MECHATRONIKA MASZYN TECHNOLOGICZNYCH

Temat : Elastyczne gniazdo obróbcze

Prowadzący: Mgr inż. Piotr Wilk

MECHATRONIKA

GRUPA2, SEKCJA B

Miłosz Sadlak

Jakub Koj

1. WSTĘP TEORETYCZNY

Automatyzacja - to znaczne ograniczenie lub zastąpienie (proces zastępowania) ludzkiej pracy fizycznej i umysłowej przez pracę maszyn działających na zasadzie samoregulacji i wykonujących określone czynności bez udziału człowieka. Również zastosowanie maszyn do pracy niemożliwej do wykonania w inny sposób. Automatyzacja wiąże się z czynnościami sterowania w odróżnieniu od mechanizacji, która wiąże się z wykonaniem określonej pracy fizycznej i wydatkowanie znacznej energii. Eliminuje ona ingerencję operatora w czasie trwania procesu technologicznego i umożliwia koncentrację czynności ludzkich na uzbrojeniu i ustawieniu obrabiarki, na nadzorze, konserwacji, naprawach.

Elastyczność - jest definiowana jako możliwość łatwego i względnie szybkiego przystosowania środka produkcji do realizacji zmieniających się zadań produkcyjnych.

Elastyczna automatyzacja wytwarzania (EAW) - obejmuje elastyczną automatyzację środków i procesów wytwarzania.

Podział elastyczności:

• Środków technologicznych, obrabiarek i oprzyrządowania:

- jest określona zakresem możliwych do wykonania zabiegów obróbkowych.

• Procesu technologicznego:

- jest określona przez łatwość szybkiej zmiany narzędzi, uchwytów i przyrządów potrzebnych do wykonania zabiegów i operacji, a także możliwość łatwego wyboru i zmiany kolejności operacji wraz z ich realizacją na różnych maszynach (np. wskutek uszkodzenia danej obrabiarki).

• Wielkości produkcji:

- oznacza możliwość opłacalnej produkcji jednostkowej, jak i seryjnej. Oznacza także, że w produkcji w danej chwili może być kilka różnych wyrobów, niekoniecznie należących do tej samej serii.

• Wyrobu:

- określana jest przez podobieństwo do siebie wyrobów uzyskanych na obrabiarce, a także technologii grupowej.

• Rozwoju:

- polega na takiej koncepcji systemu elastycznego, że możliwe jest jego rozbudowanie, np. przez dołączenie kolejnych modułów. W zależności od potrzeb można w ten sposób zmieniać możliwości technologiczne (wytwórcze) elastycznego systemu.

ZESW - zautomatyzowane środki wytwórcze (ZESW) :

Dzielą się na:

Zautomatyzowane elastyczne pojedyncze maszyny i urządzenia	Zautomatyzowane elastyczne systemy maszyn i urządzeń	Zautomatyzowane wydziały i zakłady
Zautomatyzowane elastyczne obrabiarki	Zautomatyzowane elastyczne systemy obrabiarek	Zautomatyzowane elastyczne systemy różnych maszyn technologicznych
1.Obrabiarki CNC 2.Centra obróbkowe 3.Autonomiczne stacje obróbkowe	1.Elastyczne gniazda obróbkowe 2.Elastyczne systemy obróbkowe 3.Elastyczne linie obróbkowe	1.Elastyczne gniazda wytwórczego 2.Elastyczne systemy wytwórczego 3.Elastyczne linie wytwórcze

Podział ten wyraźnie rozróżnia dwa poziomy realizacji ZESW:

- poziom wykorzystujący systemy jednomaszynowe

- poziom wykorzystujący systemy wielomaszynowe.

Na poziomie systemów jednomaszynowych można wyróżnić:

• Pojedyncze obrabiarki NC, CNC i centra obróbkowe stanowiące podstawę elastycznego środka wytwórczego.

• Autonomiczne stacje obróbkowe (ASO) będące samodzielnymi elastycznymi jednostkami wytwórczymi, w skład których wchodzi centrum obróbkowe wraz z niezbędnymi urządzeniami transportowymi, magazynowymi, sterującymi oraz kontrolnymi.

Na poziomie systemów wielomaszynowych można wyróżnić:

• Elastyczne gniazdo obróbkowe (EGO), które jest definiowane jako zbiór zautomatyzowanych, elastycznych obrabiarek dobranych i ustawionych odpowiednio do przydzielonych im zadań, powiązanych urządzeniami transportowymi. W skład EGO mogą także wchodzić obrabiarki obsługiwane ręcznie oraz stanowiska uzupełniające, np. mycia i suszenia przedmiotów.

• Elastyczny system obróbkowy (ESO) definiowany jako zestaw wielu zautomatyzowanych stanowisk obróbkowych uzupełnionych stanowiskami nie obróbkowymi, połączonych ze sobą zautomatyzowanymi urządzeniami transportu przedmiotów w taki sposób, że na poszczególnych stanowiskach możliwa jest obróbka różnych przedmiotów, przechodzących różnymi drogami przez system.

• Elastyczna linia obróbkowa (ELO) definiowana jako zestaw zautomatyzowanych stanowisk obróbkowych i stanowisk uzupełniających, ustawionych liniowo zgodnie z zasadami przebiegu produkcji potokowej, połączonych zautomatyzowanymi urządzeniami transportowymi.

2. OPIS STANOWISKA POMIAROWEGO

Elastyczne gniazdo obróbcze EGO, znajdujące się w Katedrze Budowy Maszyn zawiera:

• Tokarkę sterowaną numerycznie CNC firmy Mirac.

• Frezarkę sterowaną numerycznie CNC firmy Triac

• Sterowanie nadrzędne

• Magazynów narzędziowych

• Robota MV-R1 poruszającego się po prowadnicach

A także,

1. Wyłącznik główny zasilania energią elektryczną,

2. Załącznik zasilania sieci sprężonego powietrza ,

3. Zawór odcinający przy zespole uzdatniania powietrza,

4. Włącznik uruchamiający komputer sterowania nadrzędnego gniazda,

5. Włącznik układu napędowego pozycjonera,

6. Włącznik jednostki napędowej robota,

7. Przyciski awaryjne układu pozycjonera i robota,

8. Przyciski awaryjne obrabiarek.

Komputer sterujący gniazdem ( DNC ) wyposażony jest w kartę 4 portów transmisji szeregowej RS232C o nazwie COM1, COM2, COM3, COM4, kartę sterującą pozycjonerem typu UCNC5 produkcji OBRUSN oraz kartę 16 wejść i wyjść dyskretnych z optoizolacją typu PCL-730 firmy Advantech. Układ napędowy pozycjonera zawiera zasilacz napędu pozycjonera, wzmacniacz napięcia typu RN12 produkcji OBRUSN i układ dopasowania sygnałów pomiędzy elementami wykonawczymi gniazda FMS a wejściami i wyjściami karty 16 we/wy dyskretnych firmy Advantech.

Sterowanie robotem przeprowadza się z komputera zarządzającego ( DNC ) za pośrednictwem portu COM1, sterowanie frezarką przeprowadza się za pośrednictwem portu COM2, a sterowanie tokarką za pośrednictwem portu COM3. Parametry zapisane są w pliku konfiguracyjnym.

Programy obróbkowe dla tokarki i frezarki oraz programy sterujące ruchem robota

znajdują się w komputerze zarządzającym. Program zarządzający gniazdem PRGFMS

zgodnie z programem pracy gniazda FMS umożliwia:

• Wysyłanie odpowiednich programów obróbkowych do obrabiarek i ich uruchamianie,

• Wysyłanie programów roboczych do robota i ich uruchamianie,

• Sterowanie otwieraniem i zamykaniem drzwi i maszyn,

• Sterowanie uchwytami przedmiotowymi,

• Sterowanie ruchem pozycjonera.

3. OPIS ĆWICZENIA

Podczas tego ćwiczenia laboratoryjnego wykonywaliśmy czynności związane z obsługą i programowaniem robota w zespole elastycznego gniazda obróbczego. Wszystkie obowiązki przed przystąpieniem do ćwiczenia zostały wykonane m.in. :

• włączenie zasilania energią elektryczną za pomocą włącznika głównego co zostało zasygnalizowane zapaleniem się lampki sygnalizacyjnej

• załączenie zasilania sieci sprężonego powietrza włącznikiem co zostało zasygnalizowane włączeniem się czerwonej lampki sygnalizacyjnej

• doprowadzeniem powietrza do układu pneumatycznego przez otwarcie zaworu

• załączenie komputera sterowania nadrzędnego gniazda

• włączenie jednostki napędowej robota przełącznikiem znajdującym się z boku kasety

• zapoznanie się z pozycjami przycisków awaryjnych

• zapoznanie się z panelem kontrolnym robota

Po wykonaniu czynności przygotowawczych przystąpiliśmy do wykonywania ćwiczenia którego celem było zaprogramowanie robota do przenoszenie elementów z magazynu 1 do magazynu 2 znajdującego się na stole elastycznego gniazda obróbczego. Kolejne kroki jakie przeprowadzaliśmy w celu wykonania ćwiczenia wyglądały następująco:

• ustawienie robota w pozycji umożliwiającej poruszanie się robotem

• ustawienie pozycjonera w pozycji nr 0

• zaprogramowanie poszczególnych pozycji w trybie on-line

• przeanalizowanie zapisanych pozycji z trybu programowania poprzez załączenie robota w tryb automatyczny

• programowanie poszczególnych pozycji w programie do pobierania detalu z 1 magazynu

• zaprogramowanie przejazdu robota wraz z pobranym detalem do 2 magazynu poprzez komputer nadrzędnego gniazda

• zaprogramowanie poszczególnych pozycji w trybie on-line w obszarze 2 magazynu w celu odłożenia detalu

• zdiagnozowanie zapisanych pozycji z trybu ręcznego

• sprawdzenie poszczególnych czynności w programie do odłożenia detalu w 2 magazynie i powrót do pozycji 0

3. PROGRAM

Program realizujący przemieszczenie przedmiotu z jednego magazynu do następnego za pomocą robota - manipulatora MV - R1

• Główny program realizujący przemieszczenie:

SR 0 - ustawienie robota w pozycji początkowej

SC 1 - ustawienie robota przy 1 magazynie

SR mta1 - wczytanie programu realizującego podniesienie przedmiotu z 1 magazynu

SR 0 - ustawienie robota w pozycji początkowej

SC 3 - ustawienie robota przy magazynie numer 3

SR mta2 - wczytanie programu realizującego położenie przedmiotu w 2 magazynie.

END - zakończenie programu.

• Podprogram mta1, który realizuje podniesienie przedmiotu z 1 magazynu:

GF 1 - rozpoczęcie programu

SP 3 - nadanie posuwu

MO 100 (o) - pozycja bezpieczna z otwartymi szczękami

MO 430 (o) - kolejne pozycje podjazdowe

MO 431 (o) - kolejne pozycje podjazdowe

MO 432 (o) - kolejne pozycje podjazdowe

MO 433 (o) - kolejne pozycje podjazdowe

MO 434 (c) - uchwycenie przedmiotu do szczęk

MO 435 (c) - podjazd do góry

MO 436 (c) - kolejne pozycje dojazdowe

MO 100 (c) - powrót do bezpiecznej pozycji z zamkniętymi szczękami i przedmiotem.

END - zakończenie programu

• Podprogram mta2, który realizuje podniesienie przedmiotu z 2 magazynu:

GF 1 - rozpoczęcie programu

SP 3 - nadanie posuwu

MO 440 (c) - kolejne pozycje dojazdowe z zamkniętymi szczękami i przedmiotem

MO 441 (c) - kolejne pozycje podjazdowe

MO 442 (c) - kolejne pozycje podjazdowe

MO 443 (c) - kolejne pozycje podjazdowe

MO 444 (c) - kolejne pozycje podjazdowe

MO 445 (o) - ustawienie przedmiotu w magazynie 2.

MO 446 (o) - kolejne pozycje dojazdowe

MO 440 (o) - podjazd do góry

MO 100 (o) - podjazd na pozycje bezpieczną

END - koniec programu.

---