Attività di informazione
sui lavori del comitato TC184
Le nuove norme per
l’automazione industriale
Luciano Lauro
Proposta a STANIMUC - 20
gennaio 20101
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Attuale situazione della programmazione CN e
delle macchine di misura
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Lo standard attuale per il controllo numerico ISO 6983:1982, , in fase di revisione,
con ISO 841:2001 per il nome degli assi, risale alla fine degli anni 60 ed era fatto per
il nastro perforato.
E’ stato aggiornato con una serie di aggiunte specifiche da parte dei principali fornitori
di CN e non prevede lavorazioni ad alta velocità nello spazio.
I dati in uscita dai sistemi CAD, utilizzati per la progettazione dei pezzi, devono
essere trattati dai sistemi CAM e quindi per le lavorazioni a 3D trattati con processori
APT (Automatically Programmed Tool), che generano una serie di dati (norme
ISO3592 e 4343), che interpretati da un altro programma, chiamato “postprocessor”,
diverso per ogni tipo di macchina, danno origine al programma finale per il CN
(standard ISO 6983).
Per le macchine di misura esiste la norma ISO 22093:2003, derivata da una iniziativa
americana risalente al 1986, che ha portato alla definizione di un vocabolario per la
comunicazione bidirezionale dei dati di misura, diventato quindi norma ANSI (DMIS –
Dimensional Measuring Interface Standard). Tale norma è molto più recente di quella
per il CN ed è quindi adeguata alle esigenze delle moderne macchine di misura e dei
sistemi informatici direttamente connessi.
Come per il controllo numerico delle macchine la attuale norma “DMIS” continua ad
essere però focalizzata sull’interfaccia fra macchina di misura e mondo esterno.
Non è prevista infatti una effettiva integrazione con i sistemi CAD e con i sistemi a CN
per le macchine utensili.
Luciano Lauro
Proposta a STANIMUC - 20
gennaio 20102
2
Commenti sulla situazione della
programmazione delle macchine a CN
• Il processo è lungo e non corrispondente alle possibilità
dei moderni sistemi informatici.
• Nessuna integrazione con CAD/CAM
• Difficoltà nella programmazione di superfici complesse,
non previste dalla norma attuale e risolte con soluzioni
particolari da ciascun costruttore di CN
• Nessuna integrazione con il sistema informativo di
fabbrica ed in particolare con la pianificazione della
officina
• Nessuna possibilità di modificare lavorazioni complesse
in officina
• Nessuna possibilità di lavorare in ciclo chiuso con la
misurazione dei pezzi lavorati.
Luciano Lauro
Proposta a STANIMUC - 20
gennaio 20103
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Lavori internazionali per la definizione di una
nuova norma per il controllo numerico
• I lavori sono iniziati a metà degli anni 90 su iniziativa
europea (Germania, Svizzera), americana (USA con
NIST) ed italiana (con UNINFO). Si sono quindi aggiunti i
giapponesi ed i coreani.
• Un primo esame da parte del gruppo di lavoro del
sottocomitato TC184/SC1 delle iniziative di normazione
in atto nel TC 184 ha evidenziato l’importanza della
norma STEP (“STandard for the Exchange of Product
model data) , per quanto riguardava le definizioni della
geometria dei pezzi da lavorare e si è quindi deciso di
approfondire l’analisi di tale norma.
Luciano Lauro
Proposta a STANIMUC - 20
gennaio 20104
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Evoluzione della norma “STEP-NC”
• Il comitato TC184/SC1 si è reso subito conto delle possibilità date
da “STEP”, in particolare per il suo modello dei dati geometrici, che
è stato molto ben certificato dalle prime implementazioni, ed ha
quindi sviluppato in tale direzione i suoi lavori.
• E’ stata quindi definita, utilizzando le parti di “STEP” utili a tale
scopo, un’unica struttura standard di dati per i diversi sistemi CAD,
CAM e CNC che devono scambiarsi i dati.
• Il modello dati implementato è diventato la norma ISO 14649 –
1:2003 e -10:2004 e successive parti.
• La sperimentazione sta andando avanti con l’interpretazione di tale
modello secondo le regole delle prime implementazioni di STEP da
parte dell’industria aerospaziale (protocollo di applicazione AP238 e
norma ISO 10303 – 238:2007) e con l’integrazione nella lavorazione
dei sistemi di misura.
Luciano Lauro
Proposta a STANIMUC - 20
gennaio 20105
5
Attività italiana
Foto presa a Zogno (BG) nel 2001 - Macchina CMS,
controllo OSAI e lavorazione con nuovo standard
Luciano Lauro
Proposta a STANIMUC - 20
gennaio 20106
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Situazione ad oggi
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I lavori di “STEP-NC” dimostrano che l’attenzione si è spostata dalla
definizione delle interfacce fra i diversi sistemi alla utilizzazione di una base
dati comune in modo da permettere un facile scambio dati fra i diversi
sistemi.
E’ perciò essenziale, per capire i concetti fondamentali introdotti dalle nuove
norme per il controllo delle macchine, considerare la norma “STEP”
generale.
Questo fatto è stato molto bene evidenziato da SIEMENS all’ultima EMO
2009 a Milano, dove è stato pubblicizzato il concetto di PLM (Product
Lifecycle Management), cioè la strategia di innovazione delle aziende
basata sulla creazione di un archivio dati comune e condiviso per tutti i dati
di prodotto dalla progettazione alla manutenzione.
Tale archivio è l’obiettivo di “STEP”, in particolare del gruppo di sviluppo del
protocollo AP239, standard ISO 10303 – 239: 2005, (Industrial automation
systems and integration – Product data representation and exchange – Part
239: Product Life Cycle Support ), attualmente in revisione, anche se oggi
citare “STEP” non è più di moda.
Luciano Lauro
Proposta a STANIMUC - 20
gennaio 20107
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Dal sito web di SIEMENS
Luciano Lauro
Proposta a STANIMUC - 20
gennaio 20108
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Cosa significa definire
una base di dati
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Una base di dati è un insieme di informazioni strutturata in modo da
consentire l’accesso e la gestione dei dati stessi (inserimento,
cancellazione, modifica) ai diversi utenti interessati.
Il modo ancora attualmente più usato è quello relazionale, in cui i dati sono
rappresentati mediante tabelle e relazioni fra esse. Con tale metodologia si
cercherà di far capire anche ai non addetti ai lavori l’importanza della norma
“STEP” e le sue implicazioni anche per quanto riguarda il controllo delle
macchine.
La struttura di “STEP” è in realtà basata su concetti fondamentali e quindi
non legata all’evoluzione delle tecnologie informatiche, per cui può essere
anche considerata “orientata agli oggetti” ed anche, come potrà essere
successivamente mostrato, basata su strutture semantiche, ma gli esempi
basati sull’aspetto relazionale sono più facili da realizzare e diffondere a
livello degli esperti di trattamento dati delle industrie meccaniche.
“STEP” è un insieme di definizioni di “entità” (o “concetti”), dotate di diversi
“attributi” e delle loro relazioni.
Luciano Lauro
Proposta a STANIMUC - 20
gennaio 20109
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Rappresentazione grafica con EXPRESS-G
(ABS)veicolo
modello
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Un automobile è un sottotipo di veicolo.
Un auto ha come attributi modello, che è una
stringa di caratteri, e proprietario, che è una
persona.
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Una persona è un supertipo di uomo o donna.
Una persona ha come attributo un numero
variabile da 0 a n di figli.
I figli sono persone.
Le persone hanno come attributo il nome, che è
una stringa di caratteri.
Uomo e donna ereditano tutti gli attributi di
persona.
STRING
automobile
persona
proprietario
•
figli S[0:n]
nome
(INV) genitori S[0:2]
•
•
STRING
•
Si può indicare che oltre la relazione diretta si
può avere anche la relazione inversa, che per
alcune relazioni è più semplice da utilizzare.
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Spesso nei SUPERTIPI compare l’indicazione
(ABS). Questo significa che il SUPERTIPO è
“astratto” cioè non esiste nessun SUPERTIPO
che non sia uno dei suoi SOTTOTIPI: un
esempio può essere “persona”, che comprende
solo tutti gli uomini e tutte le donne, mentre non
esiste nessuna persona che non sia o uomo o
donna (almeno fino a quando non si prendono in
considerazione altri sessi).
(ABS)persona
1
uomo
Luciano Lauro
donna
Proposta a STANIMUC - 20
gennaio 201010
10
Base dati Microsoft Access ottenuta
dall’esempio EXPRESS
Luciano Lauro
Proposta a STANIMUC - 20
gennaio 201011
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Analisi possibile da parte delle aziende del
modello dati proposto da “STEP”
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Per giudicare la rispondenza del modello alle specifiche esigenze aziendali occorre
pensare il modello come una base dati con cui scambiare tutti i dati contenuti nei
diversi sistemi informatici.
Lo scambio deve essere visto come bidirezionale, ossia occorre pensare a come
costruire traduttori dati sia nel verso sistemi aziendali>modello sia nel verso opposto.
Il modello standard deve ovviamente essere previsto per contenere in modo facile e
comprensibile tutti i dati necessari al funzionamento dei diversi sistemi informatici
utilizzati dall’azienda, dal CAD per la progettazione, ai CAM per la programmazione
dei controlli numerici ai sistemi per la gestione della produzione e dell’azienda.
Se tale premessa è verificata, il che sarà dovuto solo alle capacità e all’esperienza
degli esperti, che hanno sviluppato e stanno sviluppando la norma, perché non è
stata finora stabilita una ragione teorica che garantisca a priori tale fatto, il modello
dati permetterà l’integrazione dei vari sistemi informatici ed il raggiungimento degli
obiettivi illustrati.
Un primo risultato molto importante del lavoro di mappatura nello standard di
tutti i dati aziendali è il recupero, l’organizzazione, l’archiviazione e la
possibilità di riutilizzazione e di condivisione di tutti i dati aziendali esistenti.
Le possibilità date dalla integrazione delle diverse informazioni, che nel nostro caso
comprendono anche le caratteristiche degli utensili (TC29) e delle macchine (TC39),
devono ancora essere esplorate e possono essere anche superiori alle aspettative,
come è illustrato dall’esempio seguente.
Luciano Lauro
Proposta a STANIMUC - 20
gennaio 201012
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Proposta di attività
• Illustrazione alle aziende interessate della
struttura delle nuove norme.
• Verifica della compatibilità delle nuove
norme con la struttura dei dati di ogni
azienda.
• Analisi degli interessi delle aziende
nazionali.
• Supporto alle attività di normazione
internazionali.
Luciano Lauro
Proposta a STANIMUC - 20
gennaio 201013
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Nota 1 (Citazione attività italiana e ontologia da CNR)
Luciano Lauro
Proposta a STANIMUC - 20
gennaio 201014
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Da articolo CNR (Nicola Guarino)
Modellazione logica della conoscenza di prodotto:
problemi e prospettive
Nicola Guarino
LADSEB-CNR
Corso Stati Uniti, 4 - 35127 Padova
[email protected]
http://www.ladseb.pd.cnr.it/infor/Ontology/ontology.html
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1. Introduzione
In una qualunque azienda di tipo manifatturiero, la necessità di rappresentare in modo integrato,
dettagliato e flessibile la conoscenza di prodotto appare oggi fuori discussione.
Una prima risposta a questo problema è costituita dall’adozione di uno standard sufficientemente
generale per la rappresentazione della conoscenza di prodotto: la norma ISO-10303, (conosciuta
come STEP, STandard for the Exchange of Product data) è finalizzata proprio alla integrazione e
riutilizzazione di tale conoscenza, e …
Il progetto in corso presso il LADSEB-CNR di Padova riguarda proprio la definizione di un’
interfaccia logica per lo standard STEP (o per alcune delle sue parti), che contribuisca a una
migliore definizione della semantica dello standard stesso e che faciliti l’integrazione di
componenti intelligenti.
Per maggiori informazioni sulle iniziative riguardanti l’adozione dello standard STEP in Italia, si può contattare il
responsabile della commissione “CeSTEP” presso UNINFO, ing. Luciano Lauro, email [email protected]
Luciano Lauro
Proposta a STANIMUC - 20
gennaio 201015
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Nota 2 (citazione attività italiana)
Luciano Lauro
Proposta a STANIMUC - 20
gennaio 201016
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Nota 3 (Libro su STEP - NC)
Luciano Lauro
Proposta a STANIMUC - 20
gennaio 201017
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Nota 4 (da libro citato esempio analogo al nostro)
Luciano Lauro
Proposta a STANIMUC - 20
gennaio 201018
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Riferimenti utili
• Informazioni sul progetto STEP-NC si trovano
all’indirizzo: http://www.steptools.com
• Informazioni generali sulla integrazione dei sistemi di
controllo si trovano agli indirizzi:
http://www.plcs-resources.org/
http://www.eurostep.com/
http://www.epmtech.jotne.com/
http://www.plm.automation.siemens.com/it_it/about_us/s
uccess/index.shtml
• Per avere informazioni generali su STEP in italiano ed
una serie di riferimenti ai siti in cui trovare informazioni
su STEP può essere utile andare al mio indirizzo:
http://xoomer.virgilio.it/luciano.lauro/
Luciano Lauro
Proposta a STANIMUC - 20
gennaio 201019
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