Uma Metodologia Para Integração Uma Metodologia Para Integração CAD/CAPP/CAM Voltada Para Manufatura CAD/CAPP/CAM Voltada Para Manufatura

Remota de Peças Rotacionais Via WebRemota de Peças Rotacionais Via Web

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Alberto J. ÁlvaresJoão Carlos Espíndola Ferreira

GRACO - Grupo de Automação e Controle -UnBGRIMA – Grupo de Manufatura Integrada - UFSC

alvares@AlvaresTech.com 19/05/2003

GRACOGRIMA

1. Introdução

2. Revisão de Literatura1. METODOLOGIAS E SISTEMAS CAD/CAPP/CAM VIA WEB

2. SISTEMAS CAD/CAPP/CAM CONVENCIONAIS

3. SÍNTESE DOS PRINCIPAIS TÓPICOS ASSOCIADOS

3. Proposta de Metodologia para Integração CAD/CAPP/CAM Via Internet1. ARQUITETURA MULTIAGENTE

2. MODELAGEM IDEF0/IDEF1X

4. Conclusão

Sumário

WebMachining

Introduçãohttp://AlvaresTech.com

OBJETIVO• Proposição de uma nova metodologia de integração

CAD/CAPP/CAM voltada para manufatura remota de peças rotacionais, centrada em rede e globalizada:– utilizando a Internet: protocolos associados à Web, com

aplicação e domínio de ferramentas relacionadas à Internet, – disponibilização das funções CAD/CAPP/CAM Via Web, – usuário remoto: modelagem de uma peça rotacional

baseada em features, geração do planejamento do processo com alternativas e fabricação da peça em um torno CNC.

Revisão Literaturahttp://AlvaresTech.com

Metodologias e Sistemas CAD/CAPP/CAM Baseados na Web

• Integração entre as etapas do ciclo produtivo visando redução de custos e tempos de produção.

• A modelagem do produto é o ponto central para a promoção de tal integração.

• Abordagem baseada em features. • CAD/CAPP/CAM cooperativos e correlatos,

centrados em rede e distribuídos. – Cybercut, NetFeature e WebSpiff.

Revisão Literatura http://AlvaresTech.com

WebCad3D e CyberCut • Software de CAD: Java applets via páginas web, baseado no conceito de

Destructive Solid Geometry (DSG).• Um CAPP que acessa uma base de conhecimento contendo informações sobre

ferramentas e fixações.• Uma fresadora CNC de arquitetura aberta.

Applet –WebCad2000/CyberCut GRACOGRIMA

Revisão Literatura http://AlvaresTech.com

CAD/CAPP/CAM• SHUNMUGAM et al. (2002):

– poucos sistemas CAPP levam em consideração aspectos de otimização da seqüência das operações ou sugerem seqüências alternativas de operações ou planos de processo.

• ERICKSON (1988) revisou mais de 127 sistemas CAPP e projetos associados:

– incompatibilidade nos softwares, no hardware e nas diferentes representações de produto, recursos e planos de processo inibiram o desenvolvimento de um sistema integrado de propósito geral.

– O autor sugere que os futuros sistemas CAPP deverão ser modulares, fáceis de integrar, amigáveis e de fácil manutenção.

Revisão Literatura http://AlvaresTech.com

CAD/CAPP/CAM

• CAY e CHASSAPIS (1997): – fazem um levantamento do estado da arte associado ao CAPP

e concluem que sistemas de engenharia distribuídos baseados em agentes irão permitir a integração das atividades de desenvolvimento de produto de forma concorrente.

– Destacam a falta de boas metodologias para desenvolvimento de sistemas de engenharia concorrente que incluam planejamento de processo.

– Sugerem que as metodologias IDEF (Integration Definition for Function Modeling) devem ser utilizadas para descrever os modelos das atividades de produção.

Síntese da Revisão de Literatura

Revisão Literatura http://AlvaresTech.com

• modelagem utilizando a tecnologia de Features no lado do cliente (CAD by features);

• arquitetura baseada em sistemas multiagentes (MAS):– utilização de técnicas de representação do conhecimento

como sistemas especialistas (JATLite com Clips, FuzzyClips ou Jess);

– métodos para CAPP; – geração de planos de processo não lineares.

• sistemas distribuídos e arquitetura cliente/servidor; • redes de computadores baseados no protocolo TCP/IP

em conjunto com HTTP; • programação utilizando as linguagens de programação

Java e C++;

Síntese da Revisão de Literatura

Revisão Literaturahttp://AlvaresTech.com

• utilização do sistema operacional Linux; • um adequado balanceamento entre a funcionalidade do

cliente e a largura de banda disponível na Rede Internet;

• base de dados relacional para compartilhamento de informações (máquinas, ferramentas, dispositivos de fixação, bibliotecas de features, etc): MySQL;

• projeto baseado em Features de projeto/forma (operações de torneamento) e usinagem (operações de fresamento e furação);

• modelagem de sólidos utilizando o kernel ACIS no lado do servidor e visualização de sólidos por VRML no lado cliente: http://einstein.grucon.ufsc.br/acis1/

Metodologia Projeto por Features: Síntese por Features de Projeto

• O usuário interage com o Modelador de Features e constrói o Modelo de Features (ISO10303-48: Features de Forma e ISO10303-224:

Definição de Produto para Planejamento de Processo):– instanciação de features disponibilizadas pela biblioteca de Features.

– Modelador Geométrico cria o Modelo Geométrico da peça a partir do Modelo de Features.

ModeladorPor

Features

MODELADORGEOMÉTRICO

BIBLIOTECADE

FEATURES

MODELO DEFEATURES

MODELOGEOMÉTRICO

USUÁRIO

PROCEDIMENTO DE DEFINIÇÃO GEOMÉTRICA

Metodologia http://AlvaresTech.com

Arquitetura Multiagentes• Agentes trabalhando cooperativamente e de forma distribuída na

resolução dos diversos problemas associados à integração CAD/CAPP/CAM em um contexto de uma comunidade de agentes de manufatura (MAC).

• Arquitetura MAC é estratificada em três níveis: – no nível superior reside um grupo de Agentes de Projeto, os quais atuam

como ferramentas CAD e também permite aos usuários que se conectem aos níveis inferiores.

– O nível intermediário consiste de Agentes de Planejamento. Este grupo de agentes interpreta as definições de projeto, modelagem por features/ geométrica, realizada pelo usuário, e determina como fabricar a peça.

– no nível inferior o Agente de Fabricação selecionado é responsável pela fabricação da peça

• É utilizado uma interface transparente entre o projeto, planejamento e fabricação.

Metodologia http://AlvaresTech.com

Arquitetura Multiagentes

AGENTE DE PROJETO

AGENTE DE PLANEJAMENTO

AGENTE DE FABRICAÇÃO

PEÇA

USUÁRIO

ESCOLHAS DO PROJETO

INSTRUÇÕES FABRICAÇÃO

OPÇÕES DE PROJETO

CAPABILIDADE

Arquitetura Multiagentes MAC - KQMLTroca de mensagens utilizando KQML

AgenteA AgenteB

(ask-all : sender AgenteA (tell :sender AgentB

:receiver AgentB :receiver AgenteB

:in-reply-to id0 :in-reply-to id1

:reply-with id1 :reply-with id2

:language Prolog :language Prolog

:ontology: Features-cilíndrica_interna :ontology: Features-cilíndrica_interna

:content ``Feature-cilíndrica_interna (X,L)``):content "[Feature-cilíndrica_interna

(30,40),

  Feature-cilíndrica_interna (76,10)]")

Modelagem IDEF0: CAD/CAPP/CAM

Modelagem IDEF0: CAD/CAPP/CAM - WebMachining

Modelagem IDEF0 – CAD by Features: WebCADFeatures

Taxonomia de Features – CAM-I GRACOGRIMA

Taxonomia de Features – CAM-IGRACOGRIMA

Metodologia http://AlvaresTech.com

GUI – Projeto por Features

GUI

SISTEMA BASEADO EM FEATURES

KERNEL ACIS, CONVERSÃO .SAT => .VRML, .JPG, .GIF

INTERFACE GRÁFICA JAVA 2D E VISUALIZAÇÃO

VISUALIZAÇÃO JAVA 3D

VISUALIZAÇÃO VRML – MODELO 3D ACIS

VISUALIZAÇÃO VÍDEOS/IMAGEMS CHÃO DE FÁBRICA

SOCKETS TCP/IP E APPLETS JAVA

BROWSER: NETSCAPE, PLUGINS JAVA E VRML

CAD BY FEATURES: VISUALIZAÇÃO EIXO ACIS-VRML

Modelagem IDEF0 – CAPP: WebCAPP

Modelagem IDEF0 – CAM: WebTurning

Modelagem IDEF1X – Modelo Conceitual

Modelagem IDEF1X – Modelo Físico - MySQL

CONCLUSÃO http://WebMachining.AlvaresTech.com

• A metodologia proposta utiliza a tecnologia de Redes/Internet para oferecer um novo paradigma para o desenvolvimento dos futuros ambientes integrados CAD/CAPP/CAM.

• Estes ambientes serão globais, centrados em rede e espacialmente distribuídos, tendo como GUI com o sistema CAD/CAPP/CAM navegadores baseados na Web

• Contribuições: desenvolvimento de sistemas de telemanufatura baseado na Web, integrando atividades de projeto, planejamento de processos e de manufatura através da modelagem por features e utilizando os protocolos TCP/IP.

• O sistema é inédito no que concerne à abordagem de projeto por síntese de features, no processo de fabricação utilizado e nos métodos de geração de planos de processos não lineares.

• Inova na incorporação de funcionalidades associada à teleoperação via Web da máquina-ferramenta CNC permitindo a integração CAD/CAPP/CAM no chão-de-fábrica/laboratório remoto.

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