima etapa are in vedere secţionarea structurii de suprafeţe cu un plan orizontal,

in urma secţionării rezultând regiuni de diferite dimensiuni, aferente buzunarelor şi

insulelor.

2. A doua etapa, salvăm informaţiile rezultate in urma secţionării intr-un fişier (date

privind numele regiunilor, respectiv entităţilor, ariile), în ordinea dată de către

AutoCAD.

3. Având in vedere ca fişierul este realizat, după cum s-a descris in etapa de mai

sus, a treia etapa consta in identificare buzunarului/lor si insulei/lor daca este

cazul, asigurându-se următoarele:

a). regiunea cuprinzătoare va avea aria mai mare si va fi buzunar, implicit ea va

avea o regiunea cuprinsă, aceasta la rândul ei poate avea si ea o regiune

cuprinsă desigur va fi mai mare decât regiunea cuprinsă, care este o insula;

b). dacă o regiune se află în interiorul alteia, logic ea va avea aria mai mica, în

cazul în care regiunea este cuprinsă este vorba de insulă, iar daca regiunea

este cuprinzătoare este vorba de un buzunar desigur având aria mai mare

decât aria insulei;

c). se consideră că prima regiune din fişierul in care s-au salvat ariile, regiunea

cea mai mare, care asigură conturul piesei, este buzunar, deci, interiorul ei

se prelucrează, iar regiunea cea mai mica din interiorul buzunarului nu se

prelucrează, astfel rezultând insula.

4. Pentru a identifica tipul de regiune (buzunar sau insulă) am elaborat un sistem de

date extinse unde se vor salva şi apoi procesa informaţiile caracteristice

buzunarelor si insulelor. Legat de mecanismul datelor extinse trebuie sa

menţionăm următoarele. În vederea elaborării algoritmului şi programului aferent

privind analiza regiunilor unei structuri de suprafeţe de tip buzunar cu insule, în

29



fabricaţiei

PAG.

scopul prelucrării acestei structuri, s-a apelat la mecanismul datelor extinse în

AutoCAD/AutoLISP. Datele extinse vor fi caracteristice regiunilor (buzunare sau

insule), considerate entităţi AutoCAD. Aceste date extinse trebuie să permită

identificarea unei entităţi, ca fiind buzunar sau insulă, apoi să permită identificarea

regiunii/ entităţii ce o cuprinde, precum şi identificarea regiunilor/ entităţilor

cuprinse în ea. De asemenea trebuie să se identifice dacă entitatea respectivă

trebuie sau nu prelucrată. Şi atunci se propune o codificare a regiunilor/ entităţilor

dintr-o structură de tip buzunar cu insule prin trei parametri, astfel (figura 9.3a);

5. Identificarea regiunilor se face printr-o instrucţiune de ciclare specifică AutoLISP-

ului („repeat” sau „while”) care comandă o secvenţă-program adecvată acestui

scop. Această secvenţă are rolul de a analiza ce entităţi/ regiuni sunt cuprinse în

fiecare entitate/ regiune din lista iniţială. Această analiză se asigură prin comenzi

specifice AutoCAD (de exemplu „subtract”). Dacă diferenţa (scădere de entităţi

AutoCAD) dintre entitatea curentă şi una dintre celelalte entităţi este o entitate

diferită de entitatea curentă, atunci cea din urmă entitate este inclusă în entitatea

curentă (respectându-se şi cele precizate anterior).

6. În cazul în care regiunea de după se află în regiunea curentă, ei îi vor fi modificate

datele extinse astfel: „ORIG” va lua valoarea numelui dat entităţii curente iar pentru

„INSBUZ” se va folosi convenţia: dacă valoarea „INSBUZ” a originii este 1, atunci

valoarea „INSBUZ” a acesteia va fi 0 şi invers.

7. În cazul în care regiunea de după nu se află în regiunea curentă, valorile din datele

ei extinse nu vor fi modificate.

Ce trebuie identificat şi codificările aferente:

Numele entităţii

analizate,

variabila ”NUENT”

Numele entităţii din care

provine entitatea analizată

la un moment dat,

considerată ca origine pentru

entitatea analizată, variabila

”ORIG”

Dacă entitatea trebuie

prelucrată sau nu,

utilizându-se o codificare binară,

variabila ”INSBUZ”

Codificare prin:

Număr întreg de tipul

1, 2, … ,n

Număr întreg ce se regăseşte

în lista numelor entităţilor,

conform coloanei 1.

Cifra “0” pentru entităţi de

tip insulă şi cifra “1” pentru

entităţi de tip buzunar.

a)

30



fabricaţiei

PAG.

b) c) Fig. 9.3. Identificarea entităţilor

În modul de mai sus se analizează întreaga listă a entităţilor şi astfel se determină

pentru fiecare entitate statutul său, originea şi ce trebuie prelucrat. Această analiză permite

stabilirea semifabricatului, sculelor şi traseului acestora, iar piesa se poate prelucra

utilizându-se o anumită strategie/ metodă de prelucrare. Teza, in extenso, conţine amănunte

legate de aceste probleme.

9.3 Utilizarea conceptului tehnologiei de grup pentru piese cu suprafeţe de tip

buzunar cu insule

În vederea creşterii productivităţii muncii de concepţie, ţintindu-se integrarea

proceselor, avantajos este să se utilizeze conceptul tehnologiei de grup [GAV 10, IVA 10].

Foarte avantajos este pentru automatizarea pregătirii tehnologice a fabricaţiei, ca

pentru piese conţinând structuri de suprafeţe de tip cu buzunar cu insule, să se utilizeze

conceptul tehnologiei de grup. În acest sens, asemenea produse pot fi grupate în familii,

conform figurii 8.4 (s-a mai discutat despre această problemă şi mai sus).

10. CASETE DE DIALOG PERSONALIZATE ŞI PROGRAME ELABORATE ÎN SCOPUL

AUTOMATIZĂRII PREGĂTIRII TEHNOLOGICE A FABRICAŢIEI

10.1 Casete de dialog personalizate concepute

Autorul, în cadrul sistemelor software elaborate, a conceput numeroase casete de

dialog personalizate având menirea de a activa mulţimea programelor/ subprogramelor/

funcţiilor, concepute de asemenea de autor, destinate soluţionării problemelor privind

proiectarea constructivă (modelarea 3D) şi tehnologică (cu focalizare pe generarea fişierelor

CNC). Toate casetele de dialog concepute sunt utilizate după o anumită logică şi reprezintă

de fapt interfaţa dintre utilizator şi computer. Sistemul este activat după ce se deschide prima

caseta de dialog figura 8.5. Casetele de dialog permit particularizarea unui model 3D şi

31



fabricaţiei

PAG.

generarea fişierului CNC. În figurile de mai jos sunt prezentate, ca exemplu, câteva casete

de dialog personalizate concepute de autor.

Dacă se alege din figura 8.5 primul model din rândul de sus, automat se vor deschide

casete de dialog aferente modelului selectat, una dintre ele fiind cea din figura 10.1.

Caseta de dialog din figura 10.1 are rolul de a permite introducerea datelor.

După ce s-au introdus datele se apăsa butonul ok si rezultatul este modelul 3D din

figura 10.2.

Fig. 10.1. Caseta de dialog A introducerea datelor Fig. 10.2. Modelul 3D generat

Dacă se alege din figura 8.5, din primul rând al treilea model, caseta aferenta modelului

selectat este prezentată in figura 10.3. Modelul 3D generat in urma prelucrării datelor

introduse de către utilizator este prezentat in figura 10.4.

Fig. 10.3. Caseta dialog B introducerea datelor Fig. 10.4. Modelul 3D generat

Dacă se alege din figura 8.5, din al doilea rând primul model, caseta aferentă modelului

este prezentată in figura 10.5. Modelul 3D generat in urma prelucrării datelor este prezentat

in figura 10.6.

32



fabricaţiei

PAG.

Fig. 10.5. Caseta de dialog C Fig. 10.6. Modelul 3D generat

O casetă de dialog indispensabilă pentru faza CAD este cu privire la definirea curbelor

generatoare ale buzunarelor respectiv insulelor si este prezentată in figura 10.7.

Fig. 10.7. Definirea generatoarelor

Restul casetelor de dialog din faza CAD pentru modele din fig. 8.5 sunt prezentate in

teză.

Pentru faza CAM s-au utilizat de asemenea casete de dialog personalizate cu privire

la caracteristicile sistemului tehnologic avut in vedere, regimul de aşchiere, metode de

prelucrare si simulare, acestea fiind prezentate mai detaliat in teza.

Pentru modelul 3D din figura 10.2, casetele de dialog personalizate care-i corespund

acestuia sunt prezentate in fig. 10.8.

33



fabricaţiei

PAG.

Fig. 10.8. Caseta de dialog A metode de prelucrare si simularea 3D

Pentru modelul 3D din figura 10.4, casetele de dialog personalizate care-i corespund

acestuia sunt prezentate in fig 10.9.

Fig. 10.9. Caseta de dialog B metode de prelucrare si simularea 3D

Pentru modelul 3D din figura 10.6 casetele de dialog personalizate care-i corespund

acestuia sunt prezentate in fig 10.10.

Fig. 10.10. Caseta de dialog C metode de prelucrare si simularea 3D

In afara casetelor prezentate mai sus sistemul conceput de autor, mai necesita si alte

casete de dialog, dar spaţiul nu ne permite prezentarea tuturora (mai multe detalii in teză).

34



fabricaţiei

PAG.

10.2 Pachete de programe elaborate

Pachetele software elaborate, menite să susţină automatizarea pregătirii tehnologice

a fabricaţiei în cazul produselor conţinând structuri de suprafeţe de tipul buzunarelor cu

insule, respectă schema din figura 10.7.

Schema din figura 10.7 respectă conceptul de integrare a proceselor prin tehnica

sistemelor CAD/CAM, asigurând modelarea 3D a produselor, transferul direct al informaţiilor

din faza CAD spre fazele CAPP/CAM, generarea fişierelor CNC şi simularea/ fabricarea

produselor. Desigur, totul se referă la produse de tipul celor conţinând structuri de suprafeţe

având buzunare cu insule.

Trebuie menţionat faptul că ansamblul de programe elaborat vizează deopotrivă atât

proiectarea produsului cât şi generarea programului CNC pentru fabricarea acestuia.

Programul denumit “piesă”, elaborat în AutoCAD/AutoLisp lucrează cu trei

subprograme având denumirile:

coordonatele buzunarului;

coordonatele insulei (respectiv insulelor daca sunt mai multe);

programul CNC.

Fig. 10.7. Schema sistemului software elaborat

35



fabricaţiei

PAG.

Subprogramele mai sus menţionate asigură generarea modelului 3D al produsului

precum şi programului CNC în vederea fabricării acestuia, figura 10.8.

Fig. 10.8. Generarea modelului 3D şi fişierului CNC

Fişierele CNC, conform figurii 10.5 dacă sunt implementate pe un sistem tehnologic

CNC, permit fabricarea produselor concepute ca mai sus. În partea de aplicaţii practice vor fi

prezentate piese prelucrate în acest fel. În cele ce urmează, în scopul verificării celor

concepute se va recurge la simulări.

10.3. Simularea în PowerMill

Mediul PowerMill a fost prezentat mai detaliat în cadrul tezei.

a) Definirea semifabricatului în PowerMILL (figura 10.9).

b) Definirea sculei – Tools (figura 10.10)

Fig. 10.9. Definirea semifabricatului. Fig. 10.10. Definirea sculei

b) Stabilirea parametrilor de simulare– Feed Rates (figura 10.11)

c) Stabilirea pozitiei sculei – Tool Datum (figura 10.12)

Fig. 10.11. Stabilirea parametrilor de simulare Fig. 10.12. Stabilirea poziţiei sculei

36



fabricaţiei

PAG.

În figura 10.13 este prezentată simularea prelucrării CNC.

Fig. 10.13 Simularea prelucrării piesei

10.4. Simularea Denford

Simularea Denford s-a făcut avându-se în vedere sistemul de frezat CNC Denford/

NovaMill (2½ axe), cu echipament de conducere numerică Fanuc-Japonia), un compresor de

aer şi un calculatorul. Portsculele utilizate permit montarea în broşa maşinii a unor freze de

dimensiuni mici, cu diametrul cuprins între 2 şi 12 mm. Acestea au coadă cilindrică şi se

montează în portsculele cu con ISO prin intermediul unor bucşe elastice. Echipamentul de

conducere numerică este comandat de către calculatorul electronic prin intermediul unui soft

specific - VRMilling.

În figurile 10.14 sunt simulate semifabricatul şi prelucrarea.

a) b) c)

Fig. 10.14. Simulare Denford

11. INTEGRAREA MEDIILOR PERFORMANTE DE PROGRAMARE-PROIECTARE

ÎN INGINERIA FABRICAŢIEI

Aşa cum s-a menţionat anterior, automatizarea pregătirii tehnologice a fabricaţiei

presupune integrarea proceselor aferente ingineriei fabricaţiei, integrare care nu se poate

asigura decât utilizându-se tehnica sistemelor CAD/CAM, îmbunătăţită cu preţiosul concept

al ingineriei simultane. În plus, ingineria modernă a fabricaţiei utilizează mai multe medii de

37



fabricaţiei

PAG.

proiectare-programare în funcţie de sarcinile prevăzute a fi rezolvate. Ideea este de a utiliza

medii informatice avantajoase pentru fiecare problemă specifică, aferentă fazelor de

dezvoltare a produselor. În acest capitol se va prezenta integrarea a două medii extrem de

performante utilizate în ingineria fabricaţiei: mediul Catia şi mediul PowerMill (despre care s-

a mai discutat). În legătură cu această abordare trebuie făcută o remarcă importantă. Mediul

Catia este un mediu deosebit de performant, capabil să răspundă atât fazei de concepţie

constructivă, cât şi fazei de maşinare. Dar, există pentru fabricaţia CNC şi alte medii, care în

anumite direcţii sunt mai performante. Astfel, experienţa industrială a unor firme cu multă

experienţă în ingineria fabricaţiei confirmă faptul că în materie de maşinare, mediul PowerMill

în anumite cazuri, cum au fi matriţele (exemplu tipic de produse cu structuri de buzunare cu

insule), dă rezultate mai bune. În acest sens sunt dezvoltate ideile în cele ce urmează,

prezentându-se un alt pachet de programe ce permite automatizarea pregătirii tehnologice

prin integrarea mediilor Catia şi PowerMill.

Punctul de plecarea este tot schiţa produsului, furnizată de client sau obţinută pe alte

căi (figura 11.1). În baza acestei schiţe se procedează la proiectarea constructivă a

produsului. În faza CAD, pentru dezvoltarea modelului 3D aferent unei piese având o

structură tip buzunar cu două insule s-a utilizat mediul de proiectare CATIA V5 (figura 11.2).

Fig. 11.1 Schema integrării mediilor

38



fabricaţiei

PAG.

11.1. Faza CAD

In faza CAD s-a realizat modelul 3D din figura 11.2, model ce are structuri de

suprafeţe tip buzunar cu insule. Conturul buzunarului respectiv insulei are o inclinare de 15

grade, astfel piesa fiind mai complexa decât piesele prezentate anterior. Exportul de date

către faza CAM s-a realizat prin salvare modelului 3D, conceput in faza CAD. Faza CAM a

constat in importarea modelului, definirea acestuia si a traiectoriilor de prelucrare in vederea

simulării si generării fişierului CNC. Fişierul CNC generat a fost transferat apoi către sistemul

tehnologic pentru fabricarea produsului.

11.2. Faza CAM

Modelul 3D realizat in Catia a fost salvat sub extensia *.igs in vederea exportului într-

un mediu de maşinare, acesta fiind PowerMill. În acest subcapitol ne vom rezuma la

simulare, maşinarea propriu-zisă urmând a fi prezentată în partea a III-a, partea de aplicaţii.

După ce modelul 3D a fost importat în mediul PowerMill, acesta din urmă permite generarea

fişierului CNC, simularea fabricării şi evident maşinarea (prezentată în partea a III-a). În

figura 11.3 se prezintă simularea prelucrării.

In vederea simularii 3D, s-au definit metode si strategii de prelucrare.

Fig 11.2. Modelul 3D al produsului

Fig. 11.3 Simulare

39



fabricaţiei

PAG.

Partea a III – a

APLICAŢII PRACTICE PRIVIND AUTOMATIZAREA

PREGĂTIRII TEHNOLOGICE A FABRICAŢIEI

12. FABRICAREA UNUI PRODUS AVÂND O STRUCTURĂ TIP BUZUNAR

CU O INSULĂ

În cadrul capitolului 8 s-a abordat dezvoltarea de produse alcătuite din structuri de

suprafeţe tip buzunar cu o singură insulă. Tratarea acestui subiect a condus la o serie de

soluţii privind fazele CAD şi CAM/CNC. Subiectul a fost dezvoltat până la simularea

prelucrării CNC a produsului modelat. Soluţiile preconizate în capitolul 8 constituie un sistem

CAD/CAM destinat automatizării pregătirii tehnologice a fabricaţiei pentru piese cu suprafeţe

de tip buzunar cu o singura insula, in vederea fabricării acestora pe maşini conduse

numeric. În capitolul de faţă se prezintă verificarea pe cale experimentală a soluţiilor

propuse, ţinta fiind de data aceasta, nu simularea CNC, ci chiar fabricarea unui produs.

Astfel, vor fi parcurse pas cu pas ceea ce a fost prezentat în capitolul 8, iar în final va fi

prezentat produsul fabricat. După cum s-a menţionat în capitolul 8, autorul a conceput un

sistem software care permite pe de o parte modelarea 3D a produsului, iar pe de altă parte

permite simularea şi fabricarea produsului (figurile 8.2, 8.7 şi 8.19).

În figura 12.1 este prezentat un instantaneu privind prelucrarea piesei pe centrul de

prelucrare CNC Victor Vcenter-55 din cadrul Universităţii Transilvania din Braşov, Catedra

Tehnologia Construcţiilor de Maşini şi piesa reală prelucrată.

a) b)

Fig.12.1. Prelucrarea pe centrul de prelucrare Victor Vcenter-55 şi piesa obţinută

40



fabricaţiei

PAG.

13. FABRICAREA UNUI PRODUS AVÂND O STRUCTURĂ TIP BUZUNAR

CU DOUĂ INSULE

În cadrul capitolelor 9, 10 şi 11 s-a abordat dezvoltarea de produse alcătuite din

structuri de suprafeţe tip buzunar cu o două sau mai multe insule. În cadrul acestor capitole

au fost prezentate soluţii pentru automatizarea pregătirii tehnologice a fabricaţiei prin

dezvoltarea de pachete software de tip CAD/CAM cu focalizare pe ideea pregătirii

tehnologice direct din faza CAD. Ca şi în cazul capitolului 8, în aceste capitole dezvoltarea

problemei a fost făcută până la nivelul simulării CNC. În capitolul de faţă, prin cercetarea

experimentală dezvoltată se ţinteşte verificarea reală, nu în virtual (simulare CNC), a

soluţiilor propuse. Adică verificarea se va produce prin chiar fabricarea, fabricarea reală, a

unui produs conţinând suprafeţe de tip buzunar cu două insule. Ansamblul de programe

elaborat de autor destinat automatizării pregătirii tehnologice a fabricaţiei, aşa cum s-a mai

menţionat, a vizat dezvoltarea de produse până la inclusiv fabricarea acestora, având ca

punct de plecare schiţa produsului agreat de client. Şi în cazul produselor conţinând

suprafeţe de tip buzunar cu două sau mai multe insule, pachetul software elaborat de autor

permite generarea modelului 3D al produsului precum şi generarea automată din faza CAD a

fişierului CNC (figura 10.5). Acest fişier CNC poate fi utilizat pentru simularea prelucrării, dar

şi pentru fabricarea propriu-zisă a produsului. Simularea a fost tratată anterior. În acest

capitol ţinta este fabricarea produsului modelat conform figurii 11.2. După conceperea

modelului 3D în Catia, acesta a fost exportat în mediul PowerMill unde au fost generate

fişierele CNC de degroşare, semifinisare şi finisare (figura 13.1). După generarea fişierelor

CNC, acestea au fost transferate pe centrul de prelucrare vertical Victor Vcenter-55 din

cadrul universităţii Transilvania din Braşov, Catedra Tehnologia Construcţiilor de Maşini în

scopul fabricării produsului.

a) b) c)

Fig. 13.1. Fişiere CNC pentru degroşare, semifinisare şi finisare

41



fabricaţiei

PAG.

În figura 13.2 este prezentat un instantaneu de prelucrare precum şi piesa prelucrată

la final.

a) b)

Fig. 13.2. Fabricarea piesei pe centrul CNC Victor Vcenter-55 şi produsul final

Partea a IV-a

ASPECTE FINALE

14. CONCLUZII, CONTRIBUŢII ŞI VALORIFICARE

14.1. Concluzii generale

Prezenta teză de doctorat este structurată în patru părţi. Prima parte abordează

stadiului actual cu privire la automatizarea pregătirii tehnologice a fabricaţiei. Părţile a doua

şi a treia prezintă contribuţiile autorului privind automatizarea pregătirii tehnologice a

fabricaţiei avându-se în vedere produse ce conţin structuri de suprafeţe de tip buzunar cu

insule. Partea a treia prezintă rezultatele cercetării experimentale, concretizate prin

fabricarea unor produse care confirmă ideile şi soluţiile preconizate în partea a doua. Ultima

parte, a patra, este rezervată concluziilor generale şi precizării contribuţiilor.

În baza studiilor şi cercetărilor dezvoltate în cadrul tezei de doctorat se desprind o

serie de concluzii, după cum urmează.

În condiţiile actuale, automatizarea pregătirii tehnologice a fabricaţiei se impune

cu necesitate, asigurând creşterea calităţii produselor, creşterea productivităţii activităţilor de

concepţie şi micşorarea costurilor.

Problema automatizării pregătirii tehnologice a fabricaţiei trebuie privită în

conexiune cu integrarea activităţilor aferente ingineriei produselor.

42



fabricaţiei

PAG.

Automatizarea pregătirii tehnologice a fabricaţiei trebuie să se bazeze pe

tehnologia conducerii numerice a proceselor tehnologice precum şi pe tehnologia sistemelor

CAD/CAM.

În legătură cu utilizarea sistemelor CAD şi CAM, important este ca între aceste

două faze ale dezvoltării de produse să se asigure un transfer direct şi deci automat al

informaţiilor.

Automatizarea pregătirii tehnologice a fabricaţiei, în condiţiile implementării celor

de mai sus, trebuie să utilizeze instrumente, evident software, care să permită abordarea

aspectelor tehnologice încă din faza CAD. Astfel este posibil ca în faza CAD să se elaboreze

fişierele CNC.

Integrarea proceselor trebuie să se bazeze şi pe integrarea mediilor de proiectare-

programare în scopul eficientizării activităţilor aferente fazelor dezvoltării de produse.

Toate cele de mai sus confirmă necesitatea implementării în dezvoltarea de

produse a conceptului de inginerie simultană, concept de care s-a ţinut seama în teza de

faţă.

14.2. Contribuţii aduse în cadrul tezei

Autorul acestei lucrări consideră că prin rezolvările prezentate au fost aduse şi

contribuţii. În principal, acestea privesc integrarea CAD/CAM ţintindu-se automatizarea

pregătirii tehnologice a fabricaţiei cu luarea în considerare a unor principii de inginerie

simultană. Mai concret, contribuţiile se referă la:

pachet software destinat proiectării constructive a pieselor conţinând structuri de

suprafeţe tip buzunar cu insule;

sistem software pentru generarea automata a fişierelor C.N.C. pentru prelucrarea

pieselor conţinând suprafeţe tip buzunar cu insule;

casete de dialog personalizate ca interfeţe de deservire a programelor concepute

pentru automatizarea pregătirii tehnologice a fabricaţiei;

transmiterea datelor între fazele CAD şi CAM;

integrarea mediilor de programare-proiectare;

sistem CAD/CAM pentru piese conţinând suprafeţe tip buzunar cu insule,

conceput prin integrarea componentelor precizate anterior;

simularea prelucrării CNC în mediul Denford a pieselor conţinând suprafeţe tip

buzunar cu insule;

43



fabricaţiei

PAG.

fabricarea pieselor conţinând suprafeţe tip buzunar cu insule pe un centrul vertical

de prelucrare.

14.3. Valorificarea rezultatelor cercetărilor

Rezultatele cercetărilor prezentei teze de doctorat au fost valorificate după cum

urmează:

a). Lucrări ştiinţifice elaborate:

BACALU M., CRACIUN C., RADU L., TEHNOLOGICAL PROCESSOR FOR

POCKET MILLING, The 2nd International Conference on Computing and Solution in

Manufacturing Engineering – COSME’08, Universitatea Transilvania din Braşov, publicat în

Academic Journal of Manufacturing Engineering (AJME), Supliment Vol. 1, pp. 11 – 17, ISSN

1583-7904, România, 2008.

RADU L., CRACIUN C., BACALU M., TIME SAVINGS IN PRODUCT

DEVELOPMENT THROUGH DMA AND DFE IMPLEMENTATION, The 2nd International

Conference on Computing and Solution in Manufacturing Engineering – COSME’08,

Universitatea Transilvania din Braşov, publicat în Academic Journal of Manufacturing

Engineering (AJME), Supliment Vol. 2, pp. 147 – 149, ISSN 1583-7904, România, 2008.

IVAN N.V., IVAN M.C., BACALU M., PESCARU R., THE TEHNOLOGY

PREPARATION OF MANUFACTURING AS CAD FASCILITY, International conference on

manufacturing science and education-MSE-2011-Sibiu- România, în curs de publicare (s-a

primit acceptul).

IVAN N.V., BACALU M., IVAN M.C., PESCARU R., THE GENERATION OF

CNC FILE IMPORTANT STEP IN THE TECHNOLOGiCAL OF MANUFACTURING

PREPARATION, International conference on manufacturing science and education-MSE-

2011-Sibiu- România, în curs de publicare (s-a primit acceptul).

IVAN N.V., IVAN M.C., BACALU M., PESCARU R., REGARDING

INTEGRATED PRODUCTION DEVELEPMENT, Lucrare selectata de MSE 2011

Concference, in vederea publicării in Revista AJME (Academic Journal of Manufacturing

Engineering).

44



fabricaţiei

PAG.

b). Participări la contracte de cercetare:

participarea la un proiect de cercetare stintifică pentru tineri doctoranzi

CNCSIS cu tema “Automatizarea pregătirii tehnologice a fabricaţiei” 2007;

participarea în programul de cercetare-dezvoltare cu titlul “Reţea de fabricaţie

inovativă (Innovative Manufacturing Network- IMAM)”, Modul – 1, tip proiect CEEX P-CD,

MATNANTECH, Nr. contract 54/ 3.10.2005 (înregistrare la Universitatea Transilvania din

Braşov) şi Nr. contract 41/ 7.10.2005-2008 (înregistrare la MEdC), coordonator Partener

Universitatea Transilvania din Braşov prof. N. V. Ivan, coordonare generală Universitatea

Tehnică din Cluj-Napoca, prof. P. Berce;

participarea la contractul de cercetare stinţifică cu titlul: “Platformă pentru

dezvoltări tehnologice inovative (PLADETINO)”, Contract nr. 13 / 2006 – 2008, cod CNCSIS

78, director proiect: prof. dr. ing. Nicolae – Valentin IVAN;

participarea în programul de cercetare-dezvoltare cu titlul “Sisteme expert de

optimizare a proceselor tehnologice (ESOP-Expert System for Optimisation of Technological

Processes), tip proiect Proiect complex (PC)/PN II, Programul 4-Parteneriate in domeniile

prioritare; Nr. contract: 71-133 /18.09.2007-2010, coordonator Partener Universitatea

Transilvania din Braşov prof. N. V. Ivan, coordonare generală Universitatea Tehnică din Cluj-

Napoca, prof. P. Berce;

Bibliografie Selectivă

[ALB 73] ALBU, A., GRUIŢĂ, D., JEICAN, C., MORAR, L, Programarea asistată de

calculator a maşinilor-unelte. Editura Tehnică, Bucureşti 1973.

[ANL96] ANLAGAN, O., Articol internet: ME445- Integrated manufacturing –group

technology

http://www.me.metu.edu.tr/me445/LectureNotes/chapter5/445chptr5.doc,

1996, Accesat: 11/ 2004

[BAC 08] BACALU, M., CRACIUN, C., RADU, L., TEHNOLOGICAL PROCESSOR

FOR POCKET MILLING, The 2nd International Conference on Computing

and Solution in Manufacturing Engineering – COSME’08, Universitatea

Transilvania din Braşov, publicat în Academic Journal of Manufacturing

Engineering (AJME), Supliment Vol. 1, pp. 11 – 17, ISSN 1583-7904,

România, 2008

[BAC 08a] RADU L., CRACIUN C., BACALU M., TIME SAVINGS IN PRODUCT

http://www.me.metu.edu.tr/me445/LectureNotes/chapter5/445chptr5.doc

45



fabricaţiei

PAG.

DEVELOPMENT THROUGH DMA AND DFE IMPLEMENTATION, The 2nd

International Conference on Computing and Solution in Manufacturing

Engineering – COSME’08, Universitatea Transilvania din Braşov, publicat în

Academic Journal of Manufacturing Engineering (AJME), Supliment Vol. 2,

pp. 147 – 149, ISSN 1583-7904, România, 2008.

[BAC 08b] BACALU, M., Elaborarea unui procesor tehnologic dedicat pieselor

conţinând suprafeţe de tip buzunar, Referatul nr.2 al tezei de doctorat,

Universitatea „Transilvania” din Braşov, 2008

[BAC 09] BACALU, M., Elaborarea unui sistem de generare automata a fişierelor CNC

pentru prelucrarea pieselor conţinând suprafeţe de tip buzunar, Referatul nr.2

al tezei de doctorat, Universitatea „Transilvania” din Brasov, 2009

[BAC 11] IVAN N.V., IVAN M.C., BACALU M., PESCARU R., THE TEHNOLOGY

PREPARATION OF MANUFACTURING AS CAD FASCILITY, International

conference on manufacturing science and education-MSE-2011-Sibiu-

România

[BAC 11a] IVAN N.V., BACALU M., IVAN M.C., PESCARU R., THE GENERATION

OF CNC FILE IMPORTANT STEP IN THE TECHNOLOGiCAL OF

MANUFACTURING PREPARATION, International conference on

manufacturing science and education-MSE-2011-Sibiu- România

[BAC 11b] IVAN N.V., IVAN M.C., BACALU M., PESCARU R., REGARDING

INTEGRATED PRODUCTION DEVELEPMENT, MSE 2011 Conference,

Revista AJME

[BAL 87] BALTAG, V., DAVIDOVICIU, A., Cercetare şi proiectare asistată de

calculator în industria construcţiilor de maşini, electrotehnică şi electronică.

Editura Academiei Române, Bucureşti, 1987

[BAL 78] BALAURE, E., Sisteme şi echipamente de conducere numerică. Edit.

Tehnică, Bucureşti 1978.

[BÂL 01] BÂLC, N., Tehnologii neconvenţionale. Editura Dacia, Cluj-Napoca, 2001.

[BÂL 06] BÂLC, N., GYENGE, CS., BERCE, P., Proiectare pentru fabricaţia

competitivă. Teorie, aplicaţii şi studii de caz. Editura Alma Mater, Cluj-

Napoca, 2006.

[BER 00] BERCE, P., BÂLC, N., ş.a., Fabricarea rapidă a prototipurilor. Edit. Tehnică,

Bucureşti, 2000.

46



fabricaţiei

PAG.

[BUL 96] BULLINGER, H. J., WARSCHAT, J., Concurrent Simultaneous Engineering

Systems, the Way to Successful Product Development. Springer, London,

1996.

[CAL 88] CĂLIN, S., Conducerea adaptivă şi flexibilă a proceselor industriale. Edit.

Tehnică, Bucureşti, 1988

[COU 91] COUWENBERGH, J. P., L’indispensable pour la CAO. La conception

assistée par ordinateur. Marabout, Alleur (Belgique), 1991.

[DRG 06] DRĂGOI, M. V., Optimization of Curves Approximation in Order to Process

Complex Surfaces by Milling on 2 ½ Axes CNC Machine Tools. Buletinul

Institutului Politehnic din Iaşi, Tomul LII (LVI) Fasc. 5B, Secţia Construcţii de

maşini, p. 665-670, 2006, ISSN 1011-2855.

[DRG 96] DRGOI, M. V., OANCEA, GHE., BRUDA, F., Grafică asistată de calculator,

modelare 3D în AutoCAD. Editura Universităţii Transilvania din Brasov, 1996

[DRG 96a] DRĂGOI, M. V., LANCEA C., „Consideraţii asupra modului de generare,

asistată de calculator, a fişierelor de comenzi la prelucrări prin frezare pe

M.U.C.N. , folosind freze cu cap sferic”. Buletinul sesiunii de comunicări

ştiinţifice al Institutului de Cercetare-dezvoltare al Armatei, p. 374-379,

Bucureşti, 1996.

[DRG 99] DRĂGOI M. V., Conducerea numerică asistată de calculator a proceselor

de prelucrare prin frezare. Teză de doctorat, Universitatea Transilvania din

Braşov, 1999, cond. ştiinţific Prof. N.V. Ivan.

[GAR 91] GARDAN, Y., La CFAO introduction, techniques, et mise en œuvre. Edit.

Hermes, Paris, 1991.

[GAV 10] GĂVRUŞ, CR., IVAN, M. C., IVAN, N. V., Recent Researches in Mechanics,

Transportation & Culture, 6th WSEAS International Conference on Applied

and Theoretical Mechanics (MECHANICS'10), pp. 95-100, Vouliagmeni,

Athens, Grece, 2010

[ICR 02] IVAN, Cristina, Utilizarea conceptului de inginerie simultană în producţia

industrială de tractoare agricole. Universitatea Transilvania din Braşov, 2002.

[IVA 92] IVAN, N. V., Programul Modeller – modelarea matematică a datelor.

Universitatea Transilvania din Braşov, 1992

[IVA 01] IVAN, N.V., Sisteme CAD/CAM, algoritmi şi programe CAD-T, Editura

Didactică şi Pedagogică, Bucureşti, 2001, I.S.B.N. 973-30-2760-x

47



fabricaţiei

PAG.

[IVA 02] IVAN, N.V., DRĂGOI, M., ş.a., Sisteme CAPP sisteme CAD/CAM şi

optimizări tehnologice, aplicaţii în construcţia de maşini, Universitatea

„Transilvania” din Braşov, 2002

[IVA 02b] IVAN, M, C., Grafică industrială asistată de calculator. Procesoare CAD

pentru proiectarea de reper şi ansamblu, Universitatea Transilvania din

Braşov, 2002, ISBN 973-9474-29-2

[IVA 04] IVAN, N. V., Berce, P., Drăgoi, M. V., Oancea, GH., Ivan, M. C., Bâlc, N.,

Lancea, C., Udroiu, R., Vasiloni, M., Mihali, M., Ivan, C. (2004), Sisteme

CAD/CAPP/CAM Teorie şi practică. Editura Tehnică, ISBN 973-31-1530-4,

Bucureşti

[IVA 10] IVAN, N. V., PAUNESCU, T., UDROIU, R., IVAN, M. C., GAVRUS, C.,

PESCARU, R., volumul 1 Teorie si Abordari Inovative, Editura universitatea „

Transilvania” Braşov 2010, ISBN 978-973-598-759-6

[IVN 07] IVAN, M. C., CHICOS, L. A., GAVRUS, C., Conceptul de entitate constructiv-

tehnologica, Editura Universitaţii Transilvania, 2007, Braşov.

[IVN 09a] IVAN, M. C., Regarding Innovative Product Development. Proceedings of the

Seventh International Conference on Challenges in Higher Education and

Research in the 21st Century, Sozopol, Bulgaria, 2-5 June 2009, ISBN 978-

954-580-268-3, V. 7, pp. 390-394, edited by L. Dimitrov, T. Tashev, R.

Deliyski, published by Heron Press Ltd., Sofia 2009.

[KAL 01] Kalpakjian, S., Schmid, R., Articol internet: Manufacturing Engineering and

Technology, Chapter 39- Computer Integrated Manufacturing Systems,

Prentice Hall, New Jersey, 2001,

http://www.nd.edu/~manufact/ch39/sld008.htm, Accesat: 05/2005

[KAL 01a] KALPAKJIAN, S., SCHMID,R., Manufacturing Engineering and Technology,

4th ed. Pearson Prentice Hall, New Jersey, 2001.

[KAL 06] KALPAKJIAN, S., SCHMID,R., Manufacturing Engineering and Technology,

5th ed. Pearson Prentice Hall, New Jersey, 2006.

[LAN 03] LANCEA, C., Prelucrarea prin frezare a suprafeţelor 3D pe MUCN-uri. Teză

de doctorat, Universitatea Transilvania din Braşov, 2003, cond. ştiinţific Prof.

N. V. Ivan.

[LAN 05] LANCEA, C., Concepţie şi fabricaţie asistate de calculator, Editura

Universităţii “Transilvania” din Braşov, 2005, ISBN 973-635-442-3

http://www.nd.edu/~manufact/ch39/sld008.htm

48



fabricaţiei

PAG.

[LEA 86] LEATHAM, J. B., Introduction to numerical control, Pitman, London, 1986

[LEE 99] LEE, K., Principles of CAD/CAM/CAE Systems.Addison Wesley Longman,

Inc., U.S.A., 1999, ISBN 0-201-38036-6

[MUR 06] MURĂŞAN, P. C., DRĂGOI, M. V., Horizontal Planes Strategy to Process

Complex Surfaces by Milling on 2 ½ CNC Machine Tools. Buletinul

Institutului Politehnic din Iaşi Tomul LII (LVI) Fasc. 5B, Secţia Construcţii de

maşini, p. 727-732, 2006, ISSN 1011-2855.

[MUR 68] MURPHY, J. S., Iniţiere în calculatoare numerice (traducere din limba

engleză). Editura Tehnică, Bucureşti, 1968.

[OAN 96] OANCEA, Ghe., BRUDA F., DRĂGOI, M.,V., Grafică tehnologică asistată de

calculator. Parametrizarea desenelor în AutoCAD utilizând AutoLISP,

Universitatea Transilvania din Braşov, 1996,

REZUMAT

După cum este cunoscut, una din condiţiile de baza pentru ca o societate comercială

sa aibă succes de piaţa este ieşirea cât mai rapidă cu produse de calitate şi la preţuri

agreate de clienţi, socotindu-se timpul din momentul în care s-a sesizat căutarea

respectivelor produse. În scopul asigurării celor de mai sus, teza de doctorat cu titlul

”Automatizarea pregătirii tehnologice a fabricaţiei” abordează o problemă foarte importantă

pentru domeniul inginerei fabricaţiei, propunându-şi ca obiectiv principal dezvoltarea unui

sistem care sa permită automatizarea pregătirii tehnologice a fabricaţiei in conexiune cu

proiectarea constructiva, ţintindu-se produse conţinând structuri de suprafeţe de tip buzunar

cu insule.

ABSTRACT

As it’s known, one of the basic conditions for a commercial society to succeed on the

market is a quick exiting with quality products and customer agreed prices, considering the

time when there was a search noticed for those products. In order to ensure the idea from

above, PhD thesis titled "Automatisation of preparation for technological manufacturing",

addresses a very important problem for the domain of manufacturing engineering, aiming as

a main objective the development of a system that allows technological preparation of

manufacturing in connection with the constructive design, targeting the products containing

structures of pocket surface type with islands.

49



fabricaţiei

PAG.

Curriculum vitae

BACALU MARIUS GABRIEL

Adresa: Bl. Alexandru Vlahută, nr.52, Bl.141, Sc.C, Ap.14, Braşov

Mobil: 0741959345

Starea civila: necăsătorit

Email: [email protected]

Educaţie si formare

- 2001-2006 Inginer;

Specializarea :Tehnologia Construcţiilor de Maşini, Universitatea “Transilvania”,

Facultatea de Inginerie Tehnologică si Management Industrial “Braşov”.

- 2006-2007 Master;

Specializarea: Inginerie Tehnologică Asistată de Calculator,Universitatea

“Transilvania”, Facultatea de Inginerie Tehnologică si Management Industrial “Braşov”.

- 2006-2011 Doctorand;

Domeniul: Inginerie Industrială, tema “Automatizarea Pregătirii Tehnologice a

Fabricaţiei”,Universitatea “Transilvania”, Facultatea de Inginerie Tehnologică si

Management Industrial “Braşov”.

Experienţă profesională

- 2003 Student practicant la Firma Rolem departament: Calitate;

- 2004 Student practicant la firma Roman;

- 2005-2009 Proiectare construcţii civile (instalaţii termice, electrice, sanitare), Firma

ESHIEL;

- 2006-2009 Doctorand cu frecvență Univ. “Transilvania” Braşov catedra TCM;

-Participarea la conferinţa internaţională “Cosme si MSE” cu cinci lucrări.

Aptitudini

Limbi străine: Engleză: mediu;

Italiană: mediu;

Maghiară: mediu;

Germană: începător.

Calculatoare

- AutoCAD 2010, Programare CNC, PowerMill , Office XP - nivel avansat;

- CATIA V5 R17, Proeenginer(Wildfire2) - începător.

50



fabricaţiei

PAG.

Curriculum vitae

BACALU MARIUS GABRIEL Address: Bl. Alexandru Vlahuta, nr.52, Bl.141, Sc.C, Ap.14, Brasov

Mobile: 0741959345

Marital status: unmarried

Email: [email protected]

Education and training

- 2001-2006 Engineer;

Specialization : Manufacturing Engineering Department, “Transilvania” University, Faculty of

Technological Engineering and Industrial Management "Brasov".

- 2006-2007 Master;

Specialization: Technological Engineering Aided by Computer, ’’Transilvania” University,

Faculty of Technological Engineering and Industrial Management "Brasov".

- 2006-2009 PhD;

Domain: Industrial Engineering, theme “The Technology Preparation of Manufacturing

Automation”, “Transilvania” University, Faculty of Technological Engineering and Industrial

Management "Brasov".

Professional experience

- 2003 Student Practitioner the Rolem Company to quality department;

- 2004 Student Practitioner the Roman Company;

- 2005-2009 Civil Construction Design (installations heating, electrical, plumbing), ESHIEL

company;

- 2006-2009 PhD with frequency Transylvania University, Faculty of Technology

Engineering "Brasov" TCM department;

- Participation in international conference "Cosme and MSE”, with five works.

Skills

Languages foreign : English: average ;

Italian: average;

Hungarian: average;

German: beginner.

Computers

- AutoCAD 2010, programming CNC, PowerMill , Office XP - level advanced;

- CATIA V5 R17, Proeenginer(Wildfire2) - average.

Universitatea TRANSILVANIA din Braşov Facultatea de Inginerie ...

Documents

Transcript of Universitatea TRANSILVANIA din Braşov Facultatea de Inginerie ...