Uniwersytet Warmińsko-Mazurski

Katedra Mechatroniki

Urządzenia i metody CNC

1. Opis maszyny

SEWERYN KLAUZIŃSKI

Mechatronika gr. 1

ZAD 1. Wyjaśnij pojęcia:

Tokarka – obrabiarka przeznaczona do obróbki skrawaniem przedmiotów najczęściej o powierzchni brył obrotowych (wałki, stożki, kule, gwinty wewnętrzne i zewnętrzne). Narzędziem obróbczym są najczęściej nóż tokarski, wiertło lub narzędzia do gwintów. Obróbka na tokarce nazywa się toczeniem. Toczenie wykonuje się poprzez wprawienie obrabianego przedmiotu w ruch obrotowy, a następnie skrawanie jego powierzchni narzędziem obróbczym. Obrabiany przedmiot mocuje się w tym celu w uchwycie bądź między kłami.

Frezarka – obrabiarka przeznaczona do obróbki skrawaniem powierzchni płaskich i kształtowych takich jak rowki, gwinty, koła zębate. Narzędziem obróbczym stosowanym w frezarce jest frez. Głównym ruchem powodującym skrawanie freza jest jego ruch obrotowy, oprócz tego frez przesuwa się względem obrabianego materiału. Obróbka frezarką nazywa się frezowaniem.

Najczęściej stosowane frezarki:

• pionowe

• poziome

• uniwersalne

• do drewna

• do kół zębatych

• do gwintów

Szlifierka – obrabiarka przeznaczona przede wszystkim do obróbki wykańczającej utwardzonych powierzchni przedmiotów uprzednio obrobionych innymi metodami.

Coraz częściej szlifierki o dużej mocy są stosowane do obróbki końcowej przedmiotów będących półfabrykatami (odkuwki, odlewy) z niewielkimi naddatkami na obróbkę. Szlifowanie jest obróbką dokładną, umożliwiającą osiągnięcie dokładności wymiarowej w klasach 5-6. Powierzchnie szlifowane mają dużą gładkość. Głównym zadaniem technologicznym szlifierek jest obróbka powierzchniowa powierzchni cylindrycznych i płaszczyzn.

Szlifierki pracują narzędziami wieloostrzowymi, zwanymi ściernicami. Cechą charakterystyczną dla szlifierek jest duża szybkość skrawania (V ~ 30 m/s). Z tego powodu ściernice, wirujące z dużą prędkością, muszą być dokładnie wyważone i zaopatrzone w osłony. Łoże i korpus szlifierki powinny być sztywne (odporne na drgania).

Podczas szlifowania konieczne jest bardzo efektywne chłodzenie ze względu na powstawanie dużej ilości ciepła.

Moc szlifierek jest znaczna w stosunku do objętościowej wydajności skrawania. Jest ona stosunkowo duża nie tylko ze względu na dużą szybkość skrawania, lecz również dlatego, że ostrza ściernicy mają przeważnie ujemne kąty natarcia.

Duża różnorodność prac wykonywanych na szlifierkach spowodowała opracowanie wielu konstrukcji, które we współczesnym przemyśle maszynowym stanowią dużą grupę obrabiarek pracujących często w cyklu automatycznym.

Obrabiarka - to maszyna do mechanicznej obróbki przedmiotów w celu nadania im określonych kształtów, wymiarów i chropowatości powierzchni. Obróbka realizowana jest za pomocą narzędzi.

ZAD 2. SCHEMAT BLOKOWY FREZARKI STEROWANEJ NUMERYCZNIEJ.

Program obróbki wprowadzany jest do sterownia numerycznego za pośrednictwem czytnika. Czytnik za pomocą dekodera przekształca program do postaci cyfrowej

Informacje zawarte w programie muszą być zrozumiałe dla sterownika. Sygnał z dekodera jest wykorzystywany do sterowania poszczególnymi czynnościami.

Informacje technologiczne i trafiają do układu sterująco dopasowujący (USD). Informacje geometryczne trafiają do sumatora gdzie informacje te są poprawiane. Poprawki wprowadza operator za pomocą pulpitu sterującego. Wykorzystywane przez operatora przełączniki, potencjometry i inne, składają się na pamięć trwałą, służącą do wprowadzania danych geometrycznych. Informacja wychodząca z sumatora jest ostateczną informacją geometryczną realizowaną przez obrabiarkę.

Interpolator umożliwia sterowanie ruchem dwóch lub więcej niezależnych mechanizmów posuwu w taki sposób, aby ruch wypadkowy odbywał się pomiędzy dwoma kolejnymi punktami po torze, którego zarys uzależniony jest od konstrukcji interpolatora.

Informacja wyjściowa z interpolatora, czyli wartość zadana przemieszczenia w postaci jednego lub kilku sygnałów przekazywana jest do układów automatycznej regulacji przemieszczenia zespołów roboczych obrabiarki - serwomechanizmów posuwu. Serwomechanizm posuwu zapewnia realizację przemieszczenia zespołu roboczego z określoną dokładnością.

ZAD 3 Osie współrzędnych i ruchy w obrabiarkach sterowanych numerycznie na podstawie normy
PN-93/M-55251

Podstawowym układem osi współrzędnych obrabiarki jest układ prostokątny prawoskrętny. Dodatni zwrot osi powinien być ustalony w ten sposób, aby ruch zespołu sterującego w tym kierunku powodował powiększenie wymiaru przedmiotu obrabianego.

Osie układu współrzędnych, przyjętego za układ podstawowy, oznacza się dużymi literami X,Y,Z.

• Ośœ Z

Położenie osi Z określa się w odniesieniu do osi wrzeciona głównego obrabiarki, z wyjątkiem przypadków wymienionych w poniższych podpunktach.
Za wrzeciono główne przyjmuje się:
- wrzeciono nadające ruch obrotowy narzędzia w takich obrabiarkach jak wiertarki, wytaczarki, gwinciarki, frezarki itp.
- wrzeciono nadające ruch obrotowy przedmiotowi obrabianemu w takich obrabiarkach jak tokarki, szlifierki do wałków i innych przeznaczonych do obróbki powierzchni walcowych.

Jeżeli obrabiarka ma więcej niż jedno wrzeciono, to jedno z nich przyjmuje się za wrzeciono główne; zaleca się przyjmować jako wrzeciono główne to, które jest prostopadle do płaszczyzny mocowania przedmiotu obrabianego.

Jeżeli ośœ wrzeciona głównego jest stale równoległa do jednej z osi układu współrzędnych, to tę ośœ należy przyjąć jako ośœ Z.

Jeżeli ośœ wrzeciona głównego może zmieniać swoje położenie w takim zakresie, że tylko jedno z tych położeń jest równolegle do jednej z osi układu współrzędnych, to tę ośœ należy przyjąć jako ośœ Z.

Jeżeli ośœ wrzeciona głównego może zmieniać swoje położenie w takim zakresie, że może być równoległa do dwóch lub trzech osi układu współrzędnych, to jako ośœ Z przyjmuje się tę oœ, która jest prostopadła do płaszczyzny mocowania przedmiotów obrabianych na stole obrabiarki ( bez uwzględnienia urządzeń chwytowych, jak np. pryzm, podkładek itp.).

W obrabiarkach nie mających wrzecion, np. strugarkach, ośœ Z przyjmuje się prostopadle do płaszczyzny mocowania przedmiotu obrabianego.

Za dodatni przyjmuje się taki zwrot osi Z, przy którym zwiększa się odległoœć miedzy przedmiotem obrabianym a miejscem osadzenia narzędzia (np. gniazdem narzędziowym we wrzecionie).

• Ośœ X

Jeśli to jest możliwe, ośœ X powinna być położona poziomo, równolegle do płaszczyzny mocowania przedmiotu obrabianego. Ośœ X traktuje się jako podstawową w płaszczyŸnie ustawienia przedmiotu obrabianego lub narzędzia.

W obrabiarkach z nieobracającymi się narzędziami i przedmiotami obrabianymi np. w strugarkach, ośœ X przyjmuje się równolegle do kierunku szybkości skrawania. Dodatni zwrot osi X powinien być zgodny ze zwrotem wektora szybkości skrawania.

W obrabiarkach z obracającym się przedmiotem obrabianym, np. tokarkach, szlifierkach do wałków itp., os X przyjmuje się w kierunku prostopadłym (promieniowym) do przesuwu wzdłużnego przedmiotu obrabianego lub narzędzia

Dodatni zwrot osi X odpowiada wycofaniu narzędzia od przedmiotu obrabianego. Jeśli obrabiarka ma więcej niż jeden zespół roboczy przesuwny w kierunku promieniowym, to wtedy jeden z tych zespołów należy przyjąć jako główny i okreś lić w stosunku do jego przesuwu promieniowego dodatni zwrot osi X.

Zwrot osi X dla obrabiarek z obracającymi się narzędziami (frezarek, szlifierek itp.) ustala się następująco:

- dla obrabiarek z poziomą osią Z dodatni zwrot osi X przyjmuje się w prawą stronę, patrząc od strony wrzeciona głównego na przedmiot obrabiany.

- dla obrabiarek jednostojakowych z pionową osią Z dodatni zwrot osi X przyjmuje się w prawą stronę, patrząc od wrzeciona głównego na stojak.

- dla obrabiarek bramowych dodatni zwrot osi X przyjmuje się w prawą stronę, patrząc na stojak lewy od strony wrzeciona głównego.

• OśœY tworzy z osiami X,Z prawoskrętny układ współrzędnych prostokątnych

RUCHY OBROTOWE

Ruchy obrotowe dokoła osi równoległych do osi współrzędnych X,Y,Z oznacza się odpowiednio literami A,B,C.

Dodatnie zwroty ruchów obrotowych A,B,C przyjmuje się zgodnie z obrotem œśruby prawoskrętnej przemieszczającej się w kierunkach +X,+Y,+Z.

PUNKT ZEROWY OSI WSPÓŁRZĘDNYCH

Położenie zerowego punktu układu osi współrzędnych (X=0, Y=0, Z=0) może być przyjęte dowolnie.

Dla ruchów obrotowych położenie zerowe (początek odliczania kąta obrotu) może być przyjęte dowolnie, zaleca się jednak, aby w położeniu zerowym ośœ obrotu była równoległa do jednej z osi podstawowego układu współrzędnych (X,Y lub Z).

ZAD 4 Porównanie symboli umieszczonych na sterowniku z opisem umieszczonym w normie
PN-88/M-55254

ZAD 5 Organizacja pól panelu sterującego

ZAD 6 Lokalizacja silników wykorzystywanych w napędach frezarki numerycznej

W napędzie frezarki sterowanej numerycznie znajdują się cztery silniki napędowe przedstawione na zdjęciach poniżej.

ZAD 7 Opis przewodów sterujących

Zielony- sterowanie

Biały - linie bezpieczeństwa

Czerwony- stan logiczny 1

Niebieski - stan logiczny 0

Fioletowy - od panela MMI dosterownika

Pomarańczowy - sterowanie silnikami osi

Czarne - zasilanie

ZAD 8 Elementy modułowe wykorzystane we frezarce:

-3 falowniki

-przekaźniki

-bezpieczniki