mini, PWR MBM, CNC, EGZAMIN


1. Model maszyny technologicznej w ujęciu systemowym.

DO maszyny wchodzi: program sterowania -> pamięć i układ sterujący(-> sygnalizacja) ->informacje; energia; materiał (obrabiany, pomocnicze, narzędzia i przyrządy)

Wychodzi: Wyrób (informacja, dokładność); energia (straty); materiał (odpady, narzędzia i prz. do wymiany)

2. Główne elementy i zespoły funkcjonalne obrabiarki NC.

-silnik elektryczny lub hydrauliczny

-mechanizmy przekładniowe,

-zespoły robocze,

-zespoły wiążące

-zespoły sterowania,

-urządzenia smarujące i chłodzące

-urządzenia ustawcze i pomiarowe.

3. Podstawowe aspekty wprowadzania budowy modułowej maszyn technologicznych.

- 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;

4. Klasyfikacja ruchów realizowanych przez zespoły obrabiarki.

Podstawowe: skrawania, kształtowania; główny(roboczy), posuwowy: proste, złożone

Pomocnicze: przestawne, ustawcze, podziałowe, podawcze i odbiorcze, sterowania, obsługowe

5. Normalizacja prędkości obrotowych i posuwowych obrabiarek.

Podstawę normalizacji stanowią stosowanie w technice ciągi Renarda, które są ciągami geometrycznymi o ilorazie „j” określonym zależnością. 0x01 graphic
, gdzie,m=40;20;10;20/3;5;20/5 dla ciągów tych otrzymuje się odpowiednio: j=1,06;1,12;1,26;1,41;1,58;2. Jako podstawowy do stopniowania prędkości ruchów głównych oraz posuwowych przyjmuje się ciąg R20

6. 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,

- przekłądnie 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 - duża różnorodność wykonywanych operacji (produkcja jednostkowa i małoserujna

- produkcyjne- stosowane w produkcji seryjnej o mniejszym zakresie wykonywanych operacji, wydajniejsze a niżeli uniwesalne

- uproszczone - zakres wykonywanych operacji jest najbardziej zawężona.

7. Ogólne wytyczne dla wyboru obrabiarki.

Z punktu widzenia użytkownika obrabiarka musi spełniać szereg wymagań, które można zdefiniować następująco:

- osiąganie wymaganej dokładności wymiarowo-kształtowej,

- duża wydajność,

- duża elastyczność-zdolność do realizacji różnych zadań produkcyjnych;

- szybkie przezbrojenie obrabiarki i szybka wymiana programów 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;

8. Klasyfikacja napędów głównych w obrabiarkach - podstawowe wymagania.

I. Elektryczne:

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

Wymagania: wymagany zakres prędkości obrotowej z dostatecznie dużą mocą i momentem, dostępność na rynku, sprawność i mały koszt naprawy, niezawodność, łatwość obsługi i konserwacji, małe gabaryty i masa napędu.

9. Klasyfikacja napędów posuwowych w obrabiarkach - podstawowe wymagania.

Wymagania: -duży zakres bezstopniowej zmiany prędkości silnika; szybki rozruch i hamowanie; duża sztywność, mechaniczna elementów; małe opory ruchu; duża równomierność ruchu; duża dokładność pozycjonowania

10. Elektrowrzeciona - zastosowanie.

Elektrowrzeciona - są to silniki prądu przemiennego, w których uzwojenie wirnika znajduje się bezpośrednio na wrzecionie. Dzielą się na synchroniczne i asynchroniczne.

Stosowany w obrabiarkach HSC dla uzyskania wysokich obrotów (80000 obr/min).

Węzeł łożyskowy przedni, stojak, chłodzenie, węzeł łożyskowy tylny, wrzeciono, wirnik, chłodzenie obudowy aluminiowej

11. Silniki liniowe - zastosowanie.

Elektryczny napęd i bezpośredni posuw, schematycznie można go przedstawić jak przecięty i rozwinięty w płaszczyźnie silnik obrotowy. Mogą być budowane jako silniki prądu stałego i przemiennego,

Składa się z części wtórnej, pierwotnej, ;szczelina powietrza; pole wędrujące

Silnik ten cechuje się lepszymi właściwościami od śruba-nakrętka, wyższe przyśpieszenia, duża dokładność i powtarzalność pozycjonowania, wysokie prędkości posuwu 100m/min, wysoka niezawodność,

Wady: konieczność stosowania wydajnego chłodzenia, wrażliwość na zmianę obciążenia, konieczność stosowania szczelnych osłon ze względu na stosowanie silnych magnesów trwałych, problem z orientacją pionową osi,

12. Silniki krokowe - zastosowanie

13. Klasyfikacja stosowanych w obrabiarkach ukł. pomiarowych

- położenia, przemieszczenia; analogowe, cyfrowe; obrotowe, liniowe; bezpośrednie, pośrednie

Ze względu na charakter funkcjonowania oraz konstrukcję układów pomiarowych możemy wyróżnić dwa składające się na nie zasadnicze bloki:

+czujnik pomiarowy przekształcający wartość przemieszczenia lub położenia na inną wielkość fizyczną,
+układ zasilająco-przekształcający (przetwornik), służący do uzyskania pomiarowego sygnału elektrycznego.
W dzisiejszych obrabiarkach wyróżniam dwa podstawowe sposoby pomiarów wartości pozycji i przemieszczeń: bezpośredni; pośredni
W przypadku pomiaru bezpośredniego czujnik pomiarowy - liniał lub przetwornik kątowy odczytuje położenie ze skali umocowanej na stole obrabiarki.
W układzie pośrednim przetwornik pomiarowy obrotowo - impulsowy mierzy liniowe przemieszczenie stołu za pomocą odczytu kąta obrotu śruby pociągowej. Sama wartość przemieszczenia zaś jest obliczana.

14. Sterowanie automatyczne - istota, rodzaj czynności

Istota:

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.).

b) 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.

15. Programowanie obróbki NC - istota, rodzaje informacji.

Programowanie obróbki na obrabiarki sterowane numerycznie polega na ustaleniu wszystkich niezbędnych informacji, odpowiednim ich zapisie i przekazaniu do układu sterowania.

Informacje te obejmują:

- wyznaczenie toru narzędzia lub narzędzi z uwzględnieniem ruchów roboczych i jałowych,

- określenie parametrów skrawania dla każdego ruchu narzędzia,

- wyznaczenie funkcji pomocniczych.

16. Klasyfikacja układów sterowania obrabiarek i maszyn technologicznych.

Sterowanie automatyczne obrabiarek i maszyn technologicznych

+Krzywkowe (dla zde. I krzyw: sztywne sterowanie mechaniczne, elektryczne, hydrauliczne, pneumatyczne)

+Zderzakowe(sterowanie sekwencyjne(także dla kopiowej): sterowanie o działaniu przekaźnikowym, sterowanie programowalne (PLC))

+Kopiowe

+Symboliczne: Ster numeryczne; Ster komputerowe(CNC) (otwarte(OEM); konwencjonalne(CNC+); adaptacyjne(AC); bezpoś ster num(DNC)); ster hardware'owe (NC)

17. Porównanie sterowań NC i CNC z uwagi na realizowane zadania.

0x01 graphic

(Najpierw blok po lewej podpisany NC strzałka w prawo rozkaz do obrabiarka i wraca jako sprzężenie zwrotne ??.)

18. Sterowanie adaptacyjne obrabiarek - istota i podział.

Istota:

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.).

Odmiany sterowania AC:

- Sterowanie adaptacyjne geometryczne (ACG)

- Sterowanie adaptacyjne technologiczne (ACT)

- Sterowanie adaptacyjne graniczne (ACC)

- Sterowanie adaptacyjne ekstremalne (ACO)

19. Cechy nowoczesnych układów sterowania CNC.

- łatwa implementacja obróbki pięcioosiowej,

- niezawodność wykrywania kolizji funkcji bezpieczeństwa,

- interaktywne, przyjazne użytkownikowi środowisko pracy,

20. Podział tokarek - uproszczony schem. kinematyczny kształtowania linii śrubowej dla tokarki uniwersalnej

Silnik, skrzynka prędkości, przekładnia pasowa->wrzeciennik, odboczka, gitarowa, posuwowa-> śruba pociągowa

0x08 graphic
21. Automaty wielowrzecionowe - podział, budowa i przeznaczenie technologiczne.

Można obrabiać jednocześnie kilka przedmiotów. Przedmioty są obrabiane przez narzędzie pojedyncze lub zespołowe zamocowane w suportach poprzecznych i wzdłużnych

Opłacalne są przy oobróbce dużych serii, co najmniej 500-800szt.

Metody pracy: równoległa, kolejna, kolejnorównoległa

22. Podstawowe wymagania stawiane współczesnym tokarkom NC.

• bardziej wydajne interfejsy do szybszej transmisji coraz większej ilości danych
• obróbka na najwyższych obrotach podczas toczenia,z ciągłym zapewnieniem najwyższej dokładności toru ruchu .
• konstruowanie serwonapędów o jak najkrótszym czasie reagowania do regulacji uzyskiwanych wymiarów obróbkowych (obecnie czas ten wynosi już poniżej 1 ms)
• minimalizacja nakładu programowania dla poszczególnych zadań obróbkowych
• proste i efektywne systemy programowania z dynamiczno-interaktywną symulacją procesów obróbki
• graficzne systemy diagnozowania błędów obrabiarek sterowanych komputerowo lub całego systemu obróbkowego

23. Podział, budowa i przeznaczenie technologiczne frezarek.

Frezarki- służa do obróbki skrawaniem płaszczyzn, powierzchni kształtowych, rowków prostych, śrubowych, wpustowych, gwintów, do nacinania zębów..

Podział frezarek:

Budowa frezarki wspornikowej poziomej:

Kadłub (żeliwo szare); Podstawa; Wspornik; Sanie stołu; Stół; Belka; Podtrzymka; Wrzeciono; Śruba podnoszenia i opuszczania wspornika; Osłona napędu;

24. Podział, budowa i przeznaczenie technologiczne wytaczarko-frezarek NC.

Wytaczarko frezarki służą do obróbki dokładnej otworów, płaszczyzn przynależnych, duża dokładność rzutowania wytarzanych otworów(2-10µm).

Podział:

-łożowe

-ze stołem krzyżowym(skrócone bez wspornika; ze wspornikiem wytaczadła)

-ze stołem przesuwnym (poprzeczne; wzdłużne)

-płytowe(ze stojakiem przesuwno skrętnym; ze stojakiem krzyżowo skrętnym; ze stojakiem przesuwnym poprzecznie)

25. Centra obróbkowe - podział, budowa i przeznaczenie.

Centrum obróbkowe jest to obrabiarka:

-sterowana numerycznie

-wielozabiegowa

-umożliwiająca obróbkę wielostronną, ale w jednym zamocowaniu,

- wielonarzędziowa z automatyczną wymianą narzędzia

Centrum obróbkowe jest obrabiarką sterowaną numerycznie (zwykle CNC) zapewniającą, w zakresie jej możliwości technologicznych, wykonanie w jednym zamocowaniu przedmiotu dużej liczby zabiegów obróbkowych za pomocą różnych narzędzi. Dla wypełnienia tych zadań centrum obróbkowe wyposażone jest w magazyn narzędzi z automatyczną zmianą narzędzi (oraz w system paletowy z automatyczną zmianą przedmiotów).

podział:

+do części typu korpus (frezarskie, wytaczarsko-frezarskie, szlifierskie; poziome, pionowe, uniwersalne)

+do części obrotowo-symetrycznych (tokarskie, szlifierskie; poziome, pionowe)

+specjalne i różne

26. 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.

27. Cechy elastycznej automatyzacji.

-łatwe i szybkie przezbrojenie

-łatwa i szybka zmiana programów pracy środków wytwarzania w dostosowaniu się do zmieniających się zadań produkcyjnych,

Cechy elastycznej Automatyzacji

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)

28. Struktury maszynowe w obszarze elastycznego wytwarzania i zakresy ich stosowania.
1. Elastyczność wytwarzania w procesach obróbki skrawaniem:

  1. obrabiarek i oprzyrządowania:

- wielostronność technologiczna(uniwersalność)

- przezbrajalność

- układy sterowania (CNC, NC)

- dołączenia do systemów wyższego rzędu.

  1. wielkość produkcji (różne wielkości partii produkcji)

  2. kolejność operacji )wybór kolejności operacji, przejmowanie zadań przez inne maszyny np. w przypadkach uszkodzeń)

  3. wyrobu (podobieństwo technologiczne, technologia grupowa)

  4. rozwoju (modułowość, możliwość rozbudowy systemu)

2. Rozwój elastycznie zautomatyzowanych obrabiarek oraz systemów wytwarzania

3. Funkcje spełniane przez poszczególne części elastycznego systemu obróbkowego:

  1. system maszynowy: obrabiarki NC,CNC, centra obróbkowe i stanowiska uzupełniające,

  2. system narzędziowy:- ręczne przygotowanie i składowanie, automatyczny wybór

  • system przepływu przedmiotów: - składowanie automatyczny wybór