چرخ دنده ها اجزای ماشینی رایجی هستند که در بسیاری از سیستم های مهندسی شده مانند وسایل نقلیه خودرویی، موتورهای هواپیما، اتوماسیون و سیستم های رباتیک و غیره استفاده می شوند. در صنعت، ماشینکاری رایج ترین روش برای ساخت چرخ دنده است. برای طراحی فرآیند برش چرخ دنده (یعنی ماشینکاری)، پارامترهای مختلفی مانند سرعت برش و ضخامت حذف مواد در هر پاس باید انتخاب شود تا قطعه ماشینکاری شده مورد نیاز ایجاد شود. به طور معمول، این کار با آزمون و خطا یا بر اساس تجربه قبلی اپراتورها یا مهندسان در مورد فرآیند انجام می شود تا نتایج قابل قبولی حاصل شود. متأسفانه، چنین آزمون و خطای زمان و مواد دستگاه را نیز مصرف می کند.

محققان دانشکده مهندسی دانشگاه واترلو، آزمایشگاه کنترل های دقیق، به سرپرستی دکتر کان ارکورکماز، نرم افزاری را برای شبیه سازی و بهینه سازی فرآیند ماشینکاری چرخ دنده توسعه داده اند تا در زمان و هزینه برای تولید در اندازه های بزرگ و متوسط ​​صرفه جویی شود.

نرم افزار جدید که ShapePro نام دارد، ماشینکاری چرخ دنده را با پیش بینی هندسه پیچیده تراشه و مکانیک های برش (به عنوان مثال، نیروهای ماشینکاری، انحرافات ابزار/قطعه کار) در سه فرآیند اصلی ماشینکاری دنده شبیه سازی می کند: شکل دهی، حباب کردن و اسکیس کردن قدرت. با این پیش بینی ها، نرم افزار تجزیه و تحلیل دقیق و همچنین بهینه سازی خودکار یا دستی پارامترهای فرآیند ماشینکاری را امکان پذیر می کند.

ارکورکماز می گوید: «این نرم افزار به شما امکان می دهد هم به صورت مجازی برش و اندازه گیری کنید. “این موتور شبیه سازی از نظر بهبود بهره وری و همچنین حفظ کیفیت قطعه بسیار مفید است.”

یکی از مزایای ShapePro افزایش بهره وری است. این نرم افزار به سازندگان اجازه می دهد تا شبیه سازی فرآیندهای ماشینکاری چرخ دنده را در یک فضای مجازی اجرا کنند. پارامترها را می توان به صورت دستی یا خودکار در رایانه تنظیم کرد تا ببیند چگونه بر فرآیند تأثیر می گذارد، قبل از انجام آزمایشات فیزیکی روی دستگاه. این باعث کاهش تعداد آزمایش ها و افزایش بهره وری می شود و در عین حال به حفظ کیفیت دنده تولیدی کمک می کند. این نرم افزار همچنین استفاده از مواد و اتلاف انرژی را کاهش می دهد، که این فرآیند را پایدارتر می کند و تعداد ساعات کاری که محصول قابل فروش تولید نمی کند را کاهش می دهد.

ارکورکماز توضیح می‌دهد: «ابتدا در محیط مجازی برش می‌زنید و اندازه می‌گیرید، سپس می‌توانید با استفاده از ماشین واقعی، از یک تنظیمات تقریباً بهینه شروع کنید». اینها ماشین های واقعاً گران قیمتی هستند که فضای کارخانه و منابع عملیاتی را اشغال می کنند.

آدرس IP بیشتر بخوانید: افشای داده‌های کاربران از طریق آدرس آی پی IP

این نرم‌افزار ماشینکاری چرخ دنده به‌ویژه برای شرکت‌های متوسط ​​مفید است، زیرا فرآیند آزمون و خطا را کاهش می‌دهد و در نتیجه هزینه‌های سربار تولیدات دسته‌ای کوچک را کاهش می‌دهد.

سازندگان با اندازه متوسط ​​و بزرگ نیز می توانند از این نرم افزار ماشینکاری چرخ دنده برای رسیدن به پارامترهای نزدیک به بهینه استفاده کنند. به عبارت دیگر، هزینه طراحی و تنظیم دقیق یک فرآیند را به حداقل می رساند و امکان افزایش بهره وری کلی را فراهم می کند.

کاربردهای بالقوه ShapePro بسیار زیاد است و می تواند در بسیاری از صنایع مفید باشد. این نرم افزار در حال حاضر در تویوتا (Toyota Motor Europe NV/SA)، یکی از بزرگترین تولیدکنندگان خودرو در جهان، استفاده می شود. مطالعات موردی نیز با یک سازنده موتور هواپیما، Pratt & Whitney Canada ادامه دارد که منجر به موفقیت با نرم افزار ماشینکاری چرخ دنده شده است. توسعه دهندگان ShapePro علاقه مند به بررسی فرصت ها در سایر بخش ها نیز هستند، از جمله تولید تجهیزات برای روباتیک و اتوماسیون و همچنین برای تولید انرژی.

گام مهم بعدی برای تیم، گسترش قابلیت‌های پیش‌بینی، مانند سایش ابزار، و پیش‌بینی و بهینه‌سازی اثربخشی هزینه کلی فرآیندهای برش دنده است. دانستن اینکه هر چند وقت یکبار یک ابزار نیاز به تیز کردن یا تعویض مجدد دارد، مزایای ارزش افزوده ای را برای کاربران نهایی صنعت فراهم می کند.

این نرم افزار همچنین دارای پتانسیل فعال کردن دوقلوهای دیجیتال (همتایان مجازی متشکل از مدل های ریاضی و مجموعه داده ها) از ماشین ها و فرآیندهای ماشینکاری چرخ دنده است. دوقلوهای دیجیتال نقش مهمی در بهبود بهره وری، کیفیت قطعات و کاهش مصرف منابع در عملیات تولید خواهند داشت. اساساً دوقلوسازی دیجیتال در قلب صنعت 4.0 قرار دارد و همچنین به عنوان یک توانمند برای تعمیر و نگهداری پیشگیرانه در نظر گرفته می‌شود که کارایی کلی تجهیزات (OEE) را نیز افزایش می‌دهد.

تالیف:
فروشگاه اینترنتی آ.اس.پ (اقتباس از مقاله‌ای از Techxplore)
در صورت استفاده از این مقاله، نام و آدرس فروشگاه اینترنتی آ.اس.پ را به عنوان منبع ذکر کنید.