CNC SZERSZÁMGÉPEK, CÉLGÉPEK

Átírás

1 3 Dr. Zsiga Zoltán-Dr. Makó Ildikó CNC SZERSZÁMGÉPEK, CÉLGÉPEK A jegyzet a HEFOP támogatásával készült. Miskolci Egyetem. Minden jog fenntartva

2 A jegyzet a HEFOP támogatásával készült (HEFOP P /1.0) Szerzők: Dr. Zsiga Zoltán főiskolai docens Dr. Makó Ildikó egyetemi docens Lektor: Dr. Csáki Tibor egyetemi docens Miskolci Egyetem Szerszámgépek Tanszéke Szerzők, 2007

3 A dokumentum használata A dokumentum használata Tartalomjegyzék Hiba! A hivatkozási forrás nem található.vissza 3 A dokumentum használata Mozgás a dokumentumban A dokumentumban való mozgáshoz a Windows és az Acrobat Reader megszokott elemeit és módszereit használhatjuk. Minden lap tetején és alján egy navigációs sor található, itt a megfelelő hivatkozásra kattintva ugorhatunk a használati útmutatóra, a tartalomjegyzékre, valamint a tárgymutatóra. A és a nyilakkal az előző és a következő oldalra léphetünk át, míg a Vissza mező az utoljára megnézett oldalra visz vissza bennünket. Pozícionálás a könyvjelzőablak segítségével A bal oldali könyvjelző ablakban tartalomjegyzékfa található, amelynek bejegyzéseire kattintva az adott fejezet/alfejezet első oldalára jutunk. Az aktuális pozíciónkat a tartalomjegyzékfában kiemelt bejegyzés mutatja. A tartalomjegyzék használata Ugrás megadott helyre a tartalomjegyzék segítségével Kattintsunk a tartalomjegyzék megfelelő pontjára, ezzel az adott fejezet első oldalára jutunk. A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 3

4 Tartalomjegyzék A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 4 Tartalomjegyzék 1. A gépipari gyártási folyamatok jellemzői, automatizálásának eszközei AZ NC/CNC technika alapjai A számítógéppel segített gyártás jellemzői Az NC technika alapelve, általános jellemzői CNC-vel történő gyártás információ feldolgozási folyamata, általános jellemzői A külső adatfeldolgozás módszerei, jellemzői A belső adatfeldolgozás jellemzői Az információleképzés jellemzői, eszközei Számjegyvezérlésű gépek útmérő berendezései...47 Az útmérő rendszerek csoportosítása...48 Növekményes, digitális útmérők CNC gépek jellegzetes pozícionálási módjai...55 Pontvezérléssel történő pozicionálás...56 Szakaszvezérléssel történő pozícionálás...57 Pályavezérléssel történő pozícionálás CNC gépek geometriai információs rendszere...61 A koordinátarendszerekkel kapcsolatos általános előírások...64 Eszterga geometriai rendszere...65 Fúró-maró megmunkálóközpont geometriai rendszere...67 Eszterga megmunkálóközpont koordinátarendszere CNC gépek szerszámrendszerei CNC gépek kézi programozásának alapjai CNC programozás nyelvi eszközei Egy ISO NCL utasításrendszer felépítése...72 Előkészítő utasítások fajtái, programozásuk...78 Geometriai utasítások fajtái és programozásuk Technológiai utasítások fajtái és programozásuk Kapcsolási utasítások és programozásuk Programtechnikai utasítások és karakterek Speciális egyszerűsített kontúrleírások a Sinumerik 810T vezérlésnél Egyszerű programozási mintapélda A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 4

5 Tartalomjegyzék A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza A Sinumerik 810 T vezérlés utasításai Agregát egységekből felépülő automata célgépek Alapfogalmak, általános jellemzők Az agregatizálás alapelve, az építőszekrény elv alkalmazása Az agregát egységek csoportosítása, jellegzetes egységtípusok Példák különféle agregát egységekre: Gépfelépítési (kompozíciós) elvek A célgépi műveletek időrendjének meghatározása, a műveletek időbeli kiosztása A célgépi időciklogramok A célgépi műveletek térbeni összevonásának kérdései A műveleti eszközök elsőfokú térbeli összevonása A műveleti eszközök másodfokú térbeli összevonása A célgépi megmunkáló szerszámok harmadfokú térbeli összevonásának kérdései, pozíció-változatok képzése A célgépi pozíciók összekötésének módjai, a jellegzetes célgépi struktúrák Az egypozíciós célgépi struktúrák Többpozíciós célgépstruktúrák Az agregát célgépek készülékezésének kérdései A szerszámcserék tervezési kérdései A célgépi egységek kiválasztása, a diszpozíciós terv elkészítése, kiegészítő tervezések Az agregát célgépek tervezési folyamatának összefoglalása Célgéptervezési mintafeledat kidolgozása Az előgyártmány kiválasztása Az alkatrész előzetes technológiai bírálata Tűrések és felületminőségi előírások összhangjának ellenőrzése A célgépen megmunkálásra kerülő felületek gyártási követelményeinek betarthatósága MD1 szelepház ellenőrzése MD2 szelepház ellenőrzése A munkadarab anyaga, jellemzői Alkatrész anyag bírálata forgácsolhatóság szempontjából..174 A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 5

6 Tartalomjegyzék A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza A célgépen előállítandó felületek megmunkálási módjainak kiválasztása Megmunkálási módok az MD1 szelepházra: Műveletek időbeli kiosztása Az MD1 ( MD2 ) alkatrészek felületkomplexumokra való bontása Komplexumon belüli párhuzamosítási lehetőségek Komplexumok közötti párhuzamosítási lehetőségek Komplexumok közötti kötelező sorosodások Lehetséges időbeli kiosztások Műveleti eszközök térbeli összevonása Elsőfokú összevonás Másodfokú összevonás Harmadfokú összevonás Pozíciók összekötésének módozatai, végleges struktúra meghatározása Ütemidő elemzés Végleges technológiai adatok tervezése Agregát egységek kiválasztása Korrigált technológiai adatok Készülékezés, munkadarab befogásának módjának meghatározása Dob tervezése Körasztal kiválasztása Állványok Végleges időciklogram, ciklusidő elemzése Éltartam összehangolás, szerszámcsere tervezés Éltartam számítása minden komplexumra Szerszámcsere tervezés A célgép vezérlése A célgép strukturális tervei Elrendezési vázlat Az egyes szerkezeti egységek felépítése Célgép vizuális bemutatása A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 6

7 A gépipari gyártási folyamatok jellemzői, automatizálásának eszközei A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 7 Előszó Ezen jegyzet a felsőoktatás fejlesztése kapcsán a HEFOP támogatásával készült. A tananyagot elsősorban a BSc képzésben tanuló gépészmérnök hallgatók számára állítottuk össze. Ebben a formájában az anyag hiánypótló, hisz a célgépek témakörben nincs elérhető tananyag. A számjegyvezérlés területén a tömör, alapozó tudás elsajátításának a segítését céloztuk meg, amelyre a gyakorló szakemberek, a témával ismerkedők vagy az MSc képzésben továbbtanulók is építhetnek. A számjegyvezérlésű szerszámgépek ipari alkalmazása napjainkra több mint 50 éves múltat tudhat maga mögött, s ezen időszakban alkalmazása rendkívül széleskörűvé vált. A számjegyvezérlés elvét az iparban számos területen alkalmazzák (forgácsoló szerszámgépek, képlékenyalakító szerszámgépek, robotok, agregát egységek, stb.). Az NC technika teremtette meg a gyártócellák és gyártórendszerek létrehozásának lehetőségeit is. Ezen eszközök építéséhez, üzemeltetéséhez a mai gépészmérnököknek elengedhetetlenül szükségük van az összefoglalt ismeretekre. Az automatizált gyártásnak sajátos eszközei a tárgyalt agregát szerszámgépek. Az ismertetett tervezési módszer jól használható nem csak forgácsoló rendszereknél, hanem egyéb automatizált technológiai rendszerek összeállításánál és üzemeltetésénél is. A jegyzet megírásánál több évtizedes egyetemi oktatói tapasztalatunk mellett tanárainkra és tanítványaink munkáira támaszkodhattunk. Köszönet illeti dr. Erdélyi Ferenc nyugalmazott egyetemi docenst, aki a szájegyvezérléssel kapcsolatos ismeretekkel vértezett fel bennünket, valamint dr. Sántha Csongor nyugalmazott egyetemi docenst, aki az agregát célgépek rejtelmeit szerettette meg velünk. Mindkettejük tanáraink és évtizedeken át kollégáink voltak. Jó érzéssel és köszönettel használtuk fel egykori tanítványunk, Hammer György okleveles gépészmérnök 2004-ben készített diplomatervét az agregát célgépi mintafeladat összeállításánál. Köszönjük dr. Csáki Tibor egyetemi docens lelkiismeretes lektori munkáját, jobbító szándékú észrevételeit. A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 7

8 A gépipari gyártási folyamatok jellemzői, automatizálásának eszközei A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 8 Természetesen tudjuk, hogy egy tananyag soha nem lehet tökéletes, tartalmazhat hiányosságokat, esetlegesen hibákat. Megköszönjük olvasóinknak, ha észrevételeikről tájékoztatnak bennünket, hogy szükség estén korrigálni tudjuk jegyzetünket. Miskolc, szeptember A szerzők A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 8

9 A gépipari gyártási folyamatok jellemzői, automatizálásának eszközei A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 9 1. A gépipari gyártási folyamatok jellemzői, automatizálásának eszközei A gépipari gyártási folyamatok jellemzően ún. diszkrét gyártási folyamatok, melynek az alapvető jellemzői a következők: a munkadarabok térben, a gyártási részfolyamataik időben elhatárolhatóak, a folyamatok ciklikusak, s ezek megvalósításához jellemzően alkalmasak a programvezérelt gyártóeszközök, irányításuk összetett, sok funkcióra irányuló tevékenység, melyben a számítógép alkalmazásának különös jelentősége van. A diszkrét gyártási folyamatok jellegzetes automatizált gyártóeszközeit a tömegszerűség-rugalmasság síkon az 1-1. ábra mutatja. Tömegszerűség Merev programú, kötött ütemű gépek Gépsorok Célgépek Átállitható gépek Mechanikus automata Másolók Ütközős programvez. Rugalmasan programozható rendszerek FMS FMC MC CNC Rugalmasság, termék sokféleség 1-1. ábra Jellegzetes automatizált szerszámgépek A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 9

10 A gépipari gyártási folyamatok jellemzői, automatizálásának eszközei A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 10 A gépipari gyártási folyamatban a feladat elvégzéséhez három jellegzetes információt szükséges megadni, s ezek a következők: a munkadarab méreteinek kialakításához kapcsolódó geometriai információk, amik a munkadarab-szerszám mindenkori relatív helyzetének meghatározásához szükségesek, ezeket nevezik útinformációknak is, a technológiai információt, amely az adott gyártási feladatra, technológiára jellemző gépi adatok beállításához szükségesek, ezek az ún. kapcsolási információk, a részfolyamatok szekvenciáját, időbeli sorrendjét, amely az egyes munkadarabokon megmunkálandó felületek elkészülésének időrendjét rögzítik. A mechanika, a technológia, az automatizálás, vezérlés- és irányítástechnika, a számítógéptechnika, informatika, valamint a gyártóeszközökkel szembeni elvárások és lehetőségek fejlődése, változása különböző eszközöket, módszereket eredményezett. A gyártási információk tárolásának, megadásának különféle eszközei és módszerei más-más teljesítőképességű technológiai erőforrásokat eredményeztek a fejlődésük során. Az 1-1. ábra ezeket a jellegzetes csoportokat foglalja össze. A gépsorok, a célgépek a tömeggyártás eszközei. A gyártási információk, úgymint a geometria, a technológia, valamint a megmunkálási sorrend a rendszer tervezésekor és építésekor kerül meghatározásra, és teljes egészében beépül a felhasznált építőelemek jellemzőjeként. Ezen rendszerek programjai üzemszerűen nem változtathatóak meg, a munkadarabok megmunkálása a tervezéskor meghatározott, kötött sorrendben történik. A célgépek és a gépsorok vezérlésére régebben kombinációs és szekvenciális hálózatokból épített vezérlőket, manapság PLC-ket használnak. A gépipari gyártás-automatizálás ezen jellegzetes eszközeivel a jegyzet 4. fejezetében foglalkozunk részletesen. Az átállítható gépek, a mechanikus automaták és az ütközős programvezérlésű gépek közös jellemzője, hogy a megmunkáló programjaik már módosíthatóak, de ez a tevékenység klasszikus értelemben még nem nevezhető programozásnak. A mechanikus automaták esetén a programot a vezérlő mechanizmus megtervezésével, előállításával és összeszerelésével hozzák létre. A geometriai, a technológiai és a sorrendi információkat a gép mechanizmusai, és a vezérlő rendszere tárolja, vagyis a gép működését meghatározó program összetevő információit célzatosan kialakított (átállítható vagy beállít- A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 10

11 A gépipari gyártási folyamatok jellemzői, automatizálásának eszközei A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 11 ható, illetve cserélhető) mechanizmusok illetve mechanizmus csoportok segítségével tárolják. Ezen sajátosság a mechanikus automaták döntő ismérve. A gép villamos vezérléssel nem rendelkezik. Az automaták építőelemei alapvetően két fő csoportra bonthatók: a gépek alapmechanizmusai, fő és mellékhajtások, szánok, stb. a vezérlő és információtároló mechanizmusok A mechanikus automaták jellegzetes felépítését az 1-2. ábra től 1-5. ábraábrák mutatják be. FM Főhajtás Főorsó T beáll. ω vt Kapcs. dob Vez.tár. ω vt Vez.dob Vezértengely 1-2. ábra Egyszerű vezértengelyes vezérlés Az 1-2. ábra szerinti felépítés az ún. egy vagy egyszerű vezértengelyes megoldás. Jellemzői az alábbiak: a vezértengely ω vt = állandó sebességű és forgásirányú szögsebességgel forog, egy körülfordulásához tartozik egy munkadarab elkészülte, minden információtároló a vezértengelyen helyezkedik el, a tárolóelemek egyúttal energiaközlő elemek is (pl. előtoló erő), hosszú T ciklusidő esetén ω vt kicsi, így lassú a segédtevékenységek végrehajtása. Ennek kiküszöbölésére kifejlesztették a gyorsított vezértengelyes rendszereket, illetve bevezették a segédvezértengelyek alkalmazását. A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 11

12 A gépipari gyártási folyamatok jellemzői, automatizálásának eszközei A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 12 Az 1-3. ábra egy egyszerű vezértengelyes-segédvezértengelyes megoldást mutat. Jellemzői az alábbiak: a vezértengely ω vt = állandó sebességű és forgásirányú szögsebességgel forog, egy körülfordulásához tartozik egy munkadarab elkészülte, a vezértengelyen lévő tárolóelemek egyrészt végrehajtó elemeket működtetnek (vezértárcsák), másrészt ún. végrehajtó rutinokat indítanak, azok működését váltják ki (kapcsolódobok). A rutinok mindig azonos sorrendű, azonos időtartamú segédtevékenységeket hajtanak végre (pl. rúdelőtolás), a rutinokat a vezértengely indítja, de azok önmagukat kapcsolják ki, a rutinok az energiát a segédvezértengelytől kapják, a segédvezértengely forgási sebessége nagyobb, mint a vezértengelyé (ω svt > ω vt ). FM Főhajtás Főorsó T beáll. Vez.tár. ω vt Vezértengely ω vt ω svt Segédvezértengely Vezérlő rutin 1-3. ábra Vezértengely-segédvezértengelyes vezérlés A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 12

13 A gépipari gyártási folyamatok jellemzői, automatizálásának eszközei A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 13 A mechanizmusok által vezérelt gépeknél természetesen léteznek az előző kettőhöz hasonló, de néhány tulajdonságukban célszerűen eltérő vezérlő mechanizmusok is. A mechanikus automatáknál az analóg út- és sebességinformációkat vezérpálya felülettel rendelkező mechanizmusok tárolják. Három változata terjedt el: (sík)vezértárcsa, vezérharang, vezérdob. A jellegzetes vezértárcsát az 1-4. ábra mutatja. termelő szakasz Φ v e R szán meddő szakasz vez.teng. Vezértárcsa információ kiolvasó és továbbító mechanizmus várakozási szakasz 1-4. ábra Vezértárcsa kialakítása A tárolófelületekhez az információk kiolvasása és a végrehajtó elemekhez való továbbítása érdekében különféle csúszkás, görgős, csúszó vagy billenő mechanizmusok kapcsolódnak. A vezérpálya ívek tartozhatnak meddő mozgásokhoz (megközelítés, kiemelés, stb.), termelő mozgásokhoz (forgácsolások), várakozáshoz. A vezérpálya pontok radiális illetve axiális helyzetkülönbsége ( r, l ) az útinformációt, míg a pályameredekség ( r/ φ, l/ φ) sebességinformációt tárol. A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 13

14 A gépipari gyártási folyamatok jellemzői, automatizálásának eszközei A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 14 A diszkrét kapcsolási információk tárolása hengeres dobra felhelyezett kapcsoló bütykök, ütköző lovasok segítségével történik. Ezen lovasok léte vagy nem léte hordozza az információt, nem pedig a geometriájuk. A kapcsoló bütykök kapcsoló karokat működtetnek (lsd ábra). A karok diszkrét helyzeteihez az automata meghatározott mozgásállapota tartozik. kapcsoló kar "lovas" kikapcsló mechanizmus segéd vt. kapcsoló dob 1-5. ábra Diszkrét kapcsolási információk tárolása Az információk felhasználási sorrendjét a tárolási sorrend biztosítja, vagyis a vezértengelyen való, egymáshoz viszonyított szöghelyzet. A mechanikus automaták ma már ritkán alkalmazott forgácsoló szerszámgépek, de a jellegzetes vezérlő mechanizmusokat még ma is használják más gépeknél, pl. az üvegiparban. Az ütközős programvezérlésű gépek alapvető jellegzetessége, hogy a geometriai információk, az útinformációk, a mozgások célpontjainak megadására és tárolására az elmozduló szánokra szerelt ún. ütközőléc-ütközőérzékelő rendszereket építenek, s így az elmozdulások végpontjai az ütközők átállításával, mintegy programozásával egyszerűen megváltoztathatóak. A technológiai és sorrendi adatokat a gép egyéb mechanizmusai (főhajtás, előtoló hajtások) tárolják. Az ütközős gépeket gyakran egyszerű logikai vezérlők, ma PLC-k irányítják, sőt olykor egyszerűen programoz- A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 14

15 A gépipari gyártási folyamatok jellemzői, automatizálásának eszközei A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 15 hatóak is. Az ilyen típusú vezérlési módokat ma manipulátoroknál, kiszolgáló eszközöknél használják. Az 1-6. ábra egy egyszerű felépítési vázlatot mutat. Az útinformációkat az ütközőlécen elhelyezett ütközők tárolják, s ezt a helyzetkapcsolók olvassák ki. A helyzetkapcsolók jelei a vezérlés inputjai, egy-egy mozgás végrehajtását nyugtázzák. Ennek hatására a vezérlés továbblép, kiolvassa a programtárolóból az aktuális feladatot s továbbítja a végrehajtószervek felé. Az ütközős programvezérlésű gépek bizonyos értelemben a mai CNC gépek elődeinek tekinthetőek. Programtároló Végrehajtó rendszer Vezérlés FH MH Ütközőléc Kezelő elemek Helyzet kapcsolók 1-6. ábra Ütközős programvezérlés Az átállítható szerszámgépeknek egy különleges családja a másoló szerszámgépek. Ezek fő sajátossága, hogy a munkadarab geometriájára vonatkozó adatokat az ún. sablon tárolta, s ezt a másoló tapintórendszere olvasta ki, s a másoló létrehozta az alakadáshoz szükséges mozgást. Az egyéb parancsokat a gép többi funkcionális egységei hozták létre. A CNC technika, a számítógépes tervezés ma már kiszorították a másoló eljárásokat, illetve sajátos módon a minta 3D-s szkennelése, s az adatokból a CNC programok generálása útján lehet a másoláshoz hasonló feladatokat megoldani. A számítógéppel megvalósított automatizálás hozta létre a leginkább rugalmas technológiai rendszereket és erőforrásokat. Ezek közös jellemzője, hogy a gyártási folyamatokhoz szükséges összes információt (geometria, technológia, szekvencia) egy alkalmasan megírt programban adjuk meg, azt a rendszert irányító digitális vezérlésekben, számítógépekben tároljuk, s a technológiai rendszer ezen programok végrehajtásával hozza A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 15

16 A gépipari gyártási folyamatok jellemzői, automatizálásának eszközei A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 16 létre a gyártmányokat. A rugalmas gyártócellák (FMC) és a rugalmas gyártórendszerek (FMS) egyidejűleg több különböző alkatrész időben változtatható sorrendű, kötetlen ütemű gyártására alkalmas technológiai rendszerek. Az FMC-k néhány CNC szerszámgépből, megmunkálóközpontból (MC), az ezeket kiszolgáló robotból, valamint kiegészítő anyagtároló, ellátó, és mérőberendezésből állhatnak, az eszközök működésének összehangolását a cellairányító számítógép (FMCC) végzi az aktuális termelési program szerint. A rugalmas gyártórendszerek (FMS) cellákból és/vagy egyedi technológiai erőforrásokból épülnek fel. A munkahelyek közötti anyag és szerszámmozgatás jellemző eszközei a vezető nélküli targoncák (AGV). A gyártórendszerek része az automatizált raktár a nyersdarabok, előgyártmányok, félkész- és késztermékek, a technológiai folyamatokhoz szükséges szerszámok, készülékek, segédanyagok tárolásához. A rugalmas gyártórendszerek működését értelemszerűen a rendszerirányító számítógép (FMSC) koordinálja és felügyeli természetesen az aktuális termelési program szerint. Ezek az automatizált gyártási rendszerek adják az alapvető feltételeit az ún. JIT, Just in Time, Pont Időben típusú, minimális raktárkészlettel működő gyártásszervezésnek. Az 1-7. ábra egy rugalmas gyártócella lehetséges felépítését mutatja: MNC CNC1 ROC CNC2 FMCC Munkadarab ellátó 1-7. ábra Rugalmas gyártócella A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 16

17 A gépipari gyártási folyamatok jellemzői, automatizálásának eszközei A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 17 A vázlaton bemutatott felépítésnél a központi helyre telepített robot (ROC) szolgálja ki a kettő CNC gépet és a mérőgépet (MNC), kezeli az anyagellátó rendszert. Az erőforrások saját intelligenciával, vezérléssel rendelkeznek, az együttműködésüket a cellairányító számítógép biztosítja (FMCC). A megmunkáló központok (MC) olyan CNC gépek, amelyek többféle technológia megvalósítására, s ennek következtében komplexebb munkadarabok előállítására alkalmasak, s automatikus szerszámellátással rendelkeznek. A legjellegzetesebb, legismertebb megmunkáló központ típusok a következők: fúró- maró MC, eszterga MC, lemezmegmunkáló MC. Az egyszerű CNC szerszámgépek egy adott technológia megvalósítására szolgálnak, hasonlóan, mint az univerzális szerszámgépek. A megmunkáló-központoktól alapvetően a szűkebb technológiai szolgáltatási lehetőségük különbözteti meg, rendelkezhetnek automatikus szerszám- és munkadarab ellátással is. A jegyzet következő fejezeteiben a számjegyvezérlésű szerszámgépekről, a számjegyvezérlés alapjairól lesz szó. A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 17

18 AZ NC/CNC technika alapjai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza AZ NC/CNC technika alapjai 2.1. A számítógéppel segített gyártás jellemzői Napjainkban az élet szinte minden területén teret hódított a számítógépek alkalmazása, természetesen a gépipari gyártási, termelési rendszerek sem lehetnek kivételek. A vállalatirányítási, a tervezési, a technológiai, anyagellátási folyamatok terén adódó feladatok megoldására hálózatba kapcsolt számítógépes rendszereket hoznak létre, amelyeket CIM rendszereknek szokás nevezni (Computer Integrated Manufacturing). A 2-1. ábra egy un. háromszintű CIM modell funkcióit mutatja be az adott terület jellegzetes feladatait megnevezve. Vállalat irányitás Igazgatás, ügyvitel MIS Konstrukciós terv. CAD Központi adatbázis Technológiai terv. CAPP Termelés tervezés PPS Anyaggazdálk., raktározás CAST Gyártásirányitás CAM Minõségbiztositás CAQA Anyag, Energia Technológiai folyamatok CNC, ROC, PLC, FMS, FMC, AGV Termék 2-1. ábra Egy lehetséges CIM modell A vállalatirányítás körébe tartozik a kereskedelem, a pénzügy és az anyaggazdálkodás is természetesen az igazgatási, ellenőrzési és a HR feladatok mellett. A CAD, a konstrukciós tervezés és fejlesztés, a CAPP a technológiai folyamatok s ezen belül a CNC programozás feladatait foglalja össze. A termelési folyamatok tervezése a PPS munkahelyeken történik. A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 18

19 AZ NC/CNC technika alapjai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 19 Természetesen az anyag és szerszámellátás, a raktározás feladatai is ugyanúgy számítógépes irányításúak, mint a minőségbiztosítás, s ezek a tevékenységek közvetlen kapcsolatban vannak a technológiai folyamatokkal. A korszerű termelési rendszerek technológiai folyamataiban az alkalmazott technológiai erőforrások különféle intelligenciájú, feladatú számítógépes irányító rendszerrel működtetett eszközök. Ezek lehetnek egyedi CNC gépek, robotok kiszolgáló eszközök, integrált gyártórendszerek, gyártócellák, automatizált raktárak, programozható anyagmozgató berendezések. A számítógéppel segített gyártás szakterületen elfogadottan használják az egyes szakkifejezések angol nyelvű változataiból képzett betűszavakat, s ezeket a 2-1. táblázat foglalja össze. NC Numerical Control Számjegyes Vezérlés CNC Computer Numerical Control Számítógépes Számjegyes Vezérlés CIM Computer Integrated Számítógéppel Integrált Gyártás Manufacturing MC Manufacturing Centre Megmunkáló központ DNC Distributed Numerical Elosztott NC Control MIS Management Information Vezetési Információs Rendszer System JIT Just in Time Pont Időben gyártásszervezési mód CAxx Computer Aided Számítógéppel Segített CAD Design Tervezés (termék) CAE Engineering Mérnöki Tevékenység CAPP Process Planning Technológiai Folyamat Tervezés CAM Manufacturing Gyártás CAQA Quality Assurance Minőségbiztosítás CAST Storing & Transport Raktározás és Szállítás CASE Software Engineering Szoftver készítés MRP Manufacturing Resource Gyártás Erőforrás Tervezés Planning PPS Production Planning & Scheduling Termelési Folyamat Tervezés és Ütemezés ROC Robot Controller Robot Vezérlés PLC Programmable Logical Controller Programozható Logikai Vezérlés A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 19

20 AZ NC/CNC technika alapjai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 20 FMC Flexible Manufacturing Rugalmas Gyártócella Cell FMS Flexible Manufacturing Rugalmas Gyártórendszer System AGV Automatically Guided Robotkocsi Vehicle LAN Local Area Network Helyi Hálózat MAP Manufacturing Gyártásautomatizálási Protokoll Automation Protocol WS Workstation Munkaállomás HOST Host Computer Rendszergazda Számítógép C. NCL Numerical Control NC Programnyelv Language APT Automatically Programmed Tool Automatikus Szerszámpálya Programozás WOP Workshop Oriented Műhelyszintű Programozás Programming ONC Open NC Nyitott Struktúrájú NC UIC Universal Industrial Általános Ipari Vezérlő Controller 2-1. táblázat 2.2. Az NC technika alapelve, általános jellemzői Mi az NC? Az NC vezérlés bonyolult (technológiai) berendezés irányítására szolgáló eszköz, amely: Digitális, számítógép alapú (CNC), Rugalmasan programozható, A programutasítások számjegyes formában megadott adatok vagy kódok, A programot számjegyes formában tárolja, A vezérlés valósidejű, a mozgáspályákat valós időben generálja. A technológiai folyamatok elemeikre bonthatóak, melyek számadatokkal vagy kódokkal megadhatóak, az elemek a gépi funkciók. Egy egyszerű technológiai folyamatot szemléltet a 2-2. ábra. A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 20

21 AZ NC/CNC technika alapjai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 21 A példán az első technológiai lépés a munkadarab megközelítése. Az N5 sorszámú mondat az ehhez szükséges gépi funkciókat kiváltó utasításokat tartalmazza: G00 : gyorsmeneti mozgás X, Y, Z : a célpont koordináták S500: főorsó forgási sebesség F0.2: előtolási érték forgácsoláshoz M4: főorsó forgás indítása A többi programmondatban is rendre a megközelítés, hűtés bekapcsolás, majd a fúrás, fúró kiemelés, főorsó és hűtés kikapcsolás van programozva. Z F S z 3 z 1 Gépi funkciók és az NC utasítások kapcsolata z 2 X Y x k yk N5G00X(x k )Y(y k )Z(z 3 )S500F0.2M4 N10Z(z 1 )M8 N15G1Z(z 2 )F0.2 N20G00Z(z 1 ) N25Z(z 3 )M5M9... X 2-2. ábra Az NC alapelve A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 21

22 AZ NC/CNC technika alapjai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 22 Az NC technika kialakulása a II. világháború utáni időszakra esett. A fejlesztés elindítója a repülőgépgyártás igénye, a szárnyprofilok és a bonyolult monolit alkatrészek előállítására alkalmas automatizált gyártóeszközök létrehozása. A fejlődés dinamikáját egyértelműen az irányítástechnika, a számítástechnika, az elektronika, félvezető-technika fejlődése határozta meg. A fejlődés rövid története az alábbi: USA: az első NC gép megjelenése (MIT Massechusetts Institute of Technology) 1950-es évek: Európai megjelenés 1963 Magyarország: MFS-320 marógép, 1965 ERI-250 eszterga, Csepeli Szerszámgépgyár, 1974 mikroprocesszorok: CNC gépek 1981 multiprocesszoros vezérlések, FMS, FMC 1982 CNC fogazógépek, köszörűk 1985 CIM rendszerek 1990 OPEN CNC Vezérlések fejlesztésével foglalkozó vállalatok itthon: VILATI, SZTAKI, EMG, NC Technika Kft. A fejlesztés kezdetén ún. konvencionális (KNC) vezérlések építésére volt mód, a CNC vezérlések építése csak a mikroprocesszorok, a nagyintegráltságú félvezető áramkörök és memóriák megjelenése után vált lehetővé. A vezérléstípusok legfontosabb jellemzői az alábbiak: Az NC (KNC) vezérlés fő jellemzői Rögzített logika, Lyukszalagos, mágnesszalagos programbevitel, Nincs programtárolás, Nincs programjavítási, szerkesztési lehetőség, NC funkciók száma korlátozott. A CNC vezérlések fő jellemzői Szabadon programozható logika (nem a felhasználó által!), Számítógépes programbevitel, Tárolt alkatrészprogram, Programszerkesztés, javítás, helyszíni programírás, On-, Off line szimuláció, A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 22

23 AZ NC/CNC technika alapjai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 23 Rendszerbe kapcsolhatóság FMS, FMC, DNC, Nagy számú NC funkció, felügyelet. A mai gyakorlatban már kizárólag CNC gépeket építenek! Napjainkban a CNC technikát a gyártóeszközök irányítására rendkívül széleskörűen alkalmazzák. A gépek szolgáltatásai igen sokrétűek, a vezérlők jelfeldolgozási sebessége már nem jelent korlátot a gépek tervezőinek. Az alkalmazási területeket az alábbiakban foglaltuk össze a teljesség igénye nélkül: Forgácsoló szerszámgépek Marógépek, Fúró-maró megmunkáló központok, Esztergák, Eszterga megmunkáló központok, Fogazógépek, Köszörűgépek. Forgács nélküli alakítógépek Lemezalakító gépek, élhajlítók, ollók, kivágók, megmunkáló központok, Csőhajlítók. Különleges technológiák gépei Lézeres kivágók, Vízsugaras kivágók, Fröccsöntő gépek, Szikraforgácsolók. Faipari megmunkáló gépek Mérőgépek, Robotok, A CNC technika alkalmazásának természetesen jelentős kihatása van a gyártás-előkészítés, a gyártástervezés az alkatrésztervezés, a gyártási környezet terén. Ezek a hatások lehetnek előnyök és hátrányok egyaránt. A legfontosabbnak ítélt hatásokat az alábbiakban foglaltuk össze: Közvetlen előnyök Bonyolult felületek gyárthatóak viszonylag egyszerűen és gazdaságosan (kúp, gömb, menet, szabad felület, stb.), Egyenletes az egyes gyártmányok minősége, egyszerűbb szerelési feladatok, A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 23

24 AZ NC/CNC technika alapjai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 24 Nagyobb termelékenység, rövidebb mellékidők (szerszámcserélők, mérőrendszerek, pozicionáló rendszerek), Univerzális befogó és felfogó készülékek alkalmazhatóak, Egy felfogásban komplexebb készremunkálás, A technológia racionalizálási lehetősége (megmunkáló ciklusok, forgácsolási stratégiák), Egyszerű, szabványos szerszámok alkalmazási lehetősége (pályagenerálás). Közvetett előnyök Nagyobb technológiai fegyelmet kíván, növeli a technikai, technológiai kultúra színvonalát, A gyártmánytervezés nagyobb szabadsága, Magasabban kvalifikált kezelőszemélyzet, Csökkennek a szubjektív hibák, Rendszerbe szervezhetőek, Biztosabb gyártástervezés, pontosabb gyártásütemezés, Raktározási költségek csökkennek. Hátrányok Viszonylag nagy beszerzési költség, magas gépköltség Szigorúbb, költségesebb előgyártmány Fegyelmezettebb környezet, pontos szerszám, program és munkadarab ellátás (ez természetesen egyben előny is!) Az előnyök biztosításához természetesen a CNC gépek építése is fokozott igényeket támaszt a gyártókkal szemben: korszerű eszközök, technikák, építési elvek alkalmazását. A hatások elemzésekor néhány dologra különösen érdemes odafigyelni. Elsőként arra, hogy az NC gépeken egyszerű, szabványos szerszámokkal bonyolult, összetett, alakos felületeket is problémamentesen tudunk előállítani. Ennek forrása, hogy a CNC vezérlés valósidőben generálja, számítja a szerszámpályákat, amelyek a felhasználó szempontjából szinte tetszőlegesek lehetnek. Elmarad az alakos szerszámok használata, nem kellenek a gyártáshoz különleges készülékek. A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 24

25 AZ NC/CNC technika alapjai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 25 A másik jelentős jellemző, hogy a CNC gépek termelékenysége lényegesen jobb lehet, mint a hagyományos gyártóeszközöké. Ennek oka, hogy jelentősen csökkennek a mellékidők a nagy sebességű pozicionáló rendszerek, szerszám- és estlegesen munkadarab-cserélők alkalmazásának következtében. Fontos termelékenységnövelő tényező a gép saját útmérőrendszerének léte is, mert elhagyhatóak a műveletközi kezelői méretellenőrzések. Példaként megemlítjük, hogy furatok megmunkálásánál a körinterpolációval elvégezhető nagyolási műveletek is jelentős termelékenység növelést és szerszám-megtakarítást eredményeznek. Az NC technika alkalmazása jelentős hatással van a szerszámgépek tervezésére, felépítésére. A 2-3. ábra egy eszterga példáján mutatja be a legfontosabb jellegzetességeket ábra EPA 320 CNC eszterga felépítési vázlata Az ábra alapján a fő építőelemek az alábbiak: 1, 2 gépágy elemek 3 lábazati hajtómű 4, 5 az alapszán (Z), és a keresztszán (X) a revolverfejjel 6 hidraulikus szegnyereg 7 automata tokmány, főorsó 8 forgácskihordó 9 szerszámtartó revolverfej A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 25

26 AZ NC/CNC technika alapjai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza főorsó elfordulás mérő (menetesztergálás!) A ferdeágyas felépítés jellegzetesen a munkatér automatikus kiszolgálás és forgácseltávolítás célját szolgálja. A CNC gépekre jellemző, hogy a különböző funkciókhoz önálló, egymástól kinematikailag független mechanizmusokat építenek saját végrehajtó motorokkal, nincsenek a hagyományos gépeknél megszokott hosszú mechanikus kinematikai láncok. Az egymással szigorú kapcsolatban lévő mozgások kapcsolatai a vezérlésen keresztül realizálódnak. A 2-4. ábra a fenti eszterga főhajtásának és fordulatszám ábrájának felépítését mutatja, a 2-5. ábra pedig a teljesítmény-nyomaték karakterisztikáját ábrázolja. Mindkét ábrát szemlélve felismerhetjük a jellegzetes, egyenáramú főmotoros hajtás sajátosságait. A mai korszerű gépek főhajtásaiban egyen- és váltóáramú szabályozható fordulatszámú motorokat, s legújabban a főorsóval egybeépített ún. orsómotorokat használnak ábra Az EPA 320 CNC eszterga főhajtás kinematikai vázlata és fordulatszám ábrája A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 26

27 AZ NC/CNC technika alapjai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza ábra EPA 320 eszterga teljesítmény-nyomaték karakterisztika A pozicionáló rendszereket, a mellékhajtásokat is a koordinátánkénti önálló felépítés jellemzi. A 2-6. ábra az EPA 320 eszterga kettős szánrendszerének kinematikai vázlatát mutatja ábra Az EPA 320 CNC eszterga szánrendszerének kinematikai vázlata A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 27

28 AZ NC/CNC technika alapjai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 28 A végrehajtó elemek koordinátánként egyenáramú szervomotorok, a mozgás-átalakítók golyósorsók, az elmozdulás-érzékelők pedig ún. forgó impulzusadók. A megmunkáló központok felépítésére is az esztergapéldán bemutatottak a jellemzőek, természetesen a feladatuk különbözőségéből fakadó eltérésekkel. A 2-7. ábra a TC3 fúró-maró megmunkáló központ példáján szemlélteti ezt. A gép három lineáris szánnal és kettő (az ábrán csak az egyik látható) forgó asztallal van építve, tehát egy ún. 5D-s gép. Jellegzetes elem a kör szerszámtár, és a szerszámcserét végrehajtó cserélő manipulátor a kettős markolóval. A szerszámcsere folyamatát a mozgáselemek sorszámai alapján kísérhetjük végig (lásd 2-8. ábra). Az 1-5 lépések a következő szerszám előkészítő mozgásai, 6-10-ig a csere, ig a kivett szerszám tárba történő visszahelyezése. Szerszámtár Szerszám-cser élő Körasztal Y-szán X-szán Főhajtómű Z-szán X Y Z 2-7. ábra A TC3 fúró-maró megmunkáló központ A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 28

29 AZ NC/CNC technika alapjai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza ábra TC3 megmunkáló központ szerszámcserélő rendszere 2.3. CNC-vel történő gyártás információ feldolgozási folyamata, általános jellemzői A CNC technika alkalmazása során a gyártási folyamatban jellegzetes információ feldolgozási feladatokat kell elvégezni. Ezek egy része a gyártás-előkészítés körébe tartozik, a többi a feladat értelmezése és végrehajtása, mely már a gyártóeszközön realizálódik. A 2-9. ábra ezen feladatsort mutatja. A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 29

30 AZ NC/CNC technika alapjai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 30 Feladat leírás Alapjel képzés Információ leképzés Munkadarab Rajz / Grafikus modell Külsõ adatfeldolgozás Program hordozó Belsõ adatfeldolgozás CNC P L C D A MST Pozicionálás Programozás Kézi programozás Számítógéppel segített programozás Lyukszalag Mágnesszalag Mágneslemez Memória kártya 2-9. ábra Fõbb feladatok Kommunikácíó Program ellenõrzés Program tárolás Vezérlési feladatok Pozicionálás irányítás Felügyelet CNC gyártás információ feldolgozási folyamata A külső adatfeldolgozás módszerei, jellemzői Az első szakaszban a technológiai feladatot kell megfogalmazni a CNC gép számára érthető módon és formában, vagyis el kell készíteni a CNC programot. A programírásnak természetesen különféle eljárásai, módszerei, programnyelvei és szabályai vannak. Az alapvető eljárás a kézi programozás. Programnyelve a DIN66025 szabványnak megfelelő ún. szócímzésű NC programnyelv. Természetesen a programot az adott gépre értelmezett nyelven kell megírni, ezt a változatot nevezzük az adott gép utasításrendszerének. Az utasításrendszer az általános utasításkészletből csak az adott gépen használt, értelmezett utasításokat és azok használati szabályait tartalmazza. A mai korszerű CNC gépek esetében az utasításrendszer jellemzői gyakran függhetnek a gép installálásakor elvégzett beállításoktól is. A pontos, korrekt ismeret nélkülözhetetlen a programozó számára a hibátlan és hatékony programok megírásához. A kézi programozás több időben sorosan elvégzendő tevékenységből áll. Ezt a ábra mutatja be. A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 30

31 AZ NC/CNC technika alapjai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 31 Rajz NC műveletterv Felfogási terv Szerszámterv Mozgásciklus terv CNC utasitásrendszer Programozói tudás ISO NCL ASCII kód Programkézirat Programhordozó Szövegszerkesztő Próbaforgácsolás Dokumentálás ábra A kézi programozás folyamata A kézi programozás bemenő adatai a munkadarab rajza és a megmunkálás NC műveletterve. A rajz esetében az a szerencsés, ha készítője azt már az NC gyártáshoz alkalmazkodóan készítette, a méretlánc kialakítása, a bázisfelületek kiválasztása során figyelembe vette az NC gyártás lehetőségeit és kívánalmait. Az NC művelettervek készítésénél természetesen érvényesek a hagyományos gyártás művelettervezési szabályai is, de figyelembe veendő, hogy a CNC gépeken összetettebb, több felületre kiterjedő megmunkálási lépéseket szoktunk egy műveletként kezelni. A rendező elv: egy szerszám egy művelet. A másik fontos sajátosság, hogy már itt meg kell vizsgálni és tervezni a vezérlés speciális szolgáltatásainak a használatát is. Ilyen legfontosabb szolgáltatások a különféle részfeladatokhoz használható fúró, maró, esztergálási, menetmegmunkáló stb. szubrutinok. Ezek használatával a A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 31

32 AZ NC/CNC technika alapjai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 32 programozási folyamatot egyszerűsíthetjük, könnyíthetjük, a programokat racionalizálhatjuk. A felfogási terv készítésénél a hagyományos gyártástervezésnél is megszokott módon meg kell határozni, ki kell választani a munkadarab helyzet-meghatározásának módját, a befogás, felfogás tipikus vagy egyedi eszközeit és módszereit. Jellegzetesen NC specifikus feladat az ún. programozási koordinátarendszer kijelölése. Általánosan igaz, hogy a munkadarab mindenegyes felfogási helyzetéhez tartozik egy-egy programozási koordináta rendszer. A programozás során a munkadarab méreteit, a programozandó geometriai adatokat ebben a koordinátarendszerben értelmezzük, ezért kijelölésekor akkor járunk el helyesen, ha nem kell a rajz mérethálóját átszerkeszteni, s a szubjektív hibák csökkentése érdekében a méretek többsége a pozitív síknegyedbe esik. A CNC gépeken a munkadarabok felfogására gyakran használnak egyszerűsített, univerzális felfogó készülékeket, ún. palettákat. A szerszámozási terv készítése valamilyen formában minden automatizált gyártási folyamat tervezésének elengedhetetlen része, hisz az automaták kivétel nélkül mind ún. előbeállított szerszámokkal dolgoznak. A hagyományos gyártás tervezésekor is kell szerszámozási tervet készíteni. Ekkor kiválasztjuk a rendelkezésre álló készletből a feladat elvégzésére alkalmas szerszámokat, meghatározzuk technológiai jellemzőiket, a gépre való felfogásuk eszközeit, módszereit. CNC gépeken mindig korszerű, egyszerű geometriájú, szabványos, váltólapkás szerszámok alkalmazására kell törekedni. Az NC technika lehetőségeinek egyik fontos jellemzője, hogy egyszerű szerszámokkal összetett, bonyolult felületek állíthatók elő, s ennek következtében elmarad az ún. alakos szerszámok alkalmazásának szükségessége. A szerszámozási terv készítésének CNC specifikuma a szerszám-koordinátarendszer és a szerszám programozott pont kijelölése, a szerszám típuskódjának meghatározása. Ezek kijelölésénél arra kell törekedni, hogy a szerszámok méreteit, az ún. szerszám hosszkorrekciókat mind a szerszámgépen, mind mérő-beállító készülékben egyszerűen meg lehessen határozni. Ez a magyarázata, hogy eszterga-szerű szerszámok programozott pontjaként a szerszám csúcssugár koordinátatengelyekkel párhuzamos érintőinek metszéspontját, míg forgó szerszámok esetén a forgástengely és a szerszám homloksíkjának döféspontját szokás kijelölni. A szerszámokat a szerszámtárakba vagy a revolverfejekbe egy-egy megfelelő közvetítő, illesztő elem, az ún. szerszámtartó közvetítésével lehet befogni. A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 32

33 AZ NC/CNC technika alapjai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 33 A kézi programozás előkészítésekor célszerű a mozgásciklus terveket is elkészíteni. Ebben a dokumentumban a szerszámpályák vázlatait készítik el meghatározva a mozgástípusokat és a célpontokat. A későbbiekben ezek a vázlatok nagyon jól vezetik, segítik a programozót, lehetővé teszik az ütközések elkerülését, a téves mozgások programozását, valamint a szimuláció során a szerszámpályák megjelenítésekor a programozott és a tervezett összevetésével könnyű hibafeltárást biztosítanak. A programírás előkészítése után elkészíthetjük a programlistát és a programhordozót. Korábban e két dokumentumot időben egymás után készítették, a programhordozó elkészítéséhez egy külön speciális eszközt használtak. A személyi számítógépek, a PC-k megjelenésével és elterjedésével ma már egy alkalmasan megválasztott szövegszerkesztővel (pl. Notepad) a programlista írásakor a program automatikusan tárolódik a PC memóriájában ASCII kódú formában. Ebből szükség szerint nyomtatott listát, és különféle programhordozókat (floppy, mágneskártya, stb.) készíthetünk, vagy a programot közvetlenül hálózaton keresztül a CNC vezérlés memóriájába tölthetjük (pl. az RS232 párhuzamos porton keresztül.) A programírás során szigorúan be kell tartani az adott CNC gép utasításrendszerében előírtakat, valamint maximálisan ki kell használni a vezérlés szolgáltatásait. Kézi programozás során a munkadarab kontúrt programozzuk, a szükséges geometriai- vagy pályakorrekciózást a CNC vezérlés a program végrehajtása során végzi el. A kézi programozási eljárást 2-2,5D-s, esetleg egyszerűbb 3D-s feladatokhoz tudjuk alkalmazni. A 3-5D-s programok a nagy és olykor bonyolult számítási feladatok miatt már csak számítógépes eljárással készíthetőek el. Gyakori, hogy számítógépes programozás során a CNC programok a szerszámpályák adatait tartalmazzák, a geometriai- vagy pályakorrekciók számítását a számítógép végzi el. A programok és a programhordozó elkészítését a program tesztelése, a próbaforgácsolás követi. Ezt rendszerint a programozó technológus irányítja, vezeti, mert így az estleges hibák a lehető leggyorsabban kijavíthatók. A programbelövés során elvégzendő feladatok az alábbiak: A program szintaktikai ellenőrzése (a vezérlés elvégzi), A munkadarab felfogása, a nullponteltolások meghatározása, A szerszámozás ellenőrzése, a szerszámadatok betöltése, meghatározása, A program üres tesztfuttatása a vezérlés sajátosságai szerint, A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 33

34 AZ NC/CNC technika alapjai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 34 Próbaforgácsolás, a technológia és a geometria ellenőrzése, A felmerült hibák javítása, feljegyzése. A programbelövést a dokumentálás követi. A különböző felhasználóknál más és más szokások, szabályok vonatkozhatnak a programdokumentációkra, de a formai különbözőségek ellenére minden dokumentációnak annyi és olyan információt kell tartalmaznia, hogy a programot egy hozzáértő a lehető legrövidebb időn belül reprodukálni, újrafuttatni tudja. A programdokumentációnak tartalmaznia kell: A program, a gép, a munkadarab, a programozó azonosítóit, A végleges programlistát, A programhordozót, A felfogási tervet, A szerszámozási tervet, az esetleges szerszám adatlapokat, A kezelői utasításokat. A számítógépes CNC programozási eljárásokat napjainkban a programírás helyétől függően két fő csoportba szokás osztani: Programozói munkahelyen (irodában) történő programozás. Műhelyszintű (gép melletti) programozás, ún. WOP. Ma már a nagy teljesítményű személyi számítógépek, PC-k viszonylag alacsony áron beszerezhetőek, valamint CNC vezérlésként is alkalmazhatóak, ezért a kétféle eljárás hardver feltételei is egyszerűen megteremthetőek. A hardver eszközökön túlmenően természetesen a szükséges szoftvereknek is széles választéka áll ma a felhasználók rendelkezésére. A számítógépes CNC programozás általánosítható jellemzőit a ábra mutatja be. A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 34

35 AZ NC/CNC technika alapjai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 35 APT program Tecnológiai és Szerszám adatok Posztprocesszálás Posztprocesszorok Rajz NC műveleterv CAD File Interaktiv bevitel CAD Posztprocesszor: az adott géphez a CLDATA-t illesztő program Geometriai feldolgozás Technológiai feldolgozás Szerszámpálya generálás CLDATA File CLDATA File : technológiától függő, általános programáformátum ábra Próbaforgácsolás NCL File Szimuláció Editálás Számítógéppel segített CNC programozás folyamata Dokumentálás A számítógépes programozási folyamatoknál különböző eljárásokkal, módszerekkel lehet a feladatot továbbfeldolgozásra betölteni, a rendszerbe bevinni. Az egyik lehetőség, amikor egy magas-szintű, ún. feladatorientált APT típusú programnyelven elkészítjük az alkatrész NC programját, s ezt felhasználva készíttetjük el a CNC gép által értelmezhető ISO nyelvű NC programot. Természetesen ekkor a feldolgozáshoz rendelkezni kell a megfelelő APT processzorral. A másik lehetőség, mikor a rendszer rendelkezik valamilyen CAD programmal, melynek segítségével mintegy megtervezzük a munkadarabot a programozás első lépéseként. A harmadik módszer, amikor a külső CAD munkahelyről kapott CAD-fájlt használjuk fel az alkatrész definiálására. A programozó rendszerek általában rendelkeznek a geometriai fájlok fogadási szolgáltatásával. A technológia programozása vagy a megfelelő adatok meghatározott formátumú megadásával, a programozó szoftver ajánlataiból, háttéradataiból történő válogatással, vagy vegyesen történik. A szerszámok is háttértárból válogathatók, de önálló definiálásra is van általában lehetőség. Az adatok geometriai és a technológiai feldolgozása eredményeként létrejönnek a szerszámpálya felületek adatai, s ennek jóváhagyása után elkészül a speciális formátumban rögzített CNC program, az ún. CLDATA file. A A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 35

36 AZ NC/CNC technika alapjai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 36 CLDATA file formátumú programot a CNC vezérlések nem értik, közvetlenül nem tudják olvasni és végrehajtani. A különböző technológiákhoz (esztergálás, marás, fúrás, szikraforgácsolás, stb.) más-más CLDATA formátumok tartoznak. Az azonos technológiát megvalósító gépek is többfélék, egymástól kisebb-nagyobb mértékben eltérőek lehetnek, tehát a végrehajtható NC programjaik is eltérhetnek. A CLDATA formátumú programból a posztprocesszálás során állítják elő az adott CNC gép által végrehajtható NC programot. Tehát a posztprocesszálást, vagy utófeldolgozást tekinthetjük az adott technológiai programnak az aktuális CNC géphez történő illesztésének. A posztprocesszált program már ISO/DIN formátumú, szükség esetén javítható, szerkeszthető, módosítható. A számítógépes eljárással elkészített CNC programot, a szerszámozási és a felfogási terveket is felhasználva le kell ellenőrizni, el kell végezni a próbafuttatásukat, hasonlóan, mint a kézi programozási eljárásoknál. A programok általában jelentősen nagyobb terjedelműek, mint a kézi eljárással előállítottak, bonyolultabbak a munkadarabok, a programok többnyire a szerszámpályák s nem a kontúr adatait tartalmazzák. Mindezek miatt itt sokkal jelentősebb segítség a CNC vezérlés szimulációs szolgáltatása. A javított, korrigált programokat hasonlóan dokumentálni kell, mint a kézi eljárásoknál A belső adatfeldolgozás jellemzői Az elkészített CNC programot a vezérlésbe betöltve azzal további információ feldolgozási feladatokat kell végezni azzal a céllal, hogy olyan alapjeleket, parancsokat állítsunk elő, melyeket végrehajtva a gép létrehozza a munkadarabot. A belső adatfeldolgozás feladatait a CNC vezérlés végzi el. A legfontosabb feladatok az alábbiak: Kezelői és hálózati kommunikáció, Programbeolvasás, kimentés, Programtárolás, Vezérlési feladatok irányítása, Pozícionálási feladatok végrehajtásának irányítása, Pályaszámítás, pozícionálási célpontok, korrekciók számítása, Felügyeleti feladatok végrehajtása, A belső adatfeldolgozási feladatokat ellátó CNC vezérlés funkcióábráját a ábra mutatja. A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 36

37 AZ NC/CNC technika alapjai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza ábra Egy CNC vezérlés funkcióinak ábrája A korszerű CNC vezérlések felépítési struktúrája a számítógépstruktúrákhoz hasonló. A belső adatforgalom az ún. BUS-okon történik, ezekre lehet csatlakoztatni a kiépítettségnek megfelelő modulokat. A kezelőpult a gépkezelővel való kommunikáció elemeit tartalmazza (lásd később), a kijelző ma többnyire színes, esetleg monochrom képernyő, amely alkalmas alfa-numerikus jelek és grafikus ábrák megjelenítésére. Program be-és kiviteli eszközként ma már ritkán használnak lyuk- vagy mágnesszalagos perifériákat, elsősorban a külső számítógépes kapcsolatokhoz szükséges lehetőségeket építik ki. Ezt a feladatot láthatja el a hálózati modul, melynek segítségével a DNC üzem is megvalósítható. A vezérlés lelke a központi egység a CPU, amelyből egy vezérlésben akár több is lehet (multiprocesszoros vezérlések). A számítógépek felépítéséhez hasonlóan a CNC vezérlések memóriái is a két alaptípusra oszthatók. A ROM típusú memóriában itt is az ún. üzemi szoftverek, a FIRMWARE-k helyezkednek el. Ennek a szoftvernek a feladata a vezérlés működésének a meghatározása, ezt a vezérlés gyártó írja és teszi fel. A felhasználónak alapvetően ehhez nincs s nem is kell, hogy legyen hozzáférése. A RAM típusú memória mindazon adatokat, programokat tárolja, amelyekhez a felhasználónak, a gépkezelőnek hozzáférést kell biztosítani. Ilyen jellemző adatfile-ok pl. a megmunkáló programok, a szerszámadatok, korrekciók, beállítási adatok, stb. Természetesen a mai korszerű vezérlésekben a memóriák már mindig tartalomvédettek, a gép kikapcsolásakor nem vesznek el a korábban betöltött, beírt adatok. A vezérlési feladatok végrehajtásához a CNC vezérlésekben integrált PLC modulokat találunk. Ezen modulok adják ki a vezérlő parancsokat és fogadják a végrehajtást nyugtázó jeleket. A tengelymodulok irányítják a pozícionálási folyamatokat, ellátják a helyzetérzékeléssel, az útmérésekkel kapcsolatos teendőket. Az alapjelképző, vagy interpolátor a CNC vezérléseknek egy sajátos, igen fontos eleme. Feladata, hogy a programban megadott pályaelemek végpontjai közé beinterpolálja, kiszámítsa a pálya közbülső pontjait, az egymást követő pozícionálások célpontjait. A pályák jellegzetes típusai az egyenes vagy lineáris és a körpályák. A különféle térgörbe szerszámpályá- A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 37

38 AZ NC/CNC technika alapjai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 38 kat az NC vezérlések általában elemi lineáris mozgásokkal közelítik és helyettesítik. A felügyeleti funkciók vezérlésenként, kiépítettségtől függően igen sokfélék lehetnek. Az alapfeladatok a vezérlés és a gép működőképességének az ellenőrzései, pl. tápfeszültségek megléte, hidraulikus és hűtőrendszerek feltöltöttsége, működtető nyomások, biztonsági és reteszelő kapcsolók működőképessége, stb. Külön szolgáltatás lehet a szerszám éltartam-felügyelet, amely lehet ún. passzív és aktív felügyelet. Passzív felügyelet esetén a vezérlés az adott szerszámnak a forgácsolásban töltött idejét méri, s ezzel csökkenti a szerszámadatok között megadott induló éltartamot, s megfelelő időpontban jelzi az eléletlenedést. Az aktív szerszám éltartam-felügyelet során az éltartam csökkenést a szerszám tényleges terhelése alapján számolja és jelzi a vezérlés. Természetesen ezen esetben a gépen a terhelés meghatározásához szükséges szenzorokat is be kell építeni a rendszerbe a megfelelő feldolgozó algoritmusok mellett. A felügyeletek további opcionális lehetősége a technológiai folyamatok felügyeletének a kiépítése a túlterhelések, túlmelegedések, káros rezgések kialakulásának elkerülése érdekében. A CNC vezérlések szolgáltatási színvonala az idők folyamán folytonosan változik, egyre több lehetőséget, támogatást nyújt a CNC felhasználók kényelmét, az üzembiztonságot szolgálva. A belső adatfeldolgozás fontos feladata a kezelői kommunikáció, s ezt a kezelőpulton keresztül lehet bonyolítani. A ábra a Sinumerik 810T CNC vezérlés kezelőpultját ábrázolja. Az ábra természetesen a Siemens vezérlés jellemzőit mutatja, de alkalmas a CNC vezérlések általánosságainak a bemutatására is. A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 38

39 AZ NC/CNC technika alapjai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza ábra A Sinumerik 810T CNC eszterga kezelőpultja A vezérlésen jelölt jellegzetes kezelőelemek az alábbiak: 1. Képernyő, betűk és számok, egyszerű ábrák, programok, státus adatok, hibaüzenetek megjelenítésére. 2. Soft-Key vagy lágybillentyűzet. Semleges billentyűk, az üzemelés során változó státusuk a képernyő alján a billentyű fölötti mezőben kerül kijelzésre. 3. Program I/O, RS232 interface külső számítógéppel való kommunikációhoz. 4. Üzemmód választó többállású kapcsoló 5. Vezérlés bekapcsoló nyomógomb A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 39

40 AZ NC/CNC technika alapjai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza Reset nyomógomb 7. NC Start/Stop nyomógombok 8. Főorsó Start/Stop nyomógombok 9. Előtolás Start/Stop nyomógombok 10. Előtolás OVERRIDE kapcsoló, mellette a főorsó OVERRIDE 11. Szánmozgató JOG nyomógomb mező 12. Program szerkesztő nyomógomb mező: bevitel, törlés, csere, kurzor, lapozó, kijelző, címre ugrató 13. Adatbeviteli szűkített tasztatúra: számok, betűk, egyéb karakterek 14. Kijelző mező A kezelő elemek egy része ún. specifikus, vagy megnevezett kapcsoló vagy nyomógomb, ezek mindig ugyanazon feladatra szolgálnak. A lágybillentyűk, a semleges nyomógombok mindenkori feladata a vezérlés pillanatnyi státusának megfelelő. Ezzel a kezelőelemek számát tudták csökkenteni, a kezelőpult áttekinthetősége jelentősen jobb lett. A CNC gépeknek az éppen elvégzendő feladatokhoz illeszkedően többféle üzemmódjuk van, ezek a különféle vezérlésgyártók szokása, ízlése szerint különféleképpen jeleníthetők meg, nevezhetők el, de tartalmukban mindenképpen megfigyelhetők a sajátos, általános jellemzők. Az általánosítható üzemmódok az alábbiak: JOG vagy beállító üzemmód: gépkezelésre, szánok szerszámrendszerek mozgatására, általában a bekapcsolást követő ellenőrzések elvégzésére használják. Gyakori, hogy sok egyéb más üzemmódot a JOG-on keresztül lehet elérni. Ebből az üzemmódból választható általában a Kézikerék használat, amely igen nagy segítséget ad különösen a gépbeállítások során. REF referenciapont felvételi üzemmód: A CNC gépek túlnyomó részénél létező, az automatikus üzemmód alapfeltételeként alkalmazott üzemmód. Feladata a gép szánjainak helyzetét és a szánhelyzeteket tároló regiszterek tartalmát reprodukálható módon egymáshoz rendelni, más szavakkal a gép geometriai rendszeréből a gépi koordinátarendszert kijelölni, feléleszteni. Referenciapont felvételt csak a növekményes útméréssel felszerelt gépeknél kell végrehajtani. Ez gyakran a bekapcsolást követően kézi parancsokkal történik, de az újabb gépeknél lehet kezelői beavatkozás nélkül automatikusan végrehajtott is. MDI kézi adatbevitel üzemmód: a CNC gép a kezelőpultról bevitt komplett utasítássorokkal, mondatokkal üzemeltethető, de A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 40

41 AZ NC/CNC technika alapjai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 41 ezek az utasítások nem tárolódnak el, tehát ez nem programozási üzemmód. EDIT programszerkesztő üzemmód: a memóriában tárolt, illetve tárolandó programok írására, szerkesztésére, javítására szolgál. A vezérlések jelentős támogatást nyújthatnak a szerkesztéshez, megadhatják az utasítások jelentését, a könyvtári szubrutinokat és használatuk módját, stb. Amikor a teljes számítógépes CNC programozást a gép mellett végzik úgy, hogy a vezérlés minden szinten támogatja a folyamatot, akkor beszélünk műhelyszintű programozásról, WOP-ról. AUT automata üzemmód: a programok futtatására szolgál. A CNC gépeken alapként kétféle programfuttatási lehetőség van. A Mondatonkénti futtatást elsősorban a programbelövés során használják, a kész programot folyamatos futtatás üzemmódban alkalmazzák. Vannak speciális CNC gépek, ahol a folyamatos futtatás is vonatkozhat egyetlen munkadarabra, vagy egy-egy sorozatra (pl. CNC rúdautomaták). A korszerű CNC gépeknél előfordul, hogy a programfuttatás során szimulációra is van lehetőség. SIM szimuláció üzemmód: Önálló, vagy alüzemmód lehet, programkészítés vagy gyártáselőkészítés során használjuk elsősorban. SZERVÍZ üzemmód: Gépbeállítás javítás esetén a szervízmérnök munkáját segíti általában jelszavas elérési lehetőséggel. TOOL, ZERO szerszámkezelési illetve nullponteltolás kezelési üzemmódok: A szerszámok adatainak tárolói, illetve a nullponteltolás regiszterek feltölthetők kézi adatbeírással, de lehetséges lehet a szerszámbemérés, a gépen történő nullponteltolás meghatározás próbaforgácsolás és külső mérőeszköz alkalmazásával is. EGYÉB üzemmódok: A különböző CNC gépeken lehetséges más-más, a fentiektől eltérő üzemmódok alkalmazása is. Ezek általában a gépek specialitásainak, a vezérlésgyártók szokásainak megfelelőek. Ilyenek lehetnek pl. a memóriakezelési, a betanítási üzemmódok Az információleképzés jellemzői, eszközei A CNC vezérlés a programfuttatás, a programfeldolgozás során a vezérlési és a pozicionálási feladatok elvégzéséhez szükséges alapjeleket állítja elő. Ezen parancsokat a gép különféle mechanizmusai hajtják végre, s A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 41

42 AZ NC/CNC technika alapjai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 42 ezáltal a programmal a CNC géphez eljuttatott információk a munkadarabba mintegy leképződnek. A CNC gépek jellegzetes információleképző mechanizmusai az alábbiak: Vezérelt mechanizmusok Sebességszabályozott mechanizmusok Pozícionáló mechanizmusok EKL-ek, elektronikus kinematikai láncok A ábra ábra egy vezérelt mechanizmus egyszerű felépítési vázlatát mutatja. A CNC gépeken számtalan olyan funkció van, amelyek aktiválása a PLC-n keresztül egyszerű vezérlési parancsokkal megvalósítható. Ilyenek lehetnek pl. a burkolat mozgatások, hűtés ki-be kapcsolások, tolótömb mozgatások, szerszámcserélés mozgásai, stb. Ezek a mechanizmusok gyakran hidraulikus, pneumatikus rendszerek, de lehetnek elektromechanikusak is. Nyugtázó jel HA HV Mozgatott elem P L C CNC Vezérlés I I O O O -Munkadarab és szerszám cserélők -Burkolatok -Tolótömbök -stb ábra Egyféle vezérelt mechanizmus felépítés Az információleképző mechanizmusok másik jellegzetes csoportja a sebességszabályozott mechanizmusok. Ilyet mutat a ábra. A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 42

43 AZ NC/CNC technika alapjai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 43 Hajtás erősitő CNC Vezérlés Alapjel képző D A -1 Sebesség szabályzó Főhajtómű Sebesség visszacsatolás n i INPUT: közvetlen S2520 1/min közvetett v=120 m/min Szabályozható Főmotor Szabályozott főorsó fordulat ábra Sebességszabályozott mechanizmus vázlata A CNC gépek legjellegzetesebb sebességszabályozott mechanizmusa a főhajtás. Az akár forgácsolás közben is változtatható főorsó-fordulatszám létrehozására szolgál. A tipikus főmotorok a szabályozható egyen- (DC) vagy váltóáramú (AC) motorok. A mai korszerű CNC gépeknél sokszor előfordul, hogy elmaradnak a főhajtás fogaskerekes mechanizmusai is, gyakran alkalmaznak a főorsóval egybeépített ún. orsómotorokat. A szabályozott főhajtás teszi lehetővé a vágósebesség programozást is (fordulatszám közvetett programozása). A főhajtások szabályozási minőségével, a pontosságával kapcsolatos elvárások nem túlzottan szigorúak, itt a szabályozott fordulatszám tartomány nagysága és a megfelelő stabilitás a legfontosabb jellemzők. A CNC gépek minőségét alapvetően a pozícionáló rendszereinek a minősége határozza meg. A pozícionáló rendszerek különféle felépítésűek, teljesítőképességűek lehetnek. Alaptípusai a következők: Lekapcsolókörös pozícionáló rendszer. Ma már elavultnak tekinthető, az idő meghaladta. Pont- és szakaszvezérelt pozicionálási feladatokra volt alkalmas. Helyzetvezérelt pozícionáló rendszer. Szerszámgépeken már ritkán használják. Pályavezérlési feladatokra is alkalmas. Jellegzetessége, hogy nem tartalmaz helyzet-visszacsatolást (nincs útmérő), tipikus végrehajtó eleme a léptetőmotor, ami lehet tiszta villamos motor, vagy elektrohidraulikus felépítésű. Helyzetszabályozott pozicionáló rendszer. A mai igényeket mindenben kielégítő rendszerek, 2-5D-s gépeknél pályavezérlési fel- A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 43

44 AZ NC/CNC technika alapjai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 44 adatok megvalósítására is alkalmasak. A ábra egy lehetséges felépítést mutat. Hajtás erősitő Alapjel képző X D A -1 Helyzetszabályzó -1 Sebesség szabályzó Szán, X, CNC vezérlés INTERPOLÁTOR Y... Helyzet visszacsatolás Sebesség visszacsatolás TG Szabályozható előtolómotor DC, AC, Hidr. Útmérő U Z D A Helyzetszabályzó Sebesség szabályzó Szán, Z TG U ábra Helyzetszabályzó pozícionáló rendszer A CNC gépeken minden pozícionált tengelyhez tartozik egy-egy helyzetszabályozott pozícionáló rendszer. Ezek alapjelét a vezérlés tárgyalásánál már ismertetett interpolátor állítja elő. Attól függően, hogy egyidejűleg hány tengely mentén tud a rendszer szinkronizált mozgásokat létrehozni beszélhetünk 2D, 2,5D, 3-4-5D-s gépekről. Megjegyzendő, hogy egy CNC gép vezérelhető koordinátatengelyeinek száma nem mindig azonos a szinkronban mozgatható tengelyek számával (pl. egy öt koordinátás rendszer lehet 3D-s, vagyis mindig az ötből három tengely szinkronizálható csak). A 2,5D jelentése: síkban történő 2D interpoláció, s a síkra merőleges irányú szakaszos fogásvételi mozgás (0,5D). A helyzetszabályozó pozícionáló rendszerek építőelemei is sokfélék lehetnek. Általánosan igaz, hogy minden lehetséges elemet igyekeznek digitális rendszerként megépíteni. A végrehajtó elemek, a motorok is többfélék: Forgó motorok + golyósorsós mozgásátalakítók Egyenáramú, hengeres forgórészű, kommutátoros motor Egyenáramú, tárcsás forgórészű, kommutátoros motor (Disc motor) Egyenáramú, hengeres forgórészű, kommutátor nélküli motor A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 44

45 AZ NC/CNC technika alapjai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 45 Váltóáramú, szabályozott motor Hidraulikus motorok Lineáris vagy forgó motorok Lineáris villamos motorok Természetesen a motor típusától függetlenül mindegyik speciális kialakítású azért, hogy a szigorú szabályozási feltételeket, elvárásokat meg tudják valósítani. Az utóbbi években rohamosan terjednek a lineáris villamos motor alkalmazások, s ezekkel igen dinamikus, nagy sebességű hajtásokat építenek. A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 45

46 AZ NC/CNC technika alapjai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza ábra Pozicionáló rendszerek A ábra a pozícionáló rendszerek hagyományos és az újabban terjedőben lévő lineáris motoros felépítéseket vázolja. Az ábrából is jól látható, hogy mindkét estben szükséges a szánmozgások érzékelése, az útmérés. Az információleképzés mechanizmusainak egy sajátos rendszerei az EKL-ek, az ún. elektronikus kinematikai láncok. Alapvető jellemzőjük, hogy valamely mozgás adja az alapjelét egy, vagy több másik mozgásnak, úgy, hogy a mozgások között nincs mechanikus kinematikai kapcsolat. Szabályozástechnikai szempontból Master-Slave rendszereknek nevezik az EKL-eket. Például CNC gépeknél a leginkább ismert EKL-ek a fogaskerék megmunkáló gépek osztó kinematikai láncai, esztergáknál pedig az ún. menetmegmunkáló kinematikai kapcsolatok. Utóbbi egyszerűsített felépítési vázlatát mutatja ábra. A főorsó elfordulását egy szögelfordulás érzékelő, egy forgó impulzusadó méri, amely a kimenetén egyrészt a szögelfordulás nagyságával arányos számosságú, és sebességével arányos frekvenciájú impulzussorozatot, másrészt főorsó körülfordulásonként mindig ugyanabban a szöghelyzetben egy nullimpulzus jelet ad. Ezek a jelek együttesen lehetővé teszik a sebesség és a helyzeti szinkron biztosítását, vagyis azt, hogy a szerszám a menetemelkedésnek megfelelő csavarvonalat írja a munkadarabra, valamint hogy mindig visszataláljon a menetárokba. Megjegyzendő, hogy fentieknek megfelelően kúpos és síkmenetek megmunkálása is lehetséges. A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 46

47 AZ NC/CNC technika alapjai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 47 Hajtás erősitő Alapjel képző S D A -1 Sebesség szabályzó Főhajtómű CNC vezérlés EKL Y... "O" imp. Sebesség visszacsatolás TG Főmotor n i U Master tengely Főorsó Elfordulás mérés Z D A -1 Helyzetszabályzó -1 Sebesség szabályzó Útmérő Szán, Z Slave tengely TG U Szabályozható előtolómotor ábra CNC eszterga menetvágó elektronikus kinematikai lánca Számjegyvezérlésű gépek útmérő berendezései A számjegyvezérlésű berendezések működtetésének egyik alapvető feladata az egyes részegységek, szánok, orsók, robotkarok meghatározott helyzetbe hozása. Ezt a feladatot az ún. pozicionáló rendszerek látják el, s ehhez nélkülözhetetlen, hogy a pozícionált részegységek helyzetéről az irányító rendszer folyamatosan információval bírjon. Ennek az információnak a megszerzésére és biztosítására szolgálnak az NC vezérlésű berendezések útmérő rendszerei. Az útmérő rendszerek fő építő elemei a következők: Elmozdulásérzékelő egy olyan mérőátalakító, amely a lineáris elmozdulásról vagy szögelfordulásról annak nagyságával esetleg sebességével arányos villamos jelet ad. Jelátalakító, amely az érzékelő villamos jelét formálja, feldolgozza vagy dekódolja. Számláló, tároló egység, amely az elmozdulással arányos digitális jelet számlálja, nyilvántartja Megjegyzendő, hogy az NC/CNC vezérlések számára az útmérő rendszereknek mindenkor digitális jelet kell szolgáltatniuk. A szokásos szóhasználatban, amikor útmérőről, útmérésről beszélünk, akkor ez alatt mindig a teljes érzékelő-feldolgozó-tároló rendszert kell érteni. A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 47

48 AZ NC/CNC technika alapjai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 48 Az útmérő rendszereknek biztosítaniuk kell a mért elmozdulásról a teljes mérési tartományban, a megfelelő felbontóképességgel és előírt pontossággal a kívánt adatokat. E három követelmény teljesítését a megfelelő érzékelő és elektronika megválasztásával lehet biztosítani. Természetesen az érzékelő milyensége egyértelműen meghatározza az elektronika feladatának jellegét, ezért azt mondhatjuk, hogy egy útmérő rendszert alapvetően a benne lévő elmozdulás-érzékelő milyenségével jellemezhetjük. Az útmérő rendszerek csoportosítása Az útmérőket, vagyis az elmozdulás-érzékelőket az alábbi jellemzők szerint osztályozhatjuk: a kimenő jel jellege szerint lehetnek ANALÓG (a jel a mérési tartományon belül folyamatosan és folytonosan arányos a mért jellemzővel) és DIGITÁLIS (a mért jellemző a kimenő jelben diszkrét egységekben számjegyes kód formájában képződik le) érzékelők. az adott jel vonatkoztatása szerint lehetnek ABSZULUT (van saját nullája) NÖVEKMÉNYES (relatív helyzet) érzékelők. Az érzékelőket a mérendő részegységekhez különböző beépítési móddal csatlakoztatják, így az érzékelő és az elmozdulás közötti kinematikai kapcsolat alapján vannak (lásd ábra és ábra) KÖZVETLEN (nincs mozgásátalakító) KÖZVETETT (van mozgásátalakító) útmérők illetve útmérési eljárások. U 1 Golyósorsó Szán Motor U 2 U 3 Illesztő hajtómű ábra Útmérők elhelyezési lehetőségei A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 48

49 AZ NC/CNC technika alapjai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 49 A szerszámgépek esetében a lineáris elmozdulások mérése a leggyakoribb feladat. Ennek megoldási lehetőségeit szemlélteti a ábra. Az U1 és U2 jelű útmérők közvetett mérést valósítanak meg, mert az érzékelő és a mért lineáris elmozdulás között mozgásátalakító van (menetesorsó-anya, illesztő hajtómű). Az U3 jelű útmérő közvetlenül a lineáris mozgást méri. A ábra a szögelfordulások, pl. egy folytonos osztású körasztal elfordulás mérésének lehetséges megoldásait mutatja. Az U1 és U2 útmérők itt is közvetett, míg az U3 jelű közvetlen mérést valósít meg. Körasztal U 1 U 2 Motor ábra U 3 Szögelfordulások mérési lehetőségei Közvetlen mérés esetén a mérőrendszer felbontóképessége azonos a legkisebb mérhető elmozdulás nagyságával, tehát kis mérendő elmozdulások esetén nagyon finom mérőrendszer szükséges. Ugyanakkor előny, hogy a mérés pontosságát nem befolyásolják kinematikai hibák. Közvetett mérésnél a mozgásátalakítók pontatlanságai rontják a mérési pontosságot, de ezek ma már nem számottevőek normál pontosságú gépek esetében. Ugyanakkor a mozgásátalakítók illetve az illesztő hajtóművek megfelelő megválasztásával durvább útmérővel is elérhető a kívánt mérhető legkisebb elmozdulás, az ún. útegység. A közvetett útmérés eszközei ma már olcsóbbak is, és a beépítésük is egyszerűbb, ezért a CNC gépeken elsősorban ezeket az eljárásokat alkalmazzák. Természetesen mind a közvetett, mind a közvetlen mérési eljárásoknál különböző felépítésű, különböző elven működő útmérők is felhasználhatók. Az alábbi táblázatban a CNC gépeken alkalmazott útmérő rendszereket foglaltuk össze a fentebb már ismertetett osztályozási szempontok A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 49

50 AZ NC/CNC technika alapjai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 50 figyelembe vételével. Az osztályozásnál azt tekintettük alapnak, hogy a mérendő elmozdulás lineáris mozgás. DIGITÁLIS ANALÓG ABSZOLUT NÖVEKMÉ- NYES ABSZOLUT NÖVEKMÉ- NYES KÖZVETLEN KÓDLÉC RÁCSLÉC LINEÁRIS PO- TENCIOMÉTE R INDUKTOSZIN KÖZVETETT KÓDTÁR- CSA 2-2. táblázat FORGÓ IM- PULZUSADÓ FORGÓ PO- TENCIOMÉTE R REZOLVER A CNC gépeken elsősorban a digitális útmérőket alkalmazzák, s ezen belül is többségében a növekményes közvetlen és közvetett, eljárásokat. Az útmérők gyártói a növekményes eszközöket is különböző módszerekkel igyekeznek kvázi abszolúttá tenni, s ezzel gyakran szükségtelenné válik a bekapcsolás utáni ún. nullpontfelvétel. Az analóg eszközök köréből elsősorban a rezolvereket alkalmazzák. Növekményes, digitális útmérők A leggyakrabban használt eszközök a forgó impulzusadók. A digitális, növekményes eszközök működési elvét a ábra mutatja, a forgó adók felépítését a ábra. Alapelvük, hogy a mérési tartományban minden útegységnyi elmozdulásra adnak egy-egy jelet, melyeket megszámlálva nyerik az elmozdulás A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 50

51 AZ NC/CNC technika alapjai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 51 nagyságával arányos számértéket. Lineáris elmozdulás közvetlen mérésekor (digitális, növekményes, közvetlen) egy rácsléc, közvetett méréskor (digitális, növekményes, közvetett) egy rácstárcsa a mérőelem. A leolvasó optikai rendszer a fényátbocsátás vagy a fényvisszaverés elvén működik. A jelátalakító feladata a fényérzékelő elemek jelének feldolgozása, a mozgásirány meghatározása. A reverzibilis számláló az irányhelyesen kibocsátott impulzus jeleket előjelhelyesen számlálja, tartalma a 0-pont jellel nullázható. A jelformázást, a fázis-összehasonlítást a jelátalakító elektronika végzi. Rácsosztás Mérő csatorna leolvasó rácsléc 0-pont jel Jelátalakító Reverzibilis számláló ábra Növekményes, digitális útmérés elve A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 51

52 AZ NC/CNC technika alapjai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 52 Fényforrás Kondenzor lencse Leolvasó rácsok Fényérzékelő diódák A,B A Φ B 0 0 Nullpont csatorna Leolvasó rácsok Mérő csatorna Osztásszám: ν Rácstárcsa Alaprács ábra Forgó impulzusadó felépítési vázlata A forgó impulzusadó a közvetett, digitális, növekményes mérés eszköze. Az ábra jelöléseivel a tárcsa osztásszöge o 360 ϕ =, ahol ν a tárcsa osztásainak száma. ν Az impulzusadó által biztosított szögfelbontás itt is a jelfeldolgozás módjától függ, (négyél-kiértékelés esetén n=4) o ϕ 360 δ ϕ = =, ahol n a jelkiértékelés módjára utaló szám, n n ν (n=4;10;20;40;100). Az irányérzékeny mérés megvalósításának érdekében a forgó impulzusadó A és B érzékelő diódák jelei közötti 90º-os fáziseltolást azzal biztosítják, hogy a leolvasó rácsokat egymáshoz viszonyítottan Φ = k ± ϕ = k ± 4 4 ν szögeltolással szerelik. A jeladó körülfordulásonként a forgástengely mindig azonos szöghelyzetében egy-egy nullimpulzust ad. Ez a jel biztosítja a mérőrendszer abszolúttá tételét. Lásd ábra o A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 52

53 AZ NC/CNC technika alapjai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 53 Helyzettel arányos digitális kimenet φ ν U b U a U 0 érvényesítő helyzetkapcsoló Jelátalakító f 0 A;A B;B & Iránydiszkriminátor & a számláló nullázása ábra Mérőrendszer abszolúttá tétele f E f H 0 Reverzibilis számláló A szerszámgépek szánelmozdulásának forgó impulzusadóval történő mérésekor a beépítés tervezésekor két feltételt kell kielégíteni. Egyrészt biztosítani kell, hogy az impulzusadó egy impulzusához a szán egy elemi elmozdulása, az ún. útegység tartozzon (inkrement illesztés), másrészt a legnagyobb szánsebesség esetén is hibátlan legyen a jelfeldolgozás (sebesség illesztés). A egy forgó impulzusadóval történő útmérés vázlatát a ábra mutatja. A rendszer adatai: golyósorsó menetemelkedése: h az illesztő hajtómű hajtóviszonya: k = z 1 /z 2 a forgó impulzusadó mérőtárcsa rácsosztásainak száma: ν az útegység: δ Golyósorsó Szán X δ Z 1 Motor h Z 2 ν Illesztő hajtómű ábra Szánelmozdulás mérés forgó impulzusadóval Forgó impulzusadó A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 53

54 AZ NC/CNC technika alapjai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 54 Az impulzusadó tengelyének φ szögelfordulása és a szán x lineáris elmozdulása közötti kapcsolatot leíró egyenlet: 2π ϕ = x k. h Behelyettesítve az útmérő felbontás δ φ, és az útegység δ értékét rendezés után az illesztő hajtómű szükséges hajtóviszonya: h k =, ahol n a már korábban definiált, a jelkiértékelés ν n δ módjára utaló szám. Ha a forgó impulzusadót a fentebb meghatározott hajtóviszonyú illesztő hajtóművel kapcsoljuk a szánmozgató orsóhoz, akkor ezzel megvalósul az ún. inkrement illesztés. A sebesség illesztés során azt kell ellenőrizni, hogy a szán legnagyobb sebessége esetén a jelsorozat frekvenciája alatta marad-e az útmérőre megengedett legnagyobb jelsorozat frekvenciának, vagyis: vmax f = ; és f f, ahol az f max az útmérő kimenő jelsorozatának az a legnagyobb frekvenciája, amelynél a jelfeldolgozás még v max δ v max max hibátlan (ez a gyártó által megadott, az útmérőre jellemző érték). A következő ábrák a Dr. Johannes Heidenhain GmbH. által gyártott eszközökre, azok építőelemeire mutatnak példákat ábra Lineáris lécek A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 54

55 AZ NC/CNC technika alapjai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza ábra Forgó impulzusadók ábra Forgó impulzusadó üvegtárcsák CNC gépek jellegzetes pozícionálási módjai A CNC gépek talán legfontosabb funkciója a pozícionálás. A hagyományos szerszámgépek előtoló rendszereinek a feladata az előírt illetve beállított előtolási sebességek biztosítása, míg a CNC pozícionáló rendszereknek a programozott pályasebesség mellett a megfelelő, szigorú követelmények szerinti célpont elérés, célpontra állás. Az időben külön, vagy párhuzamosan történő szánmozgások eredőjeként más-más mozgáspályák adódnak, s ennek megfelelően a CNC gépek különféle pozícionálási feladatokat hajthatnak végre. A jellegzetes pozícionálási módok az alábbiak: Pontvezérléssel történő pozícionálás, Szakaszvezérléssel történő pozícionálás, A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 55

56 AZ NC/CNC technika alapjai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 56 Pályavezérléssel történő pozícionálás, Lineáris pálya mentén, Körpályán, Parabola pályán. Pontvezérléssel történő pozicionálás Gyorsmeneti sebességgel történő célpontra állás, megközelítés, eltávolodás. Jellemzői az alábbiak: Gyorsmeneti mozgás, Egyidejűleg több koordináta mentén, A mozgások között nincs kapcsolat, Mozgás közben nincs forgácsolás, Tipikus programmondat: N52 G00 X és/vagy Y és/vagy Z és/vagy A stb, ahol X,Y, Z, A a célpont koordináták, G00 a pontvezérlési utasítás. A ábra és a ábra egy-egy tipikus pontvezérlési feladatot mutatnak. A mozgások egyszerre indulnak, de a befejezés pillanata lehet különböző a megteendő elmozdulásoknak megfelelően. Megjegyzendő, hogy amennyiben a CNC vezérlés számítja a geometriai vagy pályakorrekciót, akkor azt a G41 vagy G42 utasításokkal a megközelítő, a kontúrra álló mondatokban kell bekapcsolni és az eltávolodást leíró mondatban a G40 utasítással törölni az alábbiak szerint N52 G00 G42 X112 Z25 (kontúrra állás).szükséges megmunkáló mondatok. N125 G00 G40 X200 Z160 (kontúr elhagyás) A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 56

57 AZ NC/CNC technika alapjai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza ábra Pontvezérléssel történő célpontra-állás fúrógépen X v x X 2 X 1 P1 v x =v y =v g 45 0 P2 Z 1 Z ábra Pontvezérléssel történő mozgás mozgáspályája és sebesség idő diagramja. Szakaszvezérléssel történő pozícionálás A szakaszvezérlés sajátosságai az alábbiak: Koordináta párhuzamos mozgások, Egyidejűleg csak egy koordináta mentén van mozgás, A mozgás sebessége a programozott előtolás, Z v z t t A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 57

58 AZ NC/CNC technika alapjai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 58 Mozgás közben van/lehet forgácsolás. Tipikus programmondat: N51 G73 X vagy Y vagy Z..Fxxx Sxxx Mxx, ahol G73 a szakaszvezérlésre vonatkozó utasítás, X, Y, Z, a célpontok, F az előtolás, S, M a főorsó forgás, hűtés A szakaszvezérlés jellemzőit a ábra mutatja ábra Példák szakaszvezérlésre Az ábra marógépen illetve esztergán végrehajtható szakaszvezérlési feladatokat mutat. Megjegyzendő, hogy a szakaszvezérlést, mint önálló funkciót ma már nem használják. A mai korszerű pozicionáló rendszerek alkalmasak pálya- A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 58

59 AZ NC/CNC technika alapjai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 59 vezérlésre is, és az egy tengely menti lineáris interpoláció tökéletesen szükségtelenné teszi a szakaszvezérlés önálló alkalmazását. Pályavezérléssel történő pozícionálás A pályavezérlési mód ma már a pozícionáló és irányító rendszerek fejlettsége révén minden CNC gépnek lehetséges szolgáltatása. Általános jellemzői az alábbiak: Egyidejűleg több tengely menti mozgás, A mozgások között szigorú kötöttségek vannak, ezt az interpolátor biztosítja (2-5D-s megmunkálások), Mozgás közben van/lehet forgácsolás, A pályamenti sebesség a programozott előtolási sebesség. Általánosan a lineáris és a körinterpoláció terjedt el, egyéb lehetőségek esetlegesek, különlegesek 1. Lineáris interpoláció A lineáris interpoláció jellemzőit a ábra mutatja be. X X 2 P2 v x v ex t X 1 P1 Z Z 1 Z ábra v z v ez t Lineáris interpoláció Lineáris interpolációval a szerszám programozott pontja úgy jut el a P1-pontból a P2-be, hogy a pályamenti sebesség az állandó programozott sebesség, amely a interpolátor által meghatározott állandó koordináta ten- A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 59

60 AZ NC/CNC technika alapjai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 60 gely menti sebességek eredője. A tranziens folyamatoktól eltekintve a tengely menti mozgások mindig azonos pillanatban kezdődnek el ill. fejeződnek be. A lineáris interpoláció tipikus NC mondata az alábbi: N66 G01 X és/vagy Y és/vagy Z Fxx Sxxx Mxx, Ahol G01 lineáris interpoláció utasítása, X, Y, Z a célpontok, F,S M a technológiát definiáló utasítások. 2. Körinterpoláció A körinterpolációval történő mozgás során a szánok olyan kapcsolt mozgásokkal mozognak, hogy a szerszám programozott pontjának eredő elmozdulása az előírt körpályának megfelelő lesz. A ábra a körinterpoláció jellegzetességeit ábrázolja. X v 2 2 () t = v ( t) v ( t) 2 + e ex ez X 2 P2 I X 1 K P1 Z Z ábra A körinterpoláció Egyidejűleg kettő tengely menti mozgás, A mozgások között szigorú kötöttségek vannak, ezt az interpolátor biztosítja: v 2 2 = v 2 + v, e ex ez Mozgás közben van/lehet forgácsolás, A pályamenti sebesség a programozott előtolási sebesség, v e. Z 1 A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 60

61 AZ NC/CNC technika alapjai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 61 A ábra bemutatott esetben a szerszámpálya a P 1 és a P 2 pontok közötti körív, melynek sugara legyen R p. Az ábrából belátható, hogy a kezdőpontból a végpontba R P sugarú íven összesen négyféleképpen lehet eljutni. Az egyértelmű pályakijelöléshez meg kell adni az ún. körüljárási irányt és a pályák középpontjainak helyzetét. Az előbbire a G02 és a G03 utasítások, míg az utóbbira az I és K interpolációs segédadatok szolgálnak. Ezzel a körpálya tipikus programmondata: Nxx G02 vagy G03 X(x2) Z(z2) Ixx Kxx Fxxx Mxx Sxxx, ahol G02 a körinterpoláció utasítása CW, azaz órajárással egyező irányban, G03 a körinterpoláció utasítása CCW, azaz órajárással ellenkező irányban, X, Z a célpont- koordináták, I a kezdőpont távolsága a középponttól x irányban, K a kezdőpont távolsága a középponttól z irányban, F, S, M a technológiai és segédutasítások. Fontos tudni, hogy az interpolációs segédadatok mindig a kezdőpontból a középpontba mutató vektor koordináta tengelyek irányú komponensei. Ezen szabály a gyakoribb, de vannak vezérlések, ahol a körpálya középpontját annak abszolút koordinátáival kell definiálni CNC gépek geometriai információs rendszere Minden CNC gép esetében alapvető, hogy értelmezni tudjuk: a gép szánjainak helyzetét, mozgását, a programban megadandó geometriai adatokat, a munkadarab méreteit, a megmunkáló szerszámok méreteit, fő geometriai jellemzőit. Ezt biztosítja a CNC gép geometriai információs rendszere, melynek részei: a koordináta rendszerek, a vezérlésben az adatokat tároló elemek, az ún. tároló regiszterek. A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 61

62 AZ NC/CNC technika alapjai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 62 Megnevezés Jel GÉPI KOORDI- NÁTA REND- SZER GKR PROGRAMOZÓI KOORDINÁTA RENDSZER PKR SZERSZÁM KOORDINÁTA RENDSZER SKR 2-3. táblázat Nevezetes pontok M a GKR origója F a szánrendszer vezérelt pontja W a PKR origója P a programozott pont N=F az SKR origója P a szerszám programozott pontja Regiszterek és tartalmuk Gépi helyzet regiszter <H>=MF Szerszámpálya regiszter <A>=WP Szerszámadat regiszter <T>=FP A 2-3. táblázatban összefoglaltuk a geometriai információs rendszer építőelemeit. A gépi koordinátarendszer, a GKR,- ahogy a nevéből is következik-, a CNC gép saját rendszere, a gép ebben a rendszerben hajt végre minden mozgást. Ebben a rendszerben értelmezi a szánok helyzetét, pozícióit, s ezek értékeit a vezérlésben a <H> gépi helyzet regiszterek tárolják. A szánok pillanatnyi helyzete mindenkor az MF távolság, ahol az M a GKR kezdőpontja, F pedig a szánok vezérelt pontja. A programozói munka megkönnyítését és a CNC géptől való függetlenítést szolgálja a programozói koordinátarendszer, a PKR alkalmazása. A kezdőpontja a W pont, a szerszámpálya értelmezett pontja a P pont. A programozás során ebben a koordinátarendszerben értelmezzük a munkadarab méreteket, valamint a programba írandó célpontok adatait. Általában igaz, hogy a munkadarab kontúrját programozzuk (K-pontot) úgy, hogy a kontúrt a szerszámpályával egybeesőnek tekintjük, de az eltérés számítására a programban szükség szerint megfelelő parancsot adunk (szerszámpálya korrekciózás). A program adataiból számított szerszámpálya adatokat az <A> regiszterek tárolják, ezek a szerszámpálya regiszterek. A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 62

63 AZ NC/CNC technika alapjai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 63 A CNC gépek is, mint általában az automaták előbeállított szerszámmal dolgoznak, ezért szükség van egy vonatkoztatási rendszerre, amelyben a szerszámok megfelelő adatai értelmezhetőek. Ez a rendszer a szerszám koordinátarendszer, az SKR. Az origója az N pont, amit célszerű az F-fel egyezőnek értelmezni (N=F). Az FP távolság a szerszám hosszméret korrekciója, a P pont a szerszám programozott pontja. Ebben a rendszerben lehet értelmezni a szerszámok típusát is. A szerszámok méreteit és típuskódjait <T> szerszámadat regiszterek tárolják Z F=N Z r FP r MF P r KP Y M r WP r WK K g(x,y,z) Y r 0 W X ábra X CNC geometriai rendszer A ábra a CNC gépek geometriai rendszerének egy általános felépítési lehetőségét ábrázolja. Mutatja a koordinátarendszereket és a nevezetes pontokat. A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 63

64 AZ NC/CNC technika alapjai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 64 Az ábra jelöléseivel a jellemző elemek az alábbiak: r 0 nullponteltolás vektor r WK a programozott kontúr vektor, a g(x,y,z) kontúrgörbe pontjainak helyvektora r KP a szerszámsugár vagy geometriai korrekciós vektor r WP a szerszámpálya vektor r FP a szerszám hosszkorrekció vektor r MF a vezérelt pont vektor A koordinátarendszerek közötti kapcsolatot az alábbi egyenlet írja le: r MF = r 0 +r WP -r FP, ahol r WP =r WK +r KP tehát r MF =r 0 + r WK +r KP -r FP Fenti egyenletből jól látható, hogy a pozícionálás célpontja a nullponteltolás, a munkadarab aktuális mérete, a geometriai korrekció és a szerszám hosszkorrekció összessége. A koordinátarendszerekkel kapcsolatos általános előírások Az alaprendszerek Descartes-i, jobbsodrású koordinátarendszerek A tengelyek jelei: X Y Z elsődleges tengelyek U V W másodlagos tengelyek A B C szögelfordulások A Z tengely a főorsóval párhuzamos Esztergáknál az X-Z a munkasík Pozitív a tengelyirány, ha a szerszám és a munkadarab távolodásakor a koordinátaérték növekvő. Amennyiben a szerszám végzi a mozgást, akkor a mozgásirányok és a tengely irányítások egyezőek, ellenkező esetben szembemutatóak. Esztergáknál a pozitív Z tengely a szegnyereg felé, a főorsóból kifelé, maró és fúrógépek esetében a főorsóba befelé mutat. A koordinátarendszerek tengelyei természetesen a szánvezetékekkel párhuzamosak A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 64

65 AZ NC/CNC technika alapjai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 65 A gépi GKR és a programozói PKR koordinátarendszerek alapesetben egymáshoz képest eltoltak lehetnek (nullponteltolás!), elforgatás nem lehetséges. A mai korszerű gépeknél gyakran lehetőség van a programozott nullponteltolási funkció segítségével a programozói koordinátarendszer átmeneti elforgatására az alaprendszerhez képest. Eszterga geometriai rendszere Szemléltetésre az EPA-320 CNC eszterga példáját mutatja a ábra. X X MF 0 X X k X M M XW F=N Z' P W X' 2X X szán Z szán Z M Z W X MF =X 0 +X+X k Z MF =Z 0 +Z+Z k Z 0 Z Z k Z MF ábra CNC eszterga geometriai rendszere Az ábrán bemutatott módon esztergák esetében célszerű a gépi koordinátarendszer, a GKR Z tengelyét a főorsó forgástengelyével egybeesőnek venni, valamint az M kezdőpontját a munkadarab befogó tokmány homloksíkján kijelölni. Ezek a megállapodások célszerűségek, természetesen ezektől bármilyen eltérés megengedett. Az a lényeges, hogy a kezelő számára egyszerűen elképzelhető, áttekinthető legyen a kijelölés. A programozói koordinátarendszer PKR kijelölése a programozó feladata. A Z tengely értelemszerűen a munkadarab forgástengelyével egybeeső, a W kezdőpontját lehetőleg úgy kell kijelölni, hogy a technológiai és a A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 65

66 AZ NC/CNC technika alapjai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 66 szerkesztési bázisok egybeessenek. A munkadarabot a gép munkaterébe helyezve az ábrán vázolt állapot jön létre, ahol az X irányú nullponteltolás jellemzően zérus, X 0 = 0. A szerszám koordinátarendszer, az SKR tengelyei az X és Z, az alaprendszerekkel ellentett irányításúak, az N kezdőpontja célszerűen egybeeső a szánrendszerek F vezérelt pontjával, N=F. Természetesen ezen utóbbi megállapodás se kötelező, csak tapasztalati célszerűség. A koordinátarendszerek közötti kapcsolatokat az alábbi egyenletek írják le: X MF =X 0 +X+X k és Z MF =Z 0 +Z+Z k, ahol X 0, Z 0 a nullponteltolások, az X és Z a programozott célpontok, X k és Z k a szerszám hosszkorrekciók. Az összefüggés akkor igaz, ha a szerszám csúcssugarának értéke nulla, vagyis nincs szükség geometriai korrekció számítására. Programozásnál általában ezt az esetet feltételezzük, de a szerszámpálya számítást megfelelő utasításokkal előírjuk. Az esztergák esetében fontos megjegyezni, hogy az X programozott értéken mindig átmérő méretet kell érteni! A bekapcsolást követően a CNC gépek többségénél először a referenciapont felvételt kell végrehajtani, vagyis ki kell jelölni a gépi koordinátarendszer helyét. Ezt a szituációt mutatja a ábra. X M F=R X szán M X MR Z M Z szán Z MR X MR =<H X > Z MR =<H Z > ábra Referenciapont felvétele CNC esztergán A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 66

67 AZ NC/CNC technika alapjai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 67 A referenciapont felvétel során a vezérlés a szánokat általában a munkatér szélén lévő pozíciókba mozgatja, s ott a gépi helyzet regisztereket nullázza, vagy pedig azokba az X MR, Z MR referencia távolságokat betölti. Nullázás esetén a gépi koordinátarendszert szokás rögzített nullpontos rendszernek, X MR 0, Z MR 0 esetén pedig lebegő nullpontos rendszernek nevezni. Ez a megkülönböztetés ma már nem indokolt, mert a referencia távolságokat tetszőlegesen választhatjuk meg. Fúró-maró megmunkálóközpont geometriai rendszere Példaként a Polyax TC-3 megmunkálóközpont rendszerét mutatja a ábra. r r r r = + MF MW WP FP Y M Y W r MF Szerszám P r FP F=N X W r r WP Főorsó W X M Főhajtómű Y Főmotor r r MW X Z W M Z ábra Z M 3D-s megmunkálóközpont koordinátarendszere A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 67

68 AZ NC/CNC technika alapjai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 68 Y M Y W Y M Y W F=N X MW Y WP P,F=N Z MW P Z Z FP W X W W Z W M Y MW X M M Z M X M Z MF Z MP M X MW X MF W X WP Z MW X W A geometriai korrekció Xg, Yg P X g Z FP P Z M Z W F=N Y g Y WK X WK K ábra 3D-s megmunkálóközpont koordinátarendszere Az ábrák alapján felírhatóak a koordinátarendszerek kapcsolatait leíró egyenletek: X MF =X MW +X WK +X g Y MF =Y MW +Y MK +Y g Z MF =Z MW +Z WK +Z FP Az X-Y interpolációs síkban nincs szerszám hosszkorrekció, itt a szerszámpálya és a kontúr közötti távolságot az X g, Y g geometriai korrekció határozza meg. A szerszám hosszirányú méretét az X-Z és az Y-Z síkokban veszi figyelembe a vezérlés. Forgószerszámos gépek esetében ez a sajátosság érvényesül mindenkor. A szerszámpálya számítás a CNC vezérléssel 3D-ig általában még on-line elvégeztethető, de bonyolultabb rendszereknél már a számítógépes programkészítéskor van rá lehetőség, ezért ilyenkor a CNC program a szerszámpálya adatokat tartalmazza, míg az első esetben a munkadarab kontúr adatait. A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 68

69 AZ NC/CNC technika alapjai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 69 Eszterga megmunkálóközpont koordinátarendszere Útmérő Főorsó 2. revolverfej Vezető persely 1. revolverfej Hátsó orsó ábra A CITIZEN E20 eszterga MC koordinátarendszere ábra egy két revolverfejes, kétorsós hosszesztergáló megmunkálóközpont geometriai rendszerét mutatja. A gép hosszesztergáló rúdautomata, s ennek megfelelően rendelkezik rúdadagoló berendezéssel s a Z 1 tengely mentén a főorsó végzi a munkadarab előtoló sebességgel történő mozgatását. A jellemző koordináták: 6 vezérelt koordináta Főorsó: Z 1, C 1 revolverfej: X 1 revolverfej: X 2, Z 2 Hátsó orsó: Z 3 A különböző koordinátatengelyek együttmozgatási lehetőségei az alábbiak: Iker revolverfejes megmunkálás X1, X2, C1 Z1 tengelyek együttműködése Kétszános megmunkálás X1, C1 Z1 X2, C1 Z2 A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 69

70 AZ NC/CNC technika alapjai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 70 Első-hátsó szimultán megmunkálás X1, C1 Z1 X2, Z3 Három Z-tengelyes szimultán megmunkálás X1, C1 Z1 X2, Z1, Z2 a Z1-re szuperponálódik Z3 a Z2-re szuperponálódik Az ábra és a rövid ismertető alapján könnyen belátható, hogy a több koordinátás megmunkálóközpontok programozása már haladó programozói ismereteket igényel CNC gépek szerszámrendszerei A CNC gépek szerszámozása során elsősorban korszerű, nagy forgácsolási teljesítményt biztosító szerszámokat kell alkalmazni. A szerszámgyártók igen széles választékot biztosítanak, s ebből úgy kell választani, hogy az NC technika nyújtotta lehetőségeket maximálisan ki lehessen használni. A CNC gépeknek is sajátossága, hogy előbeállított szerszámokkal dolgoznak, a szerszámok befogásához különféle rendszereket alkalmaznak, amelyek biztosítják a kényelmes kiszolgálást. Különleges feladat, hogy a CNC gépek esetében mintegy össze kell hangolni a szerszámokat. A ábra és ábra ábrák jól mutatják, hogy a geometriai rendszerek összefüggései szerint a nullponteltolások és a szerszámkorrekció értékek egymástól nem függetlenek. Egy programozási feladat megoldásakor általában úgy járnak el, hogy kiválasztanak egy úgynevezett vezérszerszámot, ezzel meghatározzák a nullponteltolások értékét. A továbbiakban az összes többi szerszám hosszkorrekcióinak meghatározásánál figyelembe kell venni ezt a nullponteltolást, valamint a vezérszerszám méreteit. A szerszámkorrekciók meghatározása kétféleképpen történhet: 1. A szerszámok méretét beállító mérőkészülékben határozzuk meg úgy, hogy a méret a vezérszerszámhoz viszonyított legyen. Ekkor a korrekció értékeket a vezérlésbe betáplálva a vezérszerszámmal meghatározott nullponteltolás esetén a szerszámméretek helyesek lesznek 2. A másik eljárás, amikor a gépen próbaforgácsolással, érintőfogással határozzuk meg az aktuális szerszámméretet. Ilyen esetben fon- A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 70

71 CNC gépek kézi programozásának alapjai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 71 tos, hogy a vezérszerszámmal meghatározott nullponteltolás értékét érvényesítsük először, s így a különböző szerszámok hosszkorrekció értékei is mind a vezérszerszámhoz viszonyítottan adódnak. A nullponteltolás értékének meghatározása a munkadarab felszerelése után a már említett vezérszerszám segítségével történhet. Ilyenkor a vezérszerszámmal meg kell érinteni a munkadarab ismert méretű felületét, pontját, vagy próbaforgácsolást kell végezni és az elkészült felület méretét külső mérőeszközzel meg kell mérni. Ha a vezérléssel közöljük az érintett illetve próbaforgácsolt felület méretét, akkor az kiszámolja a nullponteltolás helyes értékét feltéve, ha a vezérszerszám méreteit előzetesen érvényesítettük 3. CNC gépek kézi programozásának alapjai 3.1. CNC programozás nyelvi eszközei 3-1. ábra A CNC programozás nyelvi eszközei A CNC programozás folyamatáról, feladatairól, módszereiről az előző fejezetben általános áttekintést adtunk. A programozás geometriai modellezési és technológiai folyamattervezési feladatok megoldását jelenti oly A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 71

72 CNC gépek kézi programozásának alapjai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 72 módon, hogy az eredmény a CNC gépek által érthető formájú és tartalmú program legyen. Az NC technikában napjainkra három jellegzetes programnyelv család alakult ki: 1. Assembly szerű, funkció orientált ISO 6983 nyelv (Numerical Control Language, NCL) a kézi programozás számára. 2. Magasszintű, feladat orientált nyelv, APT (Automatic Programming Tools) nyelvek, elsősorban a számítógépes programozási eljárások számára. 3. Interaktív, vezérlésfüggő, feladatleíró nyelvek, menük, grafikus eszközök, elsősorban a CAD/CAM és a WOP eljárások segítésére. A 3-1. ábra a nyelvi eszközök összefoglalását mutatja. Az ábrán jól látható, hogy a CNC gépen való végrehajtásig milyen jellegzetes feldolgozási folyamatokon mennek át az információk, az adatok. Ebben a fejezetben elsősorban a kézi programozás sajátosságait mutatjuk be, s ennek megfelelően az ISO/DIN szócímzésű NCL jellemzőit tárgyaljuk. A programozási példákat a Sinumerik 810T eszterga vezérlés utasításrendszerének megfelelően adjuk Egy ISO NCL utasításrendszer felépítése Egy CNC szerszámgép programozásához alkalmazható utasításrendszer elmei természetesen csoportosíthatóak aszerint, hogy egy gyártási feladat leírásakor milyen információkat kell megadni. Ennek megfelelően az utasításrendszer felépítése az alábbi lehet: Az NC programban megadandó gyártási információk: NC specifikus adatok (pozicionálási, méretmegadási mód stb.) Geometriai adatok Technológiai adatok Programtecnikai adatok Végrehajtási sorrend Az UTASÍTÁSOK TIPUSAI a fentiek alapján: Előkészítő vagy G-utasítások Geometriai és interpolációs utasítások (X, I stb.) Technológiai és segédutasítások (M, S, T, F ) Programtechnikai utasítások és vezérlő karakterek A végrehajtási sorrendet a leírás sorrendje adja! A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 72

73 CNC gépek kézi programozásának alapjai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 73 A programnyelv egyszerűsített Backus-Naur metanyelvi definíciója: <program>::={<mondat>} <mondat>::=<mondatszám>.{<szó>}.lf <mondatszám>::=n.<sorszám> <sorszám>::={<decimális karakter>}3 <decimális karakter>::=0/1/2/3/4/5/6/7/8/9 <szó>::= <szócím>.<adat> <szócím>::=g/x/y/z/i/j/k/d/f/s/t/m/b/r <adat>::=<integer>./<real> <integer>::={<decimális karakter>} <real>::={<decimális karakter>}04. {<decimális karakter>}03 Jelölések: Metaváltozó::=Metakifejezés <kisbetűk>változó Vagy / És. Ismétlés { xx } max Terminális jel:abcxyz 4 3min Megjegyezzük, hogy a mai korszerű CNC gépek esetén a mondatszámok megadása csak akkor kötelező, ha címke jellegű, tehát a programban hivatkozunk rá. A szócímzésű NCL jellegzetes címbetűit és egyéb karaktereit a 3-1. táblázat foglalja össze: N Mondatszám % Program kezdet G Előkészítő utasítás ( Megjegyzés kezdete X Y Z Geometriai utasítás ) Megjegyzés vége U V W Másodlagos geom. ut. / Feltételes mondat A B C Szögelfordulás, szögérték : Főmondat I J K Interpolációs utasítás + - Előjelek D Szerszámkorrekciós tár = Egyenlőség F Előtolás adat LF Mondat vége S T Főorsó forgás-sebesség Szerszám azonosító M Segéd és kapcsolási utasítások 3-1. táblázat A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 73

74 CNC gépek kézi programozásának alapjai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 74 A Sinumerik 810T vezérlés utasításrendszerének legfontosabb általános szabályai: A program legkisebb egysége a SZÓ ill. a KARAKTER, A szavak lehetnek: - öröklődőek, újig érvényesek (többség), - öntörlőek, egy mondatra érvényesek, A szavakban az értéktelen nullák elhagyhatóak, A mondatszám elhagyható, címke jellegű, A mondatokban a szósorrend kötetlen, de vannak célszerű és kötelező megállapodások, A szavak címbetűi mindig nagybetűk, Szóköz megadása nem szükséges, A tizedesjel a tizedespont, A mondatokat LF vagy EOB karakterrel kell lezárni, A program mindig % karakterrel kezdődik, M02 vagy M30 utasítással zárul. A főrogramok felépítése %MPFazonosító szám Bevezető mondat A szegmens felépítése Szerszámváltás/csere Főmondat 1. Szegmens Egyéb mondatok Szegmens.... Az alprogramok felépítése n-ik Szegmens Záró mondat M02 A mondatok felépítése %SPFazonosító szám Alprogram mondatok... Záró mondat M17 Cím A B C D F G X Y Z I J K stb Adat vagy kód Real: X F0.21 stb. Integer: T12 S2560 stb. / N999 G00 G90 G40 X12.5 Z3.2 K1.25 F0.2 S1250 M04 EOB Vez. ut. Mondatszám Előkészítő utasítások Geometriai és interpolációs utasítások 3-2. ábra CNC program felépítési struktúrája Technológiai és kapcsolási utasítások Mondat vége A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 74

75 CNC gépek kézi programozásának alapjai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 75 A 3-2. ábra egy CNC program felépítési struktúráját mutatja. A programok lehetnek főprogramok és alprogramok, vagy szubrutinok. Mindkettő mondatokból, a mondatok szavakból épülnek fel. A főprogram a munkadarab teljes megmunkálási folyamatát fogja át, felépítését célszerű tagolni, szegmensekre bontani. Egy-egy szegmens általában más-más szerszámhoz tartozik, tehát az egy szerszám, egy szegmens elv érvényesül. A tagolás eredményeként a programmegszakítás utáni folytatás biztonságosabb, kevesebb szubjektív hibalehetőség adódik. Az öröklődő utasításokat mindig meg kell adni a szegmens első, ún. főmondatában, s így kizárhatóak a folytatásnál a téves öröklődések. Egy- egy szegmens önállóan is működőképes programrészletnek tekinthető azzal a megszorítással, hogy nem zárja le záró utasítás. Az alprogramok ismétlődő elemekből álló programrészletek programozására szolgálnak. Lehetnek könyvtári alprogramok, amelyek a vezérlés szolgáltatásai, pl. esztergáló, mélyfúró vagy menetesztergáló, illetve a felhasználó által írt felhasználói alprogramok, pl. kontúrleíró, komplett megmunkáló alprogramok. Ezek az alprogramok a főprogramokból a megfelelő szabályok szerint hívhatók, aktualizálhatók, a vezérlés memóriájában a Sinumerik vezérlésnél önálló fájlként kerülnek tárolásra. A 3-3. ábra mutatja a Sinumerik 810T vezérlés alprogram hívási lehetőségeit. A főprogramból az alprogram hívható egyszeri, vagy többszörös vérehajtással, sőt az alprogramokból is lehet további alprogramokat hívni. Ennél a vezérlésnél ún. háromszoros, vagy háromszintű zsákolási lehetőség van. A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 75

76 CNC gépek kézi programozásának alapjai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza ábra Alprogramok hívási lehetőségei Mind a fő, mind az alprogramok mondatokból épülnek fel, ezek felépítése is látható a 3-2. ábraán. A mondat kezdő utasítása a mondatszám szó, a mai korszerűbb vezérléseknél megadása már nem kötelező, ezekben az esetekben címke funkciója van. A mondatokat mindig egy speciális záró karakterrel kell lezárni, ez a mondatvége, vagy blokkvége karakter, az EOB karakter. A mondatokon belül az utasítások sorrendje elvileg kötetlen, de a 3-2. ábraán bemutatott sorrend tapasztalati alapon ajánlott és célszerű. A vezérlő karakter a főmondatot jelölő : kettőspont, vagy a feltételes mondatkihagyást jelentő / törtvonal. A mondatok szavakból épülnek fel, a karakterektől eltekintve ezek az NC program legkisebb építő elemei. A szavak címbetűkből és adatokból állnak. A címbetűk az angol abc nagybetűi, az adatok számok (integer, A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 76

77 CNC gépek kézi programozásának alapjai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 77 real), vagy kódok (string). A programnyelv a szócímzésű nyelv elnevezést a szavak ezen jellegzetes felépítéséről kapta. Az ISO/DIN NCL jellegzetes utasítás fajtái összhangban a 3-1. táblázatban összefoglaltakkal az alábbiak: (Sinumerik 810T) Az előkészítő G utasítások fajtái 1. Pozicionálás módja, 2. Méretmegadás módja, 3. Pályakorrekciózás módja, 4. Koordináta transzformációk módja, 5. Célpontra állás módja, 6. Gépi ciklusok, 7. Mértékegység- és funkcióváltás, 8. Egyéb előkészítő utasítások (lásd mellékletben). Geometriai utasítások 1. Célpont koordináták: X4.3, Z4.3, 2. Szögértékek: A4.3, 3. Lekerekítés és élletörés értéke: B+-4.3, 4. Interpolációs adatok: I4.3, K4.3. Technológiai utasítások fajtái 1. Főorsó forgás S4, 2. Előtolás F2.3, F4, 3. Szerszám azonosító T2, 4. Szerszám adattár címe D2. Kapcsolási utasítások 1. Főorsó forgás jobb, bal, állj M03, M04, M05, 2. Szerszámváltás M06, 3. Hűtőfolyadék be, ki M08, M09. Programtechnikai utasítások és vezérlő karakterek 1. Program vége M02, M30, 2. Szubrutin vége M17, 3. Program stop M00, 4. Feltételes program stop M01, 5. Ciklusismétlés száma P01-P99, 6. Mondatszám Nxxx, 7. Program kezdet %, 8. Feltételes mondatkihagyás /, 9. Megjegyzés kezdete, vége (, ), 10. Előjelek, egyenlőség + - =, A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 77

78 CNC gépek kézi programozásának alapjai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza Mondatvége LF, EOB. Egyéb utasítások, amelyek nem szabványosítottak. (lásd mellékelt táblázat) Előkészítő utasítások fajtái, programozásuk 1. Pozícionálási módok programozása 1.1. Pontvezérléssel történő mozgás gyorsmenettel: 3-4. ábra Programozandó adatok: Mozgáspálya végpontjai egyidejűleg minden irányban, Kezdőpontra állás esetén a megfelelő pályakorrekció G41, G42, Eltávolításkor a pályakorrekció törlése G40. Jellegzetes mondat: N5 G00 G40 X(X2)Z(Z2) X v x =v y =v g X 2 X P1 P2 Z Z 1 Z ábra Pozícionálás gyorsmenettel Megjegyzendő, hogy a mai korszerű CNC vezérléseknél a mozgáspálya gyakran a P1-P2 pontokat összekötő egyenes, a mozgás sebessége pedig gyorsmeneti Lineáris mozgás programozása előírt sebességgel, (3-5. ábra) 2D, 3D, lineáris és forgómozgások kombinációi Programozandó adatok: Mozgáspálya végpontjai Technológiai feltételek: A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 78

79 CNC gépek kézi programozásának alapjai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 79 Előtolás, főorsó forgás Térgörbék közelítése lineáris pályaszakaszokkal történik Jellegzetes mondat: N5 G01 X(X2) Z(Z2) F S X X 2 P2 X 1 P1 Z Z 1 Z ábra Pozícionálás egyenes mentén előtolással 1.3. Körpályán mozgás a fősíkokkal párhuzamos síkban (3-6. ábra) Programozandó adatok: Körpálya végpontjai, Kezdőponttól a kör középpontjának relatív helyzete: I, K. Körbejárás iránya: G02: órajárás irányába CW, G03: órajárással ellentett CCW. Technológiai feltételek: Előtolás, főorsó forgás Jellegzetes mondat: N5 G03 X(X2) Z(Z2) I K F S A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 79

80 CNC gépek kézi programozásának alapjai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 80 X X 2 P2 Pk I X 1 K P1 Z Z ábra Z 1 Pozícionálás körpályán 1.4. Menetesztergálás, hengeres, kúpos, síkmenet G33 Programozandó adatok: Célpont koordináták, Menetemelkedés: I, J, K, Főorsó forgás: M03/M04. Jellegzetes mondat: N5 G33 X Z K S M03/M04 Ma már ritkán használják, helyette a menetesztergáló szubrutint alkalmazzák Várakozás programozása G04 Elsősorban fúrási, beszúrási műveleteknél használják a forgácstörés miatt. Jellegzetes mondat: N5 G04 X(t), ahol t a várakozási idő sec-ban. A G04 utasítás öntörlő. 2. Méretmegadási módok programozása (3-7. ábra) A geometriai méretek programozhatóak Abszolút értékként G90 A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 80

81 CNC gépek kézi programozásának alapjai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 81 Növekményként G91 Az abszolút méretmegadás alkalmazása a gyakoribb. A növekményes programozást elsősorban 3-5D-s megmunkálásoknál alkalmazzák. (Kisebb programméret miatt). Jellegzetes mondatok: Abszolút programozás N5 G90 G00 X(X2) Z(Z2) Növekményes programozás N5 G91 G00 X( X) Z( Z) ahol X=X2-X1, Z=Z2-Z1 X X 2 X P1 P2 Z Z 1 Z ábra Méretmegadási módok 3. szerszámpálya korrekciózás programozása A pálya- vagy szerszámsugár korrekció akkor szükséges, ha a P programozott pont és a K kontúrpont nem esik egybe. Ez a geometriai korrekció: A programozási utasítások: G40 korrekció törlés G41 sugárkorrekció bal G42 sugárkorrekció jobb G43 sugárkorrekció + G44 sugárkorrekció - A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 81

82 CNC gépek kézi programozásának alapjai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 82 Jellegzetes alkalmazás: N5 G3 G42 X Y I J N5 G2 G41 X Y I J A 3-8. ábra mutatja az automatikus pályakorrekciózás G41, G42 utasításainak értelmezését. A mai CNC gépeken a G43 és G44 utasításokat már nem használják, funkciójukat a G41, G42 utasítások teljes egészében átveszik. Y V e G41 P K G42 V e K Munka-darab P Szerszám X 3-8. ábra Pályakorrekciózás értelmezése 4. Koordináta transzformációk módjának programozása A koordináta transzformációnak két alaptípusa van: Tárolt nullponteltolás, amikor a nullponteltolás értékeit a vezérlés megfelelő tárolóiban tárolják, s a programban ezen tárolók címével hivatkoznak rájuk. Általában a többoldalas megmunkálási lehetőségek miatt négy különböző tárolt nullponteltolás alkalmazható. Az utasítások: G53: tárolt nullponteltolás felfüggesztése, átmeneti törlése G54, G55, G56, G57 : különböző tárolt nullponteltolások Jellegzetes alkalmazás:. N5 G54 X.. Z.. nullponteltolás bekapcsolása, pozicionálás az általa kijelölt PKR-ben. A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 82

83 CNC gépek kézi programozásának alapjai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 83 N55 G56 X.. Z.. nullponteltolás cseréje, pozícionálás az újabb nullponteltolás által kijelölt PKR-ben. N85 G53 X.. Z.. nullponteltolás felfüggesztése egy mondatra, pozícionálás a GKR-ben N86 X.. Z.. felfüggesztés megszűnt, pozícionálás a legutolsó érvényes nullponteltolás szerint (N55 G56) Programozott nullponteltolás segítségével átmenetileg a programozói koordinátarendszer helyét módosíthatjuk az alap kijelöléshez képest. Használható ráhagyások programozására, vagy ismétlődő felületcsoportok megmunkálásakor. Az utasítások a G58 és a G59. Egy jellegzetes alkalmazási példa: N5 G54 L25 P1 az L25 alprogram végrehajtása a G54 által kijelölt PKR-ben N10G58 X16 Z48 a PKR átmeneti eltolása X és Z értékekkel N20 L25 P1 az L25 alprogram végrehajtás az eltolt PKR-ben N25 G58 X45 Z100 a PKR eltolása az eredetihez képest X és Z- vel N30 L25 P1 az L25 alprogram végrehajtása az újabb PKR-ben N35 G58 X0 Z0 az eredeti állapot visszaállítása, az átmeneti koordinátarendszer eltolás törlése Megjegyzendő, hogy a G58, G59 utasításokat tartalmazó mondatokban csak a koordinátaadatok szerepelhetnek, s a G40 pályakorrekció törlésnek érvényben kell lennie. A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 83

84 CNC gépek kézi programozásának alapjai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza ábra Nullponteltolások feldolgozása A 3-9. ábra a Sinumerik 810 vezérléscsalád esetében alkalmazható tárolt, programozott és a külső nullponteltolások együttes használatának feldolgozási folyamatát mutatja be. 5. Célpontra állás módjának programozása A CNC szerszámgépek pozícionáló rendszerei dinamikus rendszerek, amelyek az előírt elméleti szerszámpályákat és a pozícionálási célpontokat csak valamilyen követési hibával, illetve pozícionálási hibával tudják megvalósítani. Ezek a hibák a pozícionáló rendszerek tulajdonságaitól, beállítási jellemzőiktől is függnek. A korszerű CNC rendszerek gyakran lehetőséget adnak, hogy a pozícionálás minőségét a programozás során befolyásolni lehessen a munkadarabra vonatkozó minőségi előírások szerint. Erre szolgálnak az alábbi, a célpontraállás minőségét előíró utasítások: G09 pontos pozícionálás sebességcsökkentéssel, egy mondatra érvényes, öntörlő G60 pontos pozícionálás sebességcsökkentéssel, öröklődő A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 84

85 CNC gépek kézi programozásának alapjai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 85 G62 pályavezérlés, szakaszváltás sebességcsökkentéssel, öröklődő G64 pályavezérlés, szakaszváltás sebességcsökkentés nélkül, öröklődő Ezen utasítások használatával a munkadarabok alak és méretpontosságát tudjuk befolyásolni. 6. Gépi ciklusok programozása Az NC/CNC gépek fejlesztésének már az első időszakában felismerték, hogy a technológiai feladatok gyakran adnak a programozó számára ismétlődő feladatokat, amelyek tipizálhatók, s ezzel a programozás racionalizálható, egyszerűsíthető. Ezen felismerés alapján alkották meg az ún. fúró szubrutinokat, amelyeket már a KNC vezérléseknél is alkalmaztak. A szabványosított utasításaik a következők: G80 fúróciklus törlése G81 fúrás G82 fúrás G83 mélyfúrás G84 menetfúrás G85 dörzsölés G86 fúrórudas megmunkálás G87 fúrórudas megmunkálás visszafelé G88 fúrórudas megmunkálás G89 fúrórudas megmunkálás A G81 fúróciklusra mutat példát a ábra A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 85

86 CNC gépek kézi programozásának alapjai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza ábra Fúróciklus alkalmazás A ciklus megvalósított mozgáselemei 1-4-ig terjednek, az 5. az újabb furat fölé állás. A programmondatok: a. N10 G81 X40 Y.. Z-30 R3 Fanuc, NCT szintaktika b. N10 L81 X40 Y.. R2=3 R3=-30 Siemens szintaktika Megfigyelhető, hogy az a eset a klasszikus, a b esetben a ciklus jele L81, és a ciklus célpontjai részben paraméteresen vannak megadva (R2, R3 a paraméter regiszterek) A fúró szubrutinok ma is használatosak CNC fúrógépeken és fúrómaró megmunkáló-központoknál. A fix fúróciklusok választékát és egy alkalmazási példát a ábra és c3-12. ábra mutatják: A CNC gépek bizonyos változatainál lehetőség van a G80-G89 utasításokkal együtt azonos mondatban a ciklusváltozókat is megadni különféle címeken (pl. D, H, L, E stb.), más, elsősorban a korszerűbb gépeknél paraméteres megadásra van lehetőség. Ilyen módon kell például a Sinumerik 810M vezérlés esetében is használni a fix ciklusokat. A ciklusazonosítók az L81-L89 utasításokkal definiálandók, a ciklusváltozókat pedig az Rxx paraméterekként lehet megadni. A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 86

87 CNC gépek kézi programozásának alapjai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 87 G81(L81) fúrás, központfúrás G82(L82) fúrás, süllyesztés z z R3 R11 szerszámtengely kódja x=1, y=2, z=3 R2 x R3 R2 R11 szerszámtengely kódja x=1, y=2, z=3 a. b. R4 x R10 z G83(L83) mélyfúrás R0 z G85(L85) furatbővítés R4 R1 R3 R11 szerszámtengely kódja x=1, y=2, z=3 R2 R10 x R3 R2 R11 szerszámtengely kódja x=1, y=2, z=3 c. d. R10 x G84(L84) menetfúrás G86(L86) furatbővítés z R9 z R0 R6 R3 R7 R11 szerszámtengely kódja x=1, y=2, z=3 R2 x R3 R4 R2 R11 szerszámtengely kódja x=1, y=2, z=3 e. f ábra Fix fúróciklusok R10 x A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 87

88 CNC gépek kézi programozásának alapjai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 88 c3-12. ábra Fix fúróciklusok A 3-12 d. ábra a fix ciklusok alkalmazására az alábbi példát szemlélteti a Sinumerik 810M vezérlés utasításrendszerének megfelelően: N5 G90 G81 G01 X70 Y35 F500 (P1) N10 G10 X50 U20 A60 (P2) N15 A120 (P3) N20 A180 (P4) N25 A240 (P5) N30 A300 (P6) N35 A0 (P1) A példa esetében az L81-et a G81 utasítással választják ki, az R2, R3 és R11 paraméterek értékét az N5 mondat előtt meg kell adni. A példa érdekessége, hogy a P1, P2 stb. pontok fölé állás polár koordinátarendszerben történik (N10-es mondat) Természetesen a könyvtári ciklusoknak is géptípusonként jelentős választéka van. A teljesség igénye nélkül néhány további: zsebmarás, körmarás, horonymarás, pontmintázat fúrás, horonymintázat marás stb. Az alábbiakban a Sinumerik 810M vezérléssel ellátott CNC marógépen alkalmazható példákat mutatunk be. A ábra a pontmintázat fúrás lehetőségét mutatja: A szubrutin azonosítója: L900 A szubrutin paraméterei: R11 A szerszámorsó tengelyének kijelölése (X=1, Y=2, Z=3), R22, R23 Az osztókör középpont (MP) abszolút koordinátái, R24 Az osztókör sugara, R25 Az első furat szöghelyzete R26 Osztási szög, R27 Furatok száma, R28 A kívánt fúróciklus jele (81-89). A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 88

89 CNC gépek kézi programozásának alapjai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza ábra Pontmintázat programozás ábra Horonymintázat alkalmazás A ábra a horonymintázat marási lehetőségét mutatja: A szubrutin azonosítója: L901 A szubrutin paraméterei: R1 Mélyítési lépés (növekmény, előjel nélkül), R2 Vonatkoztatási sík koordinátája (abszolút), R3 Horonyfenék síkja (abszolút méret), R11 A szerszámorsó tengelyének kijelölése (X=1, Y=2, Z=3), R12 Horonyszélesség (A szerszámátmérő kisebb, mint a 0.9*horonyszélesség), R13 Horony hossza, R22, R23 Az osztókör középpont (MP) abszolút koordinátái, R24 Az osztókör sugara a horony széléig, A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 89

90 CNC gépek kézi programozásának alapjai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 90 R25 Az első horony szöghelyzete, R26 Osztási szög, R27 Hornyok száma ábra Négyszögzseb marás A ábra a négyszögzseb marási lehetőségét mutatja: A szubrutin azonosítója: L903 A szubrutin paraméterei: R1 Mélyítési lépés (növekmény, előjel nélkül), R2 Vonatkoztatási sík koordinátája (abszolut), R3 Zsebfenék síkja (abszolút méret), R4 Mélyítési előtolás, R6 Marási irány (02/03), R11 A szerszámorsó tengelyének kijelölése (X=1, Y=2, Z=3), R12 Zseb X irányú mérete, R13 Zseb Y irányú mérete, R15 Előtolás, R22, R23 A zseb középpontjának (MP) abszolút koordinátái. A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 90

91 CNC gépek kézi programozásának alapjai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza ábra Körzseb marás A ábra a körzseb marási lehetőségét mutatja: A szubrutin azonosítója: L930 A szubrutin paraméterei: R1 Mélyítési lépés (növekmény, előjel nélkül), R2 Vonatkoztatási sík koordinátája (abszolut), R3 Zsebfenék síkja (abszolút méret), R4 Mélyítési előtolás, R6 Marási irány (02/03) R11 A szerszámorsó tengelyének kijelölése (X=1, Y=2, Z=3), R15 Előtolás, R22, R23 A zseb középpontjának (MP) abszolút koordinátái, R24 A zseb sugármérete. A zsebmarási ciklusok (L903, L930) közös jellemzője, hogy megközelítéskor az R2 paraméterhez viszonyítva 1 mm biztonsági távolságot hagy a gép. Természetesen a fenti négy példa a Sinumerik 810M vezérlésre vonatkozik, más vezérléseknél további egyéb lehetőségek is előfordulnak. A Sinumerik 810T CNC eszterga könyvtári alprogramjai a következők: Esztergáló alprogram (L95), Mélyfúró alprogram (L98), Menetesztergáló alprogram (L97), Beszúrás esztergáló alprogram(l93). A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 91

92 CNC gépek kézi programozásának alapjai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 92 A továbbiakban ezek ismertetésére térünk rá. A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 92

93 CNC gépek kézi programozásának alapjai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 93 AZ L95 esztergáló alprogram X R29=xx Forgácsleválasztás módja R25 C 1 B 1 R26 R27=40;41;42 W R20 R21 A R24 Z R ábra Esztergáló alprogram általános vázlata L95 esztergáló szubrutin paraméterei: R20=a kontúrleíró alprogram azonosítója, R21=a kontúr X kezdőpontja, R22=a kontúr Z kezdőpontja, R24=simítási ráhagyás X, R25=simítási ráhagyás Z, R26=fogásvétel értéke X vagy Z irányban, R27=a pályakorrekciózás módja, R29=a megmunkálási mód kódja. A ábra az esztergáló alprogram felépítési vázlatát és a paraméterek kiosztását mutatja. Az R20-as paraméter a kontúrleíró szubrutin azonosító száma. Fontos, hogy a kontúrleírásban a kontúr kezdőpont adatainak meg kell egyezniük az R21 és az R22 regiszterek értékeivel. Másik fontos szabály, hogy a kontúrleírás utolsó megmunkálási mondatának célpontjai a kontúr végpontjának koordinátái, kontúrelhagyást nem szabad programozni. A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 93

94 CNC gépek kézi programozásának alapjai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 94 Az R24, R25-ös regiszterek tartalmazzák a simítási ráhagyásokat, az R26 a fogásvétel értékét. Az R27 regiszter értéke 40, 41 vagy 42 lehet, a pályakorrekciózás típusától függően. Kiemelt jelentőségű az R29 es regiszter tartalmának helyes megválasztása, mert ez határozza meg, hogy a lehetséges forgácsleválasztási módok közül melyik kerüljön végrehajtásra. Az összes lehetőséget a 3-2. táblázatban foglaltuk össze, a ábra és a ábra pedig a változatokat mutatják. A ábra a legegyszerűbb nagyolási lehetőségeket mutatja, a megmunkálások végeredménye a kontúrral párhuzamos lépcsős felület. (R29= 11, 12, 13, 14) X B Külső felület nagyolása, eredménye: lépcsős felület Fogásvétel iránya: -X B X B Külső felület nagyolása, eredménye: lépcsős felület Fogásvétel iránya: - / +Z B R29=11 R29=11 Z R29=12 R29=12 Z X Belső felület nagyolása, eredménye: lépcsős felület Fogásvétel iránya: +X X Belső felület nagyolása, eredménye: lépcsős felület Fogásvétel iránya: - / +Z R29=13 R29=13 R29=14 R29=14 B B Z B B Z ábra Az L95 alprogram egyszerű nagyolási változatai A ábra a komplexebb változatokat mutatja. Az R29=2x változatok egy fogásban, a simítási ráhagyásig, az R29=3x változatok többfogásos lépcsős nagyolást, majd a simítási ráhagyásig történő megmunkálást végzik. Az R29=4x változatok azzal haladják meg az R29=3x változatokat, hogy a nagyolás után egy simítási műveletet is tartalmaznak, ezzel a munkadarab készkontúrja lesz a végeredmény. A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 94

95 CNC gépek kézi programozásának alapjai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 95 X Nagyolt kontúr X Nagyolt kontúr X Simított kontúr Nagyolt kontúr R29=21;23 Z R29=31;32;33;34 Z R29=41;42;43;44 Z Nagyolás kontúr-párhuzamosan simítási ráhagyásig egy fogásban Nagyolás koordináta- majd kontúrpárhuzamosan simítási ráhagyásig több fogásban ábra Az L95 alprogram összetettebb változatai Komplett megmunkálás A forgácsleválasztás módja Nagyolás koordináta-párhu zamosan több fogásban Nagyolás kontúrpárhuzamosan egy fogásban simítási ráh.-ig Nagyolás koordináta- és kontúrpárh. több fogásban simítási ráhagyásig Komplett megmunkálás (Nagyolás koordináta- és kontúrpárh. több fogásban, majd simítás) 3-2. táblázat Hosszirányú Hosszirányú Hosszirányú Keresztirányú Keresztirányú Keresztirányú A megmunkált felület Külső Belső R29=11 R29=13 R29=12 R29=14 R29=21 R29=23 R29=31 R29=33 R29=32 R29=34 R29=41 R29=43 R29=42 R29=44 Eredmény Lépcsős nagyolt felület Kontúrpárhuzamos felület simítási ráh.-sal Kontúrpárhuzamos felület simítási ráhagyássalsal Kész nagyolt, simított kontúr A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 95

96 CNC gépek kézi programozásának alapjai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 96 A mélyfúró alprogram (L98) X R26 R22 R25 W Z R28 R28 1 R28 1 L 3 L 2 R28 1 L 1 R27 Gyorsmenet Előtolás ábra a degresszió R24 = L 1 -L 2 Mélyfúró ciklus A ciklus paraméterei R22 furat kezdőpont (Z), R24 fúrási mélység csökkentés, R25 első fúrási mélység, R26 furat végpont(z), R27, R28 várakozási idők. Alkalmazási példa N5G00X0Z100S600F0.2M4 N10R22=80R24=5R25=30 R26=10R27=2R28=1 N15G98P1 N20G00X Z stb. A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 96

97 CNC gépek kézi programozásának alapjai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 97 Menetesztergáló alprogram (L97) X R29 R27 R20 R26 W R31 R24 R21 Z R32 R22 Gyorsmenet Menetvágás ábra Menetesztergáló alprogram vázlata A ábra menetesztergáló alprogramjával hengeres, kúpos és síkmenetek egyaránt megmunkálhatók. A fogásfelosztást képes a menetprofil oldaliránya irányában elvégezni, ha az R29 regiszter tartalmát ennek megfelelően adjuk meg. Az R21, R22, R31és R32 értékek a hasznos menetrész határpontjait adják, a rá-és túlfutásokat az R26 és R27 regiszterek tartalmazzák. Az R20 a menetemelkedés értéke, az R24 a menetmélységé, amely külső menetek esetén mindig kisebb, mint nulla. Az alprogram alkalmazásánál mindig állandó fordulatszámot kell programozni, s a főorsónak is forognia kell. Beszúrás esztergáló szubrutin (L93) A beszúró alprogrammal különféle szimmetrikus és aszimmetrikus horonymegmunkálások programozhatóak. Az R23 regiszter értékének megválasztásával a megmunkálás kezdőpontját lehet kijelölni, az R10-es regiszterekkel pedig a horony típusát tudjuk definiálni (hosszanti vagy keresztirányú.), lásd ábra. A két regiszterrel így összesen nyolc változat választható ki, de ezeken belül a horonyprofilok számtalan különféle lehetőséget kínálnak. A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 97

98 CNC gépek kézi programozásának alapjai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 98 Hosszanti horony, R10=0 Keresztirányú horony, R10=1 X R23=-1 R23=1 X R23=1 R23=1 R23=-1 R23=-1 R23=-1 R23=1 Z ábra Z Horonydefiníciók A ábra különféle elhelyezkedésű hornyok paraméter értelmezéseit ábrázolja. Látható, hogy a regiszterek segítségével tulajdonképpen a horonygeometria paraméteres programozására nyílik lehetőség. R2 1 X R2 1 Z R29 R30 R29 R30 R23=- 1 R32 R24 R2R27 2 R31 R2 2 R24 R26 R27 R33 R25 R2 8 R23=1 R35 R33 R35 R31 R34 R2 2 X R27 Z R29 R30 R31 R33 R35 R2 1 R26 R24 R28 R34 R32 R26 R25 R29 R32 R23=1 R23=-1 R30 R32 R26 R28 R34 R23=1 R25 R28 R27 R24 X Z R2 1 R23=- 1 R25 R23=1 X R23=-1 Z R34 R31 R35 R33 R ábra A horonymegmunkálás paraméterei A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 98

99 CNC gépek kézi programozásának alapjai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 99 A beszúró alprogramban alkalmazott paraméter regiszterek az alábbiak: R10 típus paraméter 0,1, R21 horony belépő méret, R22 horonyfenék helye, R23 kezdőpont kijelölés 1,-1, R24, R25 simítási ráhagyás, R26 beszúrás lépés, R27 fenék szélesség, R28 várakozási idő sec, R29, R35 oldalszögek, R30, R33 fenék lekerekítés, letörés +,-, R31 horonyfenék méret, R32, R34 belépés lekerekítés, élletörés +,-. Mintapélda az L93 alprogram alkalmazására N55 T08 D08 (szerszám definíció) N60 R10=..R21=..(stb. paraméterlista feltöltés) N65 L93 P1 (beszúró alprogram hívás) A szerszámadatok megadása valamint a paraméterlista feltöltése az L93 hívás előtt kötelező. A szerszám kezdő sarokpontjának a szerszámadattár címe D n, a második szerszámcsúcsé D n Mértékegység- és funkcióváltás programozása A CNC vezérlés lehetővé teszi a geometriai adatoknak inch (G70) és metrikus (G71) rendszerben való programozását is. Természetesen Európában a metrikus rendszer az alkalmazott, a CNC gépek is ennek megfelelően vannak beállítva. Az előtolás programozható sebességként mm/min dimenzióval (G94), vagy főorsó fordulatra vonatkoztatva mm/ford dimenzióval (G95). Esztergáknál a G95-nek, marógépeknél a G94-nek van általában bekapcsolási prioritása. A főorsó fordulatszáma programozható állandó értékűnek, közvetlenül (G97), vagy közvetetten, az állandó vágósebesség megadásával, abból számíttatva (G96). A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 99

100 CNC gépek kézi programozásának alapjai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza Egyéb előkészítő utasítások programozása (lásd mellékletben) Ezeket az utasítástípusokat itt nem tárgyaljuk részletesen. Néhány gyakrabban előforduló, jellegzetes lehetőség a csoportból a következő: Munkatér korlátozás: A munkatér korlátozást elsősorban fúró- maró gépeken alkalmazzák, de szükség lehet rá esztergák esetén is. Ez utóbbi alkalmazás különösen a tengely és tárcsaszerű alkatrészek megmunkálására egyaránt használható esztergagépeknél fontos, mert ebben az esetben könnyen ütközés állhat elő. Az utasítások a G25 a korlátok minimumai, G26 a korlátok maximumai. Programozási szabály, hogy a G25 és G26 utasításokat tartalmazó mondatokban egyéb utasítások nem adhatók meg. A szánok vezérelt pontjának (F) mindig a kijelölt tartományon belül kell lennie, s ezért a határok kijelölésénél figyelembe kell venni a szerszámok valós szerszámhossz korrekcióit is (az FP távolságot, lásd geometriai rendszer ismertetése). Figyelembe veendő, hogy a G25, G26-os mondatokban megadott adatokkal a gépi adat regiszterek íródnak felül (MACHINEN DATA), s ennek későbbi következményeivel is számolni kell. A munkatér korlátozás mind a programban, mind a kezelés során előálló ütközésék elkerülését szolgálja. A ábra munkatér korlátozás alkalmazására mutat példát: X M XW F=N X szán X max Z' M W X min P X' Z szán Z min Z max Z M Z W N5 G25 X(X min ) Z(Z min ) N10 G26 X(X max ) Z(Z max ) ábra A munkatér korlátozás programozása A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 100

101 CNC gépek kézi programozásának alapjai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 101 Főorsó fordulatszám korlátozás: A főorsó fordulatszám korlátozás programozására akkor van szükség, ha a főorsó kívánt forgási sebességét a programozott vágósebesség alapján a vezérléssel számíttatjuk ki, s esetenként a számított érték mechanikailag meg nem engedhető lenne. Természetesen ez a funkció esztergák esetén szükséges például középpontig való homlokesztergálás esetén. Az alkalmazási mintapélda az alábbi: N5 G01 G96 S120 N10 G92 S2500 N15 G1 X0 a programozott vágósebesség v= 120 m/min a fordulatszám határ 2500 ford/min pozicionálás X=0 értékre, de a főorsó fordulatszám nem lehet több, mint 2500 ford/min. A G92-t tartalmazó mondatban csak az S utasítás szerepelhet. A fordulatszám korlát is a munkatér korlátokhoz hasonlóan a gépi adatokat felülírja. Geometriai utasítások fajtái és programozásuk A geometriai utasításoknak négy fő csoportja van. Ezek a következők: 1. Célpont koordináták, X,Y,Z, U,V,W, 2. Szögértékek A 3. Lekerekítés és élletörés mértéke, B+, B- 4. Interpolációs adatok I, J,K Az adatok megadhatóak metrikus és zoll rendszerben egyaránt a kiválasztástól függően. A szögértékeket fokban illetve ezred fokban lehet megadni. A szöget a +Z tengelytől az órajárással ellentett forgásirányban kell mérni. Metrikus rendszerben a geometriai adatok formátuma 4.3, vagyis a tizedesponttal 4 egész és 3 tizedes helyiértéket választunk el. A programozó kényelmét szolgálja, hogy a tizedespont elhagyása esetén a jobboldali első számjegy egyes helyiértékű. A legkisebb útegységek 1 mikron illetve 1 ezred fok. Az X, Y, Z valamint az U, V, W címeken mindig koordináta adatok adhatók meg, A címen pedig szögek. A B cím adata lehet körív sugara, vagy élletörés letörési élhossza attól függően, hogy előjele pozitív, vagy negatív. Az I, J, K interpolációs segédadatok kör programozásánál a kör kezdőpontjából a kör középpontjába mutató vektor koordinátatengelyek irányába mutató komponensei. Menetesztergálásnál a menetemelkedés értékét kell az I, J, K címeken programozni. A formátum ezekben az esetekben is 4.3. A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 101

102 CNC gépek kézi programozásának alapjai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 102 A geometriai utasítások esetében is elhagyhatóak az elöl és a hátul álló értéktelen nullák, de arra vigyázni kell, hogy a helyiértékek megfelelőek maradjanak. Technológiai utasítások fajtái és programozásuk A technológiai utasítások fajtái az alábbiak: 1. Főorsó forgási sebessége, S4 2. Előtolás értéke F2.3 mm/ford, és F4 mm/min 3. Szerszám azonosító T2, T01-T12-ig 4. Szerszám adatokat tároló regiszter címe D2, D00-D99 A főorsó fordulatszámának megadása a kívánt fordulatszám egész típusú számértékével programozandó, kivéve, ha állandó vágósebességet akarunk előírni. Ekkor az S címbetű után a kívánt forgácsolási sebesség írandó egész típusú számként. Az előtolás értékét is annak konkrét számértékével lehet megadni akár főorsó fordulatra vonatkozóan, vagy sebességként. A szerszám azonosítása helykódos rendszerű, vagyis a T cím után a kijelölt szerszám revolverfejbeli helyének kódját kell megadni. Más vezérlések esetén természetesen más szintaktikájú T utasítások is előfordulhatnak. A szerszám adattár címének programozása a D2 utasítással történik. Bármelyik T-hez bármelyik D utasítás hozzákapcsolható. A D00 utasítás a szerszámadatok törlését jelenti, vagyis azt, mintha a gép vezérelt pontja és a szerszám programozott pontja egybeesne (F=P!). A Dxx adattárak tartalma a következő: Szerszám azonosítója, Szerszám típuskódja (1-9), X irányú hosszkorrekció, Z irányú hosszkorrekció, Forgácsoló lapka csúcssugara. A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 102

103 CNC gépek kézi programozásának alapjai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 103 X P P P 5 P 9 P P 7 Z P P P ábra Szerszámtípus meghatározás A szerszámok típusának meghatározását segíti esztergaszerszámok esetén a ábra. Az X-Z síkon a szerszámok a P programozott pont és a csúcssugár középpont relatív helyzete szerint 1-9-ig különböző pozícióban állhatnak, attól függően, hogy milyen feladatra szolgálnak. A jellegzetes szerszámtípusok az alábbiak: 2 típus furatesztergáló szerszám, 3 típus külső felület esztergáló szerszám, 6 típus furatban menetesztergáló szerszám, 8 típus külső felületen menetesztergáló szerszám. Kapcsolási utasítások és programozásuk A kapcsolási utasítások a szerszámgép pozícionáló rendszerein kívüli mechanizmusainak működtetésére szolgálnak. Ilyenek pl.: 1. Főorsó forgás bekapcsolása, főorsó leállítása, M03, M04, M05 2. Szerszámváltás M06 N5 T8 D8 M06 valós szerszámváltás N15 D9 szerszámkorrekció váltás 3. Hűtés be-és kikapcsolás, M08, M0. A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 103

104 CNC gépek kézi programozásának alapjai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 104 Programtechnikai utasítások és karakterek A program futásának befolyásolására, módosítására szükséges elemek. Típusai és felhasználásuk az alábbiak: 4. Program vége, M02, M30 a programok lezárására szolgál, az utolsó mondatban megadása kötelező. 5. Szubrutin vége, M17 az alprogramok záró utasítása. 6. Program stop M00 a programfutás felfüggesztése, a start megnyomására a futás folytatódik. 7. Feltételes program stop M01, lásd M00, de az érvényességének feltétele a kezelőpulton beállítandó. 8. Ciklusismétlési szám P01-P99, a ciklusok hívásánál megadása kötelező. 9. Mondatszám Nxxx a mondatok megjelölésére szolgál, megadása csak hivatkozási címkeként kötelező. 10. Feltételes mondatkihagyás /, olyan mondatok megjelölésére, amelyek a kezelő döntésétől függően kihagyhatóak, vagy végrehajtandóak. 11. Program kezdet %, a programok kezdetének jelölésére szolgáló karakter, megadása kötelező. 12. Megjegyzés kezdete ( és vége ), kommentek megadására szolgál. 13. Előjelek, egyenlőség, műveleti jelek +,-,=,+,- 14. Mondatvége, blokk vége, return, a mondatok lezárására szolgál, kötelező programozni. A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 104

105 I CNC szerszámgépek, célgépek CNC gépek kézi programozásának alapjai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 105 Speciális egyszerűsített kontúrleírások a Sinumerik 810T vezérlésnél X Egyenes megadása hajlásszögével X Körív megadása sugarával X Metszõ egyenesek programozása X 2 ;Z 2 P 2 A 1 X 2 ;Z 2 P 2 B X 3 ;Z 3 P 3 A 2 P 2 =?;? P 1 X 2 ;Z 2 A 1 P 1 X 1 ;Z 1 Z X k ;Z k K X 1 ;Z 1 Z P 1 X 1 ;Z 1 Z N5 G01 A X 2 vagy Z 2 1. ábra N5 G03 X vagy 2 Z 2 I K B P 1 és P 2 azonos síknegyedben legyen 2. ábra N5 G01 A 1 A 2 X 3 Z 3 3. ábra X Érintõ körök programozása P 3 X 3 ;Z 3 X Élletörés programozása X Lekerekítés programozása I 2 X 2 ;Z 2 =?;? X 3 ;Z 3 P 3 >0?;? B- P 2 B- X 3 ;Z 3 P 3 >0?;? P 2 X 2 ;Z 2 G02 I 1 X 2 ;Z 2?;? >0 B+?;? >0 K 2 X 1 ;Z 1 N5 G02 X 3 Z 3 I 1 K 1 I 2 K 2 A körök ellentett irányításúak K 1 Z 4. ábra P 1 N5 G01 X 2 Z 2 B- N6 X 3 Z 3 X 1 ;Z 1 Z 5. ábra ábra P 1 N5 G01 X 2 Z 2 B+ N6 X 3 Z 3 A Sinumerik 810T vezérlés speciális kontúrleírási lehetőségei X 1 ;Z 1 Z 6. ábra X Egyenest érintõ kör programozása P 2 =?? A P 3 B X 3 ;Z 3 P X 1 ;Z 1 1 X Kört érintõ egyenes programozása P 3 A P 2 =?;? X 3 ;Z 3 B X Élletörés programozása X 3 ;Z B- 3 >0 P P 3 2?;? B- X 2 ;Z 2?;? A >0 Z X 1 ;Z 1 Z P 1 X 1 ;Z 1 Z N5 G03 A B X 3 Z 3 Körívszög kisebb mint , ábra N5 G03 B A X 3 Z 3 Körívszög kisebb mint ábra N5 G01 A X vagy 2 Z 2 B- N6 X 3 Z 3 9. ábra X Lekerekítés programozása X 3 ;Z 3 X 2 ;Z 2 >0 P P 2 3?;? X P 3 X 3 ;Z 3 Élletörés programozása hajlásszögekkel A 2 P2 =?;? B- >0?;? P 2 B- X P 3 Lekerekítés programozása hajlásszögekkel X 3 ;Z 3 A 2 >0?;? P 2 P2=?;? B+?;? A >0?;? >0 A 1 B+?;? >0 A 1 X 1 ;Z 1 X 1 ;Z 1 P X 1 ;Z 1 1 P 1 P 1 Z Z Z N5 G01 A X 2 vagy Z 2 B+ N6 X 3 Z 3 N5 G01 A 1 A 2 X 3 Z 3 B- N5 G01 A 1 A 2 X 3 Z 3 B+ 10. ábra 11. ábra 12. ábra ábra A Sinumerik 810T vezérlés speciális kontúrleírási lehetőségei A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 105

106 CNC gépek kézi programozásának alapjai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 106 A ábra és a ábra a kontúrleírások speciális eseteit, lehetőségeit mutatják be összesen 12 esetre. A lehetőségekben az a közös, hogy egy-egy geometriai elem az alapleírásokhoz képest más jellemzővel is definiálható (hajlásszöggel, rádiusszal), valamint lekerekítések élletörések illeszthetők be, egymást követő elemek láncolhatók. Az 1-12 ábrákon fel vannak tüntetve a szintaktikai specialitások, ezek betartása kötelező (szórend, megadandó adatok, stb.) Egyszerű programozási mintapélda A következőkben egy egyszerű példát mutatunk be az EPA 320 Sinumerik 810T CNC esztergán történő megmunkálás programozására ábra A programozandó munkadarab felfogási terve A munkadarab rajzáról látható, hogy a munkadarab megmunkálandó felülete egy egyszerű kontúr, a nyersdarab 96 mm átmérőjű, 30 mm-es átmenő furattal, a bal oldalán a felfogásra alkalmas hengeres átmérővel és A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 106

107 CNC gépek kézi programozásának alapjai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 107 az ütköztetéshez használható vállal. A megmunkálandó felületek a homlokfelület és a külső kontúr. A felfogási terv elkésztése ábra a gépen alkalmazható befogási mód megválasztása, a programozói koordináta-rendszer kijelölése, a CNC programozáshoz illeszkedő méretláncok megtervezése A munkadarabot a 88 mm átmérőjű hengeres felületen egy hárompofás esztergatokmányba fogjuk fel, a hosszirányú ütköztetésre a pofák homlokfelületét használjuk. A programozói koordinátarendszer helyének kijelölése is rendkívül egyszerű, az X tengelyt célszerűen az ütközési síkban kell elhelyezni, ezzel elérhető, hogy a szerkesztési és a technológiai bázisok egybeessenek. A méretláncok átszámítására nincs szükség, az ábrán megadott a programírás céljainak megfelel. A műveletterv elkészítése: 1. A homlokfelület nagyolása ábra A homlokfelület nagyoló megmunkálása A megmunkálás technológiai adatai: fogásmélység 1,5 mm, simítási ráhagyás 0,5 mm, előtolás 0,25 mm/ford. F0.25 vágósebesség 80 m/min, G96 S80 szerszám: T02 D2 A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 107

108 CNC gépek kézi programozásának alapjai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza Külső kontúr nagyolása fogásmélység 3 mm, simítási ráhagyás 1 mm X és Z irányban, előtolás 0,25 mm/ford. F0.25 vágósebesség 80 m/min, G96 S80 szerszám T02 D2 alkalmazott alprogram száma: L ábra Külső kontúr nagyolása 3. Homlokfelület majd külső kontúr simítása ábra Simítási műveletek A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 108

109 CNC gépek kézi programozásának alapjai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 109 fogásmélység a simítási ráhagyások szerint, előtolás 0,1 mm/ford. F0.1 vágósebesség 100 m/min, G96 S100 szerszám T08 D8 kontúrleíró alprogram száma: SPF110 L110 A szerszámozási terv elkészítése A szerszámozási terv készítése során a gép szerszámozási lehetőségei és a feladat alapján az alkalmazandó szerszámok és szerszámtartók kiválasztása, a szerszámok pontos definiálása, megnevezése (Txx Dxx), a programozott pontok (P) kijelölése, a szerszámtípus és a korrekciók meghatározása a feladat ábra A nagyoló és simító szerszámok vázlata A mozgásciklusok tervezése A szerszámpályák kvalitatív és kvantitatív meghatározását jelentik. Példákban a mozgáspályákat a műveletekhez tartozó ábrákon mutattuk be. A kontúrleíró alprogram tervezése Ezen alprogramot a külső felület nagyolásánál, az L95 alprogramban, majd a külső felület simító megmunkálásához használjuk. A kontúrleírás elkészítéséhez ad segítséget a ábra A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 109

110 CNC gépek kézi programozásának alapjai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 110.Megjegyezzük, hogy természetesen az X geometriai adatok most is a munkadarab aktuális átmérőit jelentik. A kontúrleíró alprogram ábra A kontúrleírás vázlata %SPF110 N5 G00 G42 X56 Z58 N10 G01 X72 A135 N15 X72 Z30 B22 N20 X100 A150 N25 M17 (alprogram azonosító) (kezdőpontra állás) (45 -os élletörés) (az átmérő 72 felület és R22 lekerekítés) (30 -os kúpfelület) (alprogram vége) A főprogram elkészítéséhez a műveletek tervezésénél bemutatott ábrák adatait használtuk. A főprogram listája az alábbi: %MPF100 (Főprogram azonosító) N5 G00 G90 G40 G53 D00 X200 Z300 (Szerszámváltási pozícióba mozgás) N10 T02 D02 M06 A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 110

111 CNC gépek kézi programozásának alapjai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 111 (Nagyoló szerszám beváltása) N15 G00 G54 G90 G40 G97 X99 Z58.5 S1000 M04 M08 (Főmondat) N20 G01 G96 X27 F0.25 S80 (Homlokfelület nagyolása) N25 G00X100 Z65 (Szerszám kiemelés) N30 R20=110 R21=56 R22=58 R24=1 R25=1 R26=3 R27=42 R29=31 (Regiszter értékadás) N35 L95 P1 (Esztergáló alprogram hívás, külső felület nagyolás) N40 G00 G40 G97 X100 Z100 S1000 (Szerszám kiemelés) N45 G53 D00 X200 Z300 (Szerszámváltási pozícióba mozgás) N50 T08 D08 M06 (Simító szerszám beváltása) N55 G00 G54 G90 G40 G97 X62 Z58 S1000 M04 M08 (Főmondat) N60 G01 G96 X27 S100 F0.1 (Homlokfelület simítása) N65 G00 X62 Z61 (Szerszám kiemelés) N70 L110 P1 (Kontúrleíró alprogram hívás, külső felület simítás) N75 G00 G40 X110 Z58 (Szerszám kiemelés) N80 G53 D00 X200 Z200 M05 M09 (Hátrafutás munkadarab cserehelyzetbe) N85 M02 (Program vége) Természetesen a fenti feladatnak nem csak ez az általunk bemutatott helyes megoldása van, több helyen van lehetőség más megoldást alkalmazni, s ez a programozó technológus ízlésétől függ. A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 111

112 CNC gépek kézi programozásának alapjai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza A Sinumerik 810 T vezérlés utasításai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 112

113 CNC gépek kézi programozásának alapjai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza táblázat A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 113

114 Agregát egységekből felépülő automata célgépek A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza Agregát egységekből felépülő automata célgépek 4.1. Alapfogalmak, általános jellemzők Ageregát szerszámgépeknek, nevezzük azokat a célrendeltetésű szerszámgépeket, technológiai rendszereket, amelyek meghatározott megmunkálási feladatra, meghatározott alkatrész előállítására előzetesen kifejlesztett, tipizált építőegységekből az építőszekrény-elv szabályai alapján épülnek fel. Az agregát célgépek egy vagy több művelet elvégzésére alkalmasak. Egy vagy több azonos típusú és meghatározott nagyságrendű alkatrész megmunkálását végzik. Gazdaságosan nagysorozat illetve tömeggyártásban alkalmazhatóak. Az egyidőben végzett műveletek gyakran azonos jellegűek. Ezeken a gépeken a beállított forgácsolási adatok egyáltalán nem vagy csak időszakos átállítási lehetőséget biztosító elemekkel változtathatók. A célgépeket teljes mértékben a meghatározott munkadarabtól függően alakítják ki. A gyártási folyamathoz szükséges információk, úgy mint a geometriai adatok a technológiai paraméterek és a munkadarabok felületeinek elkészülési időrendje, szekvenciája a célgépbe mintegy beleépül. Ha az alkatrészt, melynek megmunkálására a gépet létrehozták, már nem gyártják vagy módosítják, az ilyenfajta gép átépítésére van lehetőség. A célgépek többségükben félautomata vagy automata összeépített gépek. Működésük kötött ütemű, vagyis az egyes munkadarabok különböző felületeinek előállítása, valamint a különböző munkadarab egyedek követési sorrendje a megmunkálási fázisokban előre megtervezett, meghatározott. Az agregát szerszámgépeken a megmunkálás folyamatosan, automatikusan valósul meg. Irányításukra ma már digitális logikai vezérlőket, ún. PLC-ket, PLC rendszereket használnak a korábbi, egyedileg tervezett és épített szekvenciális vezérlő hálózatok helyett. A fejlődési trendek azt mutatják, hogy az egyszerűsített CNC vezérlések teret nyernek az agregát egységek működtetésénél is. Az NC funkciók megjelenése az agregátok alkalmazását rugalmasabbá teszik, ezáltal biztosítják az alkatrészcsaládok megmunkálására alkalmas célgépek építését. A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 114

115 Agregát egységekből felépülő automata célgépek A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza Az agregatizálás alapelve, az építőszekrény elv alkalmazása Az agregát elnevezés az agregatio, csoportosítás, összevonás latin szóból származik, s ez esetünkben azt jelenti, hogy a megmunkáló eszközöket, egységeket a megmunkálandó munkadarab köré csoportosítják, vonják össze. A 4-1. ábra egy egyszerű példát mutat az agregatizálási alapelvre: Orsóelõtét Munkadarab Szerszám FM Fõhajtómû Mellékhajtómû Készülék továbbító Készülék MM Szánegység Alátét Alátét Vízszintes állványegység Készülék állványegység 4-1. ábra Agregatizálás alapelve Az ábrán jól felismerhető, hogy a munkadarab fúrásához a berendezésnek jellegzetesen kialakított ún. funkcionális egységekre van szükség, amelyek képesek a feladat elvégzésére, s az is felismerhető, hogy ezeket az egységeket valamilyen sajátos szabályok szerint kell összeépíteni. A funkcionális egységeket agregát egységeknek nevezzük, az összeépítési szabályokat pedig kompozíciós, vagy gépépítési szabályoknak. Az agregát célgépek felépítésére az építőszekrény elv a jellemző, ami olyan rendezési elv, mely nagyszámú egység felépítését jelenti, tipizált vagy szabványosított építőelem készletből építési mintaterv alapján. Az építőszekrény elv felhasználása és a szabványosítás között szoros kapcsolat van. Egy adott területen az építőszekrény elv sikeres alkalmazásához előbb a terület megfelelő szintű szabványosítására van szükség. A A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 115

116 Agregát egységekből felépülő automata célgépek A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 116 célgépi egységek gyártóinak feladata, hogy olyan egységválasztékot alakítson ki, amelyből a felhasználó a lehető leg optimálisabban tudja a céljait kielégítő eszközrendszert összeválogatni. Az agregát gépek annál olcsóbbak, üzembiztosabbak és gyorsabban előállíthatók minél nagyobb részarányban, minél több gépnél ismételten alkalmazható építőegységekből, szerelvényből, alkatrészből állnak. Az építőszekrény elv alkalmazása valamint gazdasági előnyeinek érvényesítése a különböző segédberendezések (pl.: szerszámtartók, hidraulikus-, pneumatikus-, villamos működtető és vezérlő berendezések) elemeinek tipizálásával biztosítható. Az építőszekrény elvnek nagy gazdasági jelentősége van, mind a gyártóeszközök előállítása, mind pedig ezek felhasználása szempontjából. Az egység- gyártó szempontjából előnyös tulajdonságok: A tervezési költség az első egységek kifejlesztésekor nagy, de gyorsan csökkenthető, ha az építőegységeket többször felhasználják. Az építőegységek nagyobb darabszáma esetén az alkatrészek előállításához termelékenyebb technológia alkalmazható, ezáltal a gyártmány minősége is jelentősen javul. A különféle gépfelépítési változatokhoz állandó építőegység-készletből vett ugyanazon egységek, szerelvények és alkatrészek használhatók. Lerövidül a bonyolult gépek és gépsorok előállítási és kipróbálási ideje. Elhasználódott alkatrészek gyorsabb pótlása. Az egységek felhasználói szempontjából előnyös tulajdonságok: Az új, korszerűbb gyártástechnológia gyorsan bevezethető. A gyártó vállalat raktárból szállíthatja az építőegységeket, ami jelentősen megrövidíti javításkor az állási időket és olcsóbbá teszi a gépek korszerűsítését. Az új gépek létesítésekor kicsi a kockázat, mert az már ismételten bevált gépek megvalósítását jelenti. A meglevő gyártási programhoz felépíthető a legegyszerűbb, legolcsóbb és legüzembiztosabb gépkivitel. A felhasználó önállóan is felépítheti az agregát célgépeit a beszerzett építőegységekből. A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 116

117 Agregát egységekből felépülő automata célgépek A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza Az agregát egységek csoportosítása, jellegzetes egységtípusok A szerszámgépeket szokás úgy is definiálni, hogy az nem más, mint az általa megvalósítható gépi funkciók összessége. Ezt a definíciót kiterjeszthetjük az agregát célgépekre is, ami tehát azt jelenti, hogy az agregát célgép is funkcionális egységekből épül fel. Ezek az agregát építőegységek, amelyeknek a legfontosabb tulajdonságai az alábbiak: Egy vagy több gépi funkciót valósít meg Önállóan működni képes szerkezeti egység Többféle energiahordozóval is épülnek (hidraulikus, villamos, stb.) Egymással kapcsolódó, illesztő felületekkel rendelkeznek Nagyságrendi változataik, méretsoruk van Az agregát egységek csoportosítása: 1. Mozgató egységek Csak forgácsoló főmozgást létrehozó egységek Csak mellékmozgást létrehozó egységek Fő- és mellékmozgást létrehozó, kombinált egységek Műveletközi munkadarab és készülék továbbítás egységei 2. Tartó egységek Vízszintes és függőleges állványok Ferde állványok Közbetét elemek Kiemelő szánok 3. Orsóelőtét egységek Szerszámbefogók Egy és többorsós, fix és állítható orsótávolságú előtétek Szögbefordító előtétek Szembefúró előtétek Egyorsós menetfúró előtétek 4. Munkadarab manipulációs egységek Munkadarab befogó készülékek Fordító készülékek A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 117

118 Agregát egységekből felépülő automata célgépek A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza Segédberendezések Hűtőberendezések Mérő, ellenőrző berendezések Vezérlések Példák különféle agregát egységekre: A 4-2. ábra egy klasszikus fúróegységet mutat. Jellemzői az alábbiak: Csak forgácsoló főmozgást hoz létre, amely állítható lehet Orsóelőtétek fogadására alkalmas Az előtoló mozgás létrehozásához szánegységre kell ráépíteni Klasszikus fúró hajtómű egység Orsóelőtét 4-2. ábra Klasszikus fúróegység A 4-3. ábraábrán egy sajátos orsótőke, orsótőke-hajtómű együttes látható. Az orsótőke egy önálló hajtással nem rendelkező orsóegység, amely a szerszám befogadására kialakított orsóvéggel, valamint a hajtóműhöz és az előtoló-egységhez való csatlakozást biztosító felületekkel rendelkezik. Az orsótőke hajtómű különféle hajtómotorokkal, változtatható vagy fix áttétellel, fogaskerekes, vagy szíjhajtással is épülhet. Az ábrán azt is szemléltettük, hogy az orsótőke és a hajtómű összeépítésének is többféle lehetősége van. A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 118

119 Agregát egységekből felépülő automata célgépek A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 119 Orsótőke hajtómű Orsótőke 4-3. ábra Orsótőke hajtómű Kombinált, ún. orsóhüvely előtolású fúróegységet mutat a 4-4. ábra. A példa a SUHNER cég által gyártott BEM típusjelű megmunkáló egység. Teljes lökete 100 mm, ebből a fokozatmentesen szabályozható munkalöket 90 mm. Az előtolás biztosítására a beépített 4-es jelű hidraulikus fékhenger szolgál. Az előtolósebesség szabályozása a 3-as fojtószelep beállításával történik. A teljes és a munkalöket véghelyzete a 8, 9 csavarokkal állítható. A főorsót egy AC motor hajtja, a fordulatszám értéke a 2- es szíjtárcsák cseréjével állítható be. A löket véghelyzetek érzékelésére a 6 és10 pneumatikus vagy elektronikus helyzetkapcsolók szolgálnak. A 13 főorsó a 12 golyóscsapágyakkal az előtoló mozgást végző orsóhüvelyben van csapágyazva. A motor és a szíjhajtás különböző térbeli helyzetekben is szerelhetők. A működtető levegő a 14 csatlakozókon át jut a munkahengerbe. A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 119

120 Agregát egységekből felépülő automata célgépek A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 120 Forrás: OTTO SUHNER GmbH Gyártmánykatalógus 4-4. ábra BEM megmunkáló egység A bemutatott megmunkáló egység szerszámozási lehetőségét a 4-5. ábra szemlélteti. A főorsóba különféle szerszámbefogó egyenes orsótoldatok tehetők, de alkalmazható szögmaró, fix-és állítható orsótávolságú többorsós előtét, egyorsós menetfúró előtét és ún. szembefúró előtét is. A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 120

121 Agregát egységekből felépülő automata célgépek A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 121 Forrás: OTTO SUHNER GmbH Gyártmánykatalógus 4-5. ábra BEM egység szerszámozási lehetőségei Forrás: OTTO SUHNER GmbH Gyártmánykatalógus 4-6. ábra GEM 20 A menetfúró egység A 4-6. ábra és a 4-7. ábra a GEM 20 A típusjelű mestermenetes menetmegmunkáló egységet mutatják. Az egység a főorsójába helyezett menetfúróval egyorsós, vagy többorsós előtéttel többorsós menetfúrásra alkalmazható. A működése nagyon egyszerű. Az AC motor a 2 cserélhető A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 121

122 Agregát egységekből felépülő automata célgépek A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 122 szíjtárcsákon keresztül hajtja a főorsót, melyről a mozgás egy 1:1-es fogaskerékhajtáson keresztül az előtoló mozgást biztosító menetes patronra is elágazik. A menetes patront mindenkor a fúrandó menettel összhangban kell kiválasztani. Forrás: OTTO SUHNER GmbH Gyártmánykatalógus 4-7. ábra GEM 20 A menetfúró egység A 4-8. ábra a BEX 35 típusjelű teljesítmény megmunkáló egységet mutat. Az egység csak főmozgást hoz létre, az előtolás biztosításához egy szánegységre kell szerelni. A 9 főorsó a 12 kúpgörgős csapágyakon fut. A 10 csavar a szerszámtartó rögzítésére szolgál. Az egység elsősorban nagyobb teljesítményű marási és fúrási feladatok elvégzésére szolgál. A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 122

123 Agregát egységekből felépülő automata célgépek A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 123 Forrás: OTTO SUHNER GmbH Gyártmánykatalógus 4-8. ábra BEX 35 megmunkáló egység Az újabb fejlesztésű, az agregát célgépek rugalmasságát növelő CNC vezérlőegységet mutat a 4-9. ábra. Látható, hogy jellegzetesen megjelent az egységen egy második, a CNC irányítású előtoló motor. A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 123

124 Agregát egységekből felépülő automata célgépek A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 124 Forrás: OTTO SUHNER GmbH Gyártmánykatalógus 4-9. ábra A BEA 14 CNC fúróegységek A következő, a ábra alapján könnyen megérthető a megmunkáló egység működése. A főorsó forgását, a főmozgást itt is a 3 cserélhető szíjtárcsákon keresztül egy AC motor biztosítja. A főorsó golyóscsapágyakkal az előtoló mozgást végző orsóhüvelybe van csapágyazva, de az előtoló mozgást nem egy hidro-pneumatikus rendszer, hanem egy CNC előtoló hajtás biztosítja. A 11 AC szervomotor a 15 golyósorsón keresztül mozgatja a kívánt pozícióba a programozott előtoló sebességgel az orsóhüvelyt. Az egységekhez különböző kiépítettségű CNC vezérlések és pozícionáló hajtások illeszthetők természetesen a SUHNER cég ajánlatából. Az ábrán is látható, hogy ezek az egységek is különféle építési formában használhatók, s ez is növeli univerzalitásukat. A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 124

125 Agregát egységekből felépülő automata célgépek A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 125 Forrás: OTTO SUHNER GmbH Gyártmánykatalógus ábra BEA 14 CNC megmunkáló egység A BEX típusú egységek mozgatására is alkalmas szánegységeket mutatnak a ábraés ábraábrák. Látható, hogy építenek hidraulikus, vagy hidraulikus fékkel felszerelt pneumatikus szánokat is. A ábra CNC szánokat mutat különféle felépítési változatban. A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 125

126 Agregát egységekből felépülő automata célgépek A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 126 Forrás: OTTO SUHNER GmbH Gyártmánykatalógus ábra UA 30 típusú szánegységek Forrás: OTTO SUHNER GmbH Gyártmánykatalógus ábra UA 35 CNC szánok A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 126

127 Agregát egységekből felépülő automata célgépek A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 127 Forrás: OTTO SUHNER GmbH Gyártmánykatalógus ábra MULTIAX 3 CNC szánrendszer A ábraábrán bemutatott MULTIAX szánrendszer egy 3 koordinátás CNC pozícionáló rendszert mutat. Specialitása, hogy miközben a ráépített megmunkáló egység térbeli mozgatását is biztosítja, egyben az állvány funkcióját is ellátja. A ábraábrán bemutatott osztó körasztal a pozíciók közötti munkadarab mozgatás eszköze. Használható mind a körasztalos, mind a dobos célgépek építésénél. Az osztó mechanizmus hidropneumatikus működtetésű, az osztáspontosságot a sík-fogaskoszorú-pár alkalmazása biztosítja. Az asztalok osztással épülnek, osztáspontosságuk +/- 12 szögmásodperc. Az asztalok 320 és 400 mm átmérőjű felfogó felülettel rendelkeznek A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 127

128 Agregát egységekből felépülő automata célgépek A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 128 Forrás: OTTO SUHNER GmbH Gyártmánykatalógus ábra RT 320/RT 400 körasztal A ábra az OTTO SUHNER GmbH gépépítési koncepciójához illeszkedő állványrendszert mutat be egy dobos célgépstruktúra esetére. A rendszer elemei, a lábak, a tartó konzolok, a körasztal, stb. mind megtalálhatók a cég kínálatában. Forrás: OTTO SUHNER GmbH Gyártmánykatalógus ábra SUHNER állványrendszer A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 128

129 Agregát egységekből felépülő automata célgépek A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 129 A következő ábrák speciális orsóelőtéteket mutatnak. A ábraábrán bemutatott szembefúró egység a támadási irányok számának a növelésére alkalmas, a későbbiekben mutatunk példát a felhasználására. A ábra egy állítható, szögbefordítható fúró, maró orsóelőtétet mutat. Elsősorban marási és fűrészelési feladatokhoz használhatóak. Vannak fix, 90 fokos szöghelyzetű változataik is. Forrás: OTTO SUHNER GmbH Gyártmánykatalógus ábra HBK szembefúró orsóelőtét Forrás: OTTO SUHNER GmbH Gyártmánykatalógus ábra WUK állítható fúró-maró orsóelőtét A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 129

130 Agregát egységekből felépülő automata célgépek A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 130 Forrás: OTTO SUHNER GmbH Gyártmánykatalógus ábra GSX önirányváltó menetfúró előtétek A ábra ábrán bemutatott menetfúró orsóelőtétekkel az egyszerű fúróegységekhez csatlakoztatva menetfúrási feladatok oldhatók meg. Az előzőekben bemutatott agregát célgépi építő egységek nem mutatták be a teljes választékot, csak az alapvető elemekre hívták fel a figyelmet. Természetesen egy célgéptervezési feladat megkezdése előtt széleskörűen tájékozódni kell a beszerezhető elemek gyártóitól a lehetőségekről Gépfelépítési (kompozíciós) elvek A célgépek tervezésekor az alábbi feladatokat, feltételeket, jellemzőket kell vizsgálni: 1. Termelési jellemzők, 2. Technológiai jellemzők, 3. Konstrukciós, gyárthatósági jellemzők. A termelési jellemzők vizsgálata során alapvető kiindulási pont, hogy agregatizálni csak azt a gyártmányt szabad, amely stabilan, hosszútávon, tömeggyártási méretekben fordul elő. A nagy darabszám nagy amortizációs alapot biztosít, s ezzel viszonylagosan csökken az egy darabra eső agregatizálási költség. Nem szabad figyelmen kívül hagyni, hogy az agregát A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 130

131 Agregát egységekből felépülő automata célgépek A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 131 célgépet az adott munkadarab gyártására tervezik és építik, tehát az eszköz a gyártmány gyártási életében amortizálódik. Ezért rendkívül fontos a gyártmány gyártási stabilitása, élethossza. Amennyiben egy-egy munkadarabból nincs elegendő darabszám, akkor vizsgálni kell a gyártmánycsaládok kialakítási lehetőségét. Ilyen esetben átállítható célgépet kell tervezni, ahol az átállítási lehetőségek az alábbiak lehetnek: átszerszámozás, átkészülékezés, orsóelőtétek cseréje, felesleges megmunkálóegységek kiiktatása. Könnyen belátható, hogy a már említett CNC vezérlésű agregát egységek megjelenése jelentősen segíti az ilyen feladatok megoldását. Az agregatizálás során számolni kell azzal, hogy magasak lehetnek a beruházási, üzembe állítási költségek. Rendkívül fontos a stabil, megbízható technológia, a jó minőségű építőelemek alkalmazása, az üzembiztos működés, egyébként jelentősen magasabbak lehetnek az üzemeltetési költségek a tervezettnél. A termelési jellemzők vizsgálata során meg kell határozni a beruházás gazdasági korlátait, valamint a berendezés elvárható termelékenységét. Fontos, hogy a termelékenység ne legyen nagyobb a szükségesnél, mert ez jelentősen és indokolatlanul megnöveli a beruházási költségeket. A termelékenység előzetes számításánál technológiai paraméterekből és tapasztalati adatokból indulhatunk ki. Az elméleti darabidő: t de t = t + t, de g ahol t g a gépi főidő, és t m a gépi mellékidő. m Az elméleti termelékenységi mutató: Q e = 1/ t de Természetesen lesznek a termelés során veszteségidők is, amelyeknek egy része tervezhető. Összetevői a szerszámcsere idő (t cs ), az esetleges átállítási idő (t át ), az ápolási idő (t áp ). t = t + t + t bt cs át áp A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 131

132 Agregát egységekből felépülő automata célgépek A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 132 A közelítő darabidő és a tervezett termelékenység: t = t + t dk de bt Qsz = 1/ t dk A gyakorlatban a tervezett darabidő összetevői - elsősorban a veszteségidők változhatnak. Ennek hatása a gépkihasználási fokkal vehető figyelembe. Ez tapasztalati érték, kb. 80% körüli a gyakorlatban. A gépkihasználás a megbízhatóság függvénye, s ez alapvetően a gép bonyolultságától, az alkalmazott építőelemek, a tervezői, építési munka minőségétől függ. t R = < 1, t + t h ahol t a munkában töltött idő, t h a hibák miatti állásidő. A várható termelékenység illetve a számított ciklusidő: Q = Q R v sz t csz = 1/ Qv A célgépi tervek elkészítésekor meg kell határozni a valós gépi adatok alapján a várható ciklusidőt, s azt kell összevetni a számított ciklusidővel. A várható termelékenységet és a beruházási költségkorlátot szokás tervezési alapparaméternek is nevezni. Az agregát célgépek technológiai jellemzői alatt azokat a technológiai és minőségi jellemzőket kell érteni, amelyek különösebb trükkök nélkül, az alapmegoldásokkal megvalósíthatóak. A szokásos technológiai eljárások a következők: 1. Belső hengeres felületek megmunkálása Telibefúrás Furatbővítés, felfúrás Mélyfúrás Süllyesztés Dörzsárazás Furatesztergálás Finom-furatesztergálás Beszúrás 2. Belső alakos felületek megmunkálása Menetfúrás Kúpesztergálás Kúpos dörzsárazás A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 132

133 Agregát egységekből felépülő automata célgépek A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 133 Belső üregelés 3. Külső hengeres felület megmunkálása Csapesztergálás (rövid csapok) 4. Alakos külső forgás-felületek megmunkálása Beszúrás Menetmetszés Üregelés 5. Külső síkfelületek Marás Fűrészelés Síkesztergálás Süllyesztés Külső üregelés Természetesen az agregát egységek is a fentebb felsorolt technológiák megvalósítására alkalmasak. Megjegyzendő, hogy az agregát célgépeknél a technológiai fő-és mellékmozgásokat az esetek többségében a megmunkáló egységek végzik. (Természetesen ettől eltérő, különleges esetek is előfordulhatnak.) A pontossági kérdések is jelentős technológiai jellemzők. Az elérhető méretpontossági osztályok különféle technológiák esetén eltérőek: fúrás IT13, vezetett fúróval IT9-IT10, süllyesztés IT9 vezetett süllyesztővel, dörzsárazás IT7, vezetett, merev befogású dörzsárral, finomfúrás IT6. A helyzetpontossági előírások a több pozícióban történő megmunkálás miatt jelentősen függnek a célgép építési pontosságától. Általános esetben az IT9-IT11 osztályok az elérhetők, szigorú esetben a megmunkálást ugyanabban a pozícióban kell elvégezni. A felületminőség a szerszámozás, a gép merevségének, a folyamatok rezgésszegénységének a függvénye. A munkadarab forgácsolhatósága is fontos technológiai jellemző. Általában kijelenthető, hogy előnyösebb a porforgácsot adó munkadarab anyag, egyéb esetekben mindig gondoskodni kell a megbízható for- A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 133

134 Agregát egységekből felépülő automata célgépek A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 134 gácstörésről. A forgácsminőség befolyásolhatja a tervezhető célgépstruktúrát is. A forgácsoló célgépek egységeivel - az egységgyártók kínálatától függően különféle mozgásciklusok valósíthatóak meg. Az OTTO SUHNER GmbH által forgalmazott fúróegységek lehetséges mozgásciklusait a ábra mutatja. A különleges megoldások kitűnően használhatóak. Az ugró ciklus az azonos tengelyű, megszakított fúrásoknál, a mélyfúró és a forgácstöréssel kombinált ciklusok a mély furatok megmunkálásánál előnyösek. A több sebességes ciklus fúrás-süllyesztés estén előnyös, ha a furatátmérők viszonylag jelentősen különböznek. A szembefúró ciklus a szembefúró orsóelőtéttel a támadási irányok számát növeli. Egyszerû fúrási ciklus Ugró fúrási ciklus Mélyfúró fúrási ciklus Forgácstöréssel kombinált fúrási ciklus stb. Szembefúró fúrási ciklus Több sebességes fúrási ciklus Gyorsmeneti mozgás Elõtoló mozgás Várakozás ábra Fúróegységek mozgásciklusai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 134

135 Agregát egységekből felépülő automata célgépek A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza A célgépi műveletek időrendjének meghatározása, a műveletek időbeli kiosztása A célgépek építésénél általában a lehető legnagyobb termelékenység elérése a cél, s ez azt kívánná, hogy a munkadarabok egyes felületeinek megmunkálása azonos időintervallumban, vagyis időben párhuzamosan történjen. Ennek megvalósítása nem egyszerű feladat, csak bonyolult, többpozíciós gép építésével lehetséges. A párhuzamosítás nem mindig jöhet szóba, vannak ún. triviális sorosodási kényszerek, pl. magfúrásmenetfúrás, nagyolás-simítás, stb. Technológiai okok miatti időbeli összeférhetetlenséget jelenthetnek a nagyolási és finommegmunkálási feladatok is. Az időrend meghatározásánál nagyon körültekintően, nagy alapossággal kell a lehetőségeket feltárni, mert ez lehet a kulcsa a sikeres célgépesítésnek. A további tárgyalás előtt szükséges néhány megállapodást, fogalmat rögzíteni. A megmunkálandó felületeket az angol abc nagybetűivel jelöljük: A, B, C, D stb. Az azonos, de több lépcsőben történő megmunkálások időrendjét a felület jelének alsó indexében adjuk meg. Például egy dörzsárazott furat esetén: B 1 telibe fúrás, B 2 furatbővítés, B 3 dörzsárazás. A technológiai lehetőségek kiválasztása után a felület jele a megmunkálási módra is utal. Az időbeliség jelölése az alábbi: soros kapcsolat: A B D párhuzamosodás: A B C Egy meghatározott támadási irányból ható első- vagy másodfokú szerszámot illetve szerszámcsoportot C betűvel jelöljük, ahol a felső index a támadási irányt, az alsó pedig az adott irányból ható szerszámcsoportok I I II II II számosságát mutatja. Tehát a C 1...C 2...C1...C 2... C3 jelölések az I irányból kettő, a II irányból pedig három szerszámcsoportot definiálnak. A támadási irányok értelmezését a ábra segíti: A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 135

136 Agregát egységekből felépülő automata célgépek A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 136 Z Támadási főirányok Támadási mellékirányok C I C II C IV C V Y C III C VI X ábra Támadási irányok éretelmezése A fősíkokra merőleges irányok a támadási főirányok, ebből összesen hat darab van, de számuk a célgépépítés során csökken. Nem lehet általában támadni a munkadarabot a helyezési síkja felől, vagyis alulról (C VI ), valamint többpozíciós gép esetében a munkadarab továbbítási irányból (C IV és C V ). Ezzel tehát összesen három főirány marad, amely általában minden korlátozás nélkül felhasználható. Megjegyezzük, hogy a főirányok száma célgépi struktúrafüggő, az előbbi megszorítások az általános helyzetre vonatkoznak. A támadási irányok mindig a munkadarabhoz kötöttek. A különböző célgépi struktúrák elemzése során is a főirányokat tekintjük alapvetően meghatározónak. A mellék támadási irányok száma elvileg korlátlan, a gyakorlatban ritkán van szükség az alkalmazásukra. A célgépi pozíció a munkadarab egyed köré összevont szerszámok, szerszám csoportok közös munkatere. Egyszerű munkadarabok esetén előfordulhat, hogy a munkadarabon szükséges összes megmunkálás elvégezhető egyetlen pozícióban, ilyenkor egypozíciós célgépről beszélünk. Természetesen a gyakoribb eset az, amikor bonyolultabb, összetettebb megmunkálásra van szükség, s ennek már csak az un. többpozíciós célgépek felelnek meg. A pozíciókat szokás megkülönböztetni aszerint, hogy milyen célt szolgálnak. Így vannak passzív pozíciók, ahol a gép kiszolgálása történik, vagyis a munkadarabcsere, a tisztítás, a szerszámok törés el- A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 136

137 Agregát egységekből felépülő automata célgépek A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 137 lenőrzése. Az aktív pozíciókban a tényleges forgácsolási folyamatok folynak. A célgépek pozícióinak számát nagyon sok minden befolyásolja. A passzív pozíciók száma a célgépi struktúrától függ, 0, 1 vagy 2 lehet a legkevesebb. Ha tisztító és ellenőrző állomások is vannak, akkor a passzív pozíciók száma ezek számától is függ. Az aktív pozíciók számának szélső értékei jól definiálhatók. Az aktív pozíciók számának maximuma a különböző támadási irányból ható szerszámok, szerszámcsoportok számosságával egyenlő, vagyis: p = k, a max n i= 1 i ahol k i a különböző támadási irányból ható szerszámcsoportok száma, és n a különböző támadási irányok száma. Természetesen a p a max értéke elméleti érték, hisz azt fejezi ki, a célgép olyan felépítésű, ahol minden aktív pozícióban csak egyetlen szerszámcsoport dolgozik, ez pedig egy rendkívül pazarló, értelmetlen megoldás lenne. Az aktív pozíciók számának minimumát a különböző támadási irányokból ható szerszámcsoportok számából a legnagyobb adja, vagyis p MAX( a min = k i ), ahol k i a különböző támadási irányokból ható szerszámcsoportok számossága. A minimális aktív pozíciószám a gyakorlatban nem mindig tartható, technológiai, konstrukciós és kiszolgálhatósági feltételek akadályozhatják megvalósítását. Az aktív pozíciók száma a gyakorlatban p a min p a < p a max a célgép pozícióinak száma pedig a fentiek alapján p= p p + p a A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 137

138 Agregát egységekből felépülő automata célgépek A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 138 k 4 =1 IV C 1 C I I I 1 C2 C3 C II C II 1 2 C III III III III 1 C2 C3 C4 k 1 = 3 k 3 = 4 k 2 = 2 C II C II 1 2 C I I I 1 C2 C3 k 1 = 3 IV C 1 k 4 = 1 C III III III III 1 C2 C3 C4 k 3 = ábra Célgépi pozíciók száma A pozíciószám számításának értelmezésére szolgál a ábra. A bemutatott feladatnál az aktív pozíciók száma: p a max = k 1 +k 2 +k 3 +k 4 = = 10 p a min = MAX(k i ) = MAX(3;2;4;1) =4 A felületkomplexum a munkadarab azon felületeinek összessége, amelyek azonos megmunkálási móddal, azonos támadási irányból, azonos pozícióban munkálhatók meg. A célgéptervezés során a felületkomplexumok képzésének különösen bonyolult, összetett munkadarabok célgépesítésekor van jelentősége, egyszerűbb esetekben, ahol a teljes feladat jól átlátható, elhagyható. Néhány egyszerű példán az alábbiakban mutatjuk be a műveletek időbeli kiosztásának folyamatát, az időkiosztási képlet előállítását. A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 138

139 Agregát egységekből felépülő automata célgépek A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 139 C II C I A C F C III B D E ábra Megmunkálandó munkadarab A ábraábrán látható munkadarabon az A, B, C, D, E és F felületeket kell megmunkálni. A megmunkálási módok: A és F felületek csoportos szerszámmal marás C II irányból B, C, D, E felületek fúrás ill. furatsüllyesztés a C I irányból, vagy B, C, D a C I és E a C III irányokból. A kialakítható felületkomplexum variánsok: 1. C I és C II támadási irányokat kihasználva I komplexum: A F II komplexum: D B C E 2. C I és C II és C III támadási irányokat kihasználva I komplexum: A F II komplexum: B C D III komplexum: E 3. C I és C III támadási irányokat kihasználva I komplexum: A II komplexum: B C D III komplexum: E IV komplexum: F Látható, hogy egy ilyen egyszerű feladat esetében is több lehetséges megoldásváltozat adódik, s ez is bizonyítja a módszeres változat-feltárás szükségességét abból a célból, hogy lehetőleg megtaláljuk az optimális megoldást. A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 139

140 Agregát egységekből felépülő automata célgépek A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 140 Az időbeli kiosztási képletek az előzőek alapján nagyon egyszerűen felírhatók mindhárom változatra: 1. {A F (D B C E) csere} 2. {A F (B C D E) csere } 3. {A F (B C D E) csere } Megvizsgálva a változatokat belátható, hogy a 2. megoldás tűnik a legkedvezőbbnek, mivel itt a feladat egyetlen pozícióban elvégezhető, mert mindhárom támadási irányból egy-egy szerszámmal kell támadni a darabot, s a (B C D E) párhuzamos kiosztás rövidebb idejű, mint a (D B C E) egy soros kapcsolatot is tartalmazó megoldás. A 3. megoldást elvetjük, mert a C I és a C III támadási irányokból két-két szerszámcsoport hat, ezért a feladat csak többpozíciós, vagy egyéb trükköt alkalmazó megoldásként jöhetne szóba. A fenti elemzést segíti, ha a másodfokú szerszámcsoportokat mátrixos formában írjuk fel, s ekkor látszik, hogy a mátrixnak egy egy sora különkülön pozíciót jelent. C egy pozíció I II 1. [ ] 1 C1 I II III 2. [ C ] C egy pozíció 1 1 C1 I III C C két pozíció I III C C 2 2 A következő példában azt mutattuk be, hogy a közel azonos idejű műveletek párhuzamosítása is előnyös lehet. A feladatot a ábra mutatja. A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 140

141 Agregát egységekből felépülő automata célgépek A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 141 C II C I B C D A A C III 4xB B 4xB A C 4xB D A t 1 C D 4xB t ábra Megmunkálandó munkadarab A lehetséges időbeli kiosztási képletek: 1. változat: A C 4xB D 2. változat: A C 4xB D Az ábra mutatja az ún. időciklogramokat is, s ezekből jól látható, hogy az 1. megoldás kedvezőbb, mert a ciklusideje rövidebb, t 2 > t 1. A feladatban a 4xB jelölés ismétlődő felületeknél szokásos, itt azt jelenti, hogy a B jelű furatból négyet kell készíteni. Az előzőekben bemutatott időkiosztási folyamatban az eredményül kapott időbeli kiosztási képlet az adott munkadarab egyed megmunkálásának időbeli folyamatát mutatta. A későbbiekben látni fogjuk, hogy létezik a célgépre vonatkozó időbeli kiosztási képlet is A célgépi időciklogramok A célgép működésének időbeli lefolyását az un. időciklogramokkal szokás ábrázolni, szemléltetni. Tervezésének alapját a műveletek időbeli kiosztási képletei adják, s teljessé akkor válnak, ha már megterveztük a célgépi struktúrát is. A célgépek végleges időciklogramjai adják az alapot a A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 141

142 Agregát egységekből felépülő automata célgépek A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 142 vezérlés, a vezérlő program elkészítéséhez szükséges ütemdiagramok megtervezéséhez. Az időciklogramokban a soros műveleteket folytatódó, a párhuzamosokat párhuzamos vonalakkal jelölik, ráírva annak a felületnek a betűjelét, amelynek a műveleti idejét mutatja a vonalszakasz. A műveleti idők nagyon egyszerűen számíthatók: t = t + t + t + t t i gi gi s = v gi g, fi t fi vi s = v fi ei v, t vi s = Az egyenletek egy egyszerű fúrási ciklus időszámítását mutatják be. A jelölések a következők (lásd ábra): t i a ciklus műveleti ideje t gi a gyorsmeneti megközelítési idő t fi a forgácsolási sebességgel megtett mozgás ideje t vi a szerszám alaphelyzetbe való visszafutásának ideje t v a forgácstörési várakozási idő (ha van) s gi a gyorsmeneti megközelítés távolsága s fi az előtolással megtett úthossz. gi + s A ábra lehetséges időciklogram felépítésekre mutat általános példát: 1. START 2. START v gi fi A B C * ** D csere 1. poz. 2. poz. ciklusidõ * pozícióváltási idõ ** alaphelyzetbe visszafutási idõ ábra Soros időciklogram A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 142

143 Agregát egységekből felépülő automata célgépek A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 143 Az ábrán egy olyan eset látható, ahol az 1. és 2. pozíciókban időben sorosan történik az A, B, C, D felületek megmunkálása, a 2. pozícióban történik a munkadarabcsere, az asztal a csere után alaphelyzetbe fut (1-es pozícióba), s ekkor kezdődhet az újabb, a 2-ik munkadarab megmunkálása. Az időciklogramokban a ciklusidő meghatározása szempontjából megkülönböztetik a domináns és a kritikus műveleti időket. A domináns idő soros ciklogramoknál, ahol az egyes pozíciókban eltöltött idők sorosodnak, az a leghosszabb idő, amely alapvetően meghatározza a ciklusidőt. A kritikus idő párhuzamos ciklogramoknál, ahol az egyes pozíciókban eltöltött idők párhuzamosak, az a leghosszabb idő, a leghosszabb pozícióidő, amely egyértelműen meghatározza a ciklusidőt. Ezen időtagok felismerése azért fontos, mert a célgép termelékenységének növelése elsősorban ezen időtagok csökkentése révén lehetséges. A ábra egy párhuzamos felépítésű ciklogramot mutat. 1. START 2. START 1. pozíció A B 2. pozíció 3. pozíció C csere D * ciklusidõ * pozícióváltási idõ ábra Párhuzamos időciklogram A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 143

144 Agregát egységekből felépülő automata célgépek A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 144 Az ábrán látható a ciklogram jellemzője, hogy a különböző pozíciókban időben párhuzamosan folyik a megmunkálás, csak a pozícióváltás ideje soros. A C művelet itt kritikus műveletnek is tekinthető A célgépi műveletek térbeni összevonásának kérdései A műveletek időrendi sorrendjének meghatározását követően, annak eredményét felhasználva ki kell dolgozni a műveleti eszközök térbeli elrendezését is, melynek három szintjét szokás megkülönböztetni, úgymint: a műveleti eszközök elsőfokú térbeli összevonása, a műveleti eszközök másodfokú térbeli összevonása, a műveleti eszközök harmadfokú térbeli összevonása A műveleti eszközök elsőfokú térbeli összevonása Az elsőfokú összevonás célja, hogy az azonos támadási irányból ható szerszámokat közös forgástengelyre vonjuk össze. Az összevonás eredménye a programszerszám. Az összevonás feltételei: az időkiosztásnak megfelelés, vagyis az egyes felületek elkészülési sorrendje nem változhat az összevonás következményeként, technológiai összeférhetőség, vagyis a közös forgástengelyen lévő szerszámélek forgási sebessége azonos, de a tengelytől mért távolságuk változhat, s ezzel különböző lesz a megvalósított forgácsolási sebesség. Az előtolási sebesség is közös, tehát ezek összehangolására van szükség, konstrukciós összeférhetőség, ez azt jelenti, hogy az összetett szerszámnál is megfelelően gondoskodni kell a forgácselvezetés mellett a hűtésről, a megfelelő szilárdságról, az élek pontos beállíthatóságáról és cserélhetőségéről. Az agregát célgépeknél nagyon gyakori megmunkálási feladat a szabványos kötőelemek számára a férőhely elkészítése. Erre mutat példákat a ábra: A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 144

145 Agregát egységekből felépülő automata célgépek A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 145 A l B A B l AIIB A B AIIB A B ábra Elsőfokú térbeli összevonás A szerszámgyártók az ilyen feladatokhoz rendelhető szerszámokat nagyon gyakran nagy választékban kereskedelmi áruként forgalmazzák, s természetesen a célgépesítés során ezeket a lehetőségeket kell felhasználni. Más esetekben szerelt programszerszámokat kell alkalmazni Erre a ábra mutat egy egyszerű példát: A B A B AIIB ábra A példában az A felületet homloksüllyesztéssel, a B felületet fúrással kell elkészíteni. Célszerűen a szerelt programszerszám egy szabványos csigafúró és egy szintén szabványos feltűzhető süllyesztőből kialakítható. A fenti példák az egyszerűbb megoldásokra mutattak lehetőségeket, de természetesen a gyakorlatban gyakran sokkal bonyolultabb, több felület megmunkálására alkalmas programszerszámokat kell használni. Ezeket a feladatokat a forgácsoló szerszámok tervezési és gyártási szabályai szerint kell megtervezni és előállítani. A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 145

146 Agregát egységekből felépülő automata célgépek A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza A műveleti eszközök másodfokú térbeli összevonása A műveleti eszközök másodfokú térbeli összevonásának célja, hogy az azonos támadási irányból ható szerszámokat, szerszámcsoportokat közös előtoló egységre vonjuk össze. Az összevonás eredménye a többorsós orsóelőtét. Az összevonás feltételei: az időkiosztásnak megfelelés, vagyis az egyes felületek elkészülési sorrendje most sem változhat az összevonás következményeként, technológiai összeférhetőség, vagyis a közös előtéten lévő szerszámok előtolási sebessége is közös, tehát ezek összehangolására van szükség. A szerszámok forgási sebessége legyen n i, az előtolásuk f i, ezzel az előtolási sebességük v = n f ei i i Az előtét akkor lesz működőképes, ha minden szerszám v ei szükséges előtolási sebessége azonos értékű. A szerszámok forgási sebességei különbözőek lehetnek, forgásirányuk is eltérő lehet. Fontos technológiai követelmény még az is, hogy egyetlen előtéten belül nem lehet különböző megmunkálási fázisban lévő felületek szerszámait összevonni (pl. nagyoló és simító szerszám) konstrukciós összeférhetőség, ez azt jelenti, hogy az előtétbe szerelt szerszámorsók konstrukciósan elférjenek, a tengelytávolságok olyanok legyenek, hogy a megfelelő szilárdságú orsók csapágyazásai elférjenek, a szükséges forgácsolási teljesítmények az egyes szerszámokhoz átvihetők legyenek. A ábra egy egyszerű többorsós előtétet mutat: Az egyes orsókról levehető forgácsolási teljesítmény P i összegződik, s ezt az összegzett teljesítményt kell a főhajtóműnek biztosítania P be = P i. Főhajtómű n be n i ; P i P be n i ; P i ábra Többorsós előtét kinematikája A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 146

147 Agregát egységekből felépülő automata célgépek A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 147 A többorsós előtétek lehetnek fix orsótávolsággal építettek, illetve vannak változtatható orsótávolságúak is. Ezen utóbbiak gyakran tipizált egységként megvásárolhatóak. Erre mutat egy példát a ábra az OTTO SUHNER GmbH gyártmányai közül. Az MH40 típusjelű négyorsós orsóelőtét állítható orsóhelyzetű, orsóiba fúrók, menetfúrók foghatók be patronokkal illetve gyorscserélő befogókkal ábra SUHNER MH 40 orsóelőtét A többorsós előtéteket szokás a szerszámozásuk és a megvalósított technológia szerint is csoportosítani. A technológia szerint vannak homogén technológiájú (pl. csak fúrás), vegyes technológiájú (pl. fúrás-marás) egységek. A szerszámozás szerint vannak: homogén szerszámozású (azonos típusú szerszámok), vegyes szerszámozású (egyszerű és programszerszámokat is tartalmazó) előtét egységek. A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 147

148 Agregát egységekből felépülő automata célgépek A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza A célgépi megmunkáló szerszámok harmadfokú térbeli összevonásának kérdései, pozíció-változatok képzése Az időbeli művelet-kiosztási kérdések tárgyalásánál már definiáltuk a célgépi pozíció fogalmát, típusait, számának minimális és maximális értéke meghatározási kérdéseit. A célgépi pozíciók kialakítása szoros kapcsolatban van a majdan kiválasztható célgépi struktúrával, ezért mondhatjuk, hogy ez egy kiemelten fontos, nagy körültekintést és tervezői tapasztalatot kívánó feladat. A harmadfokú térbeli műveleti-eszköz összevonás célja a műveleti eszközök egy-egy munkadarab köré való csoportosítása, közös munkatér kialakítása. Az összevonás eredményei a célgépi pozíciók, illetve a pozíció változatok. A pozícióképzés feltételei: az időkiosztásnak megfelelés, vagyis az egyes felületek elkészülési sorrendje nem változhat az összevonás következményeként, de ha szükséges, akkor az egyes támadási irányokból ható szerszámcsoportok követő vagy előző időrendjei, ha technológiai korlát nincs, akkor felcserélhetőek, s ezáltal különböző pozíciótartalmak alakíthatók ki. technológiai összeférhetőség, vagyis a közös munkatérben, pozícióban lévő technológiák nem zavarhatják egymást. Például azonos pozícióban nem szerepelhet együtt egy rezgéskeltő marás egy befejező finomfúrással, de az is fontos, hogy ne legyenek szélsőségesen eltérőek a forgácsolási teljesítmények sem a nagyon eltérő erőhatások miatt. Természetesen ezeket a problémákat a gyakorlott célgéptervezők már az időbeli kiosztási feladat megoldásánál is figyelembe veszik. a konstrukciós összeférhetőség azt jelenti, hogy a pozícióban a megmunkáló egységeknek el kell férniük úgy, hogy a szükséges szerszámcserék, tisztítási és karbantartási, ápolási feladatok is elvégezhetők legyenek. Hasonlóan figyelni kell arra is, hogy a célgép szerelhető legyen. A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 148

149 Agregát egységekből felépülő automata célgépek A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza A célgépi pozíciók összekötésének módjai, a jellegzetes célgépi struktúrák A célgépi pozíciók összekötési módja, vagyis a pozíciók közötti készülék és munkadarab továbbítás folyamatának és eszközének megválasztása egyértelműen meghatározza a célgépi struktúrát. A jellegzetes célgépi struktúrák tehát az összekötés módja és eszköze alapján a következők lehetnek: 1. vannak a. egypozíciós b. többpozíciós célgépi struktúrák. Természetesen az egypozíciós célgépek esetén nincs értelme pozícióösszekötésről beszélni, hisz az nincs. A többpozíciós célgépek esetén az összekötés pályája lehet 1. lineáris és 2. körpálya A lineáris pálya esetén a célgép lehet: 1. léptetett hosszasztalos, (vagy egyes irodalmakban lineáris osztóasztalos) 2. átmenőpályás lineáris sor, vagy transzfer sor, (másként kötöttütemű gépsor) Körpályás továbbítás esetén lehet: 1. Körasztalos, vagy osztóasztalos 2. Dobos, vagy osztódobos Természetesen ezek az alapváltozatok még további alváltozatokat is takarnak, ezekről a részletes tárgyalásnál szólunk. A célgépstruktúrákat további egyéb szempontok alapján is szokás osztályozni, vagyis: 1. ha a célgép minden aktív pozíciójában: -van ugyanabban az időben munkadarab, akkor a célgép teljes feltöltöttségű, ezek a termelékenyebb formációk, -ha nincs, akkor részleges feltöltöttségű a struktúra. 2. ha a célgépi pozíciókban egy munkadarab van egyszerre, akkor: -egy munkadarabos a megmunkálás -ha több (általában kettő), akkor többdarabos a megmunkálás Az egypozíciós célgépi struktúrák Alaptípusai: 1. Egyszerű egypozíciós célgép, A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 149

150 Agregát egységekből felépülő automata célgépek A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza Egypozíciós revolverfejjel, 3. Egypozíciós, több munkadarabhelyzetes, 4. Egypozíciós, több munkadarabos. Az egyszerű egypozíciós célgép vázlatát mutatja a ábra. IV C 1 I C 1 II C 1 III C 1 IV C 1 I C 1 III C 1 I C 1 II C 1 II C 1 III C 1 I C 1 IV C 1 III C 1 IV C1 ciklusidő csere csere ábra Egypozíciós célgép A struktúra jellemzői az alábbiak: egyszerű munkadarabok, egydarabos megmunkálás minden főirányból egyetlen szerszámcsoport, legfeljebb négy támadási irány, teljes feltöltöttségű, a műveleti idők a kiosztás függvényében párhuzamosodnak, de lehetnek sorosodások is, a munkadarab csereideje mindig sorosan helyezkedik el, a megoldás egyszerű, gyakran használják, az időbeli kiosztási képlet azonos a munkadarabra és a gépre egyaránt: A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 150

151 Agregát egységekből felépülő automata célgépek A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 151 I II III IV C C C C csere Az egypozíciós, revolverfejes megoldást a ábra szemlélteti: I C 2 I C 1 IV C 1 III C 1 III C 3 1. rev.fej 2. rev.fej I C 1 I C 2 II C III C 1 III C 2 III C 3 IV C I C 2 1. rev.fej I C 1 csere II C 1 IV C 1 III C 1 2. rev.fej III C 2 III C 3 III C 1 I C 1 II C 1 III C 2 * * * C IV 1 I C 2 * * III C 3 ciklusidő csere * revolverfej váltási idő ábra Egypozíciós, revolverfejes célgép A revolverfejes, egypozíciós struktúra jellemzői: bonyolultabb munkadarabok, egydarabos megmunkálás két főirányból több szerszámcsoport, 2, 3 legfeljebb négy támadási irány, teljes feltöltöttségű, a műveleti idők a kiosztás függvényében párhuzamosodnak, de lehetnek sorosodások is, a revolverfejek váltási idői sorosodnak a munkadarab csereideje mindig sorosan helyezkedik el, a megoldás bonyolult és költséges revolverfejeket igényel, ennek ellenére gyakran használják, az időkiosztási képlet itt is azonos a gépre és a munkadarabra: I I II III III III IV ( C C ) C ( C C C ) C csere A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 151

152 Agregát egységekből felépülő automata célgépek A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 152 Az egypozíciós, több munkadarabhelyzetes megoldásra mutat példát a ábra: C II C 1 1. helyzet 2xA I C 1. o 180 ford. I C 2 2xB C C I 1 II 1 C I 2 1. helyzet 2. helyzet 2. helyzet 1. helyzet 2. helyzet 2xA ford. ford. C 2xB csere ciklusidő ábra Egypozíciós, több munkadarabhelyzetes célgép A bemutatott példán látható, hogy az I-es támadási irányból a menetes furat elkészítéséhez kettő, időben soros szerszámcsoport szükséges, s ez a probléma feloldható a kettő munkadarabhelyzet alkalmazásával. A struktúra jellemzői: bonyolultabb munkadarabok, egydarabos megmunkálás egy főirányból több szerszámcsoport, (2, 3) legfeljebb négy támadási irány, teljes feltöltöttségű, a műveleti idők a kiosztás függvényében párhuzamosodnak, de lehetnek sorosodások is, a fordítás idői sorosodnak a munkadarab csereideje mindig sorosan helyezkedik el, a megoldás nem túl bonyolult, egyszerű fordítókészüléket igényel, A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 152

153 Agregát egységekből felépülő automata célgépek A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 153 az időkiosztási képlet itt is azonos a gépre és a munkadarabra: 2xA C fordítás 2xB fordítás ( ) csere A ábra egy egypozíciós, kettő munkadarabos megoldást mutat. A megoldás a ábraábrán bemutatott verzióból egyszerűen származtatható. A lényegi különbség az, hogy a kétdarabos megoldásnál egyidejűleg két darabon folyhat megmunkálás, s annak ellenére, hogy a munkadarabok gépen töltött ideje nem tér el lényegesen, a darabkövetkezési vagy ciklusidő a kétdarabos megoldásnál rövidebb, tehát a gép termelékenyebb. Ez a megoldás tulajdonképpen már átvezet a többpozíciós megoldásokhoz. Fontos megjegyezni, hogy a többdarabos megoldások esetében a egyszerre egy pozícióban lévő munkadarabok más-más helyzetet foglalnak el a munkatérben, hisz csak így biztosítható a több támadási irányból való megmunkálás. A struktúra főbb jellemzői az alábbiak: bonyolultabb munkadarabok, többdarabos megmunkálás, egy-két főirányból több szerszámcsoport, (2,3) legfeljebb négy-öt támadási irány, teljes feltöltöttségű, a műveleti idők a kiosztás függvényében párhuzamosodnak, de lehetnek sorosodások is, a fordítási, átrakási idők sorosodnak a megoldás nem túl bonyolult, a kiszolgálása összetettebb, de termelékenysége jobb, az időkiosztási képlet itt különböző a munkadarabra és a gépre vonatkozóan: a munkadarabra: 2xA C átrakás 2xB a gépre: 2xA C 2xB átrakás, csere A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 153

154 Agregát egységekből felépülő automata célgépek A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 154 C II C 1 1. helyzet 2xA I C I C 2 2xB C C I 1 II 1 C I 2 felrak o 180 leszed fordít, átrak 2xA 1. helyzet 2. mdb. C csere, ford. 1. mdb. 2xB 2. helyzet ciklusidő ábra 2. helyzet Egypozíciós, két munkadarabos megmunkálás Többpozíciós célgépstruktúrák Léptetett hosszasztalos agregát célgépek fontosabb jellemzői a következők: záródó-visszafutó lineáris készülék-munkadarab mozgatás, a továbbító pálya szánegységekből kialakítható, részleges feltöltöttségű, 2-3 aktív és 0-1 passzív pozíció, kis és közepes méretű és bonyolultságú munkadarabokhoz, a műveleti idők pozíciónként sorosodnak, kisebb termelékenység, de egyszerű felépítés, 3, egy síkban lévő fő támadási irány, ( alagút - szerű) de szükség esetén ez további 2-vel növelhető bizonyos feltételek mellett, az időkiosztási képlet azonos a gépre és a munkadarabra vonatkozóan. A ábra egy 2+1 pozíciós felépítési lehetőséget mutat: A felépítés sajátosságai a következők: az 1. pozíció a cserepozíció, tehát passzív pozíció, A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 154

155 Agregát egységekből felépülő automata célgépek A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 155 a 2. és 3. pozíciók aktív pozíciók, mindkettőben 3-3 főirányból támadható a munkadarab, a 3. pozícióban használható egy negyedik főirány is, de csak egyetlen szerszámcsoport esetén jó a megoldás, az időkiosztási képlet mind a gépre, mind a munkadarabra nézve ugyanaz: csere I II III I II III IV ( C C C ) ( C C C C ) csere III C 1 1. poz. 2. poz. 3. poz. léptetés III C 2 léptetés alphelyzetbe visszafutás IV C 1 2. poz. I C 1 II C 1 III C 1 I C 2 II C 2 III C 2 csere I C 1 I C 2 IV C 1 - IV C 1 3. poz. II C 1 II C 2 1. Start 1. poz. 2. Start csere 2. poz. * I C 1 II C 1 III C 1 * I C 2 3. poz. ** * pozicióváltás * * asztal visszafutás II C 2 III C 2 IV C 1 ciklusidő ábra 2+1 pozíciós léptetett hosszasztalos célgép A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 155

156 Agregát egységekből felépülő automata célgépek A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 156 A ábra egy nagyon egyszerű, de mégis sokat tudó léptetett hosszasztalos struktúraváltozatot mutat. A változat 2+0 pozíciós, tehát a cserepozíció össze van vonva az első aktív pozícióval. Bizonyos megkötéssel 5 támadási főirány használható ki, s ezzel viszonylag bonyolult alkatrészek esetén is használható ez a megoldás. V C 1 III C 1 III C 2 IV C 1 1. poz. 1. poz. 2. poz. I C 1 I C 2 léptetés alphelyzetbe visszafutás - III C 1 II C 1 III C 2 V C 1 I C 1 I C 2 IV C 1 - IV C 1 V C - 1 csere II C 1 2. poz. 1. Start csere 1. poz. 2. poz. I C 1 V C 1 III C 1 * IV C 1 I C 2 II C 1 ** * pozicióváltás III C 2 * * asztal visszafutás ciklusidõ ábra 2+0 pozíciós léptetett hosszasztalos célgép A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 156

157 Agregát egységekből felépülő automata célgépek A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 157 A lineáris sorok felépítésére mutat példát a ábra: készülékvisszszállító, passzív zóna fel I C 1 I C 2 I C 2 n n-2 n-1 n. II C 1 II C 2 II Cn 2 megmunkáló, aktív zóna I Cn 1 II Cn 1 le ábra Lineáris sor A felépítés alapvető jellemzői a következők: az agregát célgépek megjelenésekor már ezeket építették az autógyárak, rendkívül költséges, nagy helyigényű, sok pozíciós, (akár 50 fölött is lehet) teljes feltöltöttségű, mindig van kettő passzív pozíció a munkadarab felrakásához és leszedéséhez, általában vándorkészülékes, tehát a munkadarab a készülékkel együtt utazik a soron az aktív zónában, kell egy készülék-visszaszállítási, ún. passzív zóna, itt tisztítják meg a készülékeket, a fő támadási irányok száma mindössze három, s ezek egy síkban vannak, a pálya alagút-szerű, sok készülékre van szükség, ez növeli a költségeket, a készüléktovábbító rendszerek mindkét zónában általában egyedi tervezésűek, tipizált elemek ritkán használhatók, nagyméretű munkadarabok megmunkálására is alkalmasak. A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 157

158 Agregát egységekből felépülő automata célgépek A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 158 gyakori, hogy a megmunkáló pozíciók közé ellenőrző, tisztító, mérő állomásokat építenek, nagy termelékenységű, a műveletek időkiosztási képlete más-más a gépre és a munkadarabegyedre vonatkozóan: munkadarabra I II III fel C C C 3.poz. L n 1.poz. gépre fel ( ) ( ) ( ) leszedés I II III ( C C C )( 3.poz. ) ( L n 1.poz. )leszedés Látható, hogy bár a munkadarab hosszú időt tölt a gépen, a pozíciók közötti teljes párhuzamosodás rövid ciklusidőt eredményez. Ezt szemlélteti a ábra időciklogramja is: 1. poz. 2. poz. 3. poz. felrakás I C 2 I C 1 II C 1 II C 2 léptetés I C 1 I C 2 I C 3 II C 1 II C 2 II C III C 3 1. p. 2. p. 3. p. n-1. poz. I Cn 1 II III Cn C 1 n 1 n-1. p. n. poz. leszedés ciklusidõ ábra Lineáris sor időciklogramja Fontos megjegyezni, hogy az egyes pozíciók műveleti időihez képest a pozícióváltás ideje sorosodik, tehát a ciklusidőt a leghosszabb pozícióidő - A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 158

159 Agregát egységekből felépülő automata célgépek A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 159 ez a kritikus időtag, - és a váltási idő adják. A lineáris sor gazdaságos működtetésének biztosításához arra kell törekedni, hogy a különböző pozíciók pozícióidői minél inkább azonosak legyenek. A támadási irányok számának növelésére a lineáris soroknál alkalmazható kitérő pálya, a ciklusidő felezésére pedig pozíciótöbbszörözés. Ezekre mutat példát a ábra, és a ábra. I C 1 IV C1 V C 1 I C 2 II C 1 Kitérő pálya alkalmazása ábra Kitérő pálya II C 2 2a.p. 1.p. 3.p. 2b.p. Pozíció többszörözés alkalmazása ábra Pozíciótöbbszörözés A pozíciótöbbszörözést akkor célszerű alkalmazni, ha az egyik pozíció (itt a 2.) műveleti ideje kb. a duplája a többinek, s nem lehet csökkenteni egyéb eljárással. A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 159

160 Agregát egységekből felépülő automata célgépek A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 160 Lineáris sorok építésénél komoly gondot jelent a készülékvisszaszállítás megoldása. A passzív zóna az aktív mögött nagy alapterület igényt jelent, s problémás a hátsó vízszintes egységek elhelyezése is. Az aktív zóna feletti visszaszállító pálya a függőleges egységeket korlátozza, s esetleg szennyezi az aktív zónát. Az aktív zóna alatti alagútban való elhelyezés építési és karbantartási gondokat vet fel. A legkedvezőbbnek tekinthető megoldás, amikor a passzív zónát az aktív fölött és mögött helyezik el. A lineáris sorok építésénél és üzemeltetésénél egyaránt komoly gondot jelent, hogy a rendszer nagyon sok megmunkáló állomást tartalmaz, ugyanakkor kötött ütemű, tehát minden pozícióban az előre megtervezett módon és időben kell a megmunkálásoknak lezajlani. Ebből az következne, hogy bármely állomáson bekövetkező hiba, üzemzavar a teljes rendszer leállításához vezetne. Ennek elkerülése érdekében a hosszú sorokat célszerűen szakaszokra bontják, s az egyes szakaszok között átmeneti tárolókat, puffereket építenek a szakaszkész munkadarabok számára. Ez kettős eredménnyel is jár: egyrészt üzemzavar esetén lehetőség adódhat csak a meghibásodást tartalmazó szakasz leállítására, másrészt a szakaszok készüléktovábbító mechanizmusai egyszerűbbek, megbízhatóbbak lehetnek, mint egy teljes sort kiszolgálóké. Az üzembiztonság növelése érdekében fokozott jelentősége van a mérőállomások célszerű beépítésének, valamint a technológiai folyamatoknál a kényes helyeken a szerszámtörés ellenőrzés megvalósítására. A mai valóság bemutatása érdekében szükséges megjegyezni, hogy a CNC gépek széleskörű elterjedésének is köszönhetően az agregátokból épített gyártósorokat háttérbe szorítják a rugalmas gyártórendszerek, az FMS-ek, ahol az egyes megmunkáló állomásokon lévő CNC megmunkáló központok nagyobb technológiai koncentrációt, technológiai univerzalitást biztosítanak, s a rendszerek a számítógépes irányításnak köszönhetően rugalmasabbak, kötetlen üteműek. A többpozíciós célgépek másik nagy csoportjába azok tartoznak, amelyeknél a továbbítási pálya körpálya. Ebbe a csoportba tartoznak a körasztalos, vagy osztóasztalos, és a dobos vagy osztódobos struktúrák A körasztalos célgépek igen elterjedt, előszeretettel alkalmazott megoldások. Típusai a következők: egyszerű körasztalos megoldás, gyűrűs körasztalos megoldás, planetár körasztalos megoldás, A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 160

161 Agregát egységekből felépülő automata célgépek A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 161 többdarabos körasztalos megoldás. Az egyszerű körasztalos változat felépítését mutatja a ábra: I C 1 II C 1 II C 2 II C 3 I C 3 I C 1 II C 1 2. poz. I C 2 II C 2 3. poz. I C 1 2. poz. I C 2 3. poz. 1. poz. csere tangenciális irányok I C 3 4. poz. I C 3 csere II C 1 II C 3 I C 1 I C 2 I 2 C I 3 C II C 3 4. poz. * 1. poz. 2. poz. 3. poz. 4. poz. ciklusidõ * asztalváltási idõ ábra Körasztalos célgép Az egyszerű körasztalos struktúra jellemzői: 8-12 pozíció is lehet, kis és közepes munkadarabméret, egyszerűbb darabok, mindössze kettő támadási főirány, (radiális és axiális) tangenciális irányok kerülendők, ütközési és konstrukciós problémák, teljes feltöltöttségű, a csere időben párhuzamos, csak a váltási idő sorosodik tipizált egységekből építhető, nagy termelékenységű, az időkiosztási képlet más a munkadarabra és más a gépre: A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 161

162 Agregát egységekből felépülő automata célgépek A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 162 munkadarabra: csere gépre: csere I II I II I II ( C C ) ( C C ) ( C ) C I II I II I II ( C C ) ( C C ) ( C ) C Az időbeli kiosztási képlet is jól tükrözi a nagy termelékenység forrását. Látható, hogy a munkadarabok minden pozícióban időben párhuzamosan megmunkálás alatt vannak, s ezen idő alatt lezajlik a csere is. Az egyszerű körasztalos struktúra bemutatott kedvező jellemzői mellett sajnos komoly hátránya, hogy nagyon kevés a kihasználható fő támadási irányok száma, mindössze kettő. A már felsorolt további változatok mindegyikének fő célja a támadási irányok számának növelése. A gyűrűs körasztal estén (lásd ábra) az asztal középpontja felől is támadható a munkadarab, de csak korlátozott számban és méretben. Ilyen megoldás építhető például szembefúró orsóelőtét alkalmazásával is. (4-42. ábra) I C 2 Gyűrű asztal I C 1 IV C 1 IV C 2 I C ábra Gyűrűs körasztal A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 162

163 Agregát egységekből felépülő automata célgépek A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 163 Szembefúró előtét előtolás Gyűrű asztal ábra Gyűrűs körasztal szembefúró előtéttel A planetár körasztalos változat bonyolult asztalrendszere nem teszi túlzottan kedvezővé a megoldást. Minden pozícióban egy osztókészüléket kell elhelyezni, ezeket vezérelni kell, s ez jelentősen növeli a költségeket. (4-43. ábra) Az ábrán jól követhető, hogy az asztal 45 fokos osztásakor mindegyik osztókészülék is elfordul 45 fokos szöggel ellentétes irányban. Ezzel a munkadarab csak a radiális támadási irányt figyelembe véve mintegy hét irányból támadható. Látható, hogy ez jelentős eltérés az alapesethez képest. III C IV C V C III C IV C II C VI C II C V C VI C I C I C Csere VII C VII C ábra Planetár körasztal A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 163

164 Agregát egységekből felépülő automata célgépek A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 164 II C 2 C I 2 I C 1 I I C 2 C 3 I C 1 II C 3 II II II C 1 C 2 C 3 II C 1 I C 3 fel, át, le ábra Kétdarabos megmunkálás planetár körasztalon A kétdarabos megmunkálásra mutat példát a ábra. A megoldás érdekessége, hogy a támadási irányok számának növekedése mellett a gép termelékenysége is jelentősen nő. Az időbeli kiosztási képlet itt is különböző a munkadarabra és a gépre nézve: a munkadarabra: I I I II II II fel C C C át C C C le a gépre: fel,át,le C I I I II II II C C C C C A körasztalos struktúrák utóbbi három változatát egyaránt jellemzi., hogy építésükkor viszonylag több egyedi tervezésű eszközt kell alkalmazni, s ez növeli a célgépesítési költségeket. A körpályás pozíció-összekötésű gépek másik csoportja a dobos célgépek. Ezeket a megoldásokat is szokás alcsoportokra bontani, de elsősorban a dob forgástengelyének és a dob helyzetének alapján különböztetik meg a változatokat. Így beszélhetünk: függőleges és vízszintes forgástengelyű megoldásokról. Függőleges forgástengely esetén a dob lehet: betartott befüggesztett helyzetű. Vízszintes forgástengely esetén a dob csapágyazása lehet: A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 164

165 Agregát egységekből felépülő automata célgépek A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 165 konzolos, egyoldali kétoldalas, átmenő tengelyű. Ezek a konstrukciós változatok elsősorban az egységek elhelyezési lehetőségeit, valamint a dobos célgépeknél mindig egyedi tervezésű állványok kialakítási lehetőségeit befolyásolják. Dobos célgép felépítését mutatja a ábra: I C 1 II C 1 II C2 II C 3 I C 3 I C 1 II C 1 III C poz. III C1 I C 1 II C 1 o IV C1 2. poz. o I C 2 II C 2 3. poz. V C 1 4. poz. II C 3 o III C 3 I C 3 I C 2 I C 3 csere II C 2 II C 3 -- III C 3 I C 1 II C 1 III C 1 IV C 1 I C2 II C 2 IV C1 C V 1 V C poz. 2. poz. 3. poz. 3. poz. 4. poz. 1. poz. csere I C 3 II C 3 ciklusidõ t v III C 3 4. poz ábra Dobos célgép Az ábrán bemutatott megoldás egy függőleges forgástengelyű, betartott dobos struktúra. A legfontosabb jellemzők: 8-12 pozíció is lehet, kis és közepes munkadarabméret, összetettebb darabok, legalább három, de korlátozottan öt támadási főirány, (radiális, axiális és tangenciális) teljes feltöltöttségű, a csere időben párhuzamos, csak a váltási idő sorosodik az állványok és a dob kivételével tipizált egységekből építhető, A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 165

166 Agregát egységekből felépülő automata célgépek A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 166 nagy termelékenységű, az időkiosztási képlet más a munkadarabra és más a gépre: munkadarabra: csere ( 2.pozíció) ( 3.pozíció) ( 4.pozíció) célgépre: csere ( 2.pozíció) ( 3.pozíció)( 4.pozíció) A dobos struktúrák támadási irányai alagútszerűen helyezkednek el. A tangenciális irányok kihasználása itt lehetséges, de vannak korlátok a konstrukciós összeférhetőség miatt. A másik komoly gond, hogy bizonyos esetekben az aktív pozíciók egymás alatt helyezkednek el, s ekkor a felsők szennyezhetik az alattuk lévőket Az agregát célgépek készülékezésének kérdései A célgépi készülékek tervezésének és építésének alapvető szabályai megegyeznek az általános készülékszerkesztési szabályokkal. A legfontosabb tehát a korrekt és szabatos helyzetmeghatározás, valamint a munkadarab megfelelő rögzítése. A célgépeknél általában vándorkészüléket alkalmaznak, tehát a szorítást mindig úgy kell megoldani, hogy az nem oldódhat a készülék továbbítása során. A helyzetmeghatározás tervezése során arra kell kiemelten figyelni, hogy a nyersdarabok ráhagyásainak változásai ne befolyásolhassák a munkadarabok elhelyezkedését oly módon, hogy a szerszámokkal leválasztandó ráhagyások a tervezettől jelentősen eltérjenek. Szükség esetén előmunkálást kell alkalmazni a munkadaraboknál. Általában a készülékek száma legalább a pozíciók számával azonos, de esetenként több, ezért fontos az olcsósága is. Fontos a készülékek tartós pontossága, kopásállósága, gyors kezelhetősége, tisztíthatósága. a szerszám hozzáférés biztosítása, szerszámvezetés megoldása, A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 166

167 Agregát egységekből felépülő automata célgépek A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 167 automatizálhatósága. Ezek az elvárások természetesen általában minden különösebb nehézség nélkül biztosíthatók A szerszámcserék tervezési kérdései Az agregát célgépek építésénél az egyik legfontosabb feladat a megbízható technológia megtervezése és a szerszámok csereidőpontjainak összehangolása. A szerszámokra jellemző, hogy egy-egy cikluson belül különböző ideig dolgoznak, különbözőek az éltartamaik, ezért különböznek az éltartamon belül megmunkálható darabszámok is. Ez azt eredményezné, hogy az egyes szerszámokat eltérő időpontokban kellene cserélni, s így nem lenne biztosítható a célgép folytonos üzeme. Legyen az egyes szerszámok egy cikluson belüli forgácsolási ideje t i, a szerszámok éltartama T i, ezzel az éltartam darabszám: Ti q i = t i A műszakonkénti darabszám: t m q m = t c ahol t m a műszak hasznos időalapja, t c pedig a célgép ciklusideje. A technológiai tervezés során arra kell törekedni, hogy az egyes szerszámok éltartam-darabszámai lehetőleg egész számú többszörösei legyenek a műszakonkénti darabszámnak. Ilyen esetben jól tervezhető az egyes szerszámcsoportok adott műszakonkénti cseréje. q = k q i m, ahol k=1, 2, 3.. a csere műszakszám. Meg kell jegyezni, hogy a szerszámcsere tervezés az egyik legnehezebb feladat, s gyakran kell a cél érdekében kompromisszumot kötni. A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 167

168 Agregát egységekből felépülő automata célgépek A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza A célgépi egységek kiválasztása, a diszpozíciós terv elkészítése, kiegészítő tervezések Az egységválasztás során a már meghatározott struktúrához kell az eszközöket kiválasztani. A választás szempontjai az alábbiak: funkcionális megfelelés, technológiai paraméterek biztosítása (fordulatszám, előtolás, nyomaték, előtoló erő), szerszámbefogási mód, összeszerelhetőség, az egységek egymáshoz való illeszkedése, beszerezhetőség, kedvező ár és szállítási határidő. Az elrendezési vagy diszpozíciós tervek az elvi struktúrának megfelelően rögzítik a valós egységek térbeli elhelyezkedését, egymással való kapcsolódásaikat. Fontos, hogy az eredmény egy kiszolgálható, szerelhető rendszer legyen, ahol megoldott a munkatér tisztítása, a szerszámcseréhez való hozzáférés stb. A diszpozíciós tervek elkészültével párhuzamosan vagy sorosan el kell készíteni az egyedi egységek, szerszámok, készülékek terveit is amelyeknek természetesen jól kell illeszkedniük a többi építőelemekhez is. Külön tervezői feladat a célgép vezérlésének az elkészítése. Ennek a munkának az alapját a végleges időciklogramok és az egyes megmunkáló állomások működési leírásai adják. A fentebb leírt tervezési folyamat áttekintéséhez a jegyzet következő fejezetében bemutatott mintapélda ad segítséget Az agregát célgépek tervezési folyamatának összefoglalása A célgépek tervezési folyamata alapvetően három szakaszra bontható: 1. Tervezési alapparaméterek meghatározása bekerülési költségkeretek, szükséges termelékenység, célgépi készgyártmány és előgyártmány. A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 168

169 Agregát egységekből felépülő automata célgépek A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza Struktúra kiválasztás, struktúra tervek elkészítése 3. Végleges tervek, összeállítási rajzok, szerszám és készülék tervek, részlettervek elkészítése. Vezérlés tervezés. A célgéptervezés magja a struktúra tervezés. Ennek lépései az alábbiak: 1. A célgépi munkadarab technológiai bírálata tűrések, pontossági előírások betarthatósága előgyártmány minőségének vizsgálata, ráhagyások, felületminőségek forgácsolhatóság, forgácstörés 2. Megmunkálási módok kiválasztása 3. Készülékezés tervezése 4. Műveletek időbeli kiosztása, változatok képzése 5. Műveleti eszközök térbeli összevonása, I-II-III-ad fokú összevonások, pozícióképzések 6. Pozícióösszekötések vizsgálata, a kívánt célgépstruktúra kiválasztása. 7. Időciklogram készítés, ütemidő elemzés 8. Végleges technológia tervezése 9. Agregát egységek kiválasztása 10. Végleges technológia, időciklogram elkészítése 11. Szerszám éltartamok vizsgálata, szerszámcsere tervezés 12. Diszpozíciós tervek elkészítése A következő fejezetben bemutatott tervezési mintapélda a fentiekben ismertetett metodika szerint készült. A módszeres géptervezésnek itt az agregát célgépeken bemutatott példája jól alkalmazható más területeken is, pl. szerelőrendszerek, vagy más, automatizált technológiai rendszerek létrehozásánál is. A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 169

170 Célgéptervezési mintafeledat kidolgozása A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza Célgéptervezési mintafeledat kidolgozása Mint azt már korábban is megjegyeztük, a célgépi technológia a leginkább munkadarabra orientált technológia, ezért a feladat megoldásának első lépése a munkadarab vizsgálata. A megmunkálandó alkatrész jelen esetben alkatrészcsalád. Ez azt jelenti, hogy a gyártási feladat kétféle egymástól csak néhány méretben különböző - pneumatikus gyorsleürítő szelepeknél használt szelepház előállítása, s a megvalósítandó célgépnek alkalmasnak kell lennie mindkét szelepház megmunkálására. A két szelepház alkatrészrajza, melyeket a továbbiakban MD1 és MD2 nek nevezünk, az 5-1. ábra és 5-2. ábraábrákon látható. +1 Rz4 R 1/4" B -0, ábra MD1 szelepház A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 170

171 Célgéptervezési mintafeledat kidolgozása A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 171 Rz4 B 5-2. ábra MD1 szelepház 5.1. Az előgyártmány kiválasztása Az előgyártmányokat négyszögszelvényű rúdból darabolással állítják elő DIN 1747 alapján. A rúd szelvényének méretei 0 80 mm között tetszőlegesen választhatóak. Mindkét munkadarab előgyártmánya előállítható a kereskedelemben kapható 55x25x300mm es húzott AlMgSiPb F28 alumínium rúd darabolásával. A húzott rúdanyag használatának előnye az, hogy biztosítja a célgépesítéshez nélkülözhetetlen egyenletes ráhagyást. Az előállítandó hosszméret az MD1 munkadarab esetén 36 ±0,1 mm, míg az MD2 munkadarabnál 42 ±0,1 mm. Darabolás után a munkadarabot vibrációs csiszolással sorjátlanítják. Ezen műveletsor elvégzése után kerülhet az előgyártmány a célgépre. Az előgyártmány és a célgépi készdarab az 5-3. ábraábrán látható. A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 171

172 Célgéptervezési mintafeledat kidolgozása A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza ábra Előgyártmány és célgépi készdarab 5.2. Az alkatrész előzetes technológiai bírálata Az előzetes technológiai bírálat tulajdonképpen az alkatrészrajz előírásainak és a célgépi technológia alapvető sajátosságainak egybevetését jelenti. Az ellenőrzés az alábbiakra terjed ki: - tűrések és felületminőségi előírások összhangjának ellenőrzése, - a célgépen megmunkálásra kerülő felületek gyártási követelményeinek (tűrések, simasági mérőszámok) célgépi betartásával kapcsolatos problémák tisztázása, - alkatrész anyag bírálata forgácsolhatóság szempontjából, - szerszám éltartamra gyakorolt hatása - ráhagyások ellenőrzése Tűrések és felületminőségi előírások összhangjának ellenőrzése Az alkatrészrajzon szereplő előírások indokoltnak tekinthetők. A szelepház alkatrészrajzán egyetlen R=0,2 es lekerekítést költségcsökkentő o megfontolásból egy 0,2 65 élletöréssel váltottunk ki. Ennek a módosításnak a szelepház működésre nézve hátránya nincs, hisz a lekerekítés csak a sorjátlanítás végett van, a tolattyú és a szelepház közötti zárás megvalósításában nincs szerepe A célgépen megmunkálásra kerülő felületek gyártási követelményeinek betarthatósága E művelet során ellenőrizni kell a szerkesztési méretláncot és tűréseket, megadásuk helyességét, meg kell állapítani, mely felületek használha- A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 172

173 Célgéptervezési mintafeledat kidolgozása A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 173 tók fel főbázisokként, illetve mely szerkesztési méreteket lehet technológiai méretekként felhasználni. MD1 szelepház ellenőrzése Az előgyártmány tűrései minden különleges beavatkozás nélkül tarthatóak, a fúrások nem igényelnek persellyel való megvezetést. A fúrás tűrése gyorsacél csigafúróval IT A célgépre való befogás csak egyféleképpen történhet mind az MD1 mind az MD2 darabok esetében az 5,5 mm-es furatok miatt. A furatoknál egytengelyűségi tűrés, az oldallapokon párhuzamosság tűrés található. Egyik tűrés sem jelent különleges odafigyelést, hiszen IT 10 es osztálynak felelnek meg, amit a célgépen való fúrás kielégít. Felületi érdességre vonatkozó előírást ( Rz 4 )az 19,5 H7 furatnál találunk, ez a szakirodalmi adatok alapján minden nehézség nélkül betartható. Gyártási eljárás Ra átlagos érdesség [µm] Furatesztergálás 25-0,05 Fúrás 12,5-0,8 Felfúrás 12,5-0,1 Süllyesztés 12,5-0,8 Dörzsölés 6,3-0, táblázat MD2 szelepház ellenőrzése Az előgyártmány tűrései itt sem nem okoznak problémát, bár az MD2 darabon merőlegesség tűrésekkel is találkozunk, melyek az 23mm-es homloksüllyesztéssel előállított felületek között ír elő merőlegességet. Az MD1-nél tárgyalt párhuzamossági és egytengelyűségi tűrés is tartható A munkadarab anyaga, jellemzői A szelepházak anyaga: Al Mg Si Pb F28 DIN 1747 ( ), az alumínium ötvözet melegen lett kikeményítve. Felületkezelés: eloxálás 5 10 µm mélyen. A forgácsolhatóság szempontjából mértékadó jellemzők: A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 173

174 Célgéptervezési mintafeledat kidolgozása A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 174 R p0,2 = 200 N mm N Rm = 275 mm N HB = 800 mm ( folyáshatár) ( szakítószilárdság) ( Brinell keménység) Alkatrész anyag bírálata forgácsolhatóság szempontjából Az alkatrész anyagát forgácsolhatóság szempontjából is meg kell vizsgálni. A forgácsolóék által leválasztott forgács képződésének módja szerint három forgácstípus kialakulása lehetséges, ezek a folyó forgács, a nyírt forgács és a töredezett forgács. A forgácskezelés szempontjából mind a hosszú, mind a nagyon apró forgács kedvezőtlen. Legjobb a mm hosszúságú, ún. törtforgács. A forgács törését megfelelő szerszámkialakítással és forgácsolási adatok alkalmazásával lehet elérni. A különböző szerszámkészítő cégek alumínium és alumíniumötvözetek megmunkálására külön szerszámokat ajánl, melyek megoldják a forgácsképződés problémáját A célgépen előállítandó felületek megmunkálási módjainak kiválasztása A tervezés ezen szakaszában betűjelekkel látjuk el a célgépen megmunkálásra kerülő egyszerű felületeket, majd megmunkálási mód variációk képzése történik, végül az optimális variáns kiválasztása. A 5-4. ábra szemlélteti a fő támadási irányokat ábra Az MD1 és MD2 szelepház megmunkálásának fő támadási irányai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 174

175 Célgéptervezési mintafeledat kidolgozása A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 175 Mint láthatjuk, a két szelepház megmunkálása nagymértékű hasonlóságot mutat. A megtervezésre kerülő célgépnek alkalmasnak kell lennie mindkét szelepház megmunkálására. Az előkészítő számításokat mindkét alkatrészre elvégeztük, de terjedelmi okokból azt a didaktikailag megfelelő megoldást választjuk, hogy a tervezés lépéseit csak az MD1 munkadarabra vonatkozóan mutatjuk be részletesen, és csak utalunk az eltérésekre Megmunkálási módok az MD1 szelepházra: H G E J T Z Y C P D B I K L V A R M N S O Q I. támadási irány: D- homloksülyesztés C- élletörés A- fúrás I- menetfúrás B- furatbővítés V- élletörés 5-5. ábra MD1 alkatrész megmunkálandó felületei IV. támadási irány Z- fúrás T- élletörés II. támadási irány H- homloksüllyesztés G- élletörés E 1 - előfúrás E 2 - fúrás J- menetfúrás V. támadási irány Y- élletörés III. támadási irány: K 1 - előfúrás K 2 - fúrás R- élletörés L- furatbővítés M- élletörés N- furatbővítés O- élletörés P- furatbővítés Q- élletörés S- menetfúrás A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 175

176 Célgéptervezési mintafeledat kidolgozása A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza Műveletek időbeli kiosztása A cél a legrövidebb ciklusidő elérése. Ennek érdekében minél több műveletet kell időben párhuzamosítani. A párhuzamosítás első lépéseként felületkomplexumokat kell képezni, tehát olyan felületek összességét, amelyekre az azonos támadási irány, és az azonos megmunkálási mód jellemző. Az időbeliségeket a felületkomplexumokon belül, és azok között vizsgáljuk. A vizsgálat eredménye egy optimális ciklusidőt adó időbeli kiosztási képlet Az MD1 ( MD2 ) alkatrészek felületkomplexumokra való bontása I. komplexum: A V. komplexum: K 1,R II. komplexum: E 1 (E) VI. komplexum: K 2 III. komplexum: D,C,B,V (D,C,B) VII. komplexum: M,N, O, P, Q IV. komplexum: H,G,E 2 (H,G,F) VIII. komplexum: I IX. komplexum: J X. komplexum: S XI. komplexum: T,Z XII. komplexum: Y XIII. komplexum: L Komplexumon belüli párhuzamosítási lehetőségek A komplexumon belüli párhuzamosítás akkor valósítható meg, ha több felület tartozik a komplexumba. A párhuzamosítást a szimbólum jelöli. III. komplexumon belül: IV. komplexumon belül: V. komplexumon belül: K 1 R VII. komplexumon belül: B C D V ( B C D) E 2 G H F G H M N O P Q XI. komplexumon belül: 2 ( Z T ) XII. komplexumon belül: 2 Y Komplexumok közötti párhuzamosítási lehetőségek A támadási irányokat és a geometriai adottságokat figyelembe véve az alábbi lehetőségek adódnak. A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 176

177 Célgéptervezési mintafeledat kidolgozása A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 177 I III II IV A XI és XII komplexumok bármely más komplexummal párhuzamosíthatóak Komplexumok közötti kötelező sorosodások Az időbeli sorosodást, azaz a kötelezően egymás után történő megmunkálásokat a szimbólum jelöli. Az azonos felületrendszeren történő megmunkálás miatti kötelező sorosodások a következők. I III VIII II IV IX V VI VII XIII X XI XII Lehetséges időbeli kiosztások 1. I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII XIII 2. I II III IV V VIII VI VII XI XIII IX XII X 3. I II III IV V VIII VI VII XI XII XIII X IX 4. I II XI III IV V VIII VI XII VII XIII X IX 5. V I II III IV VI VIII VII XI XIII XII IX X Mint az látható, a fenti kiosztási képletek közül a 3. és a 4. hét aktív pozíciót eredményez, a többi nyolcat Műveleti eszközök térbeli összevonása Mint azt már korábban megjegyeztük, a műveleti eszközök térbeli öszszevonása közvetlenül függ az időbeli kiosztás eredményétől, a későbbiekben meghatározott technológiai, forgácsolási paraméterektől (ezek csak iteratív tervezési lépésekkel, többszöri visszakorrigálással vehetők figyelembe), a konstrukciós kivitelezhetőségtől A műveleti eszközök térbeli összevonásának korábban megfogalmazott definícióját szem előtt tartva az adott feladatban a következő lehetőségek adódnak. A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 177

178 Célgéptervezési mintafeledat kidolgozása A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza Elsőfokú összevonás A III. komplexum B C D V, illetve B C D felületeinek megmunkálására első fokon összevont szerszám készíthető (süllyesztés, élletörés és furatbővítés). Az eredmény HSS lépcsős fúró (5-6. ábraés 5-7. ábra) ábra A B C D V felületeket megmunkáló lépcsős fúró (MD1) 5-7. ábra A B C D felületeket megmunkáló lépcsős fúró (MD2) A IV. komplexum H G E2, illetve H G F felületeinek megmunkálására első fokon összevont szerszám készíthető (süllyesztés, élletörés és furatbővítés). Az eredmény HSS lépcsős fúró. Megjegyezzük,hogy a IV. és a III. komplexumok megmunkálásához munkadarabonként ugyanaz a geometriájú lépcsős fúró felhasználható. Az V. komplexum: K 1 R felületeinél (előfúrás és élletörés) egy egyszerű csigafúró szerszám hoz létre egy furatot és egy élletörést. A VII. komplexum: M N O P Q felületeinél (élletörések és furatbővítések) a megfelelő szerszám HSS lépcsős fúró (5-8. ábra). A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 178

179 Célgéptervezési mintafeledat kidolgozása A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza ábra Az M N O P Q felületeket megmunkáló lépcsős fúró A XI. komplexum: Z T felületeinek (fúrás és élletörés) megmunkáló szerszáma lépcsős csigafúró (5-9. ábra). A 5-9. ábra Z T felületeket megmunkáló lépcsős fúró Másodfokú összevonás A CIV és a CV támadási irányokból történő átmenő fúrás ( Z ) és az élletörések ( T, Y ) azonos orsófejre és előtoló egységre vonhatók össze. Felhasználva az I. fokú összevonásból adódó összetett szerszámot, mely fúrást és egyoldali letörést állít elő egyszerre, a 2 Z T, illetve a 2 Y megoldás (kétorsós fúrófej) alkalmazható Harmadfokú összevonás Ezen összevonási szint eredménye a célgépi pozíció, vagyis az első és másodfokon összevont egységeket egy munkadarab köré csoportosítjuk. A minimális pozíciószám az időbeli kiosztási képletekből adódik, de többpozíciós célgépeknél célszerű külön cserepozíciót beiktatni. A lehetséges időbeli kiosztások áttekintése során láttuk, hogy az 1., 2. és 5. variáció cserepozícióval együtt 9 pozíciót igényel, a többi csak 8 po- A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 179

180 Célgéptervezési mintafeledat kidolgozása A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 180 zíciót. A variánsok közül mintapéldánkban a 3. variációt valósítjuk meg, azaz a végleges kiosztási képlet: I II III IV V VIII VI VII XI XII XIII X IX Az MD1 szelepház esetében behelyettesítve a komplexumokhoz tartozó felületeket: A E B C D V E G H K R I K [{ }{ 1} ] [{ }{ 2 }] { 1 }{ } [{ M N O P Q}{ 2 T Z} { 2 Y} ] {} L J A képletben a következő jelölések szerepelnek: [ ] pozíció, { } szerszám, párhuzamosodás, [ ] { } [ 2 ] [ ] [{} {} S ] sorosodás. Ennek alapján az MD1 szelepház műveleti sorrendje a következő. 1. pozíció: munkadarab csere A E felületek megmunkálása 2. pozíció: { }{ } E1 A ábra A 2. pozícióban végzendő műveletek 3. pozíció: { C D V}{ E G H} B 2 felületek megmunkálása A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 180

181 Célgéptervezési mintafeledat kidolgozása A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 181 E2,G,H B,C,D,V 4. pozíció: { R}{ I} ábra A 3. pozícióban végzendő műveletek K 1 felületek megmunkálása I (G1/4) K1, R ábra A 4. pozícióban végzendő műveletek 5.pozíció: { K 2 } felület megmunkálása K ábra Az 5. pozícióban végzendő műveletek A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 181

182 Célgéptervezési mintafeledat kidolgozása A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza pozíció: { M N O P Q}{ T Z} { 2 Y} 2 felületek megmunkálása Y T,Z M,N,O,P,Q ábra A 6. pozícióban végzendő műveletek 7. pozíció: { L } felület megmunkálása Ebben a pozícióban a 19,5 H7 illesztett méretű furatot hozzuk létre. H7-es illesztést dörzsárral szokás megvalósítani, de ebben az esetben a munkadarab alumínium anyaga miatt a dörzsárral nem lehetne ezt a tűrést tartani a dörzsár élei közé tapadt puha forgácsok miatt. Ezt a felületet furatesztergálással munkáljuk készre. L ábra A 7. pozícióban végzendő műveletek 8. pozíció: { J} { S} felületek megmunkálása A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 182

183 Célgéptervezési mintafeledat kidolgozása A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 183 J (G1/4) S (M22x1,5) ábra A 8. pozícióban végzendő műveletek Az MD2 munkadarab műveleti sorrendje az eltérések figyelembe vételével hasonlóan adható meg, a következő képlet segítségével. A E B C D F G H K R I K [{ }{ }] [{ }{ }] { 1 }{ } [{ M N O P Q}{ 2 T Z} { 2 Y} ] {} L [ ] { } [ 2 ] [ ] [{} J {} S ] Ennek további részletezésétől a terjedelmi korlátok miatt eltekintünk Pozíciók összekötésének módozatai, végleges struktúra meghatározása A pozíciók összekötési módjának megválasztása a munkadarabszállítás pályájának meghatározását jelenti. A jellegzetes célgépi struktúrák közül a szelepház megmunkálására a támadási irányok megfelelő száma és a termelékenység alapján a dobos célgép Költségnövekedést csupán az egyedi állványkialakítás jelent. A dobos célgép lehet függőleges és vízszintes tengelyű. A feladat megoldásához a helytakarékos vízszintes tengelyű elrendezést választjuk, A tervezés során ügyelni kell a dob terhelhetőségére, és a forgács eltávolítására Ütemidő elemzés Az egyes pozíciókban történő megmunkálások idejének számításához közepes értékű előtolási, illetve gyorsmeneti sebességeket veszünk fel. A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 183

184 Célgéptervezési mintafeledat kidolgozása A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 184 Az első lépés a munkadarab csere, melynek idejét tapasztalati úton célszerű meghatározni. A munkadarab cseréje során a következő műveleteket kell végrehajtani: készüléket lazít - munkadarabot kiemel - munkadarabot lerak - nyersdarabot megfog - nyersdarabot befogó készülékbe helyez - készüléket szorít. A cserét végezheti robot egy alkalmasan választott (esetleg tervezett) társberendezés segítségével, vagy manipulátor. Becsült idő: 6 s A további műveletek fúrás, furatbővítés, furatesztergálás, illetve menetfúrás jellegűek. A furatmegmunkálás jellegzetes mozgásciklusa az ábraábrán látható. gyorsmenet gyorsmenet munkamenet mdb.megközelítés munkaút ábra út hossza A fúrás mozgásciklusa Így a fúrási műveket időigénye a következőképp határozható meg. t = t forg + t gyors = L v munka e 2 L + ráfut v + L gyors munka A menetmegmunkálás mozgásciklusát láthatjuk az ábraábrán. A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 184

185 Célgéptervezési mintafeledat kidolgozása A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 185 gyorsmenet gyorsmenet munkamenet munkamenet mdb.megközelítés munkaút ábra út hossza A menetfúrás mozgásciklusa A menetfúrási műveket időigénye a következőképp határozható meg. t = t forg + t gyors 2 L = v munka e 2 L + v ráfut gyors Az egyes műveleteknél 5 mm ráfutási úthosszal számoltunk, a gyorsmeneti sebességet 3m/min értékkel vettük figyelembe, a becsült előtolási sebességeket pedig a 5-2. táblázat tartalmazza. Művelet A E1 BCDV E2GH K1 I K2 v e [mm/min] Művelet MNOPQ 2xTZ L S J v e [mm/min] táblázat Megjegyezzük, hogy a 8. pozícióban az MD1 szelepház esetén sorosítás szükséges, mert a J és az S menetes furatok egymásba érnek, így párhuzamosítás esetén ütközne a két menetfúró. A megmunkálás becsült ideje itt közelítően: 5 +3,2=8,2 s Az egyes műveleti idők körasztal esetén párhuzamosodnak, ehhez hozzá kell adni a körasztal léptetési idejét, melynek becsült értéke 2s. A kritikus idő a 8. pozícióban jelentkezik, ahol két menetet fúrunk, melynek időszükséglete 8,2s. Ez azt jelenti, hogy egy pozícióban ennyi ideig kell állnia a körasztalnak vagy a dobnak. A művelet elvégzése után lehet csak osztani a körasztalt. A munkadarabra nézve sorosodnak a pozíciókban eltöltött idők, így t mdb = ,2 = 81, 6 egy munkadarab gépen eltöltött ideje: ( ) s A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 185

186 Célgéptervezési mintafeledat kidolgozása A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 186 Egy munkadarab ciklusideje: (Ennyi idő alatt készül el egy újabb kész szelepház a célgépen.) t ciklus = 2 + 8,2 = 10, 2s A dobos struktúrára jellemző teljes feltöltöttség következtében az ábraábrán látható, mindkét munkadarab megmunkálását jellemző időciklogramot kapjuk. ütem 1. pozíció 2. pozíció 3. pozíció 4. pozíció 5. pozíció 6. pozíció 7. pozíció 8. pozíció MD1 ciklusideje = 10,2 6 3,08 3,591 4,971 4,7 5,81 5,3 2 (osztás) 8,2 idő [sec] ábra Az MD1 közelítő időciklogramja 5.7. Végleges technológiai adatok tervezése A kidolgozás ezen szakaszában megválasztjuk az egyes megmunkálások vágósebességét és előtolási sebességét, majd kiszámítjuk az előtoló erőt és a forgácsolási teljesítményt. Ezt kétféle módon tehetjük meg. Az egyik lehetőség a szakirodalomban található képletek és adatok felhasználásával történő számítások elvégzése. A másik út a gyártó cégek által kínált segédeszközök (nomogramok) felhasználása. Mivel a feladat kidolgozását a Gühring és a SUHNER cég gyártmányait felhasználva oldottuk meg, a technológiai adatok meghatározásánál ezen cégek táblázatait használjuk fel. A fenti megfontolások alapján a fúrás jellegű műveletek vágósebességét v f =80m/min-ra, míg a menetfúrás jellegű műveletekét v f =15 m/min-ra választjuk. Az előtolások értékeit a Gühring cég ajánlása alapján az alábbi táblázat 6. oszlopa alapján választjuk meg. A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 186

187 Célgéptervezési mintafeledat kidolgozása A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza táblázat Az előtoló erő és a fúrási teljesítmény meghatározásához a SUHNER cég diagramjait használtuk fel (5-20. ábra és ábra) ábra Előtoló erő meghatározása A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 187

188 Célgéptervezési mintafeledat kidolgozása A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza ábra Fúrási teljesítmény meghatározása Az előtoló erők, és fúrási teljesítmények meghatározásakor figyelnünk kell arra a körülményre, hogy a nomogram adatai telibe fúrásra vonatkoznak. Így lépcsős furat készítésekor értelemszerűen az átmérőkülönbségnek megfelelő erőket és teljesítményeket vettük figyelembe. Más utat kell követnünk a 7. pozícióban használt simító furatesztergáló fej technológiai paramétereinek meghatározásánál. Itt a technológiai paraméterek értékeit a Sandvik cég által ajánlott Coroguide program CuttingData moduljának segítségével határoztuk meg. Az alapul vett adatok: Anyag kódszáma: κ r =90º élelhelyezési szög r ε =0,4mm csúcssugár sugara a p =0,25,mm fogásmélység fz=0,006mm fogankénti előtolás d=19,5mm furat átmérője L=11,5mm furatesztergálás hossza A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 188

189 Célgéptervezési mintafeledat kidolgozása A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza ábra Furatesztergáló fej méreteinek értelmezése Méretek: l = 66mm l 1 21 D = 50mm D 1 dm = 90mm 5m m = 63mm e = 3mm = 12mm A fenti megfontolások alapján számított technológiai adatokat, melyek az agregát egységek kiválasztásának alapjául szolgálnak, az MD1 munkadarab esetén az 5-4. táblázat, míg az MD2 esetén az 5-5. táblázat tartalmazza. Poz. Szerszám (felület) v f [m/min] e [mm/ford] v e [mm/min] n [1/min] F e [N] P [kw] 2. A 80 0,2 599, , ,84 2. E ,2 599, , ,84 3. BCDV 80 0,25 429, , ,99 3. E 2 GH 80 0,25 429, , ,99 4. K 1 R 80 0, ,1 1498, ,14 4. I 15 1, ,25 398,1 * 0,73 5. K ,4 536, , , MNOPQ 80 0,4 456, , , xY 90 0,1 434, ,8 56 0, xTZ 80 0,16 727, , ,56 7. L 120 ** 117, ,1 8. S 15 1,5 325,71 217,14 *** 1,8 8. J 15 1, ,25 398,1 * 0, táblázat * - A menetfúrás jellemzője az M=13Nm menetfúrási nyomaték. ** - A furatesztergálás jellemzője az f z fogankénti előtolás. *** - A menetfúrás jellemzője az M=60Nm menetfúrási nyomaték. A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 189

190 Célgéptervezési mintafeledat kidolgozása A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 190 Poz. Szerszám (felület) v f [m/min] e [mm/ford] v e [mm/min] n [1/min] F e [N] P [kw] 2. A 80 0,2 599, , ,84 2. E 80 0,25 553, , ,24 3. BCD 80 0,4 533, , ,81 3. FGH 80 0,4 533, , ,33 4. K 1 R 80 0, ,1 1498, ,14 4. I 15 1, ,2 298,57 * 0,96 5. K ,4 536, , , MNOPQ 80 0,4 456, , , xY 90 0,1 434, ,8 56 0, xTZ 80 0,16 727, , ,56 7. L 120 ** 117, ,1 8. S 15 1,5 325,71 217,14 *** 1,8 8. J 15 1, ,25 398,1 * 0, táblázat * - A menetfúrás jellemzője az M=23Nm menetfúrási nyomaték. ** - A furatesztergálás jellemzője az f z fogankénti előtolás. *** - A menetfúrás jellemzője az M=60Nm menetfúrási nyomaték Agregát egységek kiválasztása Az előző fejezetben meghatározott technológiai adatok ismeretében kiválaszthatóak a megfelelő eszközválasztékból az agregát gép építőegységei. A mintafeladatot a SUHNER cég egységeit felhasználva oldottuk meg. Figyelembe kellett venni azt is, hogy ugyanazon az agregát célgépen megmunkálható legyen MD1 és MD2. Ennek érdekében minden pozíció minden műveleténél meghatároztuk a nagyobb teljesítmény- és előtolóerőszükségletet. Ezekhez az értékekhez illesztettük a megmunkáló egységeket, majd az egységek tényleges fordulatszámával újraszámoltuk a megmunkálások főbb technológiai adatait. 1. pozíció Az első pozícióban történik a munkadarab cseréje, erre az állomásra megmunkáló egység választása szükségtelen. 2. pozíció Ezen az állomáson a munkadarabot egyszerre két irányból C I, C II támadjuk. Az ehhez szükséges egységek P és Fe alapján a következők. A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 190

191 Célgéptervezési mintafeledat kidolgozása A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 191 A fúrás (I. komplexum) Egység Adatok Motorteljesítmény: P mot =1,1 kw Előtoló erő: F emot =2880 N Motor fordulatszám: n mot =970 1/min Orsó fordulatszám: n=2590 1/min Lökethossz: L mot =100 mm Levegőnyomás: p=5~7 bar Orsóvégződés: ISO 30/ ER 32 Poly-V szíj: J Szíjtárcsák átmérői: d hajtó =120 mm d hajtott =45 mm BEM Az egység orsóhüvely előtolású, tehát külön előtoló egységre nincs szükség. Az egység kiválasztásakor specifikálnunk kell a főorsóvégződést és a szerszámbefogás módját is. Esetünkben a rögzítő kúp ISO 30-as kúp lesz, a fúrószerszám befogása pedig ER 32 patronnal történik. Korrigált technológiai adatok: v f =69,13 m/min v e =518 mm/min P=0,73 kw E fúrás (II. komplexum) Itt az MD2 esetén adódik nagyobb teljesítmény, ezért ehhez választunk gépegységet és az adott paraméterekkel újraszámoljuk mindkét munkadarab adatait. Egység Adatok Motorteljesítmény: P mot =1,5 kw Előtoló erő: F emot =5400 N Motor fordulatszám: n mot =1450 1/min Orsó fordulatszám: n=2180 1/min Lökethossz: L mot =115 mm Orsóvégződés: ISO 30/ ER 32 Poly-V szíj: J Szíjtárcsák átmérői: d hajtó =120 mm d hajtott =80 mm BEA 25 CNC A CNC egység választását az MD1 és MD2 közötti könnyebb átállás biztosítása indokolja. A szerszámbefogás az előzővel megegyező módon történik. Korrigált technológiai adatok: (MD2) v f =78,72 m/min v e =545 mm/min P=1,22 kw Korrigált technológiai adatok: (MD1) v f =58,18 m/min v e =545 mm/min P=0,7 kw A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 191

192 Célgéptervezési mintafeledat kidolgozása A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza pozíció A 3. állomáson többlépcsős furatbővítést végzünk C, C irányokból. I II MD2 forgácsolásánál lépnek fel nagyobb teljesítmények, így ehhez választunk fúróegységet. Ezzel a fordulatszámmal fogja a célgép megmunkálni MD1-et is. BCD(V) furatbővítés (III. komplexum) Egység Adatok Motorteljesítmény: P mot =5 kw Előtoló erő: F emot =8200 N Motor fordulatszám: n mot =2900 1/min Orsó fordulatszám: n=1310 1/min Lökethossz: L mot =200 mm Levegőnyomás: p=5~7 bar Orsóvégződés: ISO 40/ DIN 2079 Poly-V szíj: J Szíjtárcsák átmérői: d hajtó =45 mm d hajtott =100 mm BEM 28 Az egység orsóhüvely előtolású, tehát külön előtoló egységre nincs szükség. A bővítő szerszám nagyobb átmérője miatt a rögzítő kúp most ISO 40-es kúp lesz, a fúrószerszám befogása pedig ER 50 patronnal történik. Korrigált technológiai adatok: (MD2) v f =75,77 m/min v e =524 mm/min P=3,6 kw Korrigált technológiai adatok: (MD1) v f =61,01 m/min v e =327,5 mm/min P=1,52 kw FGH (E 2 GH) furatbővítés (IV. komplexum) Egység Adatok Motorteljesítmény: P mot =5,5 kw Motor fordulatszám: n mot =2900 1/min Orsó fordulatszám: n=1310 1/min Orsóvégződés: ISO 40/ DIN 2079 Poly-V szíj: J Szíjtárcsák átmérői: d hajtó =45 mm d hajtott =100 mm BEX 35 A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 192

193 Célgéptervezési mintafeledat kidolgozása A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 193 Előtoló erő: F emot =6000 N Lökethossz: L mot =200 mm Munkalöket: L m =190 mm Orsó menetemelkedése: 5mm/ 20 UA 30 CNC Ehhez a művelethez is egy CNCmaster egységet választása célszerű az átállítási időszükséglet csökkentése érdekében. A CNCmaster megmunkáló egységek között nem található megfelelő teljesítményű egység, ezért a megoldás egy POWERmaster precíziós furatesztergáló egység és egy CNCmaster előtoló szán párosítása. A rögzítő kúp ISO 40-es kúp lesz, a fúrószerszám befogása pedig ER 50 patronnal történik. Korrigált technológiai adatok: (MD2) v f =75,77 m/min v e =524 mm/min P=3,24 kw Korrigált technológiai adatok: (MD1) v f =61,01 m/min v e =327,5 mm/min P=1,42 kw 4. pozíció K1 fúrás (V. komplexum) Egység Adatok Motorteljesítmény: P mot =3 kw Előtoló erő: F emot =8200 N Motor fordulatszám: n mot =1450 1/min Orsó fordulatszám: n=1450 1/min Lökethossz: L mot =200 mm Levegőnyomás: p=5~7 bar Orsóvégződés: ISO 40/ DIN 2079 Poly-V szíj: J Szíjtárcsák átmérői: d hajtó =120 mm d hajtott =120 mm BEM 28 A szerszámbefogás ezúttal is ISO 40-es kúppal és ER 50 patronnal történik. Korrigált technológiai adatok: (MD1 és MD2) v f =77,4 m/min v e =456,75 mm/min P=2,07 kw A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 193

194 Célgéptervezési mintafeledat kidolgozása A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 194 I menetfúrás (VIII. komplexum) Egység Adatok Motorteljesítmény: P mot =1,1 kw Motor fordulatszám: n mot =945 1/min Orsó fordulatszám: n=290min Lökethossz: L mot =40 mm gyorsmenet =40 mm munkamenet Szerszámbefogó: WF 1, WE 1 GEM 16 A GEM 16 mestermenetes menetfúró egység. A szerszám befogása a SUHNER cég által ajánlott B 16 rögzítőkúppal és WF1 befogópatronnal, illetve WE1 gyorscserélő betéttel történik. Korrigált technológiai adatok: (MD2) v f =14,57 m/min v e =387,73 mm/min P=0,96 kw Korrigált technológiai adatok: (MD1) v f =10,927 m/min v e =387,73 mm/min P=0,73 kw 5. pozíció K2 fúrás(vi. komplexum) Egység BEM Adatok Motorteljesítmény: P mot =1,5 kw Előtoló erő: F emot =2880 N Motor fordulatszám: n mot =1450 1/min Orsó fordulatszám: n=1290 1/min Lökethossz: L mot =100 mm Levegőnyomás: p=5~7 bar Orsóvégződés: ISO 30/ ER32 Poly-V szíj: J Szíjtárcsák átmérői: d hajtó =80 mm d hajtott =90 mm A BEM egység jellemzőit a korábbiakban ismertettük Korrigált technológiai adatok: (MD1 és MD2) v f =76,96 m/min v e =516 mm/min P=1,07 kw A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 194

195 Célgéptervezési mintafeledat kidolgozása A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza pozíció MNOPQ felületcsoport (VII. komplexum) Egység BEM Adatok Motorteljesítmény: P mot =1,5 kw Előtoló erő: F emot =2880 N Motor fordulatszám: n mot =1450 1/min Orsó fordulatszám: n=1160 1/min Lökethossz: L mot =100 mm Levegőnyomás: p=5~7 bar Orsóvégződés: ISO 30/ ER32 Poly-V szíj: J Szíjtárcsák átmérői: d hajtó =100 mm d hajtott =80 mm A BEM egység jellemzőit a korábbiakban ismertettük Korrigált technológiai adatok: (MD1 és MD2) v f =81,32 m/min v e =464 mm/min P=1,28 kw 2xTZ fúrás (XI. komplexum) Ebben a lépésben kétorsós fúrás történik C V irányból, tehát a teljesítményt és előtoló erőt duplán kell számításba venni. Egység Adatok Motorteljesítmény: P mot =1,5 kw Előtoló erő: F emot =2880 N Motor fordulatszám: n mot =2900 1/min Orsó fordulatszám: n=3870 1/min Lökethossz: L mot =100 mm Levegőnyomás: p=5~7 bar Orsóvégződés: ISO 30/ ER32 BEM Poly-V szíj: J Szíjtárcsák átmérői: d hajtó =120 mm d hajtott =90 mm A BEM egység jellemzőit a korábbiakban ismertettük Korrigált technológiai adatok: (MD1 és MD2) v f =68,05 m/min v e =619,2 mm/min P=0,774 kw Kétorsós fúrófej A két furat egyidejű előállításához állítható orsótávolságú kétorsós fúrófejet alkalmazunk. A fúrófej kiválasztásához a katalógus az orsókba befogható legnagyobb átmérő alapján ad ajánlást, melyek 600 N/mm 2 szakítószilárdságú anyagba a megadott fordulatszám mellett teszi lehetővé a fúrást. A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 195

196 Célgéptervezési mintafeledat kidolgozása A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 196 Egység Adatok Befogható max. átmérő: d max =7mm Orsótávolság: a=16~90 mm Tömeg: m=2,2 kg Áttétel: i=1:1 MH 20 A rögzítőkúp itt is ISO 30-as, a fúrószerszámokat pedig ER 11 es patronnal fogjuk rögzíteni, mely 6,0 6,5 mm szerszámokhoz biztosít szorítást. 2xY élletörés (XII. komplexum) Egység Adatok Motorteljesítmény: P mot =0,37 kw Előtoló erő: F emot =700 N Motor fordulatszám: n mot =2900 1/min Orsó fordulatszám: n=2900 1/min Lökethossz: L mot =80 mm Levegőnyomás: p=5~7 bar Poly-V szíj: 220 J8 Szíjtárcsák átmérői: d hajtó =60 mm d hajtott =60 mm BEM 6 A BEM 6 egység orsóhüvely előtolású, a szerszámbefogás a 2xTZ fúrási művelethez hasonló. Korrigált technológiai adatok: (MD2 és MD2) v f =60,1 m/min v e =290 mm/min A két élletörés párhuzamosítására is MH 20/7 fúrófejet alkalmazunk. Megjegyezzük, hogy a C IV -es és C V -ös támadási irányokban történő megmunkálások esetén a szerszám a munkadarabot két egymásra merőleges irányban közelíti meg. Az így létrejött munkadarab-megközelítés gyorsabb, és CNC vezérelt szánokkal megoldott az MD1 és MD2 munkadaraboknál eltérő helyzetű furatok megmunkálása is. Ezért az itt választott megmunkáló egységeket egy-egy UA30 CNC szánra helyezzük A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 196

197 Célgéptervezési mintafeledat kidolgozása A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza pozíció L furatbővítés (XIII. komplexum) Egység Adatok Motorteljesítmény: P mot =1,5 kw Motor fordulatszám: n mot =2900 1/min Orsó fordulatszám: n=1930 1/min Orsóvégződés: HSK 63 Poly-V szíj: J Szíjtárcsák átmérői: d hajtó =80 mm d hajtott =120 mm BEX 35 Ennél a megmunkálásnál a szükséges teljesítmény és a HSK 63 típusú szerszámbefogó szerint választunk egységet. A legkisebb teljesítményű HSK 63-mal felszerelt egység az 1,5 kw-os BEX 35. Ehhez az egységhez pneumatikus működtetésű előtoló egységet is kell választanunk a POWERmaster egységek közül. Egység Adatok Előtoló erő: F emot =3015 N (p=6 bar esetén) Lökethossz: L=200 mm Munkalöket: L m =190 mm UA 30 Módosított előtolási sebesség: e=0,06 mm/ford v e =115,8 mm/min 8. pozíció S menetfúrás (X. komplexum) A számított P=1,8 kw forgácsolási teljesítmények miatt ún. menetfúró készülék ajánlott. A GSX menetfúró készülékek kiválasztása menettípus alapján történik. M10 M30 tartományban a katalógus a GSX 90 típusú készüléket ajánlja. Ez a menetfúró készüléktípus a MONOmaster BEM , POWERmaster BEX 35, BEM 35 és BEM 28 megmunkáló egységekhez illeszkedik. A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 197

198 Célgéptervezési mintafeledat kidolgozása A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 198 Egység Adatok Motorteljesítmény: P mot =3 kw Előtoló erő: F emot =8200 N Motor fordulatszám: n mot =970 1/min Orsó fordulatszám: n=400 1/min Lökethossz: L mot =200 mm Levegőnyomás: p=5~7 bar Orsóvégződés: ISO 40 / DIN 2079 Poly-V szíj: J Szíjtárcsák átmérői: d hajtó =120 mm BEM 28 d hajtott =120 mm Ezzel az egységgel a legkisebb megvalósítható orsófordulatszám 400 1/min. Ekkora fordulatszám mellett a forgácsoló sebesség a korábban választott HSS menetfúróhoz ajánlott forgácsoló sebesség többszöröse lenne, ami a szerszám éltartamát jelentősen csökkentené. Megoldásképpen egy Gühring M 22x1,5 TiN bevonatú menetfúrót választottunk, amelynél a megengedett forgácsoló sebesség 30 m/min. Korrigált technológiai adatok: v f =27,632 m/min v e =600 mm/min A választott menetfúró készülék GSX 90 35, amely M 30-as menetig alkalmazható. Egység Adatok Menetvágó teljesítmény: M10-M30 Max. fordulatszám: n max =600 1/min Tömeg: 4,95 kg GSX 90 J menetfúrás (IX. komplexum) Minden adat megegyezik az I menetfúrásnál szereplő értékekkel, viszont a dobra felfogott munkadarabok (MD1 és MD2) radiális irányú méreteinek változása miatt célszerű ide egy CNCmaster egységet választani a munkadarabok közti gyorsabb gépátállás érdekében. A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 198

199 Célgéptervezési mintafeledat kidolgozása A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 199 Egység Adatok Motorteljesítmény: P mot =1,1 kw Előtoló erő: F emot =5000 N Motor fordulatszám: n mot =970 1/min Orsó fordulatszám: n=650 1/min Lökethossz: L mot =77 mm Orsóvégződés: ER 32 Poly-V szíj: J Szíjtárcsák átmérői: d hajtó =30 mm BEA 14CNC d hajtott =45 mm Korrigált technológiai adatok: (MD2) v f =30,615 m/min v e =869,05 mm/min P=0,96 kw A menetfúrási nyomaték M=23 Nm Korrigált technológiai adatok: (MD1) v f =24,5 m/min v e =869,05 mm/min P=0,73 kw A menetfúrási nyomaték M=13 Nm 5.9. Korrigált technológiai adatok Készülékezés, munkadarab befogásának módjának meghatározása Az MD1 és MD2 szelepház esetében a hat főirány közül öt irányból végzünk megmunkálást. Olyan befogási módot kell keresünk, amely jó az alkatrész család mindkét tagjára, mivel az MD1 és MD2 szelepház csak befoglaló méreteiben különbözik. A befogó készülék kiválasztásakor figyelembe kell venni a forgácsolások során a különböző irányokban fellépő előtoló erőket, és ezek után lehet a szorítás mértékét meghatározni ábra A munkadarabra (MD2) ható erők A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 199

200 Célgéptervezési mintafeledat kidolgozása A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 200 A munkadarabot megfogására kétpofás tokmányt használunk, amely a C IV és C V irányokban fejt ki szorítóerőt. Az összeszorító erőből adódó súrlódó erőnek kell legyőznie az egyes megmunkálásokhoz tartozó előtoló erőket F = F µ F = F = = N s sz sz s µ 0,1 A SUHNER katalógusban ekkora összeszorító erőre az MF 160-as készülék ajánlott, melynek szorító ereje N ábra MF 160 készülék és egy általános pofa Lehetőség van az MF 160 készülékbe illeszkedő általunk megtervezett pofa SUHNER általi legyártatására. A pofára vonatkozó részletes méretezést a SUHNER katalógus nem tartalmazza, ezért célszerű ezt a szolgáltatást igénybe venni Dob tervezése A körasztal kiválasztása előtt szükség van a dob méreteire, ezért előbb ezt kell megtervezni. A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 200

201 Célgéptervezési mintafeledat kidolgozása A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza ábra A dob főbb méretei Körasztal kiválasztása A dobos célgépet egy nyolcosztású körasztalra rögzített nyolc oldalú dobbal valósítjuk meg, melynek palástjára kerülnek a munkadarab helyzet meghatározására és szorítására szolgáló tokmányok. A körasztalra rögzített dob megtervezése és a munkadarabokat befogó készülék kiválasztása után meg lehet határozni a körasztalra ható erőket, nyomatékokat. A körasztalhoz az alábbi megengedett terheléseket közli a gyártó: A körasztalra merőlegesen ható erők eredője Billenő nyomaték Tangenciális irányú nyomaték Az adott körülményekhez tartozó terhelések meghatározása után választható a körasztal. A... ábrán láthatóak a körasztalra ható nyomatékok és erők. A SUHNER cég ROTOstep körasztalai három különböző méretben vásárolhatóak (RT 4, RT 320 és RT 400), melyek különböző terheléseket viselnek el. A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 201

202 Célgéptervezési mintafeledat kidolgozása A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza N 800N 1260N 1680N 800N 1260N 2200N csere 90N 90N 90N 2360N 23Nm 23Nm 60Nm 90N 23Nm 23Nm 60Nm 90N Gdob 600N 90N 90N 720N 0,49Nm 720N Y Y 90N Y Z X Z ábra A dob terhelése A körasztalra merőlegesen ható erők eredője az ábra alapján 680 N A billenő nyomaték számításánál pozitív forgásiránynak az Y-Z síkon az óramutató járásával megegyező irányt választjuk. A dob súlyát közelítő számításokkal határoztuk meg (Gdob = 1210 N) Így M bill =2243,52 Nm A tangenciális nyomaték számításánál pozitív forgásiránynak az X-Y síkon az óramutató járásával megegyező irányt választjuk. Így M t =388,15 Nm A választott körasztal: RT 400 B Egység Adatok Asztalra merőlegesen ható erők megengedett mértéke: N Billenő nyomaték megengedett értéke: 2700 Nm Tangenciális irányban megengedhető max. nyomaték: Nm RT Állványok Az állványok részint egyedi tervezésűek, részint a SUHNER cég elemeit használtuk fel A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 202

203 Célgéptervezési mintafeledat kidolgozása A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza Végleges időciklogram, ciklusidő elemzése Az egységek konkrét ismeretében a mellékidők is figyelembe vehetővé válnak, így a végleges adatokkal részletes időelemzést végezhetünk A konkrétan nem számolható időtartamú munkadarab-csereidőt kiadódó időként utoljára vesszük figyelembe. A tényleges munkautakkal és technológiai adatokkal végzett számítások után az alábbi adatok adódnak. Egy munkadarab gépen eltöltött tényleges ideje: t mdb =82,24 s Egy munkadarab tényleges ciklusideje (darabkövetkezési idő): t ciklus =1028 s A végleges időciklogramok az ábraábrán láthatók. ütem MD1 cilkusideje 10,28 s ütem MD2 cilkusideje 10,28 s 1. pozíció 2. pozíció 3. pozíció 4. pozíció 5. pozíció 6. pozíció 7. pozíció 8. pozíció csere 3,824 4,67 6,87 5,946 7,35 8,38 7,142 1,9 léptetés 1. pozíció 2. pozíció 3. pozíció 4. pozíció 5. pozíció 6. pozíció 7. pozíció 8. pozíció csere 3,91 2,879 6,87 5,946 7,35 8,38 7 1,9 léptetés idő [sec] idő [sec] ábra A munkadarabok végleges időciklogramja Munkadarab csere: Az 1. pozícióban a munkadarab cseréjét 8,38 s alatt kell elvégezni. A cserét végezheti robot, illetve egy egyedileg tervezett manipulátor. A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 203

204 Célgéptervezési mintafeledat kidolgozása A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza Éltartam összehangolás, szerszámcsere tervezés Azt az időt, melyet a szerszám a kopáskritériumnak megfelelő kopásnagyság kialakulásáig forgácsolásban eltölt, szerszáméltartamnak nevezzük. Az éltartamidő elteltével a szerszám még rendelkezik a forgácsleválasztáshoz szükséges tulajdonságokkal, de a kopáskritériumban megfogalmazott követelménynek már nem tud eleget tenni. Éltartamot szokás fúró szerszámok esetében éltartamhosszal is megadni. Az egyes szerszámok különböző éltartamait figyelembe véve meg kell határozni a szerszámcsere szükséges időpontjait Éltartam számítása minden komplexumra Minden állomáson minden egyes komplexumot megmunkáló szerszám (programszerszám) esetében kiszámítjuk az éltartam darabszámot. A szakirodalom közöl közelítő éltartamhosszot és éltartamidőt. Ezek az értékek fogásmélységtől, előtolástól, hűtőfolyadék típusától erősen függenek, ezért a pontos értékek tapasztalati úton határozandók meg. Az egyes szerszámok éltartamra vonatkozó nadatait és éltartam darabszámait az 5-6. táblázat tartalmazza. Az alkalmazott jelölések: L él éltartamhossz, L - fúrás hossza egy munkadarabon, q L éltartam darabszám Poz Műv. Db. A (MD1,MD2) E 1 (MD1) F (MD2) BCDV (MD1) BCD (MD2) E 2 GH (MD1) FGH (MD2) Lél L ,55 15,2 18,55 15,2 ql 3181, , ,3 3234,5 3947, ,5 3947,37 Poz Műv. Db. K 1 (MD1,MD2) I (MD1) I (MD2) K 2 (MD1,MD2) MNOPQ (MD1,MD2) Lél L 40, ,4 37,5 25,5 ql 1739, , ,7 1866,7 2745,1 A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 204

205 Célgéptervezési mintafeledat kidolgozása A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 205 Poz Műv. Db. 2xTZ (MD1,MD2) 2xY (MD1,MD2) L (MD1,MD2) S (MD1,MD2) J (MD1) J (MD2) Lél * L 27,5 0,5 ** ,4 ql 2545, , , , , táblázat A 7. pozícióban az L furatesztergálás (XIII. komplexum) MD1, MD2 esetén a következőképp számoltuk az éltartam darabszámot. T=240 min éltartamidő t f =8,38 s furatesztergálás ideje munkadarabonként T qt = =1718,37 db / éltartam az éltartam darabszám. t f Szerszámcsere tervezés A szerszámcsere tervezésénél arra törekszünk, hogy lehetőleg minden szerszámot egyszerre cseréljünk ki. Műszakonkénti darabszám: Q = = 2801 db 10,28 Egy nyolcórás műszak során tehát elméletileg 2801 db. szelepház készül el, nem számolva a kieső időkkel, a szerszámcserékkel, a leállásokkal. MD1 I. kom plexum II. kom plexum III. kom plexum IV. kom plexum V. komplexum VI. komplexum V II. kom plexum V III. kom plexum IX. kom plexum X. komplexum XI. komplexum XII. komplexum X III. kom plexum 4.óra 1.mű szak (8. óra) q [darab] MD2 I. komplexum II. kom plexum III. kom plexum IV. komplexum V. komplexum VI. komplexum V II. kom plexum VIII. kom plexum IX. kom plexum X. komplexum XI. kom plexum XII. komplexum X III. kom plexum 4.óra 1.mű szak (8. óra) q [darab] ábra Szelepházak éltartam-darabszám ciklogramjai A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 205

206 Célgéptervezési mintafeledat kidolgozása A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 206 A ciklogramok alapján a javasolt szerszámcsere-idők a következők: 4 óránként: II., V., VI., VII., XI., XIII. komplexumok szerszámait, 8 óránként (műszakonként): I., III., IV. komplexumok szerszámait, 20 óránként: VIII., IX., X., XII. komplexumok szerszámait szükséges cserélni A célgép vezérlése A célgép vezérlésére a következő vezérlőszekrényeket választjuk ugyancsak a SUHNER cég kínálatából. 2 db EPB 4B vezérlőszekrény (elektronikus vezérlés összesen 4 BEM 20, 28, ill. BEX35 egység vezérlésére), 1 db EPB 1B vezérlőszekrény (elektronikus vezérlés 1 BEM, 20, 28, ill. BEX35 egység vezérlésére), 1 db EPB 1A vezérlőszekrény (elektronikus vezérlés 1 BEM 6, egység vezérlésére), 1 db EPG 1 vezérlőszekrény (elektronikus vezérlés 1 GEM6, GEM 16, ill. GEM 20, menetfúró egység vezérlésére), 1 db IDM 3 vezérlőszekrény (háromtengelyes CNC vezérlés 3 UA 30 CNC vezérlésére), 2 db IDM 1 vezérlőszekrény (egytengelyes CNC vezérlés BEA 14 CNC és BEA 25 CNC vezérlésére), A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 206

207 Célgéptervezési mintafeledat kidolgozása A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza A célgép strukturális tervei Elrendezési vázlat ábra A célgép elrendezése 2. pozíció 1. pozíció 3. pozíció 8. pozíció 4. pozíció 5. pozíció 7. pozíció 6. pozíció ábra A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 207

208 Célgéptervezési mintafeledat kidolgozása A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 208 Elölnézet a célgépről Látható, hogy a 6. pozícióban az egyébként ritkán használt tangenciális irányokat is felhasználjuk Az egyes szerkezeti egységek felépítése ábra Dob és körasztal ábra 2. Pozíció I. komplexum (A) A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 208

209 Célgéptervezési mintafeledat kidolgozása A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza ábra 2. Pozíció II. komplexum (E) ábra 3. Pozíció III. komplexum (BCD/BCDV) A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 209

210 Célgéptervezési mintafeledat kidolgozása A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza ábra 3. Pozíció IV. komplexum (FGH/E 2 GH) ábra 4. Pozíció V. komplexum (K 1 ) A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 210

211 Célgéptervezési mintafeledat kidolgozása A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza ábra 4. Pozíció VIII. komplexum (I) ábra 5. Pozíció VI. komplexum (K 2 ) A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 211

212 Célgéptervezési mintafeledat kidolgozása A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza ábra 6. Pozíció VII. komplexum (MNOPQ) ábra A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 212

213 Célgéptervezési mintafeledat kidolgozása A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza Pozíció XI. komplexum (2xTZ) ábra 6. Pozíció XII. komplexum (2xY) ábra A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 213

214 Célgéptervezési mintafeledat kidolgozása A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza Pozíció XIII. komplexum (L) ábra 8. Pozíció XI. komplexum (S) ábra A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 214

215 Célgéptervezési mintafeledat kidolgozása A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza Pozíció IX. komplexum (J) Célgép vizuális bemutatása ábra Az 1. cserepozíció és a 2. pozíció (háttérben a 3. pozíció) ábra A 3. és 4. pozíció (háttérben az 1. és 2. pozíció) A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 215

216 Célgéptervezési mintafeledat kidolgozása A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza ábra Az 5. és 6. pozíció ábra A 7. és 8.pozíció A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 216

217 Irodalomjegyzék A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 217 Irodalomjegyzék [1] Erdélyi, F.(szerk.): Szerszámgépek automatizálása II. Egyetemi jegyzet, Miskolc 1985 [2] Suhner Automation expert Katalógus, 2001 [3] Sandvik Coromant: Forgó szerszámok Katalógus, 2003 [4] Dipl.-Ing, Wilhelm v. Zwehl: Aluminium-Taschenbuch Aluminium Verlag GmBH, Düsseldorf 1955 [5] Rábel, Gy.(szerk.): Gépipari Technológusok Zsebkönyve Műszaki Könyvkiadó, Budapest 1984 [6] Horváth, S. Pónya, V.: Agregát szerszámgépek Műszaki Könyvkiadó, Budapest 1966 [7] Vallyon, A.: Autóipari alkatrész célgépesítése Diplomaterv, Miskolci Egyetem 2003 [8] Dudás, I.: Gépgyártástechnológia alapjai I. Egyetemi jegyzet, Miskolc 2000 [9] Fridrik, L.: Forgácsolás I. Egyetemi jegyzet, Miskolc 1992 [10] Gühring Präzions Schneidwerkzeuge Katalógus, 2002 [11] Sandvik Coromant Coroguide Electronic catalouge version [12] [13] [14] W. H. Leslie: NC alkalmazási kézikönyv. Műszki Könyvkiadó Budapest 1973 [15] Dudás, I.: Gépgyártástechnológia IV. Miskolci Egyetemi Kiadó, 2004 [16] Prohászka J.: A technológia helyzete és jövője MTA Társadalomkutató Központ, Budapest 2001 [17] Strelecz L.: Pályavezérlési és felületmodellezési feladatok programozása számjegyvezérlésű szerszámgépeken. Doktori értekezés, Miskolc 1996 [18] Mátyási Gy.: NC technológia és programozás. I. Műszki Könyvkiadó, Budapest 2001 [19] R. Gehring: Szerszámgépek szerkesztése gyakorlati példákkal. Műszki Könyvkiadó, Budapest 1984 [20] SIEMENS SINUMERIK Programmieranleitung. Ausgabe 2.87 [21] SIEMENS SINUMERIK 810T Katalog NC21 Ausgabe 1989 [22] SIEMENS SINUMERIK 810T Katalog NC22 Ausgabe 1989 A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 217

218 Irodalomjegyzék A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 218 [23] Horváth M.- Markos S.: Gépgyártástechnológia. Műegyetemi Kiadó, Budapest, [24] Nagy P. S.-Czéh M.: Szerszámgépek, gyártórendszerek I. Kézirat, BDMF Gépgyártástechnológiai Tsz. Budapest, 1996 [25] Nagy P. S.: Szerszámgépek, gyártórendszerek II. Kézirat, BDMF Gépgyártástechnológiai Tsz. Budapest, 1995 A dokumentum használata Tartalomjegyzék Vissza 218