Klasyfikacja obrabiarek, wymagania i cechy współczesnych maszyn NC
a) cechy:
- niezależne, indywidualne napędy posuwu dla każdej sterowanej osi,
- indywidualne układy pomiarowe dla każdej sterowanej osi,
- automatyczne urządzenia do wymiany narzędzi i przedmiotów,
- przekładnie śrubowo-toczne do napędu ruchów posuwowych,
- prowadnice toczne,
- głowice i magazyny wielonarzędziowe,
- jeden lub więcej suportów narzędziowych,
- automatycznie wysuwany konik
- mechaniczne usuwanie wiórów.
b)klasyfikacja ze względu na przeznaczenie:
- ogólnego zastosowania - do stosowania w szerokim zakresie robót, o dużej uniwersalności,
- specjalizowane- obrabiarki najczęściej produkcyjne, posiadające określony, stosunkowo wąski zakres robót,
- specjalne- przeznaczone do obróbki ściśle określonego przedmiotu, najczęściej o prostej budowie, zautomatyzowane
c) klasyfikacja ze względu na możliwości obróbkowe
- uniwersalne - charakteryzuja się duża różnorodność wykonywanych
- produkcyjne- stosowane w produkcji seryjnej o mniejszym zakresie wykonywanych operacji, mających jednak większą wydajność od obrabiarek uniwersalnych o podobnym przeznaczeniu
- uproszczone - zakres wykonywanych operacji jest zawężony w porównaniu do obrabiarek uniwersalnych i produkcyjnych o podobnym przeznaczeniu.
Klasyfikacja ruchów realizowanych przez zespoły obrabiarki:
Schemat + ruchy pomocnicze: przestawne, ustawcze, podziałowe, podawcze i odbiorcze, sterowania, obsługowe.
Klasyfikacja napędów głownych w obrabiarkach. + wymagania
a) elektromechaniczne
silniki asynchroniczne
* stopniowa skrzynka prędkości lub przekładnia bezstopniowa
+ element wykonawczy (wrzeciono)
b) prądu stałego
regulator prędkości, tyrystorowy zasilacz prądu stałego
* komutatorowy silnik prądu stałego
+ przekładnia zwielokratniająca
- element wykonawczy (wrzeciono)
c) prądu przemiennego:
regulator prędkości, układ prostowniczy, falownik
* z silnikiem synchronicznym
* z silnikiem asynchronicznym
+ element wykonawczy (wrzeciono)
II. Hydrauliczne, pneumatyczne:
a) zasilacz hydrauliczny lub pneumatyczny , elektrozawory
silnik obrotowy
* element wykonawczy (wrzeciono)
silnik liniowy
Porównanie sterowań cnc i nc z uwagi na realizowane zadania.
Podzial +:
kompensacja błędów
zmienne kodowanie gniazd narzędziowych
nadzorowanie okresu trwałości
automatyczny pomiar
funkcje kontrolne
Sterowanie adaptacyjne - cechy i odmiany.
Sterowanie adaptacyjne obrabiarek- jest to automatyczne sterowanie procesem obróbki polegające na tym, że układ sterowania adaptacyjnego oddziałuje, na obrabiarkę przystosowując parametry jej pracy do rzeczywistych warunków obróbki tak, aby zapewnić uzyskanie założonej dokładności wykonania przedmiotu lub maksymalnych wskaźników jakości procesu.
Celem sterowania adaptacyjnego jest eliminowanie wpływu na efekt obróbki niepożądanych oddziaływań powodowanych zakłóceniami ( zmienny naddatek obróbkowy, zmienna twardość obrabianego materiału, zużywanie się ostrza narzędzia, odkształcenia układu OUPN od sił skrawania, odkształcenia cieplne itp.).
Układ sterowania adaptacyjnego zalicza się do układów nadzorujących; zwykle współpracują one z układami CNC obrabiarki.
Odmiany sterowania AC:
- Sterowanie adaptacyjne geometryczne (ACG)
- Sterowanie adaptacyjne technologiczne (ACT)
- Sterowanie adaptacyjne graniczne (ACC)
- Sterowanie adaptacyjne ekstremalne (ACO)
Podstawowe wymagania stawiane współczesnym tokarkom NC
- szybkie elastyczne przezbrajanie i nastawianie programu sterowania na nowe przedmioty obrabiane w małych seriach
- małe koszty produkcji uzyskiwane dzięki modułowej budowie
- zmiany układu strukturalnego tokarki
- możliwość wykonania różnych zabiegów obróbkowych nie tylko tokarskich
- wysoka dokładność wymiarowo - kształtowa i powtarzalność wymiarowa
- ekologia i bezpieczeństwo pracy
Cechy nowoczesnych centrów obróbkowych.
-nowoczesne napędy (elektrowrzeciona, silniki liniowe);
-wysoka sztywność (statyczna, dynamiczna i termiczna);
-automatyczna wymiana narzędzi z korekcją położenia i rejestracją stanu;
-automatyczna wymiana przedmiotów (systemy paletowe);
-nowoczesne systemy sterowania (CNC);
-zintegrowane systemy pomiarowe;
-nowoczesne układy diagnostyki i nadzorowania;
-wysoka produktywność i niezawodność.
Cechy elastycznej automatyzacji wytwarzania
Elastyczność wytwarzania w procesach obróbki skrawaniem
OBRABIAREK I OPRZYRZĄDOWANIA
-wielostronność technologiczna (uniwersalność)
-przezbrajalność
-układy sterowania (NC, CNC)
-dołączenie do systemów wyższego rzędu
WIELKOŚĆ PRODUKCJI (różne wielkości partii produkcyjnych)
KOLEJNOSC OPERACJI (wybór kolejności operacji, przejmowanie zadań przez inne maszyny, np. w przypadkach uszkodzeń)
WYBORU (podobieństwo technologiczne, technologia grupowa)
ROZWOJU (modułowość, możliwość rozbudowy systemu)
Struktury maszynowe w obszarze elastycznego wytwarzania i zakresy ich stosowania
ELO - Elastyczne Linie Obróbkowe
- stały takt
- obróbka wg ustalonej kolejności
- automatyczny ukierunkowany przepływ przedmiotów
- nadrzędny układ sterowania
2) EGO - Elastyczne Gniazda Obróbkowe
- wybór kolejności obróbki
- automatyczny przepływ przedmiotów z pewnymi ograniczeniami
3) ESO - Elastyczne Systemy Obróbkowe
- obróbka w dowolnej kolejności
- automatyczny swobodny przepływ przedmiotów
- automatyczny swobodny dobór narzędzi
- nadrzędny układ sterowania
4) Obrabiarki NC/CNC
- automatyczny proces obróbki
- automatyzacja niektórych czynności pomocniczych
5) Centra obróbkowe
- automatyczny proces obróbki
- obróbka przedmiotów z wielu stron
- automatyczna zmiana narzędzi
6) Autonomiczne Stacje Obróbkowe ASO
- automatyczny proces obróbki
- automatyczna zmiana przedmiotów
- magazyn przedmiotów
- automatyczna zmiana narzędzi
- automatyczny nadzór i diagnostyka
Główne filary rozwoju obrabiarek.
obrabiarki z kinematyką równoległą
technika napędu liniowego
obróbka z dużymi prędkościami (HSC)
technika sterowania z użyciem PC
obrabiarki stabilne/sztywne
elektrowrzeciona szybkoobrotowe
technika napędu analogowa/cyfrowa
materiał narzędziowy - cermet/ regularny azotek boru
technika sterownia NC/CNC
węgliki spiekane powlekane
Sterowanie automatyczne - istota, rodzaje czynności
rodzaje czynności:
- nastawienie prędkości ruchów głównych i posuwowych,
- nastawienie wartości przemieszczeń narzędzi lub przedmiotów obrabianych,
- nastawienie kolejności i kierunków obrotów,
- zakładanie, mocowanie i zdejmowanie przedmiotów obrabianych,
- wymianę narzędzi,
- zmianę pozycji obróbkowej przedmiotu obrabianego,
- kontrolę lub pomiar położenia , przemieszczeń i wymiarów,
- czynności pomocnicze,
- kompensację zużycia narzędzia, wpływu temperatury itp.
Silniki krokowe- zastosowanie
Silnik krokowy - silnik elektryczny, w którym impulsowe zasilanie prądem elektrycznym powoduje, że jego wirnik nie obraca się ruchem ciągłym, lecz wykonuje za każdym razem ruch obrotowy o ściśle ustalonym kącie. Dzięki temu, kąt obrotu wirnika jest ściśle zależny od liczby dostarczonych impulsów prądowych, a prędkość kątowa wirnika jest dokładnie równa częstotliwość impulsów pomnożonej przez wartość kąta obrotu wirnika w jednym cyklu pracy silnika.
Podział tokarek:
Kłowe, tarczowe, karuzelowe, wielonożowe, rewolwerowe, półautomaty i automaty tokarskie.
Podstawowe aspekty wprowadzenia budowy modułowej obrabiarek.
- skrócenie fazy projektowania i konstruowania,
- obniżenie kosztów całego produktu,
- skrócenie czasu budowy i uruchomienia,
- skrócenie czasu dostawy,
- zwiększenie elastyczności rozbudowy,
- skrócenie czasu wykonania przedmiotu,
- zmniejszenie liczby obrabiarek i wymaganej powierzchni produkcyjnej,
- redukcja czasu i kosztów transportu, manipulacji, mocowania i odmocowywania przedmiotu obrabianego na kolejnych obrabiarkach,
- łatwość dostosowania ich budowy do wymagań odbiorcy,
- możliwość konfigurowania systemu modułowego i niemodułowego,
- łatwiejsze uaktualnianie produktu, serwis, naprawa i kontrola,
- wzrost jakości wyrobów;
32. Ogólne wytyczne dla wyboru obrabiarki.
- osiąganie wymaganej dokładności wymiarowo-kształtowej, a szczególnie powtarzalności wymiarowej wyrobów;
- duża wydajność, w celu osiągnięcia krótkiego czasu wytwarzania;
- duża elastyczność-zdolność do realizacji różnych zadań produkcyjnych;
- szybkie przezbrojenie obrabiarki i szybka wymiana programy sterowania;
- rozszerzenie możliwości wykonania różnych zabiegów technologicznych na jednej obrabiarce;
- dostateczna moc silników napędowych;
- małe koszty wytwarzania;
- niezawodność pracy;
- ograniczenie szkodliwych oddziaływań na środowisko i bezpieczna praca;