Avantajele Si Dezvoltarii Utizarii Masinilor Cnc

CAP. 1 – INTRODUCERE

Mașinile unelte fac parte din marea grupă a mașinilor de lucru. Scopul lor fundamental este acela de a modifica forma materialului, printr-un proces tehnologic de prelucrare prin așchiere, în condiții economice optime. Mașina unealtă este o mașină de lucru destinată generării suprafețelor pieselor prin procesul tehnologic de așchiere în anumite condiții de precizie dimensională, de calitate a suprafeței și abateri de la forma impusă. Condițiile de precizie dimensională și a suprafeței conduc la mașini-unelte de construcții diferite, generând suprafețe identice. Se pot exemplifica mai multe: – pentru suprafețe cilindrice – strung, mașina de rectificat rotund – pentru suprafețe plane – raboteza, mașina de rectificat plan, mașina de frezat Marea varietate a formelor și dimensiunilor pieselor folosite în construcția de mașini, aparate și instalații, diversitatea materialelor utilizate pentru confecționarea pieselor componente, a contribuit la apariția unei mari diversități de mașini unelte.

2. Ce este tehnologia CNC?

Mașinile-unelte controlate numeric se mai numesc și mașini CNC. Controlul numeric rezidă într-un proces de “alimentare” continuă a unui controller programabil în construcție specială, cu un set de instrucțiuni (formate din litere și cifre) astfel încât să poată fi controlate mișcările unei mașini-unealtă.

Mișcările mașinii- unelte trebuie să conducă o sculă așchietoare în felul următor:

Cu o viteză precisă de înaintare a sculei

Pe un anumit traseu

Cu o viteză precisă de rotație a sculei

CNC este abreviație de la “Computer Numerically Controlled” (Control Numeric cu Computer). Denumirea CNC se referă la modul de operare al unei mașini- unelte, deci , la metoda de bază pentru controlul mișcărilor. Ea nu amintește nimic despre tipul mașinii care execută prelucrarea : freză, strung sau alt dispozitiv cu comandă numerică. O mașină CNC face uz de diferite sisteme de coordonate si de matematică, pentru a putea să înțeleagă și să proceseze informația pe care o primește de la programator, pentru a determina ce trebuie să miște, unde și cat de repede.

Una dintre cele mai importante funcții a unei mașini CNC este contolul riguros și precis a mișcării. Toate echipamentele CNC au două sau mai multe direcții de mișcare, numite axe. Cele mai cunoscute tipuri de axe sunt cele liniare și de rotație. Mașinile clasice de prelucrare prin așchiere necesitau utilizarea de manivele și discuri pentru a produce aceste mișcari, pe cand mașinile CNC sunt acționate de servomotoare controlate prin computer și ghidate de un program memorat. De obicei, tipul de mișcări (liniar, circular, rapid), precum și axele care se mișcă, distanțele de mișcare și vitezele de mișcare ( de prelucrare) sunt programabile la majoritatea mașinilor cu comandă numerică. În figura 1 se observă diferențele dintre o mașină unealtă convențională și una controlată numeric.

Mașină clasică, acționata manual b) mașină controlată numeric

Fig.1.1. Diferențe între o mașină clasică, acționată manual (a) și o mașină controlată numeric (b).

Cele mai multe mașini cu comandă numerică sunt capabile să se miște în trei direcții simultan. Direcțiile sunt numite axele mașinii. Axele au numele coordonatelor X, Y, Z. Axa X este axa pe care mașina se deplasează, fiind cea mai mare lungime. Axa X poate reprezenta mișcarea stanga- dreapta, iar axa Y mișcarea față-spate. Axa Z reprezintă mișcarea verticală, sus- jos. Scula de prelucrare este montată de obicei, pe axa Z.

Atat CNC-ul, cat și robotul au în comun faptul că funcționarea lor depinde de un program numeric care se poate modifica foarte ușor, astfel încat, mașina unealtă sau robotul să indeplinească alte sarcini. Programarea acestora se face de către un programator, care realizează programele fie manual, în cazul unor programe scurte , fie cu ajutorul soft-urilor de CAM, în cazul unor prelucrări care necesită operații complicate.

1.1.2. Apariția și dezvoltarea mașinilor cu control numeric.

Idea de control numeric are rădăcini vechi. În anii 1720 s-a inventat un dispozitiv care folosea cartele găurite de hârtie pentru a broda pe țesăturile de pânză diverse modele simple. Originar din anii 1860, pianina automată (sau flașneta mecanică) utiliza o rolă de hârtie cu șiruri de găuri pentru a controla acționarea diverselor clape, adică note muzicale.

Controlul numeric, așa cum îl cunoaștem azi, a apărut înainte de inventarea microprocesoarelor utilizate în computerele actuale. Un mare impuls pentru dezvoltarea acestuia a fost dat de US Air Force, care dispunea de suficiente resurse financiare pentru stimularea cercetării. US Air Force avea nevoie de îmbunătățiri în construcția avioanelor cu motoare cu reacție. Datorită vitezelor mari de zbor ale acestora, structura mecanică și geometria trebuiau îmbunătățite. Acest lucru cerea prelucrări mecanice complexe la un preț de cost foarte mare.

În 1952, Massachusetts Institute of Technology a construit și prezentat prima mașină cu comandă numerică ce avea posibilitatea să controleze mișcarea unei freze pentru prelucrarea de suprafețe complexe. Finanțarea construcției și cercetării a fost făcută de US Air Force. Mașina a avut succes și în 1955, la târgul National Machine Tool Show, au apărut spre comercializare mașini cu comenzi numerice.

Prima generație de mașini CNC foloseau lămpi electronice cu vacuum care produceau multă căldură și ocupau un spațiu destul de mare. Mașinile nu erau prea fiabile. La a doua generație tuburile electronice au fost înlocuite de tranzistori, ceea ce a condus la o încălzire mai mică și o fiabilitate mai mare a etajului de control. De asemenea controller-ul ocupă un spațiu mai mic.

Prima și a doua generație de mașini-unelte nu aveau memorie de stocare a programelor. Instrucțiunile erau stocate pe bandă de hărtie perforată și erau transmise mașinilor una câte una. Mașina primea o instrucțiune, o executa și apoi cerea următoarea instrucțiune.

La a treia generație s-au folosit circuite integrate și modulare și s-a introdus memoria de stocare a programelor. Memoriile au fost la început magnetice, cu role de bandă magnetică, iar apoi electronice, cu circuite integrate.

Pe măsură ce tehnologia a evoluat s-au introdus și folosit plăci imprimate cu circuite electronice. Acestea erau proiectate pentru executarea unui program fix (pre-programate). Se foloseau la execuția anumitor acțiuni uzuale și comune: găurire, frezare, rectificare etc. Plăcile se introduceau în sloturi speciale și când nu mai era nevoie de ele se înlocuiau. Se mai numeau și canned cycles (programe la conservă).

Astăzi se poate vorbi de o a patra generație de mașini cu comandă numerică în care controller-ul mașinii are la bază tehnologia microprocesoarelor și a calculatoarelor actuale.

1.1.3. Avantajele și dezavantajele utilizării mașinilor CNC

Primul beneficiu oferit de toate tipurile de mașini CNC este îmbunătățirea automatizării. Intervenția operatorului în producerea pieselor poate fi redusă sau eliminată. Multe mașini CNC pot funcționa nesupravegheate pe parcursul întregului ciclu de prelucrare. Acest aspect oferă utilizatorului mai multe beneficii cum ar fi: reducerea gradului de oboseală, reducerea greșelilor provocate din eroare umană, un timp de ciclu constant, deci o producție previzibilă. Deoarece mașina rulează un program de control, nivelul de cunoștințe necesar majorității operatorilor CNC (privind tehnologia de prelucrare a metalelor) este de asemenea redus în comparație cu cea a unui prelucrător prin așchiere (strungar) care lucrează pe mașini clasice.

Al doilea avantaj al tehnologiei CNC este rapiditatea și precizia obținută pentru piesele finite. Odată ce un program este verificat și corectat, cu aceeași precizie și rapiditate se pot face una, zece sau o mie de piese de aceeași calitate și același timp de prelucrare pentru fiecare piesă.

Al treilea beneficiu este flexibilitatea. Deoarece mașinile execută programe, schimbarea prelucrării este la fel de ușoară ca și încărcarea unui alt program. O dată ce un program a fost realizat și prima piesă a fost executată corect, acesta poate fi salvat în memorie, pe dischete sau bandă magnetică și încărcat oricând mai este nevoie de el. Acest lucru implica un alt beneficiu: schimbări rapide în producție. Deoarece punerea în funcțiune a unei mașini CNC este ușoară și rapidă, producția cu astfel de mașini este pretabilă la diminuarea stocurilor și onorarea comenzilor imediat ce sunt primite.

Se prezintă în continuare, mai detaliat, principalele avantaje și dezavantaje ale mașinilor CNC în comparație cu mașinile-unelte clasice.

AVANTAJE

a) Flexibilitate.

b) Mașinile CNC pot face ceea ce o mașină-unealtă nu poate.

c) Repetabilitate.

d) Reduce și elimină costurile aferente unei producții de stoc.

e) Reducerea costurilor pentru scule speciale și a timpilor de pregătire a mașinii.

Mașinile CNC nu necesită foarte puțin (sau deloc) timp pentru fixarea pieselor. De obicei se folosesc dispozitive simple de prindere, de tip clește sau menghina. Din punctul de vedere al sculelor, nu este nevoie de fabricarea unor scule speciale deoarece mașina poate folosi eficient câteva tipuri de unelte pentru mai multe operații. Capacitatea de mișcare a mașinilor CNC permite acestora să parcurgă cu precizie traiectorii de tip contur, ne mai fiind nevoie de unelte speciale pentru poziționarea și ghidarea sculei tăietoare. O schimbare de ultimă oră a proiectării piesei nu necesită decât modificarea câtorva linii de program. Aceasta înseamnă pentru ingineri posibilitatea de a îmbunătăți permanent calitatea produselor prin ajustări necostisitoare în proiectarea pieselor.

f) Reducerea timpului de calificare pentru operatori.

g) Reducerea necesarului de forță de muncă (a numărului de ore om-mașină)

Pentru a lucra corect, mașinile CNC au nevoie de operatori calificați. Dar de îndată ce informația completă pentru lucru este înregistrată în fișiere, în format electronic, tehnica de prelucrare este înglobată în mașină și nu mai depinde de factori umani. Instruirea noilor angajați are legătură mai mult cu modul de operare al mașinii CNC și cu așteptările companiei privind calitatea produselor finite. Nu toți operatorii trebuie să cunoască în detaliu tehnologiile de bază ale prelucrărilor metalice prin așchiere.

h) Creșterea calității produselor

i) Creșterea productivității

De obicei mașinile CNC erau asociate cu producția în serie mare deoarece programarea mașinii, mai ales pentru piese complexe, necesita un timp mai îndelungat. În prezent, dezvoltarea tehnologiilor de construcție a computerelor și cea a programelor software, permit programarea mai ușoară a mașinilor CNC. În fapt, abilitatea unei mașini CNC de a accepta informații matematice precise, furnizate de un software specializat, pentru a crea un nou produs, reduce costurile de exploatare prin reducerea erorilor de programare.

j) Creșterea siguranței în exploatare

DEZAVANTAJE

a) Invesiții mari.

b) Mașinile CNC trebuie programate.

c) Costuri mari de întreținere.

d) Costuri mari de producție pentru serii mici.

Generalități despre dispozitive

DISPOZITÍVUL reprezintă un ansamblu de piese sau organe, legate între ele și dispuse în așa fel încât să poată îndeplini o anumită funcție într-un sistem tehnic. Caracteristicile de baza ale unui dispozitiv sunt:

Elementele care îl compun nu se deplasează între ele în timpul lucrului, astfel că dispozitivul se transformă în mecanism

Îndeplinește o anumită funcție într-un sistem tehnic

Este un grup de elemente, cel puțin în parte solide, legate între ele într-un anumit fel determinat și care formează o unitate

În sistemul tehnologic al mașinilor-unelte pentru prelucrări prin așchiere, dispozitivele sunt incluse în doua locuri. În unul din locuri dispozitivul leagă semifabricatul de mașina-unealtă avand rolul de orientare și fixare a semifabricatului față de traiectoria descrisă de tăișul principal al sculei, iar în cel de al doilea loc leagă scula de mașina-unealtă avand rolul de orientare și fixare a acesteia pe mașina-unealtă.
La asamblare, dispozitivele au rolul să orienteze reciproc piesele, sau subansamblurile care urmează să fie asamblate și să le mențină în poziția respectivă pe tot timpul cât durează operația de asamblare. Astfel de dispozitive se folosesc atât la asamblările fixe cat si la cele demontabile.

Rolul dispozitivelor de control este de orientare si fixare a pieselor în vederea controlului parametrilor care caracterizează una sau mai multe suprafețe ale unei piese sau ansamblu.

Dispozitivele utilizate în tehnologia construcțiilor de mașini se pot clasifica după:

Gradul de universalitate

Locul unde sunt utilizate în tehnologie

Felul acționării

Gradul de automatizare

După locul unde sunt utilizate în tehnologie se deosebesc:

Dispozitive de orientare și fixare a semifabricatelor la prelucrare, denumite dispozitive pentru mașini-unelte

Dispozitive de orientare și fixare a sculelor, denumite portscule

Dispozitive de orientare și fixare a pieselor sau subansamblelor la asamblare, denumite dispozitive de asamblare

Dispozitive de control

După gradul de universalitate se deosebesc:

Dispozitive universale pentru prelucrarea semifabricatelor cu forme și dimensiuni foarte variate. Din această categorie fac parte: mandrinele, menghinele de mașini, mesele rotative, capetele divizoare, capetele de găurit universale cu mai multe axe. Dispozitivele universale sunt folosite în producția de unicate și de serie mică.

Dispozitive specializate care prin adaptarea unor elemente reglabile sau schimbabile, permit prelucrarea unor grupe de piese fiind aplicate în condițiile tehnologiei de grup

Dispozitive speciale construite pentru efectuarea unor operații la anumite piese. Dispozitivele speciale sunt specifice producției de serie mare și de masă

Dispozitive modulare

După felul acționării se deosebesc:

Dispozitive acționate manual

Dispozitive acționate mecanic

După gradul de automatizare dispozitivele pot fi:

Automate

Mecanizate

Manuale

Avantajele utilizării dispozitivelor:

Duc la creșterea productivității muncii

Permit obținerea certă a preciziei de prelucrare impuse piesei

Necesită o calificare mai scăzută a muncitorului decat la prelucrarea fără dispozitive

Reduc efortul fizic al muncitorului și îmbunătățesc condițiile de muncă ale acestora

Îmbunătățesc esențial condițiile de protecție a muncii

Dispozitivele folosite pentru așezarea și fixarea pieselor de prelucrat pe mașini unelte au rolul de legătură între semifabricat și mașina-unealtă.

Dispozitivele trebuie să îndeplinească o serie de condiții:

Trebuie să fie rezistente și rigide pentru a nu se deforma sau vibra sub acțiunea forțelor și momentelor care iau naștere în procesul prelucrării

Trebuie să fie concepute încat să permită manevrarea comodă și rapidă

Trebuie să corespundă din punct de vedere al securității muncii

Sa aibă o construcție simplă

Să fie ușor de executat și reparat

Aspecte constructive și funcționale specifice dispozitivului

Pentru stabilirea variantei constructive de mecanism autocentrant și de fixare se vor avea în vedere următoarele aspecte:

mecanismul trebuie să realizeze autocentrarea și în același timp fixarea piesei;

mecanismul trebuie să nu aibă un gabarit prea mare pe motiv că astfel ar exista posibilitatea creșterii erorilor în timpul prelucrării;

mecanismul trebuie să permită montarea de cepuri sub piesă pentru a putea permite accesul sculei în zona de prelucrat, pe toată lungimea ei,

pentru punerea în mișcare a componentelor mecanismului se va face uz de mișcarea de translație pentru ușurarea calculelor ulterioare și înlăturarea eventualelor erori;

mecanismul trebuie să permită legătura cu mecanism de transmitere a mișcării necesare strângerii – centrării;

mecanismul trebuie să aibă în structură un reazem de tip prismă.

Tipuri de acționări mecanizate:

acționare pneumatică

acționare hidraulică

acționare pneumohidraulică

acționare mecanohidraulică

acționare mecanică

acționare electromecanică

acționare cu vacuum

acționare magnetică

acționare electromagnetică

Dispozitive de protecție, de prindere și fixare, blocare și siguranță

Caracteristici generale

Părțile mobile ale mașinilor-unelte care depășesc gabaritul mașinii si care prezintă pericol de accidentare, vor fi prevăzute cu dispozitive de protecție tip apărătore (compacte, cu jaluzele, cu orificii), de rezistență corespunzătoare si care, după necesitate, se dotează cu mânere, bride pentru deschiderea, scoaterea, deplasarea si instalarea cu ușurință si fără pericol a acestora.

(1) Dispozitivele de protecție, care nu necesită intervenții frecvente, vor fi fixate de mașina-unealtă, constituind un întreg cu aceasta.

(2) Intervenția la mașină va fi realizată numai de personal de specialitate si numai după oprirea mașinii.

(1) Dispozitivele de protecție, care necesită intervenții frecvente, vor fi prevăzute cu sisteme de deconectare sau blocare automată a mașinii-unelte, în cazul unor intervenții accidentale.

Dispozitivele de protecție ale posturilor de lucru vor fi prevăzute cu ecrane din sticlă securizată, sau alt material transparent, care să nu piardă repede transparenta sub acțiunea așchiilor si a lichidului de răcire.

(1) Dispozitivele de prindere vor fi astfel concepute, încât să asigure o fixare rigidă a pieselor.

(2) În cazul folosirii dispozitivelor de fixare pneumatice, hidraulice, electromagnetice si combinate, acestea se vor prevedea cu mecanisme care să împiedice desfacerea accidentală a dispozitivului si cu blocaje care să prevină aruncarea piesei când se produce desfacerea sau când se întrerupe alimentarea cu aer, lichid sau energie electrică. În cazul întreruperii alimentării, se va opri automat mașina.

Mașinile-unelte cu comandă numerică și cu schimbarea automată a sculei, care sunt dotate cu magazie de scule, vor fi prevăzute cu dispozitive corespunzătoare care să asigure respectarea următoarelor condiții :

a) schimbarea automată a sculei numai când arborele principal se află în poziție corectă și nu se rotește ;

b) pentru schimbarea automată a sculei, zona în care se desfășoară această operație va fi prevăzută cu elemente de protecție care să nu admită accesul lucrătorului în zona respectivă.

Mașinile-unelte vor fi prevăzute cu dispozitive de siguranță care să prevină pornirea accidentală a arborilor principali, a consolelor, păpușilor, traverselor si a altor subansamble mobile.

Mașinile-unelte sau subansamblele acestora vor fi prevăzute cu dispozitive de siguranță pentru evitarea oricărui accident în cazul supraîncărcării acestora peste limitele prescrise.

Subansamblurile mașinilor-unelte care se deplasează mecanizat vor fi prevăzute cu dispozitive de siguranță care să nu permită depășirea cursei acestora dincolo de limitele stabilite prin documentația tehnică.

Părțile componente ale unei mașini-unelte cu comandă numerică

Unitatea centrala – gestioneaza toate datele de intrare-iesire legate de programele de  prelucrare si de manipulare a utilajului; este format din unitatea principala , monitor, tastatura, mouse, butoane de comanda, invertere-le de deplasare pe cele 3 axe ale cabinei de lucru, etc.

Unitate de comanda auxiliara – este partea componenta a masinii care da acceptul comenzii de pornire si rulare a programului de lucru incarcat, avand un rol determinant, atunci cand masina este folosita de operator pentru lucrul in doua campuri;

Masa de lucru – este suportul principal pe care se fixeaza piesele in vederea prelucrarii; fixarea pe masa masinii a pieselor se face pe baza de vacuum, iar prinderea pieselor se poate face fie direct pe masa masinii, fie pe sabloane speciale, fie pe ventuze de fixare;

Piesa este fixata pe masa masinii, care are o constructie speciala, realizata din aluminiu, si care la fabricare a fost prevazuta cu mai multe canale, la distante mici unele de altele. Aceste canale urmeaza doua directii perpendiculare formand pe suprafata mesei un caroiaj.

Cabina de lucru – insoteste electromandrina si tot ansamblul de lucru, si are rol esential de protectie a utilizatorului in caz de accidente; partea frontala este confectionata dintr-un material transparent securizat, care in functie de necesitatile operatorului permite vizualizarea campului in care are loc prelucrarea materialului;

Structura de protectie – fabricata din panouri metalice, are rolul de a preveni accidentele, si de a stopa muncitorii din fabrica de a intra in zona de actiune a masinii.

Alaturi de partile componente prezentate anterior, masina are in dotarea sa o telecomanda ce ofera posibilitatea operatorului de a comanda anumite operatii de la distanta. Mai mult decat atat, anumite operatii nu pot fi comandate decat cu acest periferic. Dintre acestea, cele mai importante operatii sunt cele de schimbare manuala a sculei, si de deplasare pe cele 3 axe (X,Y,Z) a electromandrinei, respectiv a cabinei de lucru.

Dupa cum se observa pe imaginea alaturata, telecomanda are incorporata si un buton de oprire de urgenta, in cazul aparitiei unor defectiuni accidentale. Aceste ”butoane de urgenta” se intalnesc si pe statia locala de comanda, precum si pe utilaj in zonele cheie ale celor doua campuri de lucru.

            Pentru deplasarea manuala pe cele trei axe al capului de lucru telecomanda dispune de un selector de axa, iar pentru gestionarea operatiilor de lucru are incorporate doua  potentiometere ce au efect asupra vitezei de deplasare si a vitezei de rotatie a sculei fixata in electromandrina.

Inainte de a prezenta datele tehnice de baza ale centrului de prelucrare numerica, trebuie mentionat ca batiul masinii reprezinta piesa cea mai voluminoasa si mai grea, avand rol de sustinere pentru toate elemntele fixe sau mobile ale masinii. Tubulatura destinata exhaustarii si toate cablurile de date care vin in contact cu unitatea centrala sunt sustinute de senile specifice acestor tipuri de masini pentru prevenirea deteriorarii lor in timpul functionarii, mai precis  datorita miscarilor pe axe ale capului de lucru.

            Ungerea axelor de deplasare se face automat pe toate cele trei directii in tot timpul functionarii si mai ales imediat dupa pornirea centrului de prelucrare. Pornirea in vederea utilizarii CNC-ului la inceputul zilei, obliga operatorul sa execute operatia de calibrare a masinii, operatie care ca efect in afara ungerii axelor si stabilirea pozitiei de 0 (zero) a capului de lucru si originea mesei fata de care se vor face prelucrarile ulterioare ale pieselor. Deoarece asa cum am spus, masina este dotata cu o magazie ce poate fi incarcata cu pana la 8 scule diferite simultan, operatia de calibrare are ca efect si stabilirea pozitiei initiale a acestei magazii.

CENTRUL DE PRELUCRARE

Centrul de prelucrare CMS XTB1150 este de tip orizontal având cinci axe și este echipat cu un echipament CNC FANUC 310. Centrul de prelucrare este conceput pentru operațiuni de frezare, alezare, găurire și filetare în conceptul de “five axis machining”.

Batiul centrului de prelucrare este realizat din fontă G26 (Standard Italian UNI 668) fiind detensionat. Ghidajele centrului de prelucrare au o duritate de 480 Brinnel.

Cursele axelor centrului de prelucrare CMS sunt: X=650mm, Y=650mm, Z=450mm. Centrul de prelucrare este echipat cu motoare electrice FANUC-GE .

Mandrina este acționată de către un motor FANUC GE de tip ALPHA IL12/7000 având o putere de 12kW și turația maximă de 16000 rot/min.

Centrul de prelucrare are și următoarele axe de rotație:

Axa B-3600 – axă continuă CNC (360000 impulsuri)

Axa B-3600 – axă discontinuă PLC (1x 3600 )

Axa C- axă continuă CNC (360000 imp) Axele B și C continue, axe CNC sunt utilizate pentru prelucrarea în cinci axe.

Axa PLC B este utilizată la funcțiile APC si ATR respectiv la prelucrarea în trei axe. Echipamentul CNC este configurat astfel încât să se poată realiza trecerea de la prelucrarea în trei axe la prelucrarea în cinci axe.

Principalele funcții ale centrului de prelucrare care sunt deservite de către sistemul hidraulic sunt: Blocarea și deblocarea sculei în axul principal;

Acționarea manipulatorului pentru schimbarea sculei. (funcția ATC);

Încărcarea și descărcarea paletei (funcția APC);

Blocarea și deblocarea paletei. Sistemul pneumatic al centrului de prelucrare funcționează la o presiune de 6 bar. Principalele funcții care utilizează sistemul pneumatic sunt cele de curățare a ghidajelor respectiv ridicarea ecranului de protecție pentru schimbarea paletei.

Modelarea matrițelor

Pe baza modelului 3D, am realizat matrița cu ajutorul Unigraphics NX9.

Fig. 1 Modelul 3D al piesei

În prima etapă, are loc alegerea semifabricatului, care este un element important al procesului de fabricație deoarece implică considerente legate de formă, mărime ( dimensiune, greutate) și material. Un semifabricat poate fi sub formă de bloc, bară, etc. Din punct de vedere dimensional și din considerente economice, este esențial a se determina dimensiunile de gabarit optime ale semifabricatului.

În cadrul aplicațiilor CAD , modelul 3D al piesei finite este încadrat de aplicație într-un paralelipiped dreptunghic. Dimensiunile acestuia pot fi modificate pe fiecare direcșie în parte. Adaosul de prelucrare urmează a se îndepărta din mai multe treceri succesive.

Fig. 2 Masa semifabricatului in 3D

În următoarea etapă are loc asamblarea modelului 3D al piesei finite, cu modelul 3D al semifabricatului, în vederea prelucrării.

Fig. 3 Asamblarea celor 2 modele 3D

Orientarea sistemului de coordonate

Este cel mai important pas, deoarece dacă setările nu sunt corespunzătoare, atunci piesa obținută nu va fi simetrică. Sistemele de coordonate utilizate de aplicație sunt:

Sistemul de coordonate absolut

Sistemul de coordonate de lucru

Sistemul de coordonate al mașinii

Sistemul de coordonate de referință

Sistemul de coordonate salvat

Printre primele lucruri care trebuie realizate în cadrul fabricației asistate de calculator este alinierea sistemelor de referință utilizate în cadrul mediului virtual cu cele din mediul fizic.

Fig. 4 Definirea sistemului de coordonate de lucru

Fig. 5 Definirea sistemului de coordonate al mașinii

Realizarea programului pentru degroșare

În continuare, după ce am definit coordonatele sistemului de lucru și ale mașinii, am realizat programul pentru prima fază a prelucrării, adică operația de degroșare. Degroșarea este operația de prelucrare prin așchiere a unei piese brute, pentru a o aduce la dimensiunile apropiate de cele finale și evidențierea eventualelor defecte ascunse ale semifabricatului.

Pentru realizarea procesului de degroșare se alege Cavity Mill, care este una dintre strategiile cele mai des utilizate pentru îndepărtarea unui mare volum de material. Materialul este îndepărtat din plane perpendiculare pe axa sculei.

Parametrii și forma sculei așchietoare pentru operația de degroșare

-tipul sculei

-diametru

-numarul sculei

-raza varfului sculei

-numarul dinte

-nume

-lungimea

-dimensiunile portsculei

-datele de aschiere etc.

Fig.6 Parametrii sculei așchietoare

Fig. 7 Alegerea zonei care urmează să fie degroșată

Fig. 8 Alegerea metodei de degroșare

Optimizarea traiectoriei sculei

După setarea parametrilor corespunzători, calculatorul construiește traiectoria sculei,cu

ajutorul programului Cavity Mill. Traiectoria sculei poate fi modificată și ulterior, reducand sau legand cu o traiectorie anterioară. Traiectoria sculei poate fi optimizată si ulterior.

Traiectoria sculei,generată de program poate fi optimizată, întrebarea fiind cat timp putem

economisii. La programe ce durează mai multe ore/zi, necesită atenție mare. Cu ajutorul

programului Cavity Mill se poate efectua simularea programului nc, sau traiectoria sculei , ceea ce ușurează depistarea erorilor, corectarea si verificarea lor.

Fig.9 Generarea traiectoriilor sculei

Fig. 10 Semifabricatul în urma degroșării

BIBLIOGRAFIE

https://mecatronicastiintaviitorului.wikispaces.com/file/view/Cap.1+Masini+CNC.doc

http://www.scritub.com/tehnica-mecanica/Structura-unei-masini-cu-comen1152222151.php

https://xa.yimg.com/kq/groups/23189906/965259389/name/Generalitati