Mechanizacja - zastępowanie pracy ludzkiej przez pracę maszyny i narzędzia z wykorzystaniem energii mechanicznej. (w pierwszej kolejności mechaniczne są ruchy główne)

Automatyzacja - zastępowanie ręcznych czynności prowadzenia, kierowania, sterowania procesów technologicznych czynnościami samoczynnymi bez bezpośredniego udziału człowieka.

Automatyzacje dzielimy na:

a) pełną (automatyzacja wszystkich czynności związanych z prowadzeniem procesu obróbki)

b) częściową (automatyzacja ta obejmuje jedynie wybrane czynności)

Inny typ klasyfikacji automatyzacji:

a) mechaniczna, twarda (np. wyłącznik drogowy zastępuje fizyczny kontakt, który wyłącza maszynę)

b) komputerowa, miękka (obróbki sterowane numerycznie)

Trzy kierunki automatyzacji:

1. Dotyczy produkcji masowej i wielkoseryjnej. Kierunek ten ma na celu sprawdzenie kompleksowej automatyzacji poprzez stosowanie obrabiarek specjalnych lub zespołowych składających się ze zunifikowanych elementów.

2. Dotyczy produkcji średnioseryjnej. Polega on na tworzeniu gniazd i linii obróbkowych składających się z obrabiarek istniejących poprzez synchronizowanie ich pracy i powiązanie specjalnymi urządzeniami transportowymi.

3. Dotyczy produkcji jednostkowej i małoseryjnej. Kierunek ten polega na wykorzystaniu nowych typów obrabiarek ogólnego przeznaczenia, których konstrukcja jest już przystosowana zarówno do samodzielnej pracy, jak i do wbudowania do linii obróbkowej. (zawsze obrabiarki numeryczne)

Ekonomiczne przesłanki automatyzacji

1.

2.

W automatyzacji chodzi o obniżenie kosztów produkcji.

Miarę ekonomiczności automatyzacji jest czas zwrotu kosztów inwestycyjnych związanych z wprowadzeniem automatyzacji.

T₀ → czas zwrotu kosztów inwestycyjnych

T₀ = 3-5 lat → automatyzacja ekonomicznie uzasadniona

J - nakłady inwestycyjne poniesione na automatyzacje

U_K - suma rocznych oszczędności

K₁ - koszt wyrobu przed wprowadzeniem automatyzacji

K₂ - koszt wyrobu po wprowadzeniu automatyzacji

Z - liczba sztuk produkowanych

Celowość wprowadzania automatyzacji

Analizując celowość wprowadzania automatyzacji trzeba zwrócić uwagę na:

- długość czasów jednostkowych (wszędzie tam gdzie koszty osobowe oraz ceny powierzchni produkujących są wysokie, ceny urządzeń automatycznych są niskie, długie czasy jednostkowe sprzyjają automatyzacji

- wielowarsztatowość (krótkie czasy jednostkowe powodują, że praca na kilku obrabiarkach bez automatyzacji nie jest możliwa)

- łatwość przezbrojenia (dotyczy zasadniczo produkcji małoseryjnej. Powinna być możliwość przezbrojenia ponieważ jego czas bardzo wpływa na celowość automatyzacji)

Efekty automatyzacji w przemyśle

1. Ekonomiczne:

- obniżenie kosztów produkcji

- umocnienie firmy

- możliwości eksportowe

2. Pozaekonomiczne:

- czas produkcji

- bezrobocie (negatywny)

- podniesienie ergonomii

- prestiż firmy

Automatyzacja obrabiarek konwencjonalnych w zakresie produkcji średnioseryjnej.

Rodzaje automatyzowanych czynności

1. Czynności sterujące związane z napędem obrabiarki (zarówno dla ruchów roboczych jak i pomocniczych)

2. Czynności ręczne związane ze sterowaniem obrabiarki.

3. Czynności ręczne związane z obsługą przedmiotu obrabianego, czyli orientacje, podawanie, mocowanie, wyjmowanie.

4. Czynności związane z kontrolą wymiarową przedmiotów obrabianych.

Zakres automatyzacji - wskaźnik, który charakteryzuje stopień zbliżenia do automatyzacji pełnej. Ilościowo wyrażony jest stosunkiem liczby czynności zautomatyzowanych do ogólnej liczby czynności koniecznych do realizacji procesu.

Poziom automatyzacji - to stosunek sumy czasów czynności, które zostały zautomatyzowane i zmechanizowane do czasu trwania operacji technologicznej.

Wybrane metody automatyzacji

Do realizacji ruchów szybkich i roboczych supportów i wrzecienników stosuje się siłowniki pneumohydrauliczne, pneumatyczne lub silniki elektryczne w zależności od wielkości obrabiarki.

Stosowanie elektrycznych lub elektrohydraulicznych układów NC (sterowanie numeryczne).

Stosowanie układów tyrystorowych do sterowania prędkością ruchów zespołów obrabiarkowych.

Stosowanie robotów przemysłowych do operacji związanych z obsługą Po i/lub narzędzia.

W produkcji jednostkowej obserwuje się największy postęp. Automatyzacja tej produkcji była do tej pory nieopłacalna.

Sterowanie może być:

- ręczne - przez człowieka

- automatyczne - bez udziału człowieka, układ sterowania

---------------- rysunek sprzężenia zwrotnego

Sprzężenie zwrotne musi być wykorzystane do wpływania na wielkość wejściową.

Z punktu widzenia maszyn i urządzeń można wyróżnić 5 podstawowych układów Automatycznej regulacji (ze sprzężeniem zwrotnym):

1. Układy stałowartościowe US (określone wielkości wyjściowe są utrzymane na stałym zadanym poziomie pomimo zakłóceń)

2. Układy nadążne UN (wielkość wyjściowa zmienia się odpowiednio do zmian wielkości wejściowej)

3. Układy Programowe UP (wielkość wyjściowa zmienia się odpowiednio do zmian wielkości wejściowej, przy czym zmiany wielkości wejściowej są z góry zaprogramowane)

4. Układy adaptacyjne UA (adoptuje się do aktualnych warunków obróbki, po to, aby zmaksymalizować wydajność i zminimalizować koszt lub aby zapewnić odpowiednią jakość wykonania)

5. Układy stosunkowe UST (układ sterowania, który utrzymuje iloraz dwóch wielkości na zadanym poziomie)

Układy zachowujące stałą prędkość skrawania

-----------------Obrazek - rysunek 3.1 str. 69

Prędkość skrawania

V = πdn

n - prędkość obrotowa

d - średnica wałka

Z ekonomicznego punktu widzenia najlepiej byłoby, gdyby prędkość średnia była stała.

Δt = t_n=const - t_v=const

Porównujemy z t_n=const

Zysk czasowy 0.5(1- d_min/d_max)

W przypadkach gdy jest duża różnica średnia wartość jest wprowadzić układ sterujący stałowartościujący.

Z tej zależności wynika, że jeśli chcemy mieć stałą V to prędkość obrotowa musi się dostosować zmian średnicy.

Na rys. napęd wałka jest realizowany z silnika prądu stałego. W takich silnikach zmieniając wzbudzania zmieniamy prędkość silnika.

W przykładzie tym zamocowano potencjometr nieliniowy, który jest równolegle podłączony do uzwojenia stojana. Trzeba tak dobrać charakterystykę potencjometru, żeby z posuwem narzędzia w prawo (rys) zwiększała się prędkość silnika.

Większość maszyn i urządzeń pracuje cyklicznie.

Sterowanie złożonymi cyklami mogą się odbywać:

1. w funkcji czasu

2. w funkcji drogi

Podstawowe wymagania jakie powinien spełnić układ sterowania działający w funkcji czasu:

• ma on wykonywać wszystkie ruchy i czynności związane z cyklogramem,

• jeżeli któryś z ruchów nie zostanie wykonany lub będzie wykonany nie zgodnie z cyklogramem U.S. ma zatrzymać pracę maszyny,

• powinien on mieć możliwość pracy w trybie ręcznym,

• układ sterujący powinien umożliwiać zmianę cyklogramu(nie ma możliwości zmiany - układy sztywne).

W cyklogramie widać że ruchy poszczególnych zespołów nie zależą od siebie. Tego typu rozwiązania znajdują zastosowanie w produkcji seryjnej. Rozwiązaniem są najczęściej konstrukcje mechaniczne (krzywkowe, bębnowe).

RYS. 3.7 str. 75

Sterowania te są budowane w taki sposób że istnieje:

• wał sterujący, bęben - obracający się z pewną prędkością n_ws

• na bębnie umieszczone są krzywki

• układ dzwigień

• zespoły robocze

Krzywki poprzez układ dźwigień sterują pracą zespołów roboczych. Dlatego układy te sterowane są w produkcji masowej - zmiana planu wywołuje konieczność zmiany krzywek co jest nieopłacalne w małej produkcji.

Rozróżniamy :

1. Układ sterowania z 1 wałkiem sterującym i n_ws=const.

2. Układ sterowania z 1 wałkiem sterującym i n_ws1 ,n_{ws2 ,}

3. Układ sterowania z 2 wałkami sterującymi.

Zastosowanie ad.2 ma sens jeżeli takt cyklu jest długi . Wówczas powtarzany ruch jest niepotrzebnie długi . Więc stosujemy duże prędkości obrotowe.

Jeżeli cyklogram jest względnie często zmieniany to stosujemy ad.3

Ad.2) sterowanie w funkcji drogi . Zmienną niezależną jest droga przebyta przez sterowany zespół . Jest to sterowanie typu sekwencyjnego tzn. kolejny ruch może być wykonany dopiero wówczas skończy się czynność poprzedzająca.

Rys.3.16

Tego typu sterowanie nie nadaje się do wykonywania przedmiotów o dużej dokładności . Sterowanie to nie nadaje się do produkcji jednostkowej ale już kwalifikuje się do produkcji średnioseryjnej.

T: Sterowanie programowe.

Program pracy maszyny jako zbiór informacji :

• geometrycznych - decyduje o jakości , wymiarach

• technologiczne - wpływa na wydajność itp.

Informacje:

Informacje geometryczne:

• o pozycjonowaniu

• o ruchach względnych

Informacje technologiczne:

• o parametrach obrabiarki

• o narzędziach

• o przedmiocie obrabianym

Sposób zapisywania informacji geometrycznej.

Geometryczny - obrabiarki sterowane w cyklu automatycznym :

• stały (krzywki o stałym zarysie, wzorniki)

• nastawny(zderzaki nastawne, krzywki o nastawnych kształtach)

Numeryczny (symboliczny) - obrabiarki sterowane numerycznie :

• stały (taśmy dziurkowane, taśmy magnetyczne),

• nastawny(tablica wtykowa, przekaźniki dekadowe),

Informacja geometryczna jest zapisywana w sposób symboliczny w postaci współrzędnych geometrycznych.

STEROWANIE PROGRAMOWE - numeryczne.

Warunki jakie musi spełnić maszyna aby zaliczyć ją pod sterowanie programowe:

• musi być w pełni automatyczne (ruch itp.) bez operatora,

• sterowanie ma być elastyczne

• sterowanie ma być takie aby opłaciło się je zastosować do produkcji małoseryjnej i jednostkowej - proste oprogramowanie.

Funkcjonalny podział sterowań programowych:

1. punktowe

2. odcinkowe

3. kształtowe

Podstawową funkcją sterowania programowego jest sterowanie ruchami narzędzia w względem przedmiotu.

Ad.a) Opiera się na klasycznym układzie x,y. Ma on ma on informować o punktach charakterystycznych, w których powinno znaleźć się narzędzie.

RYSUNEK

Ad.b) W programie sterowań podaje się współrzędne punktów charakterystycznych. Ta informacja pozwala na ruch który odbywa się w kierunkach zgodnych z kierunkami prowadnic.

RYSUNEK

W sterowaniu odcinkowym nie jest możliwy jednoczesny ruch w obu kierunkach . Np. nie da się przemieścić z pkt.A do pkt.C nie da się wykonać stożka.

Ad.c) W programie podane są punkty charakterystyczne . sterowanie to gwarantuje przejście po dowolnej krzywej z jednego do drugiego punktu.

RYSUNEK

Maszyny z takim sterowaniem pozwalają na wytworzenie przedmiotu o dowolnym kształcie.

Efekt ruchu po dowolnej krzywej jest wynikiem złożenia przynajmniej dwóch niezależnych ruchów.

Układ współrzędnych maszyn sterowanych programowo. Układ definiujemy dla podstawowego systemu obróbki .

Cechy układów współrzędnych :

• układ prostokątny

• układ prawoskrętny

• kierunki poszczególnych osi są w ten sposób dopasowywane , że są równoległe do podstawowych kierunków ruchu obróbk

• zwykle definiowanie rozpoczyna się od osi z.

• Pozostałe osie x,y wynikają z przyjętego prawoskrętnego układu współrzędnych

Jeżeli nie ma wrzeciona przedmiotowego to oś z jest prostopadła do płaszczyzny na której na której spoczywa przedmiot.

Zwroty osi:

Ujemny zwrot danej osi jest zgodny z kierunkiem posuwu , który przyczynić się może do ubytku materiału .

Podział sterowań programowych .

1. Sterowanie numeryczne

2. Sterowanie sekwencyjne

3. Sterowanie odtworzeniowe.

Ad.3) Nazywane są też sterowaniami uczącymi (play back). Istota polega tym że pierwszą sztukę przedmiotu wykonuje się ręcznie informując układ programowania o pewnych charakterystycznych pozycjach.

Ad.2) Taki rodzaj sterowań programowych w których informacje technologiczne zapi9sane jest w sposób symboliczny natomiast geometryczne zapisane jest w sposób geometryczny.

Sterowanie takie najczęściej stosuje się jako sterowanie odcinkowe . Dotyczy maszyn do produkcji średnio seryjnej. Sterowanie to ma ograniczoną dokładność.

Ad.1)Sterowanie numeryczne - jest to sterowanie programem w którym cała informacje technologiczne geometryczne jest zapisane w sposób symboliczny w postaci znaków alfanumerycznych. Produkcja jednostkowa małoseryjna. Mogą być , punktowe , odcinkowe i kształtowe.

Schem. Rys 3A str 86

• Nośnikiem jest taśmą lub (sterowanie I generacji). Na taśmie w sposób symboliczny zapisana jest informacja o całym programie.

• Czytnik - odczytuje dane z taśmy. Rozróżnia się czytniki: - szeregowe - równolegle (podział ze względu na sposób zapisu na taśmie)

• Czytniki równolegle inaczej nazywane blokowe. Czytniki są najbardziej zawodne.

• Dekoder - odkodowuje symbolicznie zapisana informacje o programie. Np. zamienia na sygnal elektryczny.

• Pamiec posrednia - pojawila się wówczas gdy pojawly się czytniki szeregowe. Gromadzily one odczyty z czytniku szeregowego.

• Nastepuje tu tez podzial inforamcji. Czesc opuszcza system i odchodzi np. do sterowania PLC. Jest to informacja technologiczna

• Sumator - umozliwia sprawdzenie poprawek już istniejacego programu, lecz posrednio na maszynie.

• Inerpolator - najwazniejszy modol sterowania numerycznego. Modol ten generuje sygnal sterujace wartosc zadana przemieszczenia w danej osi.

Podzial interpolatorow w sterowaniu I generacji

Ze względu na kasztalt krzywej :

• linia - ruchy ksztaltu - linie proste

• krzywe

• paraboliczne/ zadziej stosowane

• mieszane np. linowo-kolowy

Wniosek: W maszynach sterowanych numerycznie nie możemy uzyskac dowolnego ksztaltu. Ksztalt zalezy od rodzaju interpolatora (I generacja)

Inerpolator potrzebny jest tylko przy sterowaniach ksztaltowych

STRUKTURA STEROWANIA NUMERYCZNEGO

Struktura numeryczna sklada się z 4 modolow

1. zespol wprowadzenia informacji

2. zespol rozdzilu informacji

3. zespol obliczeniowy

4. zespol sterowania napedami posuwu

ad.a)

1.automatyczne

2. polatomatyczne

3. reczne

ad.b)

4. pamiec posrednia

5. dekoder

ad.c)

Tu znajdzie się interpolator (tylko gdy jest sterowanie ksztaltowe )

Podstawowe zadanie - wygenerowane wrtosci zadanej przemieszczenie w kazdej osi

Generalnie wystepuja dwa rodzaje napedow

1. Przelaczalne

2. napedy sterowane impulsowo

ad.1) To te które nie wymagaja bezstopniowej zmiany predkosci. wykorzystywane w sterowaniu punktowym i ewntualnie odcinkowych.

ad.2) Taki naped który dla kazdego impulsu podanego na jego wejscie powoduje przesuniecie o jedna dzialke elementarna w sterownikach ksztaltowych .

Dzialki elementarne d jest wielkoscia chrakterystyczna dla danego typu sterowania d = 2 um

W zespole wartosc musi mieć postac impulsu. Czestotliwosc tych impulsow musi odpowiadac sredniej predkosci ruchu jaka chcemy uzyskac np.

Takim napedem sa np. silniki skokowe

Czestotliwoasc wykonania uchybu - czestotliwosci .

W sterowaniu numerycznym uchyb jest wykryty co jakis czas.

Uchyb wykryty wchodzi do regulatora który jest regulatorem typu p (pneumatyczny) którego parametrem jest wspolczynnik proporcjoinalnosci (wzmocnieeni). Z reg. Wychodzi predkosc zadana ?

Czesc z regulatorem znajduje się w zespole d.

kr - wspolczynnik wzmocnienia regultora - wielkosc charakterystyczna dla sterowania numerycznego.

Aby uzyskac duza predkosc należy wzmocnic kr. Jednakrze ukald staje się wówczas niestabilny czyli kr ma swoja graniczna wartosc .

kr , czestotliwosc probkowania dzialka elementarna

STEROWNIE NUMERYCZNE DNC, CLC, PLC

NC - sterownie I generacji

Wady:

• wszystko co zwiazane jest z tasma

• nie można informacji wyprowadzic na zewnatrz

CNC - sterownie numeryczne skomputeryzowane

Jest to sterownie proramowe

Zalety CNC :

• znika problem tasmy

• mozliwosc poprawienia programu bez koniecznosci wykonania nowego nosnika

• informacje mogą być wprowadzna i wyprowadzane z systemu sterujacego

• program sterujacy może być elastyczny na roznych platformach sprzetowcy h orz na jednej placzczznie sprzetowej można uzyskac rozne sterownie

Interfejsy weej i wyj sa interfejsami standardowymi które pozwalaja przylanczac wiele uzadzen byle stanadrdowych . jednym z wjsc może być do sieci DNC

Oprogramowanie - zarzadza praca calego oprogramowania sterujacego ( PC- Bios )

Istnienie oprogramowania MP jest , to ze kazde wjscie może się swobodnie komunikowac z kazdym wyjsciem. Istnieje szyna ( magistrala)

Ukladu (rys) - szyna adresowa

W sterowaniu CNC sygnal musi być zaadresowny aby każdy skladnik mosi posiadac swój wlasny adres.

Rys 3.4.8 - cechy prog. CNC i punktu widoczne informacji

Uklad CNC posiada mozliwosc kompenasacji, diagnostyki czyli koreakcji. Np. sterownie takie zlicza czas pracu narzedzia lub kompensuje bledy o ile zostana wykryte Może być rownie z przeprowadzony automatyczny pomiar.

DNC - bezposrednie sterownie numeryczne (Direct N-C) Rozprosznoe sterownie numeryczne (Dystrybuction N-C) Sterownie takie w przeciwienstwie do innych jest sterowanie typu nadzednego które steruje wieloma narzadzami.

Sterownie to jest polaczone z maszynami za pomoca kabla.Podstawowym zadaniem jest przeslanie programow technologicznych do maszyn stosownie do ich potrzeb.

(3.50)Podstawowe struktury DNC

Fizycznie DNC jest koputerem, ktroy poprzez interfejs jest pomiedzy kablami a maszynam.

Maszyny te mogą posiadac swoje wlasne stersterowanie, konieczne jest zastosowanie osobnego interfejsu.

W przypadku 1 na rys 3.50 (sterownie kadlubowe ) sterownie DNC musi pelnic role sterownia CNC Maszyna nie musi mieć sterowania ani pamieci ale jej napedy musza być przystosowanie do zdalnego steroania oraz musza być czujniki.

W 2 przypadku interfejs pelni role czytnika tasmy nie jest czytnikiem ale wychodza z niego sygnaly jak z czytnika tasmy. Sterowanie DNC (oprocz rodzielania programu) pelni jeszcze inne funkcje jak :

• tworzenie nowych programow technologicznych,

• zbiernie danych

O jakosci lacza DNC decyduje lacze.

DNC dzielimy z względu na komunikacje:

a) DNC centralne ( gwizdziste) komuter usytuowany jest centralnie

b) DNC z magistrala adresowa

Zalety :

Ad.a )w czasie awarii na laczach jedna maszyna zostaje wylaczona centralny system nie wymaga adresowania poszczegolnych odbiorcow

Ad.b) umozliwia przylaczenie dowolnej liczby maszyn w dowolnej chwili.maszyny mogą kontaktowac się „oddzielnie”

Wady :

Ad.a) rozbudowa systemu jest utrudniona ponieważ interfejs zostl dopasowany pod konkretne maszyny i uzadzenia.

Ad.b) w czasie awarii lacza czesc lub wszystkie maszny zostaj wylaczone.

PLC (Programmeble Logic Contucleus) - jest to rodzaj sterowań, które dotyczą czynności dwustronnych( np. włącz, wyłącz).

Potrzebny jest program sterujący reagujący na te sygnały.

RYSUNEK:

Podstawą sterowań PLC jest Mikroprocesor.

Podział PLC ze względu na rodzaj MP:

-jednobitowe - najczęściej wykorzystywane - procesor może realizować tylko funkcje logiczne.

Sterowanie PLC z punktu widzenia budowy PC:

RYSUNEK:

RYSUNEK sterownikach PLC najczęstszą pamięcią jest pamięć typu ROM (tylko do odczytu)ROM nie wymaga zasilania żeby pamiętać. Program sterujący jest wykonywany w sposób sekwencyjny tzn. składa się z wierszy, które są odczytywane po kolei w sterowaniu PLC. Program jest wykonywany cyklicznie. Bardzo istotny jest czas potrzebny na realizację programu : T = ms/KB.

Kark. specjalne jest potrzebne jeżeli PLC ma wykonać jakieś prace, których normalnie nie jest w stanie redukować (np.. co obliczyć).

Cechy szczególnie ważne przy sterownikach PLC:

- czas cyklu;

- liczba wejść i wyjść;

- liczba pamięci - każdy PLC posiada pojedyncze pamięci, w których mogą być zapisywane informacje

- wielkość pamięci ROM (kB);

Sterowanie PLC musi występować w każdej maszynie sterowanej numerycznie

OBRABIARKI STEROWANE NUMERYCZNE

Obrabiarki sterowane numerycznie - specjalnie skonstruowana maszyna, przystosowana do automatycznej bezobsługowej pracy. Nie jest to obrabiarka konwencjonalna z dołożonym sterowaniem numerycznym.

Dwie cechy wyróżniają maszyny ze sterowaniem numerycznym:

1) istnienie niezależnych napędów w każdej osi sterowanych numerycznie.

2) w każdej osi numerycznie sterowanej istnieje indywidualny układ pomiarowy położenia, który jest sprzężeniem zwrotnym;

3) większa sztywność, odporność na drgania, dobre tłumienie drgań, wiąże się to z tym, że maszyny takie są bardziej dokładne i wydajniejsze niż konwencjonalne. Cech taką uzyskuje się poprzez bezluzowość Napęd takiej obrabiarki najczęściej wygląda tak: RYSUNEK

- śruby toczne

- prowadnice toczne

- stosowanie korpusu o dużej sztywności osiągniętym dzięki nowoczesnym metodom (MES).

- Specjale konstrukcje łoża i prowadnic zabezpieczające przed gorącymi wyciekami i skutkami odkształceń cieplnych.

4.Wyeliminowanie kół zębatych

3. Eliminowanie nieregularnych silników z napędu głównego.

Napęd główny składa się z :

- silnik elastyczny regulowany w pełnym zakresie(stosowane do dużego momentu)

- część mechaniczna - skrzynka przekładnicza.

Napędy zintegrowane(elektromechaniczne). Silnik i wrzeciono stanowią jedną całość. Całkowita eliminacja zębatek.

5. Całkowite eliminowanie przekładni z napędów posuwu.

W maszynach numerycznych potrzebne są prędkości posuwowe w różnych zakresach:

- niski zakres V = 3÷5 m/min

- wysoki zakres V = 20(30) m/min.

W maszynach konwencjonalnych były zębatki, a tu mogą być silniki ruchu posuwowego o bardzo szerokiej regulacji prędkości. Długość przesuwu nie powinna być większa niż 3÷5 m tak jest we większości obrabiarek. Są również kulosy, które śrubę mają dłuższą. Wówczas stosuje się zamiast śruby listwę posuwową. RYSUNEK. Kasowanie luzów odbywa się z wykorzystaniem 2 silników kręcących się w przeciwnych kierunkach.

6.Numerycznie sterowana oś wrzeciona - przedmiot zamocowany we wrzecionie może wykonywać obrót o określony kąt.

7.Narzędzi obrotowo napędzane - istota polega na możliwości niezależnego napędzania w ruch obrotowy narzędzi obrotowych znajdujących się w głowicach rewolwerowych. Na tokarkach można wykonywać frezowanie.

8.Głowice kątowe napędzane numerycznie mocowane jest w niej narzędzie.

9.Maszyny narzędzi wraz z możliwością wymiany.

- głowice rewolwerowe - stosowane, gdy liczba narzędzi nie jest zbyt duża, brak

możliwości automatycznej wymiany narzędzi.

- maszyny narzędziowe - gdy trzeba więcej operacji:

- łańcuchowe

- talerzowe

- pierścieniowe

- kasetowe

Ważnym wskaźnikiem jest stosunek liczby narzędzi do zajmowanej powierzchni

10.Identyfikacje narzędzi w maszynach narzędziowych oraz wymiana narzedzi.

Cykl automatycznej wymiany narzędzi - str236

Kodowanie str 238

Automatyczna wymiana narzędzi

Elastyczna automatyzacja.(procesy maszynowe, jednostkowe, średnioseryjne)

Czynniki i cele powstawania rozwoju EAW str282

1. związane z rynkiem odbiorców wyrobu:

- wzrost konkurencji producentów

- zmniejszający się popyt na wyroby

- dostosowanie asortymentów do życzenia odbiorcy

- krótsze życie cyklu wyrobów

b) związane z przedsiębiorstwem:

- zwiększenie zysku

- zróżnicowanie asortymentu wyrobów

- krótsze terminy realizacji zamówień

- zmniejszone serie produkcyjne

- nowe zadanie dla przedsiębiorstw (unowocześnienie wyrobów, zmiane profilu produkcyjnego)

c) związane z procesem wytwarzania:

- pełniejsze wykorzystanie maszyn i urządzeń (2 i 3 zmiana)

- zmniejszenie zapasów materiałów wyjściowych i wyrobów w toku

- skrócenie czasu wytwarzania wyrobu

- łatwe i szybkie przezbrajanie maszyn

Bilans wykorzystania rocznego funduszu czasu pracy tokarek konwencjonalnych RYS 4.2 str 284

Cechy elastycznej automatyzacji w obróbce skrawaniem

1. obróbki i oprzyrządowanie

• wielostronność technologiczna (uniwersalność)

• przezbrajalność

• układ sterowania (CNC, WC)

• dołączenie do systemu wyższego rzędu

2. wielkość produkcji (różne wielkości partii produkcyjnych)

3. kolejność operacji

• wybór kolejności operacji

• przyjmowanie zadań przez inne maszyny np. przy uszkodzeniach

4. elastyczność wyboru

• podobieństwo technologiczne

• technologie grupowe

5. elastyczność rozwoju

• modułowość

• możliwości rozbudowy systemu

ZAUTOMATYZOWANE ELASTYCZNE ŚRODKI WYTWÓRCZE

Zautomatyzowane elastyczne pojedyncze maszyny i urządzenia

|

zautomatyzowane elastyczne obrabiarki

• obrabiarki cnc

• centra obróbkowe

• autonomiczne stacje obróbkowe (aso)

Zautomatyzowane elastyczne systemy maszyn i urządzeń

1. zautomatyzowane elastyczne systemy obrabiarek

• EGO

• ESO

• ELO

2. * zautomatyzowane elastyczne systemy rożnych maszyn technologicznych

Elastyczny system obróbkowy

• system maszynowy (obrabianie)

• system narzędziowy (czym obrabiamy)

• system przepływu przedmiotu (co obrabiamy)

• system przepływu informacji (bardzo istotna grupa, zajmuje się dostarczaniem odpowiedniego oprogramowania itp.)

KRYTERIA DOBORU SYSTEMÓW NARZĘDZIOWYCH W ESO

1. magazyny narzędzi (ze względu na umieszczenie magazynu)

• przyobrabiarkowe (zdecentralizowane)

• centralne

• o strukturze mieszanej (najczęściej wykorzystywane)

2. wymiana narzędzi (kryterium wymiany)

• wg harmonogramu operacji

• wg kryteriów trwałości (zużycia ostrza)

• wg kryteriów mieszanych

3. liczba narzędzi w magazynie (im więcej tym większy potrzebny kapitał)

• ze względu na koszt

• ze względu na amortyzacje

• różnorodność narzędzi

4. Organizacja gospodarki narzędzi

• wybór i nastawienie narzędzi

• wprowadzenie danych geometrycznych i technologicznych

• statystyki wykorzystania

5. Identyfikacja narzędzia (kodowanie, rozpoznawanie)

• przy obrabiarce

Rozwoj wytwarzania niezwlocznie wiaze się z postepem automatyzacji które umozliwaia rownoczesny wzrost wydajnosci obrobki jak i podnoszenie jej jakosci. W ostatnich latach bardzo popularne jest pojecie elstycznej automatyzacji tj. takiej która umozliwia wzgledm\nie szybkie i latwe dostostosowanie mozliwosci wytworczych systemu maszyn i urzadzen do zmieniajacych się potrzeb rynku. Elastyczne systemy wytrworcze wystepuja w 3 konfihuracjach:

• elastycznych gniazd obrobkowych EGO

• elastycznych systemow obrobkowych ESO

• elastycznych linii obrobkowych ELO

Cechą charakterystcznych tych systeemow jest hierarchiczna struktura przeplywu informacji co umozliwia latwa ich rozbudowe

Elastyczne gniazdo obróbkowe:

a)Podsystem maszynowy

• Tokarka CNC

• Frezarka CNC

b)Podsystem przedmiotów obrabianych

• magazynowanie

• transport

• manipulacje

c)Podsystem narzedziowy

- magazynowanie

• transport

• manipulacje

Struktura elastycznego gniazda obróbkowego

W Katedrze Budowy Maszyn opracowano elastyczne gniazdo obróbkowe EGO na bazie obrabiarek CNC firmy DENFORD maszyny pomiarowej ZEISS I MINIROBOTA firmy MITSUBISCHI. Strukture informatyczną tego gniazda przedstawia rysunek ponizszy.

Minirobot MV2 posiada możliwość programowego przemieszczania się po liniowej prowadnicy (listwa zębata).Jest napędzany regularnym silnikiem prądu stałego. Przetwornik impulsowy spełniający rolę sprzężenia zwrotnego położeniowego pozwala na precyzyjne sterowanie jego ruchami.

Automatyzacja produkcji wielkoseryjnej i masowej:

Cechą automatyzacji takiej produkcji jest sztywność. Automatyzacja taka jest mało elastyczna.

Automat - maszyny technologiczne które są w pełni zautomatyzowane, w których wszystkie czynności łącznie z dostarczeniem i odbiorem elementu są zautomatyzowane.

Półautomat - czynności podawania i odbierania elementu są wykonywane ręcznie.

Cechy automatu i półautomatu:

1.Sterowanie mechaniczne - krzywkowe - kwalifikuje to te maszyny do pracy cyklicznej.

2. Napęd ruchu posuwowego - dominuje tu napęd mechaniczny , krzywki są również krzywkami sterującymi, stosowane są również napędy hydrauliczne

3. Zmiany parametrów kinematycznych - również przez krzywki żadko stosowane bo maszyny są robione dla określonej kinematyki.

Podział automatów i półautomatów:

1. Ze względu na przeznaczenie:

-ogólnego przeznaczenia (do przedmiotów typopodobnych w pewnym zakresie wymiarów)

- automaty specjalne (pod konkretny przedmiot)

2. Ze względu na liczbę wrzecion:

• jednowrzecionowe

• wielowrzecionowe

3. Ze względu na usytuowanie wrzecion:

• pionowe

• poziome

4. Z uwagi na zmiane położenia narzędzia lub przedmiotu

• przedmioty nieruchome - wymieniane narzędzie

• nieruchome narzedzie - ruchomy przedmiot.

AUTOMATYZACJA.

Zalety:

• wysoka wydajnosc pracy

• elastycznosc produkcji

• nizsze kwalifikacje pracownika

• czynniki ekonomiczne tj obnizenie kosztow produkcji, umocnienei firmy na rynku-prestiz

• eliminacja integracji operatora w tarkcie tworzenia procesu technologicznego

• umozliwinei koncentracji czynnosci ludzkich na ustawieniu maszyny nadrzorze konerwacji i naprawach

• zmniejszeni pracochlonnosci

• wzrost kultury pracy

Wady:

• skomplikowane przyrzady komputerowe i cala inflastruktura

• cena sprzetu nie zawsze jest to jednal prawda ze cena jest wada

• wplyw automatyzacji na wzrost bezrobocia

Podzial na automaty:

• o cyklu kolejnym

• o cyklu kolejnym rownoleglym

POLAUTOMAT TOKARSKI WIELOWRZECIONOWY TYPU BALLCRD.

Przeznaczony do obrobki krotkich walkow i tulei. Suporty narzedziowe wykonuja tylko ruchy poprzeczne.

Przekladnie ????

n_wej/n_wyj=z₁/z₂

Silnik S1 - do ustawienia

Silnik s2 - do obrotu całej palety z przedmiotami (sterownie przez wałek sterujący)

O dokładości przesunięc decyduje kształt krzywek.

Automaty tokarskie jednowrzecionowe

• wzdłużne

• poprzeczne

• reworwerowe

Cechy automatów

• masowa produkcja drobnych elementow takich gdzie materiałem wyjściowym jest pręt. Pręt musi być prętem o bardzo ciasnej tolerancji średnicy (przecinanie szlifowanie itp..) ponieważ przecinanie jest

Automat wzdłużny BPU-20

• wrzeciennik wykonuje ruch posuwowy oprócz ruchy obrotowego narzędzia

• nieruchome podajniki po której poruszają przemieszczają się suporty poprzeczne (suporty wykonują jedynie ruchy posuwowe Zastosowanie podtrzymki pozwala na obróbkę przedmiotów wiodkich

Automat poprzeczny APA - 42

• do obróbki krótkich elementów

Cechy:

• wrzeciennik jest nieruchomy i wrzeciona tak jak przy wzdłużnym

• tak jak przy wzdłużnym głowica trójpołożeniowa

Automat reworwerowy ATA - 40 stosujemy gdy wymagana jest większa liczka nażędzi

Cechy charakterystyczne

• nieruchomy wrzeciennik umiejscowiony ze sprężystym uchwytem.

• Kilka suportów poprzecznych

• Suport z głowicą reworwerową wielopozycyjną

Automat wielowrzecionowy

Cechy:

• bęben z wieloma wrzecionami w którym znajdują się pręty

• suporty poprzeczne dla każdego wrzeciona

• jeden wspólny suport wzdłużny

• wszystkie wrzeciona mają takie same prędkosci.

---