Cnc Tehnologije - Huron i Trumpf - 200-Mi

REPUBLIKA SRBIJA

VISOKA ŠKOLA PRIMENJENIH STRUKOVNIH STUDIJA

VRANJE

Studijski program: Mašinsko inženjerstvoPredmet: CNC tehnologije

Seminarski rad

Tema: Cnc glodalica HURON i TRUMPF

Profesor: Student:

prof. dr Zoran Janjić Anđelović Miloš, 200/MI

VRANJE, 2014

Seminarski rad Cnc Tehnologije

SADRŽAJ

1. UVOD 3 1. VRSTE GLODALICA 6

1.1. Podela glodanja 6 2. CNC GLODALICA HURON 8

2.1. Glodanje 13 3. CNC GLODALICA TRUMPF 15 4. ROBOTIKA 19

4.1. PRIMENA ROBOTA U INDUSTRIJI 22 4.1.1. STRUKTURA ROBOTA 23

4.2. TRANSFER MATERIJALA I OPSLUŽIVANJE MAŠINA 25 4.3. ROBOTIZOVANA MONTAŽA 25 4.4. ROBOTI U KONTROLI PROIZVODA 27

LITERATURA 30

2


1. UVOD

Mašinska obrada metala postaje aktuelna u vreme industrijske revolucije.U Engleskoj se 1775. Godine pojavljuje prva mašina koja se koristla za obradu cilindara parnih mašina. In ovator je bio John Wlikinson. Nešto kasnije godine 1818.

Eli Whitney izrađuje glodalicu u Americi. Inovacija je korišćena za izradu pušaka zapotrebe drţave. Naknadno je osovina Whitney-ove mašine od horizontalne postala vertikalna i tako jebilo moguće pomerati i obrađivati materijal u X, Y i Z osama.

Zatim je John Parsons upotrebom bušene trake upravljao pozicijom alata pri izradilopatica helikopterskog propelera i on je tako postavio osnove numeriĉkog upravljanja. Tro-osna glodalica Cincinati Hydrotel predstavljena je 1952. godine, a imala je elektromehaniĉko upravljanje i koristila je bušenu traku. Iste godine poĉinjese koristiti naziv numeriĉko upravljanje odnosno NC upravljanje.

Slika 1. Tro – osna glodalica

MCU – Jedinica koja kontrolliše kretanje alata NC mašine

DPU – Jedinica koja ĉita i tumaĉi dio programa

CLU – Jedinica koja ĉita poziciju izvršnog organa mašine i šalje komandu za upravljanje motorom

Većina NC mašina su koristile kodiranu, bušenu, papirnu traku kao prenosiocainformacija odnosno programa. Pomoću tih traka NC mašine su bile sposobne da ponove proizvodnju jednog dela onoliko puta koliko je bilo potrebno.

3


Slika 2. Bušena traka

NC mašine su namjenjene za podizanje maloproizvodnje na viši nivo. Njihovekarakteristike su izraţene kroz automatsko upravljanje geometrijskim i tehnološkiminformacijama, kraće vrijeme obrade, visok nivo dimenzionalne i površinske taĉnostikao i visok nivo ekonomiĉnosti i fleksibilnosti.

Razvoj tehnologije numeriĉkog upravljanja je bila najvaţnija tehnološka aktivnost tokom 50-ih godina devetnaestog vijeka. Prema definiciji udruţenja elektronskih industrija EIA (Electronic Industries Association), numeriĉko upravljanje je operacijanad alatnom mašinom koja proizlazi iz niza kodiranih instrukcija koje se sastoje odbrojeva, slova abecede, i simbola koji jedinica za kontrolu mašina (MCU) moţerazumjeti. Te instrukcije pišu se logiĉkim redoslijedom u unaprijed dogovorenustandardiziranom obliku. Skup svih instrukcija potrebnih da bi se provela određena obrada naziva se CNC program.

CNC mašine su se razvile od NC mašina (numeriĉki upravljanih mašina) gdje seinformacije nisu ĉuvale kao cjelokupni programi u kontroli mašine, već djelimiĉnouĉitavale sa bušenih traka. Vrijeme razvitka CNC tehnologije poĉinje oko sredine 1970-ih. To je omogućavalo racionalizaciju u masovnoj i pojedinaĉnoj proizvodnjikroz znaĉajno brţe i vrlo preciznije kretanje osi i alata.U današnje vrijeme mašinska industrija je skoro nezamisliva bez savremenih CNCmašina.

Svaka CNC mašina ĉita program, napisan u G-kodu , koji kreira korisnik.Personalni kompjuteri se koriste za dizajn dijelova i pisanje programa. Programi se pišu ruĉnim kucanjem G-koda putem tastature ili korišćenjem CAM softvera(Computer Aided Manufacturing).

CNC mašine imaju manje više iste dijelove kao i stare NC mašine. Bitna razlika jedodatak kontrolne (CNC) jedinice i servo motora na sve osovine. CNC raĉunakoordinate gdje koja osovina treba da bude i kontroliše servo motore koji kroz kuglenišaraf (Ball screw) pomjeraju alat ili obraĊivani dio. Generalno, većina proizvođaĉa kupuju kontrolne jedinice koje stavljaju u svoje mašine.

4


Oblast primjene CNC mašina u današnje vrijeme je jako velika :

Obrada drveta Obrada metala Obrada plastike Graviranje Izrada alata Modeliranje Nastavna sredstva Hobi

Slika 3. Cnc mašina

Slika 4. Cnc mašina I alat

5


1. VRSTE GLODALICA

Glodalice se dele prema položaju glavnog radnog vretena na horizontalne i vertikalne, dok su ostale u podgrupama:

Horizontalna glodalica se naziva i konzolna glodalica ili jednostavno glodalica. Služi za obradu obodnim glodanjem (jednosmernim ili suprotnosmerna). Glodalo se upinje u horizontalno (vodoravno) vratilo i obavlja glavno gibanje. Obradak je stegnut na radnom stolu koji obavlja posmično gibanje.

Planska glodalica je podgrupa horizontalne glodalice. Ime je dobila jer se na njima najčešće Glodu ravne horizontalne plohe. Ima krutu konstrukciju i visoku produktivnost. Izvedena je tako da se radni stol po vodilicama na kućištu može kretati samo uzdužno.

Univerzalna glodalica izvodi se slično kao i horizontalna glodalica, ali ima radni stol koji se osim uzdužno, može gibati i poprečno i oko svoje vertikalne ose. To se postiže ugradnjom kružnih utora za vođenje.

Vertikalna glodalica se izvodi tako da joj os glodala stoji vertikalno (okomito), dok je ostali deo mašine jednak horizontalnim glodalicama. Pogodne su za čeono glodanje, glodanje utora, kanala, rubova utornim glodalima, profilno glodanje.

Kopirna glodalica služi isključivo za kopiranje pomoću kopirnog uređaja, koji ticalom prelazi po modelu (šabloni).

CNC (engl. Computer Numerical Control) glodalica se upravlja programski. Može imati višeosno upravljanje, čime je moguće izraditi najsloženije obratke u jednom stezanju.

1.1. Podela glodanja

Prema kombinaciji glavnog i smicanja usled gibanja, glodanje se deli na obodno glodanje i čeono glodanje.

Obodno glodanje može biti pravolinijsko glodanje i kružno glodanje. Kod obodnog ravnog glodanja skidanje čestica obavlja se obodom glodala koje izvodi glavno kretanje, dok je posmak pravocrtan. Pravolinijsko glodanje se deli na:

Suprotnosmerno glodanje (konvencionalno glodanje). Rotacija alata (glavno kretanje) je u suprotnom smeru od smera pomaka. Strugotina se stvara od malog prema većem preseku. Sile koje nastaju prilikom glodanja su prema gore i žele da izbiju obradak iz stezne naprave.

Jednosmerno glodanje. Rotacija alata (glavno kretanje) je u istom smeru kao smer posmaka. Strugotina se stvara od većeg prema najmanjem preseku. Sile koje nastaju prilikom glodanja su prema dole i žele zabiti obradak u kraj.

6


Kod obodnog kružnog glodanja skidanje čestica obavlja se obodom glodala koje izvodi glavno kretanje, dok je posmak kružni. Zavisno o izgledu alata i smeštaju obratka kružno glodanje može biti spoljno, unutrašnje ili obilazno.

Slika 5. Glodala

Čeono glodanje skida čestice materijala zubima koji su smešteni na čelu glodala ili glave alata i može biti simetrično i nesimetrično. Kod simetričnog glodanja alat obrađuje celom širinom - prolaz alata jednak je prečniku alata. Nesimetrično glodanje ima trag alata manji od prečnika glodala. Prstasto glodala osim za čeono poravnavanje služe za obradu rubova, utora, džepova, profila.

Slika 6. Komplet glodala

7


2. CNC GLODALICA HURON

Da biste se bavili CNC mašinama potrebno je znati sledeće:

dizajn-planirati šta mašina treba da proizvede sledeća tačka je prevod dizajna u računar kontrola-usmeravanje pokreta masine prevod dizajna u jezik mašine mašinstvo-pravljenje željenog proizvoda po merama i specifikaciji.

Slika 7. Cnc Huron

Svaka CNC mašina sadrži u sebi softver uz pomoć koga se vrši programiranje kretanje alata. Programiranje kretanja alata je dat kao primer softver Match3.

Slika 8. Prikaz prozora za programiranje glodalice

8


U ovom softveru se unose kordinate duz x, y, z ose kretanja alata, kao i definisanje brzine kretanja vretena koji nosi alat. Jedna od karakteristika CNC mašina je broj upravljanih osa.Svaka osa prestavlja jedno nezavisno pomoćno kretanje, translatorno u pravcu koordinatnih osa ili obrtno oko njih. Za definisanje uzajamnog položaja alata i predmeta obrade najčešće se primenjuje Dekartov koordinatni sistem X, Y, Z. Smerovi kretanja alata određuje se na osnovu pravila tri prsta desne ruke.Osim definisanja alata vrši se i definisanje radne tačke radnog stola na kojem se nalazi obradak. Postoji nekoliko tačaka rada koje su karakteristične za CNC mašine.Pre svega to su: referentna tačka R, nulta tačka mašine M, nulta tačka radnog predmeta W i startna tačka alata B.

Slika 9. Radni sto Cnc glodalice Huron

Obradak se postavlja na radni sto i pri tome radni sto ima definisanu svoju nultu tačku.Radni sto se može kretati ili mirovati. Softverski se definišu i koji se alat koristi.Alati su definisani pomoću sifri T00, T01, T02...Programiranje rada CNC mašina se vrši pomoću g koda,tj ručno unošenje naredbi pomoću računara u mašinu.

Evo jednog dela programiranja CNC glodalice u G kodu:

G-kod je jezik pomoću kojeg se komunicira sa mašinom.

G-kod je u stvari jedan tekstualni fajl u kome se nalazi skup naredbi kojima se vrši upravlјanje.

U nastavku je dat primer jednog takvog koda sa objašnjenjima (dat je primer za struganje):

N1 %

( N1 označava redni broj bloka u kome je data naredba; % označava početak i kraj svakog programa)

N2 G18 G40 G90 G80 G28

(G18--označava izbor XZ radne ravni, što odgovara struganju;

9


G40-služi za gašenje svih korekcija alata po poluprečniku;

G90--ovo je naredba za uklјučivanje unosa apsolutnih koordinata;

G80-gašenje ciklusa obrade, preporučlјivo je pošto ne znamo da li se vršila neka obrada ranije;

G28-naredba za povratak u HOME poziciju (tj referentnu tačku odakle alat kreće da obrađuje.)

N3 M06 T0101

(M06--naredba za pozivanje alata gde prvo 01 označava broj alata, a drugo 01 njegovu korekciju)

N4 M04 S2000

(M04-naredba za uklјučivanje vretena u smeru kazalјke na satu gledano iz vrha Z-ose a

S2000 broj obrtaja vretena)

N5 G00 X22 Z2

(G00 je naredba za linearnu interpolaciju maksimalnom brzinom kretanja gde su X i Z koordinate gde će

alat da se pomeri)

N6 G01 X22 Z-46 F150

(G01 označava linearnu interpolaciju radnim hodom i njegova brzina se definiše sa F gde brojevi

označavaju brzinu kretanja alata; X i Z su koordinate)

N7 G01 X32 Z-46

N8 G00 X32 Z2

N9 G00 X16 Z2

N10 G01 X16 Z-25 F150

(F funkcija mora da se ponovo unese zato što je poništena brzim hodom-u bloku)

N11 G01 X32 Z-25

N12 G00 X32 Z2

N13 G00 X12 Z2

N14 G01 X12 Z-25 F150

N15 G01 X32 Z-25

N16 G00 X32 Z2

N17 G00 X8 Z2

N18 G01 X8 Z0 F150

N19 G01 X12 Z-13 F150

N20 G01 X32 Z-13

N21 G00 X32 Z2

N22 M01

(M01 označava programsku pauzu)

N23 M04 S2400

(Sada smo povećali brzinu obrtanja glavnog vretena sa 2000 na 2400 obrtaja)

N24 G00 X6 Z2

N25 G01 X6 Z0 F200

N26 G01 X10 Z-13

N27 G01 X10 Z-25

N28 G01 X15 Z-25

N29 G03 X18 Z-28 R3 F150

10


G03 je naredba za kružnu interpolaciju u smeru suprotnom od smera kretanja kazalјke na satu gledano iz

vrha Z-ose; X i Z su koordinate krajnje tačke; R je predviđeno za unos veličine radijusa kružnog luka; F je

obavezno navesti i u ovom bloku)

N30 G01 X18 Z-46 F200

N31 G02 X26 Z-50 R4 F150

(G02 je naredba za kružnu interpolaciju u smeru kazalјke na satu gledano iz vrha ose upravne na radnu

ravan - ostalo je sve isto kao u bloku sa G03 )

N32 G01 X32 Z-50 F200

N33 G00 X32 Z2

N34 M30

(označava kraj programa i premotavanje na početak) %

Slika 10. Cnc glodalica Huron

Slika 11. Karakteristike Cnc glodalica Huron

11


Slika 12. Elektro – motor kod Cnc glodalice Huron

Slika 13. Teniška dokumentacija cnc glodalice Huron

12


2.1. Glodanje

Glodanje je postupak obrade odvajanjem čestica (rezanjem) obradnih površina proizvoljnih oblika. Izvodi se na alatnim strojevima, pretežno na glodalicama i obradnim centrima, pri čemu je glavno (rezno) gibanje kružno kontinuirano i pridruženo je alatu. Posmično gibanje je kontinuirano, proizvoljnog oblika i smijera i pridruženo je (najčešće) obradku.

Slika 14. Glodanje

Osa okretanja glavnog gibanja zadržava svoj položaj prema alatu bez obzira na smjer brzine posmičnog gibanja. Alat za glodanje je glodalo definirane geometrije reznog dijela, s više glavnih reznih oštrica koje se nalaze na zubima glodala. Rezne oštrice periodično ulaze u zahvat s obratkom i izlaze iz njega tako da im je dinamičko opterećenje jedno od osnovnih obilježja. Istodobno je u zahvatu s obratkom samo nekoliko reznih oštrica.

Glodanje se može podeliti na osnovi više kriterijuma podele:

-Prema proizvedenoj kvaliteti obrađene površine:

grubo, završno i fino glodanje

-Prema kinematici postupka:

jednosmerno i suprotnosmerna

-Prema položaju reznih oštrica na glodalu:

obodno i čeono

-Prema obliku obrađene površine:

ravno (plansko), okretno (okruglo i neokruglo),

13


Slika 15. Alat kod Cnc glodalice Huron

Slika 16.CNC glodalica Huron i konzolna glodalica

14


3. CNC GLODALICA TRUMPF

Slika 17. Cnc glodalica TRUMPF 500R

CNC TRUMPF 500R se koristi za obradu lima, odnosno, koristi seza probijanje lima. Sastoji se od: hvataljki lima koji uzima radni predmet i pomera ga u određenim osama kretanja, bilo X, Y ili Z . znači, da su hvtaljkekoje drže radni predmet koji se obrađuje pokretne, dok je alat koji probijalim nepokretan.

Slika 18. Prikaz rad Cnc glodalice TRUMPF

15


Na radnom stolu nalaze ze kuglice koje su na određenojudaljenosti i imaju ulogu da smanje trenje radnog predmeta sa pomeranjemu u svim ugluvima kretanja, a na taj način i olakšavaju i samim držačimaradnog predmeta. Sadrži 18 vrste alata, koje isto dopremaju držači, anajglavniji alat jeste probijanje radnog predmeta. A kad se proces probijanjazavrši, pomoću držača radnog predmeta se doprema rađeni predmet i to nakraju rednog stola, tako da držači mogu da uzimaju novi radni predmet, a daim predhodno rađeni predmet ne smeta.

Slika 19. Radi sto cnc glodalice

Dimenzije radnog stola su (2000mm * 1200mm).Brzina koju postize brener u procesu obrade lima probijanjem je,gledano teorijski 900 udara u minutu, dok je u praksi oko 600 udara uminutu. Na upravljačkoj jedinici u programu se opisuje rad brenera, odnosno,na kojim mestima i koliko probijanja na radnom predmetu treba da se izvrši. Naravno, da bi se izvršio precizan i pouzdan rad, podrebno je u programu ispisati precizne koordinate gde bi se trebalo izvršiti probijanjelima.

Slika 20. Cnc Trumpf

16


Ovakva CNC mašina se koristi za obradu probijanja lima u preduzećušporeta i grejnih tela “ALFA PLAM” u Vranju. Neke osnovne specifikacije koje ova mašina poseduje su: maksimalni pritisak koji može da ostvari prilikom sečenja dostiže je 22T, debljinamaterijala koja se moye obrađivati na ovoj mašini je do 8mm. Da bi se ovamašina pokrenula potrebna je 17kVa snage. Sama mašina je visoka 2.2m iteška 11t.

Slika 22. Upravljačka jedinica

Slika 23. CNC TRUMPF

17


Slika 24. Karakteristike Cnc Trumpf

Slika 25. Alat kod Cnc Trumpf

18


4. ROBOTIKA

Robotika je nauka o robotima, njihovom dizajnu, izradi i primeni. Obuhvata polja

informatike (posebno veštačku inteligenciju), elektrotehnike i mašinstva. Termin robotike je prvi

uveo Ajzak Asimov, u svojoj kratkoj priči Runaround objavljenoj u martu 1942. godine.

Prvi pokušaji pravljenja automata su zabeleženi još u antičkom dobu. Poznati su

delimično automatizovana pozorišta i muzičke mašine, koje je izmislio Heron Aleksandrijski, ili

leteće ptice Arhite Tarentske. Po završetku antičke kulture, privremeno su sa scene nestala i njena

dostignuća, znanja i praksa. Tek nakon srednjeg veka su pronalazaštvo i tehnologija opet počele

da se više vrednuju. Tako su npr. poznati planovi i skice Androida iz 15. veka od Leonarda da

Vinčija. Nažalost, tadašnje znanje je još uvek bilo nedovoljno da bi se većina ovih planova

realizirala. Oko 1740. je Jacques de Vaucanson konstruisao i napravio jedan automat koji svira

flautu, jednu automatsku patku, kao i prvu programabilnu i potpuno automatizovanu predilicu.

Krajem 19. veka načinjeni su veliki napori na polju vojne tehnike (čamci i brodovi sa daljinskim

upravljanjem, upravljano torpedo).

Slika 26. Robot

19


Žil Vern takođe objavljuje priču o čoveku-mašini, a 1920. pisac Karel Čapek uvodi

pojam robota. Nakon Drugog svetskog rata robotika počinje da pravi svoje prve značajne korake.

Jako značajan za njen razvoj bio je pronalazak Tranzistora i integrisanih kola. Godine 1954.

George C. Devol prijavljuje patent programabilnog manipulatora, što je bio početak primene

robota u industriji, a od 1955. u slobodnoj prodaji su se pojavile prve NC-mašine (engl.

numerically controlled, numerički kontrolisana mašina). Devol je bio takođe saosivač firme

Unimacija (Unimation), koja je 1960. predstavila prvog industrijskog robota sa hidrauličkim

pogonom.

Godine 1968. na MIT razvijen je prvi pokretni robot. Godine 1970. razvijen je prvi

autonomni pokretni roboj Šejki (engl. Shakey), na istraživačkom institutu u Stanfordu.

Tokom godine 1973. započet je razvoj prvog humanoidnog robota, Waseda 1, na

Univerzitetu Vaseda u Tokiju. Godine 1974. ASEA je predstavila prvog robota, IRb6, koji je u

potpunosti radio na električnu energiju.

Slika 27. Robot

Godine 1986. Honda počinje program istraživanja i razvoja humanoidnih robota (engl.

Humanoid Robot Research and Development Program). Rezultat su bili humanoidni roboti sa

oznakama verzija od P1 do P3. Dalji razvoj 2001. godine dovodi do humanoidnog robota

ASIMO. Godine 1997. se na Mars spustio prvi pokretni robot, Mars Pathfinder. Razvoj robotike

je takođe uticao na industriju igračaka. Kao današnji primeri se mogu navesti Lego Mindstorms,

Robonova ili robot-pas Aibo forme Soni.

20


Robot (od češkog - rob, robota, rabota - težak, prisilan rad) je elektro-mehanička jedinica

koja je u stanju da autonomno, po nekom programu, ili pod kontrolom čoveka izvodi određene

zadatke. Roboti se koriste za izvođenje zadataka opasnih, teških ili napornih za ljude. Na primer

sakupljanje nuklearnog otpada ili slaganje velikog broja žica prema boji, kao i repetitivne poslove

gde se zahteva istrajnost i preciznost, kao što je sklapanje motora i šasije automobila.

Slika 28. Robot Asimo

Roboti koji imaju oblik ljudskog tela se još zovu humanoidni roboti. Ako je uz ovo još i

svrha da se po njihovim ostalim karakteristikama, kao što su kretanje, govor, gestikulacije itd, što

više približe ljudskim bićima, radi se o androidima. Ovaj termin se ipak češće sreće u naučnoj

fantastici.

Slika 29. Robot

21


Inteligenciju koju robot poseduje čini u stvari program ili sistem programa, koji određuje

sposobnost robota da prepozna određene situacije i da se u njima snađe ili ih rešava, ponašajući

se na pravi način ili čak iz sopstvenog iskustva uči kako da se snalazi u novim situacijama i

rešava nove probleme. Ova vrsta inteligencije se zove još i veštačka inteligencija i predstavlja

zasebnu granu nauke.

4.1. PRIMENA ROBOTA U INDUSTRIJI

Industrijski robot je automatski, servo-upravljani, reprogramibilni, višefunkcionalni

manipulator sa više osa sposoban da rukuje materijalom, delovima, alatima ili specijalnim

uređajima tokom promenljivih, programiranih operacija za izvršavanje različitih zadataka.

Međunarodna organizacija za standardizaciju (ISO): “Robot je mašina sačinjena od mehanizma

koji sadrži nekoliko stepena slobode, često se pojavljuje sa jednom ili više ruku koje se

završavaju u struku, sposobna da drži alat, deo na kome se radi ili uređaj za ispitivanje. Naročito,

njegov uređaj za kontrolu mora da koristi uređaj za memorisanje kao i senzore koji uzimaju u

obzir okruženje i uslove. Ove mašine sa višestrukom namenom obično se izrađuju da obave često

ponavljanu radnju i mogu se prilagoditi drugim operacijama.

Oblast robotike i njena primena doživljavaju poslednjih godina veoma buran razvoj tako

da danas možemo konstatovati da su roboti postali nerazdvojni deo savremene industrijske

automatizacije. Njihov razvoj započeo je 1954. godine , prvi robot proizveden je 1960., a 1985.

u Sjedinjenim Američkim Državama radilo je već oko 16.000 industrijskih robota. Analize

uvođenja robota pokazale su da roboti uvećavaju produktivnost za 20-30%.

Uvođenje robota u industriju možemo posmatrati na dva načina. Sa jedne strane roboti

se pojavljuju kao neophodni sastavni elemenat novih proizvodnih linija koje se projektuju kao

visoko automatizovane i često sa osobinama fleksibilnosti. Tada je teško posmatrati robot i

njegov učinak izvan celine fleksibilne proizvodne linije. S druge strane, roboti se često

uključuju u postojeće proizvodne pogone. U takvim slučajevima roboti bitno povećavaju učinak

postojeće opreme.

22


Tako, "stare" mašine postaju ekonomičnije što smanjuje ili odlaže potrebu za novim,

većim investicijama. Svakako, i nabavka robota je investicija ali se pokazalo da je nabavka

robota znatno ekonomičnija od nabavke novih mašina.

4.1.1. STRUKTURA ROBOTA

Manipulator - ruka struk

Krajnji efektor

Izvor energije - pogonski mehanizmi

Kontrolni sistemi

Manipulator je mehanički deo koji obezbeđuje kretanja slična onim kod ljudske ruke i

šake. Završni deo struka može dostići tačku u prostoru sa posebnom orijentacijom. Postoje tri

stepena slobode, a svaki sa linearnim i rotacionim kretanjem, za svaki stepen ponaosob.

Manipulisanje se izvodi primenom mehaničkih sredstava, kao što su poluge, zglobni

spojevi, zupčanici i različiti drugi spojevi

.

Slika 30. Robot

23


Krajnji efektor Završni deo struka - ruka kod robota opremljena je krajnjim efektorom.

U zavisnosti od tipa operacije, konvencionalni krajnji efektori su opremljeni: hvataljkama,

kukama, sondama, elektromagnetima, vakuum čašama, lepljivim prstima radi rukovanja

materijalima, pištolj-raspršivačem za bojenje, dopunskim priborima za tačkasto i elektrolučno

zavarivanje i električno sečenje, alatima kao što su bušilice, glodači, odvrtači matica i

podmetači, mernim instrumentima, itd. Krajnji efektori se uglavnom izrađuju da izađu u susret

posebnim zahtevima rukovanja. Najčešće se koriste mehaničke hvataljke i opremljene su sa dva

ili više prstiju. Biranje odgovarajućeg krajnjeg efektora za posebnu primenu zavisi od faktora

kao što su veličina tovara, okruženje, pouzdanost, cena.

Hvataljke robota Glavna funkcija hvataljke je da ostvari čvrst (krut) kontakt sa radnim

predmetom, da taj kontakt održi tokom određene putanje prenošenja i, konačno, da oslobodi

predmet. Obično govorimo o hvatanju, prenošenju i ispuštanju predmeta.

Hvataljke mogu biti:Duple Obične Specijalne konstrukcije

Hvataljke se dele prema načinu hvatanja na:

Hvataljke sa mehaničkim prstima (sa dva ili više prstiju),

Hvataljke sa vakuumskim, magnetnim ili athezionim sistemom hvatanja,

Univerzalne i prilagodljive hvataljke

Slika 31. Hvataljka robota

24


4.2. TRANSFER MATERIJALA I OPSLUŽIVANJE MAŠINA

U svakom proizvodnom pogonu promet i prenos materijala spadaju u ključne radnje.

Naglasimo da pod pojmom materijala podrazumevamo kako neobrađeni materijal koji ulazi u

pogon, tako i delimično obrađene radne predmete, a konačno i potpuno obrađeni proizvod koji

izlazi iz pogona. Promet materijala igra važnu ulogu zato što je uvek potrebno materijal koji

ulazi u pogon prenositi od jedne mašine do druge, ili opštije, od mesta gde se obavlja jedna

radna operacija do mesta gde se obavlja druga. Na taj način materijal se kreće do izlaska iz

pogona. Na ovom mestu nećemo govoriti o usavršavanju i automatizaciji samog postupka

obrade, dakle razvoju mašina, već ćemo razmatrati samo proces prometa materijala.

4.3. ROBOTIZOVANA MONTAŽA

Analizom proizvodnih procesa u savremenoj industriji došlo se do podataka da veliki

broj radnika radi na poslovima montaže. Takođe se pokazalo da troškovi montaže1 nose

značajan deo ukupnih troškova proizvodnje nekih proizvoda (nekada i preko 50%). Otuda

robotizacija poslova montaže pruža velike mogućnosti smanjivanja troškova i povećanja

produktivnosti.

Slika 32. Montaža

25


Slika 33. Različite veze elemenata sklopa

Svakako, i pre pojave robota razvijani su sistemi za automatizaciju montaže. Međutim,

radilo se o sistemima fiksne automatizacije, isplativim samo pri velikim serijama. Kako se u

savremenim uslovima jako ističe zahtev za fleksibilnošću proizvodnje, to se intenzivno radi na

primeni robota u poslovima montaže.

Pojmu montaže ovde ćemo dati sledeće značenje. U pitanju je spajanje određenog broja

elemenata (to mogu biti prosti delovi ili već montirani podsklopovi) čime se dobija novi sklop.

Ovaj sklop može biti završni sklop ili će pak biti tretiran kao novi podsklop koji ide kao

elemenat u dalji proces montaže.

Vezivanje (pričvršćivanje) elemenata. Pri formiranju sklopa elementi se mogu

međusobno vezivati na različite načine: zavarivanjem, lemljenjem, lepljenjem, zav-rtnjima,

zakivcima, različitim vrstama osigurača (npr. rascepka), trenjem, itd. Na slici a,b prikazana je

veza elemenata zavrtanjem; 10.26.c,d predstavlja povezivanje elemenata osiguračima e vezu

trenjem (jedan elemenat se ubacuje u drugi dejstvom veće sile), a f vezu u vidu tzv. "žabice"

(opet se zahteva dejstvo sile). Zavarivanje smo već objasnili u prethodnim odeljcima.

Dopremanje elemenata sklopa. U procesu robotizovane montaže važan činilac je

pravilno rešenje transporta elemenata, budući da se sklop formira od vise različitih elemenata.

U procesu montaže javlja se sličan zahtev da robot uzme određeni elemenat sa transportnog

sistema kako bi ga montirao u sklop.

26


Najjednostavniji slučaj javlja se ukoliko elementi koji dolaze imaju uvek pravilan i

poznat položaj i orijentaciju. Iz tog razloga najpovoljnije je elemente skladištiti i transportovati

u paletama. Ukoliko se, međutim, elementi skladište nepravilno (ili proizvoljno) raspoređeni,

kao što je, na primer, slučaj sa zavrtnjima koji su nasuti u kutije, tada je neophodno razviti

posebne uređaje koji će ovakve elemente postaviti u pravilan niz sa uvek istom orjentacijom.

4.4. ROBOTI U KONTROLI PROIZVODA

Kontrola geometrijskih i fizičkih osobina vrši se različitim vrstama senzora. Navedimo

nekoliko primera. Oblik i dimenzije proizvoda mogu se kontrolisati različitim vrstama vizuelnih

sistema. O uređajima koji se koriste za dobijanje vizuelne informacije i o metodama za obradu

prikupljenih podataka govorili smo u glavi 7. Pored oblika i dimenzija vizuelni sistemi mogu

ispitivati i kvalitet obrade površine predmeta.

Laserski optički senzori koriste se za ispitivanje kvaliteta površine. Laseri se mogu

koristiti i za kontrolu dimenzija, na primer, debljina žice kontroliše se posmatranjem spektra

dobijenog difrakcijom laserskog snopa. Težina proizvoda kontroliše se koriščenjem različitih

vrsta vaga. U cilju me-renja sile, vage mogu imati merne trake ili neki drugi senzor. Defekti

unutar materijala mogu se detektovati ultrazvučnim senzorskim uređajima.

Spomenimo još senzore magnetnog tipa kao i uređaje na bazi vrtložnih struja.

Funkcionalna kontrola proizvoda podrazumeva testiranje onih specifičnih karakteristika koje

određuju namenu i upotrebu proizvoda (funkcionalne karakteristike). Uređaji za testiranje mogu

biti različite složenosti. Nekada je to samo ampermetar ili ommetar, kao što je slučaj pri

ispitivanju otpornosti žica i kablova. Još prostiji primer je obično fotoćelija kojom se ispituje da

li sijalica svetli ili ne (naravno, podrazumeva se i izvor napajanja). Nekada je, međutim,

potrebna složena merna oprema za testiranje funkcije proizvoda. Kao primer možemo uzeti

uređaj za ispitivanje električnih kola na štampanoj ploči. Automatizacija kontrole proizvoda

sadrži automatsko detektovanje neispravnih predmeta i njihovo automatsko odstranjivanje sa

27


pokretne trake. Mada se ovi poslovi mogu izvesti i u obliku tzv. fiksne automatizacije, ovde

čemo razmotriti fleksibilni sistem koji koristi robote.

Slika 34. Kontrola proizvoda uz pomoć robota

Kod kontrole geometrijskih i fizičkih karakteristika, robot može nositi merni uređaj i

usmeravati ga prema proizvodu (na ona mesta gde je to potrebno). Tako se mogu detektovati

nepravilnosti površina (laserom ili kamerom), dimenzije (kamerom ili taktilnim senzorom),

defekti unutar materijala (ultrazvukom), itd. Ovakav postupak primenjuje se kod proizvoda

većih dimenzija i to onda kada merni uređaji nisu previše teški ili kabasti.

Slika 35. Kontrola uz pomoć robota

Ako su merni uređaji nepogodni za nošenje, a proizvodi relativno manji, tada se robot

koristi da uhvati predmet i prinese ga mernom uređaju. Slične pristupe srećemo i kod

funkcionalne kontrole proizvoda. Na primer, otpornost velikog namotaja žice može se ispitati

28


na sledeći način. Robot na svom kraju nosi ommetar, koji kao priključke koristi par štipaljki.

Uređaj se prinosi namotaju žice, štipaljkama hvata krajeve i tako meri otpornost.

Druga mogućnost je da robot uzme proizvod sa pokretne trake i stavi ga u uređaj za

testiranje. Ovo se koristi kod manjih proizvoda koji zahtevaju složenu mernu opremu. Nakon

kontrole proizvoda odstranjuju se neispravni, i to korišćenjem robota ili, u slučaju većih

predmeta, nekim drugim, posebnim sistemom.

Slika 36. Primena robota

29


LITERATURA

1. Numerički upravljane mašine; Niš 1998; prof. dr Miodrag Manić;

2. Programsko upravljanje mašinama alatkama; Čačak 2004;prof. dr Radomir Slavković;

3. CNC tehnologije; VŠPSS – Vranje, 2010;prof. dr Zoran Janjić;

1. Internet adrese: www.pdfio.com www.cadstudio.cz www.mmspektrum.com www.sr.scribd.com

30

http://www.sr.scribd.com/

http://www.mmspektrum.com/

http://www.cadstudio.cz/

http://www.pdfio.com/

Cnc Tehnologije - Huron i Trumpf - 200-Mi

Documents

Transcript of Cnc Tehnologije - Huron i Trumpf - 200-Mi