1. GŁÓWNE ELEMENTY I ZESPOŁY FUNKCJONALNE OBRABIARKI NC

• napędy główne;

• napędy posuwu;

• połączenia prowadnicowe;

• układy hydrauliczne i pneumatyczne;

• układy elektryczne;

• zespoły mechaniczne i manipulacyjne;

• urządzenia pomocnicze;

• urządzenia sterujące i pomocnicze.

2. PODSTAWOWE ASPEKTY WPROWADZANIA BUDOWY MODUŁOWEJ MASZYN TECHNOLOGICZNYCH

Pierwszy aspekt to budowa obrabiarek z wykorzystaniem typowych komponentów produkowanych obecnie w bardzo szerokim asortymencie. Zastosowanie sterowania numerycznego było powodem zaostrzenia wymagań w stosunku do dokładności obrabiarek, co poskutkowało powstaniem typowych rozwiązań konstrukcyjnych elementarnych modułów i podzespołów:

Obecnie producent obrabiarek w dużej części składa obrabiarkę z kupowanych modułów i zespołów.

Producenci, projektując własne rozwiązania, stwarzają możliwość wykonania urządzenia wytwórczego - począwszy od pojedynczej obrabiarki, przez autonomiczne stacje obróbkowe, do dużego złożonego systemu - ukierunkowane na spełnienie potrzeb klienta i zaoferowania mu rozwiązania optymalnego i ekonomicznego.

3. KLASYFIKACJA RUCHÓW REALIZOWANYCH PRZEZ ZESPOŁY OBRABIARKI

RUCHY PODSTAWOWE - są to ruchy wykonywane przez elementy i zespoły robocze obrabiarki (wrzeciona, suwaki, suporty, stoły i inne) wraz z narzędziem lub przedmiotem obrabianym, niezbędne do przeprowadzenia procesu skrawania i nadania przedmiotowi obrabianemu żądanego kształtu. Ruchy podstawowe dzieli się na ruchy skrawania oraz ruchy kształtowania.

RUCHY SKRAWANIA to: ruch główny - warunkujący przebieg procesu skrawania i decydujący o szybkości skrawania oraz ruch posuwowy - niezbędny do usunięcia warstwy materiału z powierzchni przewidzianej do obróbki.

RUCHY KSZTAŁTOWANIA to względne ruchy narzędzia i przedmiotu, w wyniku których powstaje powierzchni o żądanym kształcie. Ruchy kształtowania są jednocześnie ruchami skrawania, natomiast ruchy skrawania (główny oraz posuwowy) nie zawsze odgrywają rolę ruchów kształtowania. Ruchy podstawowe (główny oraz posuwowy), podczas których odbywa się skrawanie, nazywa się ruchami roboczymi, natomiast te same ruchy (o identycznych parametrach), gdy nie towarzyszy im skrawanie, noszą nazwę ruchów jałowych (dobieg oraz wybieg narzędzia).

RUCHY PRZESTAWNE mają na celu zmianę wzajemnego położenia narzędzia oraz przedmiotu oraz przedmiotu obrabianego przed rozpoczęciem i po zakończeniu obróbki bądź w przerwach między zabiegami. Są to ruchy pozycjonowania w dokładnie zadane położenie, przesuwowe - do zgrubnie zadanego położenia i podziałowe, np. obrót głowicy rewolwerowej.

RUCHY POMOCNICZE - ruchy różnych elementów i zespołów obrabiarki oraz jej wyposażenia (podajników oraz manipulatorów) wypełniające funkcje pomocnicze, przed rozpoczęciem obróbki, w trakcie trwania operacji obróbkowej i po zakończeniu obróbki.

4. NORMALIZACJA PRĘDKOŚCI OBROTOWYCH ORAZ POSUWOWYCH OBRABIAREK

W celu ułatwienia projektowania budowy oraz eksploatacji obrabiarki ciągi prędkości obrotowych i posuwowych zostały znormalizowane. Podstawę normalizacji stanowią szeroko stosowanie w technice ciągi Renarda, które są ciągami geometrycznymi o ilorazie φ określonym zależnością
, gdzie
, dla ciągów tych

otrzymuje się odpowiednio: φ=1,06; 1,12; 1,26; 1,41; 1,58; 2 . Jako podstawowy do stopniowania prędkości ruchów głównych oraz posuwowych przyjmuje się ciąg R20.

5. 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 (sterowany numerycznie),

• konstrukcja typu compakt (mało miejsca),

• 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 - charakteryzują się duża różnorodność wykonywanych operacji (stosowane gł. W produkcji jednostkowej i małoseryjnej)

• 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.

6. OGÓLNE WYTYCZNE DLA WYBORU OBRABIARKI

Na początku należy zdefiniować minimalne wymogi i dokonać wyboru wstępnego. Warunkiem realizowania przez obrabiarkę zaplanowanego procesu technologicznego jest dokładna znajomość zadań nakładanych na maszynę.

• dla obrabiarek przewidzianych do zastosowania produkcji najważniejsze będą kryteria określające wydajność obrabiarki, takie jak: moc napędu głównego, prędkość obrotowa wrzeciona, prędkość posuwu i szybkiego przesuwu, a w przypadku krótko trwających zabiegów obróbkowych - niewielki czas wymiany narzędzi;

• dla obrabiarek stosowanych w narzędziowniach najważniejsze będą kryteria określające elastyczność technologiczną oraz zakres zadań, wyposażenie dodatkowe a także dokładność i powtarzalność pozycjonowania.

Istnieją też problemy podjęcia decyzji o wyborze obrabiarki z określonej grupy:

• określone zadanie technologiczne można wykonać na tańszej frezarce trójosiowej przy kilkukrotnej zmianie mocowania lub na znacznie droższej pięcioosiowej przy jednokrotnym zamocowaniu;

• obróbka przedmiotów wymagających zabiegów tokarskich i frezarskich może być dzisiaj realizowana w jednej operacji na: tokarce z głowicą rewolwerową z narzędziami obrotowymi, centrum tokarsko-frezarskim, centrum frezarskim do obróbki z pręta lub w dwóch operacjach - na tokarce i frezarce.

Sformalizowanie podejmowania decyzji, w przypadku podanych przykładów jest bardzo trudne, stąd też proponuje się tu tylko metodykę systematycznego wyboru obrabiarki należącej do określonej grupy, np. do grupy tokarek kłowo-uchwytowych do realizacji zadanego procesu technologicznego. Spośród metod oceny oraz doboru cech urządzeń technicznych, do doboru obrabiarek skrawających wydają się być przydatne następujące metody:

• punktacji wagowej;

• wnioskowania rozmytego;

• systemy ekspertowe.

7. KLASYFIKACJA NAPĘDÓW GŁÓWNYCH W OBRABIARKACH - PODSTAWOWE WYMAGANIA

Napędy główne obrabiarek dzielimy na:

Elektryczne:

• elektromechaniczne silniki asynchroniczne

• stopniowa skrzynka prędkości lub przekładnia bezstopniowa

• element wykonawczy (wrzeciono) prądu stałego

• regulator prędkości, tyrystorowy zasilacz prądu stałego

• komutatorowy silnik prądu stałego

• przekładnia zwielokratniająca

• element wykonawczy (wrzeciono) prądu przemiennego

• regulator prędkości, układ prostowniczy, falownik z silnikiem synchronicznym

• element wykonawczy (wrzeciono) z silnikiem asynchronicznym

Hydrauliczne, pneumatyczne:

• zasilacz hydrauliczny lub pneumatyczny , elektrozawory

• silnik obrotowy

• element wykonawczy (wrzeciono)

• silnik liniowy

Podstawowe wymagania co do napędów głównych dzielimy na:

Wymagania ogólne - dotyczą wszystkich rodzajów napędów stosowanych w obrabiarkach, maszynach i urządzeniach technologicznych i obejmują:

• Wymagany zakres prędkości obrotowych silnika

• Dostatecznie duża moc lub moment napędowy silnika, wystarczający do wykonania pracy (pokonania obciążeń zewnętrznych) i pokonania oporów wynikających z sił tarcia napędzanych mechanizmów i obciążeń wewnętrznych

• Niezawodność oraz łatwość obsługi i konserwacji: obecnie coraz częściej wymaganie to przyjmuje formę bezobsługowości pracy napędu.

• Małe gabaryty i mała masę napędu

Wymagania szczegółowe:

• Dużą sztywnością charakterystyki mechanicznej ,czyli małym spadkiem prędkości obrotowej wału silnika przy wzroście momentu obciążenia

• Dużym zakresem bezstopniowej zmiany prędkości obrotowej silnika do n=20 000-40 000 obr/min

• Takim przebiegiem dopuszczalnego obciążenia w funkcji prędkości obrotowej ,jaki jest dostosowany do technologicznej charakterystyki obciążenia obrabiarki.

• Szybkim rozruchem ,zwłaszcza przy wysokich prędkościach obrotowych w celu krótkiego dojścia do zadanej prędkości i skrócenia czasów pomocniczych

• Zdolnością do pracy serwonapędowej tzn. możliwością pozycjonowania przy hamowaniu.

8. KLASYFIKACJA NAPĘDÓW POSUWOWYCH W OBRABIARKACH - PODSTAWOWE WYMAGANIA

Napędy ruchu posuwowego w obrabiarkach dzielimy na:

Elektryczne

a) silnik prądu stałego (z zasilaczem tranzystorowym lub tyrystorowym)

- komutatorowy (obrotowy)

- bezkomutatorowy (liniowy lub krzyżowy)

b) silnik prądu przemiennego (z układem prostowniczym lub falownikiem)

- synchroniczny (obrotowy lub liniowy)

- asynchroniczny (obrotowy lub liniowy)

c) silnik skokowy (z impulsowym zasilaczem elektrycznym)

- obrotowy

- liniowy

Elektrohydrauliczne

a) silnik obrotowy

b) siłownik liniowy

Podstawowe wymagania dzielimy na:

Wymagania ogólne - dotyczą wszystkich rodzajów napędów stosowanych w obrabiarkach, maszynach i urządzeniach technologicznych i obejmują:

• Wymagany zakres prędkości obrotowych silnika

• Dostatecznie duża moc lub moment napędowy silnika, wystarczający do wykonania pracy (pokonania obciążeń zewnętrznych) i pokonania oporów wynikających z sił tarcia napędzanych mechanizmów i obciążeń wewnętrznych

• Niezawodność oraz łatwość obsługi i konserwacji: obecnie coraz częściej wymaganie to przyjmuje formę bezobsługowości pracy napędu.

• Małe gabaryty i mała masę napędu

Wymagania szczegółowe:

• Szeroki zakres bezstopniowej zmiany prędkości silnika ,umożliwiający realizacje zarówno posuwu roboczego jak i szybkiego przesuwu ok.

• Szybki rozruch i hamowanie ,czyli duże przyspieszenie i opóźnienie

• Duża sztywność mechanicznych elementów przenoszących napęd od silnika do zespołu przesuwowego obrabiarki i duża odporność na pojawienie się zjawiska utyku ,czyli ciernych drgań relaksacyjnych

• Małe opory ruchu uwarunkowane niewielkimi siłami tarcia w połączeniach prowadnicowych i przekładniach, co jest istotne szczególnie ze względu na zjawisko utyku oszczędność energii przy ruchach przesuwowych

• Wysoka równomierność ruchu, zwłaszcza dla małych prędkości posuwu

• Duża dokładność pozycjonowania czyli mały elementarny krok umożliwiający zrealizowanie elementarnego przemieszczenia rzędu 2 mikrometry.

9. ELEKTROWRZECIONA - ZASTOSOWANIE.

Wrzeciona ze zintegrowanym napędem znajdują zastosowanie w centrach obróbczych, tokarkach, frezarkach, szlifierkach oraz wiertarkach do głębokich otworów. Ich zwarta budowa umożliwia konstrukcję maszyn z rozszerzoną kinematyką, przy zredukowanej liczbie komponentów i dogodniejszej obsłudze. Rozwój elektrowrzecion umożliwił obróbkę z obecnie osiąganymi prędkościami skrawania.. Prędkość obrotowa wrzecion powinna osiągać 30 000- 60 000 obr/min. Elektrowrzeciona stosuje się w obrabiarkach które mogą obrabiać przedmioty na gotowo bez obróbki wykańczającej przy dużym skróceniu czasu obróbki w stosunku do obróbki konwencjonalnej. Zastosowanie elektrowrzecion w obrabiarkach takich jak frezarki i tokarki a także średniej wielkości szlifierki uniwersalne jest technicznie uzasadnione jeśli zostanie zapewnione uzyskanie odpowiednio dużej mocy napędu .

10. SILNIKI LINIOWE - ZASTOSOWANIE

Silniki liniowe stosuje się do napędów posuwu zapewniają dużą dokładność pozycjonowania i bardzo duże prędkości i przyspieszenia ruchu posuwowego. Umożliwiają skrócenie czasu obróbki. Silnik liniowy ma ograniczoną siłę posuwu dlatego nie może być stosowany w obrabiarkach do ciężkich przedmiotów, brak samohamowności nie pozwala stosować silników liniowych do układów posuwu pionowego.

Napęd silnikiem liniowym MOŻE być stosowany tam, gdzie:

• nie występuje pulsacja obciążenia;

• mamy źródło (elektryczne) dużej mocy, ze względu na duży pobór prądu przez silnik liniowy;

• potrzeba relatywnie dużej siły pociągowej;

• oczekujemy dużych prędkości;

• oczekujemy dużych przyspieszeń;

• wymagana jest duża niezawodność maszyny.

Napęd silnikiem liniowym NIE MOŻE być stosowany tam, gdzie:

• występuje pulsacja obciążenia;

• obrabiarka nie ma zapewnionego skutecznego odprowadzania ciepła;

• nie mamy źródła (elektrycznego) dużej mocy (silnik liniowy asynchroniczny cechuje się dużym zapotrzebowaniem prądowym);

• obrabiane mają być przedmioty ciężkie;

• nie mamy możliwości stosowania chłodzenia napędu posuwu cieczą;

• posuw miałby się odbywać wzdłuż osi pionowej.

11. STEROWANIE AUTOMATYCZNE - ISTOTA, RODZAJE CZYNNOŚCI

Sterowaniem nazywa się kierowanie pracą maszyn i urządzeń przez wpływanie na parametry i przebieg ich pracy w celu zrealizowania zamierzonego działania . Cechą charakterystyczną zautomatyzowanych obrabiarek i maszyn technologicznych jest cykliczność pracy tzn. poszczególne ruchy i czynności odbywają się w ściśle określonej kolejności i powtarzają się dla kolejnych wytwarzanych jednakowo przedmiotów.

Z punktu widzenia automatyzacji pracy obrabiarek , układy sterowania (regulacji) realizują elementarne funkcje sterowania , takie jak:

• włączanie i wyłączanie silników napędowych

• włączanie i wyłączanie ruchów głównych , przestawczych i pomocniczych a także sterowanie ich przebiegiem (kierunkiem, prędkością)

• nastawianie i kontrolowanie przemieszczeń wykonywanych przez zespoły robocze nastawianie i kontrolowanie dopuszczalnych obciążeń

• podawanie i, mocowanie i wymienianie przedmiotów obrabianych a także narzędzi i oprzyrządowania

• nadzorowanie przebiegu pracy maszyny

12. PROGRAMOWANIE OBRÓBKA - ISTOTA, RODZAJE INFORMACJI

Programowanie obrabiarek może odbywać się ręcznie według instrukcji ISO lub maszynowo (z wykorzystaniem komputera i programów CAD/CAM). Programowanie obrabiarek sterowanych numerycznie wg instrukcji ISO polega na zapisaniu w postaci symbolicznej - w języku obrabiarki, wszystkich ruchów i czynności jakie muszą być w niej wykonane aby otrzymać przedmiot o żądanym kształcie wymiarach i chropowatości powierzchni. Język obrabiarki składa się ze słów i składni. Słowa są to grupy znaków alfanumerycznych oznaczonych przez adresy. Informacje zawarte w jednym słowie sterują pojedynczymi funkcjami obrabiarki np. liniowymi lub kątowymi przemieszczeniami, prędkością posuwu czy prędkością obrotową wrzeciona, wyborem narzędzi.

13. KLASYFIKACJA UKŁADÓW STEROWANIA OBRABIAREK I MASZYN TECHNOLOGICZNYCH

14. PORÓWNANIE STEROWAŃ NC ORAZ CNC ZE WZGLĘDU NA REALIZOWANE ZADANIA

Układy sterowania numerycznego lat 60 i 70 ubiegłego wieku miały strukturę Hardware'ową oznaczaną jako NC. Układy te były wyspecjalizowanym komputerem , realizującym tylko jeden sztywny program wewnętrzny . Współczesne układy sterowania sterowania numerycznego mają strukturę komputerową i są oznaczane jako układy CNC. Podstawowa różnica między sterowaniem NC a CNC polega na tym , że w tym pierwszym nie wykorzystuje się mikroprocesora i programu sterującego pracą całego sterowania lecz sztywno połączone ze sobą bloki funkcjonalne . W skład układu sterowania CNC wchodzi mikroprocesor wraz z pamięcią oraz wewnętrzny program obsługi . Sterowanie CNC wykorzystuje komunikację szynową co oznacza , że przesłana informacja musi być zaadresowana . Sterowanie CNC stanowi połączenie koncepcji sterowania numerycznego (NC w sensie jego najważniejszych funkcji) i możliwości komputera ( w sensie układu do przetwarzania danych).

15. CECHY NOWOCZESNYCH UKŁADÓW STEROWANIA CNC

• otwartość dla obsługującego

• elastyczna struktura - otwartość dla wytwórców maszyn , przez możliwość wskazania

• otwartość w wyborze sprzętowym - dzięki budowie modułowej istnieje możliwość zmiany różnych komponentów bez potrzeby wymiany całego zestawu

• otwartość dla kompatybilności systemów pracy CNC - umożliwienie importowania istniejącego oprogramowania standardowego

• rozbudowana i różnorodna komunikacja sieciowa - otwartość konfiguracji interfejsów wejścia i wyjścia

• wspomagania programowania obrabiarek NC

• automatycznego generowania programów sterujących pracą obrabiarek - dzięki możliwości zainstalowania jednego z systemów CAM

• w elastycznych systemach wytwórczych sterowanie przebiegiem wytwarzania.

16. PODZIAŁ TOKAREK - CECHY KONSTRUKCYJNE TOKAREK CNC

• układ roboczy i budowa są oparte na zasadach działania tokarek(przedmiot obrabiany ustalony , zamocowany i napędzany przez wrzeciono, zespoły narzędziowe wykonują ruchy posuwowe)

• można na nich wykonywać inne zabiegi z wykorzystaniem narzędzi obrotowych (frezów , wierteł , gwintowników i innych) przy nieruchomym lub obracającym się wrzecionie przedmiotowym

• są wyposażone w jedną lub dwie wielopozycyjne głowice rewolwerowe lub magazyn swobodnych narzędzi , wprowadzanych do pracy automatycznie ( centra tokarskie)

• tokarki z przeciwwrzecionem mają możliwość obróbki przedmiotu z drugiej strony po przejęciu go przez wrzeciono przechwytujące

• w przestrzenie roboczej centrum znajduje się jeden wielofunkcyjny suport narzędziowy zapewniający mocowanie narzędzi stałych (noży tokarskich ) i obrotowych (wierteł , frezów).

• Tokarki pionowe mają zintegrowany napęd główny (elektrowrzeciono) , który ma mniejszą masę niż suport z głowicą narzędziową.

17. AUTOMATY WIELOWRZECIONOWE - PODZIAŁ, BUDOWA ORAZ PRZEZNACZENIE TECHNOLOGICZNE

17.1. Automaty tokarskie wielowrzecionowe - sterowane numerycznie tokarki, przeznaczone do obróbki z pręta mają zastosowanie w wielozabiegowych operacjach obróbki z materiału prętowego w produkcji wielkoseryjnej i masowej. Wrzeciona przedmiotowe są łożyskowane w bębnie integrującym .

17.2. Tokarki pionowe wielowrzecionowe -integracja funkcji obróbkowych i manipulacyjnych. Taka obrabiarka staje się samo obsługującą się stacją obróbkową i jest technicznym przykładem realizacji „Lean production” , gdyż jest bardzo tanim rozwiązaniem w pełni zapewniającym pracę bezobsługową. Wrzecienniki wykonują ruchy posuwowe w dwóch osiach . Wrzeciennik może też przemieścić się poza obszar obróbczy i podać/ oddać przedmiot z/do magazynu. Tokarki z pionowym wrzecionem stosuje się do obróbki stosunkowo małych przedmiotów z automatyzacją ich zmiany. Budowane są z 1, 2 lub 3 wrzecionami .

W tokarkach tych nie ma czasu przestoju obrabiarki potrzebnego na zamocowanie przedmiotu. Głowice narzędziowe przystosowane są do mocowania narzędzi o ruchu obrotowym (wiertła, frezy).

Na automatach wielowrzecionowych można obrabiać jednocześnie kilka przedmiotów. Przedmioty obrabiane są przez narzędzie pojedyncze lub zespołowe zamocowane w suportach poprzecznych i w suportach wzdłużnych.

Rozróżnia się automaty wielowrzecionowe pracujące metodą równoległą , kolejną i kolejno równoległą.

18. PODZIAŁ, BUDOWA ORAZ PRZEZNACZENIE TECHNOLOGICZNE FREZAREK

Przeznaczeniem frezarek jest obróbka płaszczyzn oraz powierzchni kształtowych (rowków, kanałków, powierzchni kształtowych) za pomocą frezów, głowic frezowych oraz różnego rodzaju frezów kształtowych. Na frezarskim centrum obróbkowym odbywa się pełna obróbka części klasy korpus, tzn. obok wymienionych zabiegów frezarskich jest wykonywana obróbka wszystkich otworów. Dzięki zastosowaniu narzędzi wieloostrzowych i dużych prędkości skrawania frezowanie umożliwia obróbkę z dużą wydajnością .

• Budowa modułowa

• Wielowariantowość układów ruchowych, określonych liczbą, położeniem i ruchami sterowanych osi

• Zintegrowane napędy główne (elektrowrzeciona) o dużym zakresie prędkości obrotowych .

• Magazyny narzędzi i układy automatycznej wymiany narzędzi o krótkich czasach wymiany

• Korpus o dużej sztywności i stabilności termicznej i znakomitym tłumieniu.

• Szynowe prowadnice toczne z niskim współczynnikiem tarcia i brakiem tendencji do występowania utyku

• Liniowe silniki napędu posuwów o wysokich prędkościach ruchu posuwowego

• Pomiaru przedmiotów i ustawiania narzędzi z użyciem sond pomiarowych

19. PODZIAŁ, BUDOWA ORAZ PRZEZNACZENIE TECHNOLOGICZNE WYTACZARKO-FREZAREK NC

Wytaczarki są to obrabiarki przeznaczone do obróbki otworów o wysokiej dokładności wykonania. Wielkością charakterystyczną wytaczarki jest największa średnica wytaczania, a wielkościami pomocniczymi są wymiary powierzchni roboczej stołu lub wymiary gabarytowe przedmiotu obrabianego. Wytaczarki umożliwiają wykonywanie otworów dokładnych - zaliczają się do piątej klasy dokładności i o małej chropowatości powierzchni - Ra 0,08 mm. Charakterystyczną cechą tych obrabiarek jest duża prędkość obrotowa wrzecion oraz małe posuwy i mała głębokość skrawania. Jako narzędzia stosuje się specjalne wytaczadła z ostrzami diamentowymi, z węglików spiekanych lub spieków ceramicznych.

Ze względu na budowę rozróżniamy dwa podstawowe typy wytaczarek:

-wytaczarki poziome

-wytaczarki pionowe.

Wytaczarki poziome są przeznaczone głównie do obróbki krótkich otworów przedmiotów mocowanych na przesuwnym stole. Wytaczarki pionowe zazwyczaj są stosowane do obróbki długich otworów w przedmiotach, które mają kilka otworów w równoległych osiach. Dotyczy to np. obróbki otworów pod tuleje cylindrowe w blokach silników samochodowych. Wytaczarki przeznaczone do produkcji wielkoseryjnej mają dwa lub trzy wrzeciona i zwykle pozwalają na obróbkę dwustronną. Stół jest na ogół jest napędzany hydraulicznie, a wrzeciona za pomocą przekładni pasowych. Specjalne odmiany wytaczarek- budowane na zamówienie- są również stosowane do obróbki dużych przedmiotów np. silników okrętowych. Wytaczarki współrzędnościowe są przeznaczone do precyzyjnej obróbki otworów, których dokładne rozmieszczenie osi jest określone w przyjętym układzie współrzędnych prostokątnych X,Y,Z. Zakres zabiegów wykonywanych na tych obrabiarkach obejmuje: wiercenie i wytaczanie otworów, toczenie poprzeczne lub frezowanie niewielkich płaszczyzn, gwintowanie i szlifowanie otworów oraz trasowanie i sprawdzanie wymiarów przedmiotów obrabianych na innych obrabiarkach. Wytaczarki współrzędnościowe są stosowane do obróbki otworów w przyrządach i uchwytach oraz na oddziałach produkcyjnych do małoseryjnej obróbki dokładnych przedmiotów. Pod względem konstrukcyjnym rozróżnia się wytaczarki współrzędnościowe- jedno- lub dwu-stojakowe z wrzecionem o pionowej lub poziomej osi obrotu. Są one szczególnie przydatne do obróbki korpusów. Układ pomiarowy wytaczarki współrzędnościowej umożliwia ustawianie przemieszczeń wzdłuż osi współrzędnych z dokładnością do 1 mikrona. Najbardziej rozpowszechnione są układy pomiarowe optyczne, elektryczne( wyposażone w czujniki indukcyjne lub pojemnościowe). Wytaczarko frezarki stanowią grupę obrabiarek których podstawowymi zabiegami obróbkowymi jest wytaczanie otworów i frezowanie płaszczyzn, a przeznaczeniem produkcyjnym obróbka korpusów.

Wielkościami oznaczeniowymi wytaczarko-frezarek są:

• średnica wrzeciona,

• wymiary powierzchni roboczej stołu, posuw stołu oraz wrzeciennika.

Wytaczarki ogólnie dzielą się na:

• łożowe;

• ze stołem krzyżowym;

• skrócone bez wspornika;

• ze stołem wzdłużnym;

• wzdłużne;

• płytowe;

• ze stojakiem przesuwno-skrętnym;

• ze stojakiem krzyżowo-skrętnym.

20. CENTRA OBRÓBKOWE - PODZIAŁ, BUDOWA ORAZ PRZEZNACZENIE

Pod nazwą centrum frezarskie rozumie się obrabiarkę sterowaną numerycznie zapewniającą, w zakresie jej możliwości technologicznych wykonanie w jednym zamocowaniu przedmiotu o dużej liczbie zabiegów obróbkowych za pomocą różnych narzędzi w takim zakresie aby po obróbce uzyskać przedmiot w pełni lub w dużej części obrobiony .

Centra obróbkowe tokarskie są praktyczną realizacją idei obróbki kompletnej przedmiotu w jednym zamocowaniu przez integrację kilku różnych sposobów obróbki w jednej maszynie wielozabiegowej . W centrach tych są integrowane nie tylko klasyczne sposoby skrawania (toczenie, frezowanie, wiercenie, nacinanie gwintów) lecz także takie sposoby jak szlifowanie, frezowanie obwiedniowe, dłutowanie, hartowanie, spawanie oraz pomiar w czasie procesu.

21. 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.

22. CECHY ELASTYCZNEJ AUTOMATYZACJI

Elastyczna automatyzacja produkcji realizowana jest przy użyciu nowoczesnych technik komputerowych, istnieje wiele form między innymi:

- obrabiarki sterowane numerycznie;

- elastyczne systemy produkcji;

- komputerowo wspomagane systemy transportowo-magazynowe;

- CAQ komp. wspomagane procesy zapewnienia jakości;

- CAP komp. wspomaganie procesów projektowania produkcji;

- CAN komp. wspomaganie wytwarzania;

- CAD/CAM;

- CAE komp. wspomaganie prac inżynierskich;

Wszystkie te procesy zmierzają do integracji i automatyzacji elementów funkcji związanych z realizacją procesów produkcyjnych. Komputerowa integracja dalszych sfer działalności przedsiębiorstwa prowadzi do powstania systemu CIM-komp. zintegrowane wytwarzanie. Elastyczny system produkcyjny to zintegrowany komputerowo kompleks maszyn i urządzeń technologicznych, sterowanych numerycznie, urządzeń warsztatowych oraz automatycznych urządzeń poznawczych, diagnostycznych, minimalną obsługą ręczną, krótkimi czasami przezbrojeń; mogący produkować dowolny wyrób, należący do określonej klasy wyrobów w ramach swych określonych możliwości oraz zgodne z ustaloną kolejnością systemu.

23. STRUKTURY MASZYNOWE W OBSZARZE ELASTYCZNEGO WYTWARZANIA

Zestaw kilku zautomatyzowanych stanowisk technologicznych lub stacji obróbkowych (maszyn technologicznych, obrabiarek CNC, centrów obróbkowych) umożliwiających zastosowanie różnych technik wytwarzania (obróbka skrawaniem, obróbka plastyczna, obróbka cieplna , powlekanie powierzchni ), uzupełnionych stanowiskami nieobróbkowymi (mycia , suszenia , kontroli jakości) , połączonych ze sobą zautomatyzowanymi urządzeniami transportu przedmiotów w taki sposób, że na poszczególnych stanowiskach możliwa jest obróbka różnych przedmiotów przechodzących różnymi drogami przez system.

Klasyczne rozwiązanie elastycznego systemu do obróbki korpusów:

• Dwa poziome centra obróbkowe;

• Magazyn buforowy i stanowisko wymiany palet;

• Wózek szynowy;

• Robot bramowy;

• Stanowisko załadunku i rozładunku palet;

• Stanowisko załadunku kaset narzędziowych;

• Stacja ustawiania narzędzi;

• Centralny układ sterowania.

24. ZAKRESY STOSOWANIA MASZYN I UKŁADÓW WIELOMASZYNOWYCH

25. FILARY ROZWOJU OBRABIAREK SKRAWAJĄCYCH

-szybsze elastyczne przezbrajanie i nastawianie programu sterowania na nowe przedmioty obrabiane w małych seriach;

- niskie koszty produkcji;

- zmiany układu strukturalnego tokarek;

- możliwość wykonywania różnych zabiegów obróbkowych, nie tylko tokarskich;

- wysoka dokładność wymiarowo kształtowa;

- zwiększona wydajność i niezawodność;

- ekologia i BHP;

- duża różnorodność konstrukcji w zależności od potrzeb klientów;

- wielowariantowość układów geometryczno-ruchowych;

- nowe układy geometryczno-ruchowe;

- zintegrowanie napędy główne (elektrowrzeciona).

- magazyny narzędzi i układy automatycznej wymiany narzędzi o dużej pojemności i krótkich czasach wymiany

- Automatyzacja wymiany przedmiotów obrabianych

- Otwarte układy sterowanie CNC

- Inteligentne układy nadzorujące i diagnostyczne

---