اخبار فرش ماشینی

فرآیند مهندسي معكوس در ساخت قطعات ماشین آلات فرش ماشینی

ساخت قطعات صنعتی جدید از روی قطعات خراب شده

قاسم حیدری ، فوق لیسانس تکنولوژی نساجی از دانشگاه امیرکبیر

در کارخانجات صنعتی، سوای از خرابی های اجزای یک سیستم، پیری و اتمام عمر بعضی از اجزا و مکانیزیمهای یک سیستم زودتر از پیری و اتمام عمر کل سیستم ماشین آلات صنعتی بوقوع می پیوندد.

نوسازی و جایگزینی سیستم و ماشین آلات جدید مستلزم صرف هزینه های سنگینی می باشد. لذا اغلب تولید کنندگان سعی به تمدید عمر اجزای سیستم ها می کنند. بارها پیش آمده که قطعه خرابی را به تراشکار داده باشیم تا از روی آن قطعه جدیدی بسازد.

فرش ماشینی خوب تبلیغات

بعضا قطعه جدید، کپی برابر اصل نبوده و طول عمر قطعه جدید خیلی کمتر از قطعه اصلی خراب شده است. در بعضی از موارد نیز، در صورت افزایش استحکام غیر اصولی قطعه خراب شده، امکان صدمه دیدن سایر اجزای مهمتر و حساستر با قیمت بالا نیز وجود دارد. علاوه بر این، تراشکار هزینه ساخت آن را با بهترین مواد پیشنهاد می دهد که هزینه بسیار بالایی را در پی دارد. این عدم تناسب بین هزینه ساخت و کیفیت و استحکام قطعه سازی، ریشه در عدم آگاهی از فرآیند صحیح مهندسی معکوس دارد. در اين مقاله، الگوريتمي به منظور ساخت قطعات مكانيكي بصورت صحیح و دقیق و درصورت نیاز، بهبود و بهسازي آن ارائه شده است.

چالش های پیش رو در ساخت قطعه جدید از روی قطعه خراب شده:

۱- عدم دسترسی و روشن بودن داده هاي فني اصلي، شامل نقشه هاي مهندسي و نوع مواد و معيارهاي طراحي در آن ها.

۲- انجام آناليزهاي شكست و خستگی و تنش، ارتعاش، كمانش و مباحثي از جمله خوردگي، تنش هاي پسماند، شبيه سازي بارهاي وارده، آناليز ترك ناشي از خستگي و برآورد عمر واقعي.

۳- مواد و فناوري ها و فرايندهاي توليد.
پیشرفت چشمگیر اخیر در نرم افزارهای طراحی و آنالیز و همچنین در مواد و فرآیندهای ساخت، این امکان را به ما می دهد که حتی قطعات بهینه تری نسبت به قطعات قدیمی بسازیم.

در شکل زیر چرخ دنده انتقال حرکت موتور به چرخ دنده حلقه ای سیلندر اصلی کاردینگ Thibeauخط ریسندگی الیاف بلند پلی استر که پس از ساخت مکرر خراب شده است:

مهندسی-معکوس

۱- الگوريتم فرآيند
فرآیند ساخت و بهینه سازی قطعات طی ۳ مرحله انجام می شود: مهندسي معكوس، مهندسي مجدد و نمونه سازي سريع كه هر مرحله اجمالاً توضیح داده مي شود.

۱-۱- مهندسي معكوس
مهندسي معكوس فرآيند خلق مجدد يك طراحي، بوسيله تجزيه و تحليل يك محصول نهايي و يا فرآيند توليد يك قطعه موجود بدون كمك گرفتن از نقشه ها و مستندات يا مدل هاي كامپيوتري است. به طور كلي، مهندسي معكوس، فناوري براي تبديل ابعاد هندسي نمونه به فايل ديجيتالي براي دوباره ساختن مدل هندسي قطعه است.

دقت مدل دوباره ساخته شده به درجه دقت فرآيند ديجيتالي كردن نمونه بستگي دارد. در مهندسي معكوس يك مدل از توده نقاط نمونه برداري شده متراكم (ابر نقاط) از ابتدا ساخته ميشود و نقاط در تراكم بالا نمونه برداري ميگردد تا محصول دقيق از نو ساخته شود. لازم به تاكيد است كه خروجي اين فرآيند مهندسي معكوس، مدل سه بعدي به صورت پارامتري بيان CAD ديجيتالي، كه در محيط شده است، مي باشد.

۱- اسكن سه بعدي قطعه

۲- تشكيل ابر نقاط و مدل سطوح قطعه مورد نظر

۳- تشكيل مدل سطوح قطعه مورد نظر

۴- استخراج اجزاي هندسي و ساخت مدل CAD سه بعدي در محيط

۱-۲- فرايند مهندسي مجدد قطعه مورد نظر
مهندسي مجدد، يك فرآيند براي بهينه سازي و توليد مجدد قطعاتي است كه اغلب براي بهبود طراحي قبلي و يا به منظور بهينه سازي طرح موجود از لحاظ عملكرد، ساختار مواد، يا كل هزينه ساخت انجام مي شود.

براي انجام اين محاسبات، معمولاً مدل سه بعدي پارامتري نمونه مورد نظر به عنوان ورودي انتخاب شده و با استفاده از نرم افزارهاي مهندسي، آناليزهاي طراحي از جمله ، حساسيتهاي نمونه آشكار مي شود. تجهيزات شبيه سازي و مدل سازي كامپيوتري از قبيل شبيه سازيهاي ديناميكي، آناليز المان محدود و روش هاي پيش بيني شكست و خستگي براي شبيه سازي رفتار شكست و خستگي قطعات مي توانند بكار گرفته شوند.

نتايج شبيه سازي روي هندسه قطعه و مواد براي دستيابي به كارايي بهتر با حداقل هزينه (يا دستيابي به حداقل وزن قطعه كه در اكثر شرايط عامل تعيين كننده مي باشد) صورت مي پذيرد. بر اين اساس، انتخاب مواد و بهسازي شكل و هندسه نمونه انجام مي شود. در انتخاب مواد به ارزاني، در دسترس بودن و خواص مهم ماده از جمله استحكام مكانيكي، صلابت، چقرمگي و استحكام در مقابل خوردگي بايد توجه ويژه داشت.

در طراحي شكل و هندسه، قيدهاي قطعه از جمله محل هاي نصب و اتصالات ثابت مي ماند تا از نظر مونتاژ مشكلي ايجاد نشود. نهايتاً مدل بدست آمده در فضاي مجازي، در مجموعه نصب شده و كارايي آن از نظر عدم تداخل با ساير قطعات، خصوصاً براي قطعات متحرك آزمايش مي شود. در فرآيند مهندسي مجدد، طراحي با نگاه فراگير به فرآيند توليد اقتصادي انجام مي شود. در نهايت، مدل بهبود يافته به صورت نقشه هاي دو بيان مي شود.

۱- محاسبات تنش و استحكام، استقامت در برابر بارهاي وارده را داشته و تجزيه و تحليل ساختاري و قابليت اطمينان و محاسبات تنش، كرنش و تغيير شكل

۲- قابلت ساخت از نظر هزينه و زمان مقرون به صرفه بودن و شبيه سازي روش ساخت آن

۳- بهينه سازي شكل و هندسه

۴- شبيه سازي و محاسبات استحكام و عمر و محاسبات ديناميكي از جمله آناليز شكست و خستگي

۵- استخراج اجزای هندسی و ساخت مدل سه بعدی در محیط CAD

– انتخاب مواد مورد نظر
جهت تعيين تركيب شيميايي برحسب درصد وزني عناصر و استاندارد ماده مورد نظر، آزمون كوانتومتري صورت می پذيرد؛ تا با بدست آوردن نزديك ترين استانداردها به آلياژ مورد استفاده، اقتصادي ترین مواد جهت ساخت قطعه فراهم شود.


– نمونه سازي سريع
در نمونه سازي سريع، ماشين كاري و شكل دهي در محيط مجازي انجام مي شود تا برنامه ريزي فرآيندهاي ساخت نمونه كاربردي يا ساخت قطعات سخت و پيچيده قبل از ساخت نمونه اصلي انجام پذيرد و قطعه مورد نظر با يك ابزار به سرعت تبديل به يك ايده طراحي مفهومي مي شود و مدل فيزيكي، كه تصور ذهني طراحان بوده از اين طريق توليد مي شود.

معمولاً نمونه ساخته شده از اين طريق، براي تاييد هندسه مجدداً در سامانه نصب مي شوند. علاوه بر اين، نمونه هاي فيزيكي مي توانند به عنوان نمونه هاي مومي يا پلاستيكي براي توليد قطعات اصلي از طريق فرآيندهايي مانند ريخته گري با قالب گيري سراميكي (ريخته گري دقيق) نيز به خدمت گرفته شوند.

در عمليات ماشينكاري مجازي، سه مرحله ماشينكاري خشن (كه در آن از ابزار خشن ترشي براي براده برداري استفاده مي شود)، ماشين كاري نيمه خشن و ظريف تراشي تعريف مي شود.

چرخ دنده ای که بصورت غیر اصولی طراحی و ساخته می شد و مکررا خراب می شد، توسط اصول الگوریتم مهندسی معکوس ارائه شده در مقاله، طراحی و بهینه سازی شد و بر روی ماشین نصب و مورد استفاده قرار گرفت.

چرخ دنده هایی که به طور متوسط طی حدود ۳۴ روز خراب می شد و یا به چرخ دنده حلقه ای سیلندر کاردینگ صدمه وارد می کرد، بدون صدمه زدن به چرخ دنده حلقه ای سیلندر کاردینگ طیمدت زمان خیلی بیشتری (۲۹ ماه) خراب گردید و کارآمدی الگوریتم تایید شد.

 

فرم ثبت نام سریع

جهت دریافت آخرین اخبار و رویدادهای نساجی و فرش ماشینی ایران و جهان در فرم زیر ثبت نام کنید

کانال تلگرام مجله نساجی کهن

 

برچسب ها

نوشته های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دکمه بازگشت به بالا
بستن
بستن