CAM-prosessi tarkkuusvalmistuksessa

Abstract

Tarkkaa koneistusta vaativan kappaleen tietokoneavusteinen valmistus (englanniksi Computer-Aided Manufacturing, CAM ) ja siihen liittyvä prosessi on yksi yrityksen toiminnan tärkeimmistä osa-alueista, sillä optimoitua prosessia voidaan käyttää kilpailuetuna ja varmistaa valmistuksen onnistunut toteutus. Diplomityössä esitetään erilaisten CAM-prosessien rakenteita ja käsitteitä. Työn tavoitteena on selvittää optimoidun CAM-prosessin rakenne esimerkkitapaukseen sekä tarjota erilaisia työkaluja Sandvikin ja muiden yrityksien CAM-prosessien tehostamiseksi. Työssä kerätään lukuisten haastattelujen avulla yleisiä ongelmia CAM-prosesseihin liittyen, joita käytetään lähtökohtana ratkaisumallien luomisessa potentiaalisten työkalujen avulla. Työ koostuu kahdesta osasta, jotka ovat kirjallisuustutkimus ja soveltaminen. Kirjallisuustutkimuksessa käydään läpi CAM-prosessien koostumusta sekä tarkkuusvalmistukseen liittyviä osa-alueita. Soveltamisessa käytetään hyväksi kirjallisuuskatsausta sekä kerätään tietoa CAM-prosesseihin ja niiden ongelmakohtiin liittyen useiden haastatteluiden avulla neljässä eri yrityksessä. Sandvikin nykytilasta tehdään yksityiskohtainen prosessikuvaus ja kerätään ylös siihen liittyvät ongelmakohdat. Lisäksi potentiaaliset työkalut esitellään ja niiden käyttöä kokeillaan tunnistettujen ongelmakohtien ratkaisemisessa. Suurimpana ongelmakohtina ovat prosessisuunnittelun toteutus, suunnittelijoiden tekemiin tuotoksiin kuluva aika sekä manuaalisten operaatioiden aiheuttamat pullonkaulat. Yritykset miettivät tapoja, joilla olemassa olevista työkaluista saadaan paras mahdollinen hyöty. Työkaluja ovat muun muassa tiedonhallintaohjelmisto Teamcenter sekä suunnitteluohjelmistot. Tärkeimpinä ratkaisukeinoina ovat prosessisuunnittelun työkalu Manufacturing Process Planner, joka on osa Teamcenteriä. Myös NX Open ohjelmointirajapintojen hyödyntäminen osana suunnitteluohjelmistoa NX osoittautuu potentiaaliseksi ratkaisutavaksi automatisoida kappaleen geometrian, valmistuksen sekä koordinaattimittauskoneen ohjelman tekemisen operaatioita. NX Openia pidetään potentiaalisena kaikkien haastateltujen yrityksien tahoilta. Diplomityön konkreettiset liiketoiminnalliset hyödyt eivät ole tiedossa sillä työssä luotua sisältöä ei ole ehditty vielä ottamaan käyttöön yrityksissä. Työn avulla eri yritykset saavat tietoa uusista työkaluista, joiden avulla olemassa olevia CAM-prosesseja voidaan tehostaa.

Computer-Aided Manufacturing (CAM) process, in case of a product that needs precise machining, is one of the most important areas in company’s functionality because an optimized process can be used as a competitive edge and makes sure that manufacturing is being implemented successfully. This thesis represents structures and concepts of various CAM-processes. The main goal of the thesis is to discover the structure of an optimized CAM-process in case of an example case and to provide different tools to Sandvik and other companies for enhancing their CAM-processes. This thesis gathers general issues related to CAM-processes based on numerous interviews. Those issues are being used as a starting point for creating solution models with potential tools. The thesis consists of two parts that are literature review and application. Literature review looks through which parts CAM-processes consist of and what kind of areas there are in precision manufacturing. Application part takes benefit of the literature review and gathers information related to CAM-processes and their issues through interviews at four different companies. Current situation of the CAM-process at Sandvik is being visualized and different issues are being marked down. Moreover, potential tools are being introduced and tried out in order to solve those recognized issues. The biggest recognized issues are computer-aided process planning implementation, time caused by designer operations and bottlenecks because of manual operations. Companies are thinking about ways for taking the most of existing applications. For example, product lifecycle management application Teamcenter and designing software are common applications. The most desirable solutions are following: a process planning tool called Manufacturing Process Planner, which is part of Teamcenter. Also, taking advantage of NX Open application programming interfaces as a part of designing software NX turns out to be a potential way to automatize operations for part geometry modeling, manufacturing method planning and coordinate-measuring machine program planning. NX Open proves to be a potential solution method according to all interviewed companies. Specific financial benefits are not being recognized yet because companies haven’t had time for taking advantage of the thesis yet. The most important general level purpose of this thesis is to provide information to different companies about new solution tools that they can consider starting to use in order to enhance existing CAM-processes.