CAPP Computer Aided Process Planning.

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1 CAPP Computer Aided Process Planning

2 CAPP 생산해야 할 제품을 소재로부터 어떠한 생산공정을 거쳐 제작할 것인 가를 결정 CAM CAPP CAD
형상, 치수, 재질 표면 거칠기 특수처리 CAM 가공 조립 CAPP 공정설계 작업설계

3 CAPP의 의사결정 부품 명세의 분석 원자재(소재)의 선택 공정과 공정 순서의 결정 작업순서의 결정 가공설비의 결정
공구, 고정구, 검사장비의 결정 가공조건, 가공시간의 결정 공정 편성

4 CAPP의 효과 공정 합리화 및 표준화 공정계획 설계의 비용 감소 공정계획 리드타임 감소 응용프로그램과의 통합 가능

5 공정계획표 공정계획번호 : 00—1-12 자료 : 부품번호 : 1-123 부품명 : 점화플러그 도면번호 : 10-1234
부품번호 : 부품명 : 점화플러그 도면번호 : 담당 : 홍길동 검토 : 일지매 변경 : 임꺽정 승인 : 김삿갓 수량 : 1500개 소재 : 탄소합금강 중량 450g 공정번호 공정 설비 공구 고정구 준비시간 가공시간 기타 5 10 15 20 25 Rough Turning Fine Turing Drilling Chamfer Grinding Lathe 4 Lathe 2 D Press 2 D Press 3 Grind S T5 T3 D2 CH3 G3 Chuck Drill jig 0.2 0.1 0.15 0.07 0.09

6 CAPP의 흐름도 제품설계 조립공정 설계 가공공정 설계 작업설계 레이아웃 설계 일정계획 CAM CAPP

7 가공공정 설계의 흐름 가공소재 결정 가공기능 분석 작업순서 결정 지그, 공구 결정 공구경로결정 가공공정 편성 충돌 점검
시스템 설계 생산설비 결정 운반설비 결정 검사시스템 검토 경제성 고려 NC 프로그램 작성 가공순서 결정 가공시간 결정

8 조립공정 설계의 흐름 조립공정 분석 조립공정 편성 조립시스템 설계 로봇도입 결정 전용조립기 검토 라인 검사 창고 조립순서결정
조립시간 결정 레이아웃 설계 DB 경제성분석 GT 라인밸런싱

9 CAPP의 방법론 분류코딩시스템과 GT개념을 사용하여, 컴퓨터와 대화하면서 관련 데이터를 검색하고 수정하여 공정계획을 수립
변성형 방식(Variant approach) 분류코딩시스템과 GT개념을 사용하여, 컴퓨터와 대화하면서 관련 데이터를 검색하고 수정하여 공정계획을 수립 . 데이터 관리 및 편집시간 절약 . 부품의 코드화, 패밀리화를 통한 일관된 계획 수립 . 새로운 부품의 경우 작업자의 지식이나 경험에 의존 생성형 방식(Generative approach) 인간의 개입없이 DB의 정보를 통해 자동으로 계획을 수립하는 방식 . 일관된 공정계획의 신속한 수립 . 새로운 부품에 대해서도 계획수립이 용이 . 미완성

10 CAPP(Computer-Automated Process Planning)
부품패밀리 검색 헤더 정보 입력 표준계획 수정, 편집 작업순서 수정, 편집 공정계획표 작성 부품분류코드 부품패밀리파일 표준계획파일 작업순서파일 공정계획파일 공정계획표

11 QTC(Quick Turnaround Cell)
데이타베이스 지그,공구 가공조건 지식베이스 부품파일 설 계 공정설계 공정계획표 CL데이타 셀 제어 검 사 솔리드 모델러 형상관계정의 공정,공구 선택 가공순서결정 지그 고정법 CL데이타 생성 NC 프로그램 생성

12 조립공정설계 . 라인밸랜싱 . 조립제품의 유무 . 조립시스템의 채산성 검토
. 라인밸랜싱 조립제품의 유무 조립시스템의 채산성 검토 . GT 조립제품의 수량과 종류 . 조립의 유사성 조사(GT) . 경제성 분석 조립기술적 선행순서 워크스테이션 수 결정 . 데이타베이스 . 작업자의 조립순서 사이클 타임 결정 . 요소작업 수와 시간 공정 편성

13 가공의 작업설계 . 공구의 기하학적 위치 결정 각 공정에서의 . 작업순서 결정 . 사용공구 결정 . 공구 경로 결정
. 가공조건 결정 Auto programming System . 공구의 기하학적 위치 결정 . 공작기계의 작업순서, 작업조건 결정 . EXAPT, COMPACT II 등

14 공정계획 의사결정 Analysis of part requirement . 부품의 형상, 치수, 공차 분석
Selection of raw workpiece . 원자재 형상, 재료, 규격 중량 등 . 경제성, 가공의 정밀도 등의 고려 Determining manufacturing operation and sequence . 원자재에서 최종 형상을 얻기까지의 형상, 치수, 공차를 변형하기 위한 제조공정과 순서 결정 . 공구 접근성, 기계와 공구의 형태, 절삭력, 표면상태, 공차 등의 고려

15 Selection of machine tools
. 공작기계 선정시 영향을 주는 속성 1. 원자재 : 형상, 치수, 공차 등 2. 공작기계 : 공정능력, 크기, 작업 종류, 공구 능력 등 3. 생산정보 : 생산량, 주문 빈도 . 공작기계 선정 (생산비용, lead time, 품질) Xi, Xo, Xs : unit cost of input, output, scrap Yi, Yo, Ys : units of input, output, scrap Ki, Ks : technology coefficients of input and scrap f(Yi) : unit processing cost of input SC : fraction of scrap generated

16 Ks = SC/(1-SC) Ki = I + Ks Yi = Ki*Yo Ys = Ks*Yo 총비용 = 원자재비용 – 불량품처리이득 + 가공비용 Xo*Yo = Xi*Yi – Xs*Ys + Yi*f(Yi) 단위당 생산비 Xo = Ki*Xi – Ks*Xs + Ki*f(Yi) (Example) 공차가 1± 0.003(inch)인 shaft 500단위 제조. 3종류의 공작기계의 대안 존재 단위당 원자재 비용 : $10.00 scrap처리 이득 : $ 평균 가공 : (inch)

17 기계종류 표준편차 가공비용 가공시간 준비시간 Turret Lathe Engine Lathe Auto. Screw machine 0.007 0.001 0.0005 7.00 10.00 15.00 1.00 0.90 0.70 15 30 60 Sol) Turret Lathe fraction of scrap SC : 정규분포 상한 : ZU = (tU - μ)/σ = (1.003 – )/0.007 = 0.21  % 하한 : ZL = (tL - μ)/σ = (0.997 – )/0.007 = 0.64  % SC = Yo = 500 Ks = SC/(1-SC) = /( ) = Ki = 1 + Ks = Ys = Ks*Yo = *500 = Yi = Ki*Yo = *500 = Lead time = S + t*Yi = * = min Xo = Ki*Xi – Ks*Xs + Ki*f(Yi)=3.1048*10.00 – * *7.00 =

18 Selection of tools, work-holding devices, and inspection equipment
기계종류 단위 비용 scrap Lead time Turret Lathe Engine Lathe Auto. Screw machine 48.57 21.28 25.03 1052 33 1 1567.4 510.06 410.70 Selection of tools, work-holding devices, and inspection equipment : 부품의 형상, 치수, 정밀도 등을 고려 Determining machining conditions and manufacturing times : 저비용, 고생산성 . 의사결정 변수 : 절삭속도, 이송속도, 절삭깊이 1. 최소 생산시간 기준 2. 최소 비용 기준

19 + (부품교환시간+절삭시간+공구교환시간)*lot size
.기계 가공 비용 절삭 비용 = 절삭작업비 + 절삭공구 탈착비 + 절삭공구비 + 공작물 탈착비 생산시간 = 준비시간 + (부품교환시간+절삭시간+공구교환시간)*lot size 생산율 비용 총비용 공구비 공구교환비 절삭비 공작물탈착비 경제적속도 절삭속도

20 Determining number of workstation (line balancing)
.Cycle time : 1단위 생산하는데 허락된 각 작업장의 최대한의 시간 .이론적 최소작업장 수 = 작업요소시간의 합 / 주기시간 .유휴시간 = 작업장 수*주기시간 – 작업요소시간의 합 .효율 = (작업요소시간의 합/작업장 수*주기시간)*100 예) Hoffman’s Algorithm 2400단위 가공, 주당 40시간 작업요소시간의 합 : 244초 Cycle time = 40/2400 = 1min 작업장 수 = 244초/60초 =  5개 작업장 효율 = 81.3%

21 작업요소 시간 선행작업 A B C D E F G H I 40 30 50 6 25 15 20 18 - D,E F,G 작업장 후보 선택 누적시간 유휴시간 1 A 40 20 2 B,C C 50 10 3 B,F,G E,F,G B F 30 55 5 4 D,E,G E,G D G E,I E H I 18 24 44 42 36 16

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25 가공 동영상 선반 밀링