Centru de Prelucrare Numerica Pentru Generarea Unor Elemente Componente ale Unei Structuri din Material Lemnos

Centru de prelucrare numerică pentru generarea

unor elemente componente ale unei

structuri din material lemnos

CUPRINS

Cuvânt înainte

Capitoulul 1: Comanda numerică

1.1. Notiuni generale despre Comanda numerică CN

1.2. Avantajele și dezavantajele utilizării mașinilor CNC

Capitolul 2: Centru de prelucrare cu comandă numerică ROVER C 6.50 – 5 axe

2.1. Noțiuni intorductive

2.2. Structura

2.3. Consola de comandă de la distanță

Cuvânt înainte

http://biblioteca.regielive.ro/download-148968.html

De-a lungul timpului, pentru a-și procura cele necesare traiului, omul preistoric a folosit o serie de obiecte din natură pe care le-a utilizat ca arme sau unelte. Dar odată cu trecerea timpului el a trecut la confecționarea acestora, astfel încât ele să corespundă mai bine scopului urmărit.

Materialele din care erau realizate acestea au dat nume principalelor epoci ale istoriei: epoca pietrei, epoca bronzului, epoca fierului, aceasta din urmă continuând și în zilele noastre și diversificându-se prin utilizarea pe o scară largă a aluminiului, a materialelor plastice, ceramice, compozite, etc.

Apariția și dezvoltarea societății omenești a determinat creșterea și diversificarea continuă a necesarului de bunuri materiale. Pentru a putea face față nevoilor care mereu sunt în creștere continuă, omul a trebuit să perfecționeze continuu uneltele de producție, pentru a avea posibilitatea de a realiza performanțe din ce în ce mai mari privind precizia, productivitatea și costul prelucrărilor.

Dezvoltarea acestora find posibilă datorită progreselor realizate atât în domeniul materialelor cât și al tehnologiilor de fabricație, al sistemelor de acționare și al automatizării, ajungându-se astfel încât în zilele noastre s-a ajuns la o gamă foarte largă de mașini-unelte.

Ca urmare a progreselor realizate în diferitele domenii ale științei, în ultimele decenii a fost posibilă realizarea celei mai moderne unelte create de om până acum – calculatorul electronic numeric – ce a făcut posibilă deschiderea unei noi epoci în istoria omenirii – epoca informațională. Efectele implicării științei în producție au făcut ca aceasta să devină pe parcurs, principala forță de producție, având ca efect realizarea sistemelor de producție moderne.

Sistemele care reunesc mașini-unelte, sisteme de deservire și calculatoare electronice reprezintă cele mai perfecționate sisteme de producție realizate de om până acum – sistemele CIM (Computer Integrated Manufacturing) – care au posibilitatea de a realiza procesarea automată atât a materiei cât și a informației.

Urmărind dezvoltarea mașinilor-unelte, primele realizări consemnate de istorie au apărut în secolele XV – XVI, în perioada renașterii europene, prin lucrările lui Leonardo da Vinci care a conceput și realizat strunguri, mașini de găurit, fierăstraie, mașini de rectificat și mașini automate de ascuțit ace.

Secolul al XVIII-lea datorită apariției mașinii cu abur de către James Watt a marcat începutul revoluției industriale și a dat un impuls dezvoltării mașinilor-unelte, prin conceperea primei mașini de alezat cilindrii, în 1765, de către Smeaton, mașină perfecționată ulterior în 1775 de către John Wilkinson. Primele strunguri concepute cu cărucior și șurub conducător, au fost realizate la 1797, tot în Anglia de către Maudsley.

Între anii 80-90 s-au diversificat aproximativ toate tipurile de, mașini-unelte cunoscute și astăzi, și anume: mașinile de rabotat și mortezat, de frezat, de rectificat, strungurile carusel, revolver și automate, etc. Perfecționarea acestora s-a realizat prin utilizarea unor materiale noi, a unor mecanisme mult mai performante, prin introducerea acționării electrice individuale și a automatizării, obținându-se astfel o creștere substanțială a preciziei de prelucrare și a productivității.

Dar o contribuție foarte limportantă au avut-o cercetările privind procesul de așchiere, ale lui Time și Taylor apărute în 1870, precum și dezvoltarea mijloacelor de măsurare a dimensiunilor, prin începerea în 1850 a fabricației industriale a șublerelor (precizie 0,1 mm), în 1867 a micrometrelor (precizie 0,01 mm), iar în 1907 a minimetrelor (precizie 0,001 mm). Materialele utilizate pentru fabricarea sculelor în această perioadă au fost oțelurile carbon pentru scule, care nu au permis realizarea unor viteze mari de așchiere, limitând productivitatea.

După anii 1900 au apărut mașinile de broșat, cele de copiat electrice și hidraulice, mașinile de danturat, iar continuarea diversificării și perfecționării celorlalte tipuri, prin lărgirea gamei dispozitivelor accesorii și introducerea acționărilor hidraulice și pneumatice.

Apariția unor noi materiale pentru fabricarea sculelor așchietoare ca oțelurile rapide (1900), carburile metalice (1940), materialele mineralo-ceramice (1950) și a diamantelor artificiale (1970), a permis creșterea continuă a vitezei de așchiere, deci a productivității și a impus perfecționări corespunzătoare privind cinematica și dinamica mașinilor-unelte.

Cea mai importantă revoluție în domeniul mașinilor-unelte a început în deceniul al șaselea prin apariția mașinilor-unelte cu comandă numerică când, ca urmare a schimbării cerințelor pieței, care pretindea o diversitate tot mai mare de produse și o înlocuire tot mai rapidă a lor cu altele noi, cu caracteristici superioare, se modifică și concepția asupra fabricației prin trecerea de la sistemele “rigide” (caracteristice fabricației îndelungate și în serie mare a aceluiași produs) la sistemele “flexibile”, capabile să permită trecerea rapidă la fabricarea unui nou produs sau a mai multor produse în paralel pe același sistem de producție, cu productivitate ridicată și costuri tot mai mici.

Mașinile cu comandă numerică, apărute în anii ’60, au reprezentat primul pas spre realizarea în anii ’70 a centrelor de prelucrare iar apoi a sistemelor flexibile de fabricație (celule flexibile – 1975, linii flexibile- 1980) având în vârful ierarhiei sistemele CIM (1985).

CAPITOLUL 1

Comanda numerică

http://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache:TejIhW8WBywJ:www.tvet.ro/Anexe/4.Anexe/Aux_Phare/Aux_2005/Mecanica/Masini%2520unelte%2520cu%2520comanda%2520numerica.doc+&cd=1&hl=ro&ct=clnk&gl=ro

Notiuni generale despre Comanda numerică CN

Comanda numerică

CNC este abreviație de la “Computer Numerically Controlled” (Control Numeric cu Computer). Conceptul de comandă numerică a fost realizat în anul 195, la Institutul de tehnologie din Massachusetts (MIT) pentru a realiza obiectivele ingineriei de proces. "Numeric" înseamnă de fapt că intrările datelor de comandă iau forma unor numere.

Aceste intrări sunt reprezentate printr-un cod binar și pot fi procesate direct de către controler.

Aceste numere trebuie introduse, pentru a putea descrie geometria piesei (date ale traiectoriei) și specificații tehnologice legate de sculele folosite și de viteze de lucru (declarații de mofdificare) sub formă numerică în fiecare caz.

Orice comandă la care datele traiectoriei sunt introduse într-o formă numerică se consideră a fi comanda numerica, indiferent de dispozitivul de intrare sau de sistemul de stocare a datelor. Un echipament este cu comandă numerică doar dacă instrucțiunile care permit punerea în funcțiune a mașinii sunt transmise sub formă binară (cod binar).

Utilizarea comenzilor numerice (CN) nu s-a limiat doar la mașinile – unelte, ea fiind prezentă la mai toate instalațiile din industrie. În perioada annilor ’70 – 80’, se obișnuia a se spune că utilizarea comenzilor numerice nu era deloc rentabilă decât la realizarea seriilor mari de piese sau la proiectarea suprafețelor complexe.

Toate aceste speculații era în mare parte justificare doar dacă se ținea cont de greutatea cu care era realizată pregătirea fabricației și programarea (foarte multe calculi geometrice facute de mână, timpii de schimbare a tehnologiilor foarte mari, iar dispozitivele de înregistrare, citire dificile și laborioase).

În aceea perioadă, datorită capacităților slabe de calcul ale echipamentelor de comandă nu se puteau efectua în timp real corecții legate de geometria sculelor și nici programatorul nu putea să definească traiectoriile axelor pentru fiecare sculă sau punct generator pe fiecare sculă în parte.

Prin urmare, programatorul trebuia să scrie programul pentru o sculă data, iar în paralel cu aceasta, costul foarte ridicat al echipamentelor nu era autorizat decât la seriile mari de producție. Însă, în ziua de azi, comanda numerică (CN) poate fi utilizată chiar și în seriile mici de fabricație, fără a avea costuri exagerat de mari și fără a avea forme complicate.

Prezența informaticii permite astfel definirea mai rapidă a unui model geometric al piesei care se dorește a fi proiectată, calcule mult mai rapide și timp real pentru a putea stabilii condițiile de operare.

Toate aceste avantaje sunt datorate aportului tehnic care a fost adus de comanda numerică, dar acestea sunt mult mai vizibile în cazul programării asistate de calculator care au posibilitatea de a elimina restricțiile legate de timpii de programare dar și de costurile programării. Folosind comanda numerică este permisă:

micșorarea timpilor de mers în gol prin realizarea în regim automat secvențelor de prelucrare a procesului, și anume: punerea în lucru a sculelor cu viteze rapide de avans, schimbare automata a sculelor necesare, schimarea automata a vitezelor prin variatoarelor ;

reducerea numărului de operații necesare efectuării lucrării precise: utilizare de unelte, trasare, dispositive de copiat;

posibilitatea realizării de suprafețe complexe – deplasarea după mai multe axe simultan și posibilitatea de realizare a pieselor cu suprafețe apropiate de necesitățiile funcționale;

posibilitatea de a varia continuu viteza de lucru și astfel crește durata de viață a sculelor utilizate;

micșorarea gradului de implicare a factorului uman, doar prin creșterea gradului de automatizare a echipamentelor, totodată micșorarea sarcinilor de control, ce sunt efectuate în timpul operațiilor de prelucrare.

Pentru ca un program să fie realizat corect, operatorul pe mașina-uneltă cu comandă numerică trebuie:

să se poziționeze corect semifabricatul pe clampi sau pe ventuze, astfel încât orientarea stabilită de programator să fie respectată și să se respecte traiectoriile programate pentru a nu ieșii din suprafața de lucru a mașinii;

să stabilească poziția originii OP în raport cu reperul legat de masa mașinii (de obicei este originea dispozitivului de măsură);

trebuie să țină cont de decalajul dintre OP și Op – originea piesei este punctul unei piese brute;

originea mașinii om și originea sistemului de măsurare OM ese câteodată decalată de originea echipamentului de măsură , iar acest decalaj este luat în seamă în cadrul procedurii de deplasare.http://aspeckt.unitbv.ro/jspui/bitstream/123456789/41/1/Master_Thesis_Pap_Lehel.pdf

B. Programarea

Programul mașinii cu comandă numerică este realizat în raport cu triedrul triortogonal drept de referință, ales de programator, care mai este denumit și „originea programului OP” cu originea într-un punct singular în raport cu care se definesc traiectoriilor sculelor.

Sistemul de referință indică în mod egal și orientarea semifabricatului pe masa mașinii CNC.

Programul descrie tipul operației ce urmează a se efectua, traiectoriile pentru scule sau localizarea operațiilor de prelucrare, numărul sculei și condițiile de operare. Astfel programul în sine este o succesiune de instrucțiuni bine definite sau astfel supus nimic nu este lăsat la voia întâmplării.

Programarea une piese reprezintă generarea unor informațiilor de comandă necesare pentru realizarea unei piese cu ajutorul mașinii cu comanda numerică. Datele traiectoriei se vor introduce într-un dispozitiv de stocare de date într-o ordine anterior stabilită.

Programatorul are posibilitatea de a genera programul on-line, adică prin intermediul operatorului direct la mașina cu comandă numerică sau off-line, ca parte a funei piese cu ajutorul mașinii cu comanda numerică. Datele traiectoriei se vor introduce într-un dispozitiv de stocare de date într-o ordine anterior stabilită.

Programatorul are posibilitatea de a genera programul on-line, adică prin intermediul operatorului direct la mașina cu comandă numerică sau off-line, ca parte a fazei de planificare operațională.

Descrierile pieselor sub forma unor desene de execuție sau date de tip CAD ce servesc ca date de ieșire pentru generarea programului.

C. Axele și mișcările mașini unelte cu comandă numerică(MUCN)

O mașină unealtă cu comandă numerică este alcatuită din mașina unealtă propriu-zisă și echipamentul de comandă numeric (Computerized Numerical Control-CNC). Aceste mașini unelte sunt fabricate de mai multe firme, unele realizând partea clasică, altele fiind specializate în partea de comandă numerică CN.

Echipamentele CNC ale mașinilor unelte sunt într-o gamă foarte largă, fiind concepute dupa principiul comenzilor numerice de poziționare sau de conturare. https://mecatronicastiintaviitorului.wikispaces.com/file/view/Cap.1+Masini+CNC.doc

Cea mai importantă funcție a unei mașini CNC este controlul riguros și precis al mișcării. Toate echipamentele CNC au două sau mai multe direcțiie de mișcare, numite axe. Aceste axe pot fi poziționate și mișcate, de-a lungul intervalului de deplasare. Cele mai cunoscute tipuri de axe sunt cele liniare și de rotație (mișcare curbilinie).

În loc să produce aceste mișcări cu ajutorul unor manivele și discuri, așa cum era necesar la mașinile clasice de prelucrare prin așchiere, mașinile CNC sunt acționate de servomotoare controlate printr-in computer și sunt întotdeauna ghidate de un program anterior memorat. În general, tipul de mișcare (liniar, circular, rapid), axele care se mișcă, distanțele de mișcare și vitezele de mișcare (de prelucrare) pot fi programate la majoritatea mașinilor CNC.

Marea majoritate a mașinilor CNC au capacitatea de a se mișca în 3 direcții simultan, direcții denumite axe. Coordonatele acestor axe sunt: X, Y, Z. Axa pe care mașina cu comandă numerică se deplasează (acoperă)cea mai mare suprafata (lungime) este axa X.

Pentru a putea opera, mașina CNC trebuie să fie capabilă să comunice cu ea însăși, să trimită comenzi de poziționare către motoare. O astfel de mașină este prevăzută cu traductoare speciale care sunt fixate pe axele mașinii, traductoare care trebuie să comunice înapoi, către unitatea centrală, faptul că motoarele sunt acționate corect și că au fost mișcate axele cu distanța comandată.

Masina cu comandă numerică are abilitatea de a mișca un punct central (scula de prelucrare) în trei direcții, în același timp, permițând acesteia să urmărească orice traiectorie sau suprafață din arie de lucru.

Toate mișcările sunt foarte rapide și foarte precise comparativ cu cele ce pot fi realizate de un operator uman. Stabilirea corectă a axelor este foarte importantă în cazul mașinilor unelte cu comandă numerică, deoarece programul ține cont de aceste axe.

Notiunea de axă a fost introdusă în comanda numerică ca fiind o deplasare liniară sau o rotatie. Aceste mișcări sunt executate de organele mobile ale mașinii unelte cu comandă numerică .

Axele de coordonate se atribuie diferitelor ghidaje după anumite reguli, după cum urmează :

– axa Z este paralela cu axa arborelui principal al masinii CNC. La o mașină de găurit sau de frezat, arborele principal antrenează scula, în timp ce la un strung, axa Z coincide cu axa piesei. Dacă mașina nu are arbore principal, axa Z se alege perpendicular pe suprafața de așezare a piesei;

– axa X este în general, orizontală și paralelă cu suprafața de așezare a piesei care necesită prelucrarea. Această axă este considerată ca fiind axa principală de deplasare în planul în care se face poziționarea piesei față de sculă;

– axa Y se alege în așa fel încât să formeze un sistem ortogonal dreptîmpreună cu celelalte, care se poate determina și cu regula mâinii drepre din fizică;

Mișcările de rotație se notează astfel :

– A – rotatie in jurul axei X;

– B – rotatie in jurul axey Y;

– C – rotatie in jurul axei Z;

Fie prin deplasarea piesei, fie prin deplasarea sculei se pot obține mișcările de rotație. Prin deplasare se înțelege atât translația cât și rotația. Astfel deplasarea unei sculei pe axa +X corespunde cu deplasare mesei pe direcția -X. Acest lucru duce la o mare confuzie în randul programatorilor cât și al operatorilor pe acest tip de mașină.

La stabilirea sensului de parcurs se greșește de cele mai multe ori. Prin urmare pentru a putea stabilii corect sensurile de deplasare trebuie respectată următoarea regulă: “ Pentru stabilirea sensului mișcărilor se consideră piesa ca fiind fixă și mișcările sunt executate de sculă”.

Echipamentele CNC se folosesc, în principal, la:

– prelucrări din material lemnos

– mașini de frezat

– mașini de găurit

– strunguri

– mașini de rectificat

– centre de ștantat cu comandă numerică.

La acestea se adaugă centrele de prelucrare numerică, dotate cu magazie de scule care conțin un set complet de scule necesare realizării unui lot de piese.Sculele se adresează și se încarcă cu ajutorul unui program bine stabilit.

Unele din cele mai cunoscute echipamente CNC sunt :

– Sinumerik, al firmei Siemens , Germania

– FANUC, Japonia

– Alcatel, Franța

– Mikromat, Germania

Din punctul de vedere al programatorului sunt foasrte importante următoarele caracteristici ale echipamentului CNC :

– numărul de axe;

– purtătorul de program;

– memoria pentru înmagazinarea programelor;

– modul de introducere a programelor;

– posibilitățile de adaptare pentru legătura cu o memorie externă;

– precizia obtinută.

D. Programul și comanda numerică. Sisteme de referință

Orice mișcare executată de mașina cu comandă numerică se raportează la un sistem de referință ortogonal drept. Originea sistemului este punctul în care X=0, Y=0, Z=0 și respectiv A=0, B=0, C=0.

Alegerea originii sistemului de referință este arbitrară, atât pentru axele de translație cât si pentru axele de rotatie. Originea sistemului de referință asociat mașinii unelte poartă denumirea de punct zero al mașinii sau nulul mașinii. Punctul zero al mașinii reprezintă un punct fix, bine stabilit în spațiu, odată cu montarea traductoarelor și testarea mașinii, adică a tuturor reglajelor în regim de comandă numerică. Față de acest punct este poziționată piesa de prelucrat pe masina cu comandă numerică.

Prin urmare mașina în sine, punctul zero și axele de coordonate sunt practic un sistem rigid din punct de vedere geometric, cu un sistem de axe bine stabilit.

Orice piesă ce urmează a fi prelucrată trebuie mai întâi pozitionată față de sitemul de coordonate rigid al mașinii (OmXmYmZm) sau sistem absolut și abia apoi identificat punctul de unde începe prelucrarea (punctul de start).

Însă programul se scrie, față de un sistem de referință al piesei (OpXpYpZp) denumit și sistem relativ, care se alege de către programator. Acest sistem este legat de sistemul absolut almașinii printr-un vector de poziție. Această operațiune se numește poziționarea piesei . Programatorul va trebui să indice pe fișa tehnologică unde a fost ales sistemul de referință și unde este punctul de start.

Poziționarea piesei are ca efect transformarea coordonatelor piesei din sistemul (OpXpYpZp) în sistemul (OmXmYmZm) printr-o translație efectuată automat de MUCN.

Alegerea sistemului relativ al piesei este primul pas care trebuie (OpXpYpZp). Acest sistem se alege astfel încât exprimarea deplasărilor sculei să se facă cât mai comod după desenul piesei.

E. Limbajul comenzii numerice

Programele mașinii cu comandă numerică sunt formate dintr-o succesiune de coduri care definesc fazele de prelucrare ale unei piese. Fiecare frază se compune din mai multe cuvinte NC.

Un cuvînt este compus dintr-o adresă urmată de un grup de cifre. Adresa definește memoria sau circuitul de execuție din unitatea de comandă în care trebuie să ajungă comanda iar grupul de cifre defineste comanda.

În cadrul frazelor fiecare comandă se transmite codificat printr-o succesiune de caractere.Un caracter reprezintăo combinație de biți în cazul suporților magnetici. Totalitatea caracterelor utilizate în programarea CNC alcătuiesc codul de programare. Informațiile pe care le conține un program provenite din desenul piesei și fișa tehnologică se pot clasifica în informații geometrice, tehnologice si auxiliare.

F. Informatii geometrice

Informațiile geometrice transmit mașinii cu comandă numerică date referitoare la direcția și sensul de deplasare, precum și mărimea acestor deplasări. Toate echipamentele au posibilitatea de deplasare în coordonate absolute sau relative. Orice deplasare relativă după o anumită direcție, este pozitivă dacă mișcarea se face în sensul pozitiv al axei respective și negativă dacă se face în sens contrar.

Structura cuvintelor prin care se transmit informatii geometrice cuprinde o adresă, prin care se definește axa după care are loc deplasarea, urmată de un grup de cifre reprezentând coordonata unui punct.

Semnul coordonatei se plasează imediat după adresa, prin el se precizează sensul de deplasare pe axa respectivă.

Echipamentele moderne au posibilitatea de a programa, în afară de coordonate, și alte informații geometrice referitoare la compensarea lungimii și a diametrelor sculelor.

Cu aceste informații se pot "corecta" din exteriorul programelor, coordonatele de prelucrare în funcție de lungimea sau diametrul sculei.

Acest lucru este foarte important deoarece permite scrierea programelor fără a cunoaște lungimea și diametrul sculei. Ambele corecții se introduc de pe consola echipamentului de comandă numerică printr-o adresă specifică, urmată de un grup de cifre care reprezintă valoarea corecției.

Avantajele și dezavantajele utilizării mașinilor CNC

Mașiniile CNC au adus de lungul timpului un beneficiu important și anume: îmbunătățirea automatizării. Astfel intervenția operatorului în producerea pieselor poate fi redusă sau eliminată.

Cele mai multe mașini CNC au posibilitatea de a funcționa nesupravegheate pe parcursul întregului ciclu de prelucrare. Acest aspect a dus la:

reducerea gradului de oboseală, un timp de ciclu constant,reducerea greșelilor provocate din eroare umană, deci o producție previzibilă. 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 acele mașini clasice.

Un alt avantaj al tehnologiei CNC este precizia și rapiditatea obținută pentru piesele finite.

După ce un programul este verificat și corectat, cu aceeași rapiditate și precizie se pot face una, zece sau o mie de piese de aceeași calitate și cu același timp de prelucrare pentru fiecare în parte.

Al treilea avantaj important este flexibilitatea. Schimbarea prelucrării este la fel de ușoară ca și încărcarea programului.

După ce un programul a fost realizat iar prima piesă a fost executată corect, acesta poate fi salvat în memorie, sau bandă magnetică și încărcat oricând mai este nevoie de el.

Alt beneficiu impportant: posibilitatea de schimbări rapide în producție. Producția cu astfel de mașini este pretabila, deoarece punerea în funcțiune a unei mașini CNC este ușoară și rapidă, ceea ce va duce la diminuarea stocurilor și onorarea comenzilor imediat ce sunt primite de la clienți.

În continuare, sunt prezentate în detaliu principalele avantaje și dezavataje ale mașinilor CNC în comparație cu acele mașini-unelte clasice.

AVANTAJE:

a) Flexibilitate

Acest tip de mașină cu comandă numerică CNC poate fi folosită pentru producerea unei piese conform programului încărcat în memorie. Iar pentru a produce o cu totul altă piesă este nevoie doar de o operație simplă de reîncărcare a noului programîn memorie.

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

Mașina CNC poate face conturare în spațiu 3D (în trei dimensiuni), ceea ce pentru mașina-uneltă clasică este un lucru imposibil. Astfel ingineri programatori au posibilitatea să proiecteze piese cu geometrii care erau imposibil de prelucrat înainte, datorită costurilor foarte mari de fabricație.

c) Repetabilitate

Cu ajutorul mașinii CNC se pot face 10, 100, 1000, sau mai multe piese identice, fără abateri (cu excepția uzurii mașinii și a sculei).

Însă un strungar nu va putea niciodată să execute două piese exact la fel, cel mai probabil 10% din acele piese vor trebui să fie reajustate sau vor fi considerate ca fiind rebuturi. Repetabilitatea atinsă de mașinile cu comenzi numerice nu se poate compara cu cea a unui operator uman.

d) Reduce și elimină costurile aferente unei producții de stoc

Atunci când vine vorba de fluxul unie fabrici de automobile trebuie să asigure clienților săi piese de rezervă pentru o perioadă de mai mulți ani de zile, chiar dacă marca respectivă de automobil nu se mai fabrică. Însă în trecut se realizau mai multe piese și erau depozitau în stocuri de rezervă, ceea ce este neeconomic deoarece ocupă spațiu, blochează bani și materiale.

În ziua de azi, cu ajutorul unei mașini CNC, există posibilitatea realizării unei piese de rezervă imediat ce s-a primit comanda de la client.

Tot ce trebuie făcut este să se încarce în mașină programul, să se realizează una sau mai multe piese și se livrează în aceeași zi.

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

Uneltele și dispozitivele cu ajutorul cărora se fixează piesele pe mașinile-unelată clasice sunt destul de complexe, iar fabricarea lor (pentru o piesă nouă) necesită un timp de lucru mare.

Sunt deasemenea și dificil de modificat, ceea ce înseamnă costuri mari și mult timp pentru a începe producția.

Mașinile CNC folosesc de obicei dispozitive simple de prindere, de tip clește sau menghina. Nu este nevoie de fabricarea unor scule speciale deoarece mașina CNC are posibilitatea de a folosi eficient câteva tipuri de unelte necesare pentru mai multe operații.

O schimbare adusă proiectării piesei este aceea că nu necesită decât modificarea câtorva linii de program, ceea ce pentru ingineri reprezintă posibilitatea de a îmbunătăți permanent calitatea produselor prin ajustări necostisitoare necesare proiectării pieselor.

f) Reducerea necesarului de forță de muncă

O mașină CNC permite eliminarea mai multor pași de procesare (treceri de la o un proces tehnologic la altul). Și anume, acolo unde o bucată de tablă trebuia să fie mutată de la un post de lucru la altul, cu ajutorul unei mașini CNC se pot realiza mai multe faze tehnologice la același post de lucru, astfel eliminându-se timpul de demontare, transport și fixare a piesei de prelucrat între două posturi de lucru.

Astfel spus, un singur operator pe o mașină CNC poate face munca mai multor oameni de pe o mașină-uneltă clasică. Mașinile CNC, pentru a funcționa corect au nevoie de operatori calificați.

g) Reducerea timpului de calificare pentru operatori.

Operatorii mașinilor CNC nu controlează operațiile, ei nu fac altceva decât să încarce și să descarce piesele din mașină, să întrețină și să schimbe sculele de lucru, să apase pe diverse butoane, cum ar fi, butoanele de Pornire, Oprire și poate pe butonul de Oprire de urgență.

h) Creșterea productivității

Mașina CNC are posibilitatea de a fi programată să lucreze piese din lemn, cu scule specifice lemnului. Spre deosebire de un operator uman care nu poate să se adapteze ușor la schimbările rapide aduse de regimurile de lucru (spre exemplu, trecerea de la un tip de material la altul).

Mașinile CNC permit lucrul în 2 sau 3 schimburi pe zi, fără oprire. Singurii factori externi care pot duce la limitarea producția unei mașini CNC sunt: alimentarea cu material și/sau uzura sculei.

În prezent mașinile CNC au abilitatea de a accepta informații matematice precise, care sunt furnizate de un software specializat, ce permite crearea unui nou produs, și deci reduce costurile de exploatare prin reducerea erorilor de programare.

i) Creșterea calității produselor

Pâna în acest moment nu a fost posibilă egalarea mașinii CNC de catre om, în ceea ce privește precizia mișcărilor și calitate produsului finit.

Mașinile CNC lucrează cu unități de măsură foarte mici, eaare posibilitatea de a face o gaură la capătul unei mese de lucru, după care se poate muta la celălalt capăt al mesei și se poate întoarce la aceeași gaură pentru continuarea prelucrării cu o eroare de poziționare mai mică de 10 micrometri.

j) Creșterea siguranței în exploatare

Mașina CNC nu necesită poziționarea manuală a sculei, la fel cum nu necesită nici prezența operatorului lângă zona de prelucrat. Principala preocupare a operatorului este de a monitoriza activitatea mașinii și de a realiza corecții. Majoritatea mașinilor sunt prevăzute cu un buton de Oprire de Urgență.

DEZAVANTAJE:

a) Invesiții mari

Prețul unei mașini CNC de dimensiuni mici este de 50 – 100 de mii de dolari și ajunge la 500 mii de dolari pentru o mașină CNC complexă, de dimensiuni mari.

b) Mașinile CNC trebuie programate

Programatori CNC au calificare înaltă, iar cei foarte buni sunt greu de găsit. Acești programatori pretinde întotdeauna salarii foarte mari.

Problema costurilor cu programarea mașinii poate fi parțial rezolvată prin utilizarea de software CAM (Computer Assisted Manufacturing) și aceste software-uri sunt foarte scumpe.

c) Costuri mari de întreținere

Mașinile CNC sunt foarte complxe și trebuiesc menținute în stare fizică foarte bună pentru a putea beneficia de avantajele controlului numeric. Deși controller-ul este un dispozitiv electronic și are fiabilitate mare, acesta ocazional se poate defecta.

Atunci când se defectează controller-ul, reparația trebuie să fie realizată urgent deoarece, o mașină CNC trebuie să lucreze cât mai mult. Pentru reparația mașinilor CNC este nevoie de specialiști care vor pretinde de asemenea salarii mari.

d) Costuri mari de producție pentru serii mici

Dacă se execută doar una sau două piese, atunci timpul și costurile cu realizarea programului pot fi mai mari decât cele obținute prin utilizarea unei mașini-unealtă clasică. Pe măsură ce complexitatea geometriilor și numărul de piese crește mașina CNC devine mai economică.

CAPITOLUL 2

Centru de prelucrare cu comandă numerică

ROVER C 6.50 – 5 axe

2.1. Noțiuni intorductive

Acest tip de centre de prelucrare BIESSE din seria Rover C sunt special concepute pentru a fi utilizate în cadrul prelucrărilor grele, în particular a elementelor din lemn masiv.

Sunt caracterizate de o prelucrabilitate în direcție verticală, pentru a putea efectua prelucrări cu scule și agregate a elementelor masive și a panourilor de grosimi mari.

Aceste centre de prelucrare cu comandă numerică seria Rover C sunt certificate ISO 9001 din 1995, iar astăzi operează în conformitate cu normativele UNI EN ISO 9001:2000.

Fig. 2.1. Centru de prelucrare cu comandă numerică ROVER C 6.50 – 5 axe

Câmp de lucru al acestui centru de prelucrare cu comandă numeric, în configurație 3:

X = 4600 mm; Y = 1535 mm; Z = 275 mm

Cursa pe axe în configurație 3:

X = 5220,5 mm; Y = 1963 mm;

Z = 663 (unitate operatoare în 5 axe)

Z = 350 mm (celelate grupuri)

Pentru a putea fi omologate aceste centre de prelucrare necesită parcurgerea următoarelor faze :

controale intermediare a grupurilor operatoare dar și a componentelor preasamblate;

teste de funcționare în continuu sau în simulare pentru o durată minimă de 10 ore;

relevarea preciziei și a repetabilității de poziționare a axelor X și Y cu laser interferometric;

calibrarea axelor X și Y prin intermediul funcției software de compensare: valorile relevate în timpul probelor laser sunt culese de CN, elaborate și transmise acționărilor axelor pentru îmbunătățirea preciziei de poziționare;

teste funcționale de găurire și frezare a panourilor poziționate în toate originile prezente pe mașină.

2.2. Structura

Pentru proiectarea părților component ale acestui centru cu comandă numerică, BIESSE utilizeaza un pachet de tip CAD pentru modelarea solidă, capabil să evidențieze deformațiile structurii când este supusă la încărcări statice și dinamice.

Dimensionarea părților componente critice este asigurată de un software de calcul structural a elementelor finite care permite simularea condițiilor de lucru, evidențiind zonele cu solicitare majora care necesită rigidizări.

Soluțiile de proiectare, sunt capabile să asigure centrelor de prelucrare BIESSE o robustețe maximă, să mențină în timp anumite standarde de precizie și finisaje excelente chiar și în timpul celor mai severe faze de prelucrare.

Batiul acestui centru de prelucrare este constituit dintr-un component unic, realizat dintr-o construcție electrosudată utilizând tablă de oțel de grosime mare, care este rigidizată în punctele cu solicitările cele mai mari.

Montantul mobil pe direcția longitudinală (axa X) este constituit dintr-o componentă unică realizată dintr-o construcție electrosudată: o tablă de oțel de grosime mare cu centuri de rigidizare ce permit reducerea deformațiilor la minim, ce se genereaza în timpul utilizării centrului de prelucrare.

Montantul mobil este stabilizat, pentru a elibera tensiunile generate în timpul fazei de sudură, înaintea executării operațiilor succesive de prelucrări mecanice. Pentru a putea obține precizii elevate, montantul mobil este prelucrat pe o mașină unealtă cu CN dintr-o singură prindere.

Carul transversal (axa Y) și cel vertical (axa Z) sunt la randul lor realizate prin turnare, dintru-un aliaj ușor de aluminiu, fiind stabilizate și după aceea prelucrate pe o mașină unealtă cu CN dintr-o singură prindere.

Transmisiile axelor controlate

Pentru a realiza deplasarea montantului mobil în lungul axei longitudinale (axa X) central de prelucrare cu comandă numerică BIESSE adoptă soluția pinion-cremalieră.

Această soluție pinion-cremalieră îi permite anumiți parametri de accelerație și viteză de translație superioare celor obținute utilizând un șurub cu bile recirculabile. Se reduce astfel timpul de prelucrare, în mod particular la operațiunile de găurire.

Se utilizează o cremalieră cu dinți elicoidali tratați și rectificați și un reductor de precizie cu pinion dublu: sistemul de preîncărcare destinat pinionului, permite eliminarea jocurilor din cuplaj, pentru a putea garanta o fluiditate a deplasării și o precizie maximă în poziționarea axelor. Cremaliera și pinioanele sunt realizate în clasa de precizie 6 (norma DIN 3962).

Pentru deplasarea grupului operator pe direcțiile transversale (axa Y) și verticale (axa Z), acolo unde cursele sunt relativ limitate, BIESSE adoptă soluția de tip șurub cu bile recirculabile și piuliță cu preîncărcare pentru eliminarea jocurilor.

Motorizarea este aplicată șurubului prin intermediul unei transmisii cu curea dințată. Acele șuruburile cu bile recirculabile sunt realizate în clasa de precizie ISO 5. Cei doi cilindrii pneumatici compensează greutatea unității operatoare pentru garantarea unei echilibrări perfecte în timpul deplasării verticale.

Monitorizarea axelor controlate

BIESSE utilizează motoare de tip Brushless care sunt comandate de acționări digitale. Sistemul digital MECHATROLINK permite :

o viteză de avans mai mare în timpul prelucrărilor astfel încât traiectoria să fie executată în mare parte de acționari și nu de CN;

precizie elevată în prelucrări datorită creșterii vitezei de procesare;

fiabilitate marită datorită reducerii cablajelor și a imunității la paraziți electrici care se găsesc în sistemele analogice;

mesaje de diagnosticare în clar direct pe CN, având consecințe asupra reducerii timpilor de oprire a mașinii și deci a timpilor neproductivi.

Ghidajele axelor controlate

Ghidajele liniare care sunt utilizate pe toate axele sunt fabricate din oțel tratat și rectificat, și patine cu bile recirculabile preîncărcate. Pentru a evita intrarea intrării prafului și a așchiilor este utilizată o garnitură cu proprietăți anti-zgâriere.

Dimensionarea ghidajelor și interaxa notabilă dintre aceste ghidaje, garantează precizia și optima finisare a pieselor, chiar la prelucrările executate cu grupul operator la cursa maximă pe axa transversală Y.

Sistemul automat de ungere

Sistem automat de ungere este centralizat și se face la intervale de timp programate din CN, în mod automat, lubrifiantul de ungere fiind trimis direct la ghidajele liniare și către șuruburile cu bile recirculabile, dupa cum urmează :

axa X : 4 patine ale ghidajelor liniare și cremalieră în 2 puncte

axa Y : 4 patine ale ghidajelor liniare și șurubul cu bile recirculabile

axa Z : 4 patine ale ghidajelor liniare și șurubul cu bile recirculabile

slot : 2 patine ale ghidajelor liniare și șurubul cu bile recirculabile

magazia de scule tip revolver : patina de la ghidajul linear

Instalația de vacuum auxiliară

Aceasă instalație permite blocarea pieselor care se prelucrează cu ajutorul contra-șabloanelor speciale. – nr. 2 zone de vacuum. Are 4 ieșiri SX și 4 ieșiri DX pentru a putea lucra în mod pendular.

La sfârșitul ciclului de lucru este deblocată numai piesa prelucrată. Contra-șablonul rămânând blocat pe modulele de fixare cu vacuum, pentru a permite încărcarea piesei următoare.

2.3. Consola de comandă de la distanță

Tastatura disponibilă permite programarea funcțiilor principale pentru pregătirea zonelor de lucru, de dotare a grupurilor operatoare și a magaziilor de scule.

Consola de comandă de la distanță are o formă ergonomică, un display pentru o citire cât mai ușoară, este prevăzută cu o agățătoare cu magnet, utilizată pentru poziționarea pe mânerele meselor de lucru sau pe tabloul electric.

Este prevăzută și cu un butonul de urgență, cu două potențiometre și tastatura cu membrană, pentru navigarea în meniul disponibil pe display; trei taste programabile pentru a permite accesul imediat la funcțiile utilizate cel mai des.

Această consolă de comandă permite operatorului să:

reseteze (să aducă la zero) axele;

efectueze deplasarea pe axe în mod manual;

regleze viteza axelor cu ajutorul potențiometrelor;

regleze viteza de rotație a electromandrinei prin intermediul potențiometrului;

comande coborârea și ridicarea mandrinelor capului de gaurit pentru dotarea cu burghie;

blocheze și să deblocheze sculele din electromandrină;

comande coborârea și ridicarea carcasei de aspirație în timpul lucrului pentru controlul vizual al operațiilor în execuție pe piesa de probă;

vizualizeze toate informațiile privind dotarea planului de lucru: cote de poziționare a meselor de lucru pe axa X, cote de poziționare a cărucioarelor pe axa Y, tipul de modul de vacuum prezent pe fiecare cărucior și relativ, unghiul de orientare al fiecăruia.

verificarea stării input-urilor și a output-urilor

activarea covorului pentru transportul rumegușului ( dacă este prezent)

comandarea preluării și descărcării sculelor din magaziile port-scule.

Controlul numeric

Datorită tehnologii Biesse WRT (Windows Real Time) care extinde funcționalitatea Windows XP, se poate rula în timp real, controlul mașinii fiind realizat direct de la PC. Software-ul mașinii se instalează direct pe PC și nu pe un dispozitiv hardware dedicate, astfel simplificându-se arhitectura sistemului, cu beneficii și asupra fiabilității și a prestațiilor.

Caracteristici principale ale sistemului:

software WRT pentru controlul mașinii;

sistem operativ Windows XP cu extensie pentru gestiunea în timp real a proceselor;

modul de control interpolare axe în timp real;

modul pentru gestionarea semnalelor input/output;

modul pentru executarea în timp real a logicii mașinii;

taste dedicate pentru activarea funcțiilor mașinii;

interfața operatoare grafică BISSEWORKS versiune mașină

Interfața grafică cu ferestre, utilizează din plin modalitățile tipice sistemului operativ Windows și prezintă următoarele funcțiuni :

editor grafic asistat pentru programarea găuririlor, tăierilor cu lama și a pantografierilor. Editorul permite deschiderea a mai multor programe / fișiere și de copiare în mod facil de la un document la altul operațiunile de efectuat, utilizând funcțiile tipice de copy / paste ale Windows;

vizualizare grafică interactivă cu funcționalitatea de zoom ( mărire-micșorare).

Este posibilă selecționarea grafică prin intermediul mouse-ului a operațiilor și modificarea parametrilor tehnologici:

optimizarea automată a găuririi, schimbării sculelor și a traseelor sculelor;

posibilitatea de definire a secvențelor de lucru, selecționându-le cu mouse-ul dintr-o lista de lucrări;

programare parametrică, cu posibilitatea de a specifica valoarea parametrilor în momentul în care un program parametric este pus în execuție;

importarea de fișiere din CAD și din alte software-uri externe în formate DXF și CID3. Fișierele DXF pot fi pur geometrice sau să conțină chiar și parametrii tehnologici de prelucrare;

conversia grupurilor de fișiere DXF și CID3 fără a fi nevoie să fie importate fișier cu fișier (modul batch-run);

posibilitatea de punere în execuție directă a fișierelor DXF și CID3;

crearea ghidată de macro-uri parametrice personalizate, cu posibilitatea de rechemare prin intermediul icoanelor din interfața software-lui;

configurarea grafică a datelor mașinii;

arhivarea sculelor, cu posibilitatea de utilizare a filtrelor de căutare pentru inlesnirea selecției. Este posibilă asocierea la fiecare sculă, a profilului acesteia în DXF și generarea automata a reprezentarilor în 3D;

dotarea unităților operatoare și a magaziilor prin selecționarea grafică cu mouse-ul;

dotarea grafică a meselor de lucru cu evidențierea coliziunilor dintre scula și elementele de fixare, generarea automată a dotării în origini simetrice sau translatate, cu posibilitatea de definire a rotații ventuzelor.

Personal computer Desktop

Caracteristici tehnice principale:

– microprocesor CPU Intel Celeron

2,66 GHz sau superior;

– memorie RAM 2 Mb;

– hard disk 160 Gb;

– monitor color LCD de 19" ;

– tastatură ;

– mouse;

– cd-rom;

– port paralel;

– port serial RS-232;

– port USB

– placă de rețea Ethernet

– sistem de operare Windows XP

Statistica: un ambient care permite memorizarea evenimentelor relative la mașină și randamentul producției, în scopul monitorizării fiabilității în timpul producției.

Poate fi configurat de către client, permițând înregistrarea evenimentelor specifice, cum ar fi : dotarea/pregătirea mașinii, controlul prelucrării, pauze autorizate, cicluri de ungere, etc.

Teleservice: asigură producătorului posibilitatea de a avea acces direct, via modem, la controlul numeric al mașinii.

Permite, verificarea datelor mașinii, a programelor folosite, a semnalelor input/output, variabilelor de sistem și de instalare software performant, garantând:

– intervenție în timp real

– rapida rezolvare a problemelor

– reducerea drastică a timpilor în care mașina este oprită

– aducerea la zi a software-ul în timp real

2.4. Instalația electrică și sisteme de siguranță

Acest tip de centre de prelucrare BIESSE din seria Rover C este echipat cu dispozitive de comandă (ex. pachete de electrovalve, module de input / output, etc) care sunt montate în proximitatea dispozitivelor ce se comandă și au instalate pe ele circuite electronice pentru interfațarea cu field-bus-ul.

Acest lucru a permis o simplificare a instalației electrice, care înlesnește diagnosticarea și intreținerea de către personalul tehnic.

Tabloul electric

Mașina poate fi alimentată cu tensiuni de alimentare de 380/400/415 V – 50/60 Hz.

Transformatorul auxiliar furnizează tensiunea de alimentare pentru PC, pentru condiționatorul de aer și pentru ventilatoarele de răcire a electromandrinelor, evitind utilizarea unui conductor de NUL, care nu este intotdeauna disponibil.

Aparatura electronică este alimentată, prin intermediul unui alimentator de 24 V DC stabilizat.

Inverter

Convertor static de frecvență

Aparatul dispune de :

afisaj pentru vizualizarea frecvenței ;

afisaj pentru vizualizarea vitezei de rotație a sculei ;

diagnosticarea în cazul unei anomalii prin intermediul afisajului;

buton de resetare;

controlul automat pentru frânarea rotirii sculei;

rezistență pentru disiparea la frânare;

programarea din control numeric a vitezei de rotire a sculei.

Sisteme de siguranță

2 covoare sensibile anterioare complete cu unitate de control cu siguranță intrinsecă, care este în măsură a garanta lucrul în pendular.

panouri din policarbonat pe latura posterioară și în parțile laterale;

buton oprire de urgență poziționat in partea anteriora a batiului;

carcasa fonoabsorbantă a unității operatoare, compusă din elemente de tablă structurale de protecție, o barieră de 15 mm grosime realizata cu 5 straturi suprapuse de benzi, un panou transparent din policarbonat care permite lucrul în totală siguranță, deoarece garantează o vizibilitate maximă.

Este prevăzută o deschidere amplă anterioară, pentru a facilita accesului operatorului pentru operațiunile de dotare și pregaătire a mașinii.

buton oprire de urgență poziționat pe tabloul electric;

buton oprire de urgență poziționat pe consola de comandă de la distanță; comenzile dispuse pe consolă, permit operatorului să opereze în siguranță mașina în fazele de lucru(oprirea de urgență, reglarea vitezei de rotație a sculei și a vitezei de avans, ridicare carcase de aspirație pentru a vedea scula în timpul lucrului).

Funcția de întoarcere la profil

Permite reluarea unei lucrări întrerupte din cauza unei opriri de urgență. Programul este reluat din punctul în care a fost întrerupt, urmărind o procedură specifică de reinstalare. Lucrarea poate fi reluată, atunci când intreruperea de urgență a fost provocată în timpul:

unei prelucrări cu electromandrina ;

unui ciclu de găurire ;

unei taieri cu lama ;

unei schimbări automate a sculei din magazia cu lanț sau din cea revolver;

orice deplasare comandată de liniile ISO .

Introducerea din aceasta funcție, permite completarea prelucrării unei piese evitând astfel rebuturile, cu consecința economisirii, în special, în cazul materialelor valoroase ( esente rare de lemn, etc ) . Permite de asemenea o importanta economie de timp în cazul programelor de lungă durată.

Sistem de siguranță

Garantează siguranță maximă a operatorului menținând prestațiile dinamice ale mașinii ridicate. Față de dispozitivele de sigurață, deja incluse în mașina de bază (cordon de avrie, carcasă fonoabsorbantă cu bandele, pulsantiere pentru oprirea de urgență), sistemul conține:

covoare sensibile cu unitate de control cu siguranță intrinsecă, astfel încât să garanteze prelucrările în pendular (fig.2.1);

Fig.2.1. Covoare sensibile cu unitate de control

1 dispozitiv cu cama mecanică și micro-întreruptor de siguranță pentru protecția operatorului în regim de lucru pendular;

1 gard metalic posterior și lateral, cu ușă glisantă care este prevăzută cu micro-întreruptor de siguranță.

2.5. Divizare a vacuumului in 2 zone delucru in “X”

Divizare a instalației pneumatice în 2 zone de lucru în “X”

Subdivide masa de lucru totală a mașinii în “X” în două zone de lucru independente.

Abilitarea unei singure zone sau a ambelor zone se poate realizeaza din controlul numeric pe baza dimensiunii maxime pe “X” din programul activ de lucru.

Fiecare zonă de lucru poate avea origini SX și DX. Selectionarea tipului de blocare se realizeaza cu ajutorul unui comutator instalat in tabloul electric. Blocarea pieselor este activată prin pedale.

Conține:

Divizarea instalatiei de vacuum în 2 zone de lucru, 1 SX și 1 DX

Divizarea instalatiei pneumatice în 2 zone de lucru, 1 SX și 1 DX

O electrovalva pneumatica cu robinet pentru fiecare carucior, care realizeaza 2 functii:

permite excluderea automata a aerului comprimat din sistemul de blocare atunci când se acționează butonul de deblocare al căruciorului pentru poziționarea dispozitivului uniclamp pentru piese deja incarcate în mașină sau deja blocate pe o latură

permite închiderea circuitului de aer comprimat pe cărucioarele unde nu sunt montate dispozitive de blocare pneumatice

2 pedale, fiecare fiind activa in secventa n.2 zone de blocare.

mese ATS – L = 1525 mm – 24 cărucioare.

Zona de lucru este compusă din:

2 bare din aluminiu (n.1 Sx și n.1 Dx) pe care culisează opritorii laterali;

8 mese de lucru din aluminiu. Deplasarea meselor se face pe ghidaje liniare tratate și rectificate prin intermediul a 4 patine cu bile recirculabile. Blocajul se face pe ambele ghidaje liniare, anterior și posterior, prin intermediul a doi cilindrii pneumatici. Comanda este activată prin intermediul unui buton poziționat în partea frontală a mesei de lucru (fig.2.2).

Fig. 2.2. 1 masă de lucru din aluminiu cu 1 cărucior

1 riglă metrică pe X pentru o corectă poziționare a meselor de lucru.

8 rigle metrice pe Y pentru o corectă poziționare a sistemelor de fixare a pieselor.

24 cărucioare 132 x 132 x H , dotate cu blocare pneumatic indipendenta si predispuse sa primeasca diverse sisteme de fixare, pentru piese cu diferite forme si dimensiuni. Fiecare carucior permite de asemenea rotatia din 15° in 15° a modulelor de vacuum, solutie ideala pentru piesele cu forme profilate(fig.2.3).

Fig. 2.3. 8 mese de lucur cu 24 de cărucioare

opritori posteriori – cursa de 115 mm, dotați cu prelungitor 25 mm

Opritori cu acționare pneumatică din CN, cu diametru de 22 mm, pentru garantarea unei maxime rigidități, predispuși să primească dispozitivele de fixare piese înguste sau dispozitivele de referință pentru panouri furniruite și senzorii de verificare pentru coborirea lor (fig. 2.4).

Fig.2.4 Opritori posteriori – cursa de 115 mm, dotați cu prelungitor 25 mm

8 opritori frontali – cursa 140 mm, la cota de 1420 mm (L= 1525 mm)

Opritori cu acționare pneumatică din CN, cu diametru de 22 mm, pentru garantarea unei maxime rigidități, predispuși să primească dispozitivele de fixare piese înguste sau dispozitivele de referință pentru panouri furniruite și senzorii de verificare pentru coborirea lor.

Fig. 2.5. Opritori frontali – cursa 140 mm, la cota de 1420 mm (L= 1525 mm)

4 opritori laterali – cursa de 140 mm (2 dx + 2 sx), inclusiv instalația pneumatică

Opritori cu acționare pneumatică din CN, cu diametru de 22 mm, pentru garantarea unei maxime rigidități, predispuși să primească dispozitivele de fixare piese înguste sau dispozitivele de referință pentru panouri furniruite și senzorii de verificare pentru coborirea lor (fig.2.6).

Opritorii sunt poziționabili manual în lungul axei Y. c. Se instaleazǎ câte un senzor pe fiecare opritor.

Fig.2.6 Opritori laterali – cursa de 140 mm (2 dx + 2 sx)

INSTALATIE PNEUMATICA PENTRU SUPORTI BARA 2 ZONE DE LUCRU Conține instalția pneumatică pentru activarea suporților bară de pe fiecare masă.

Cei 4 suporti de bară comandați din CN și facilitează operațiile de încărcare și descărcare a panourilor grele și/sau de mare dimensiune. Fiecare suport poate susține o piesă de 36 kg (7 atm).

Modul vacuum (ventuza) cu dimensiunea de 132 x 146 x H74 mm

Înălțimea totală a căruciorului cu modul de vacuum de 115.5 mm, permite lucrul cu scule și agregate cu un notabil gabarit. Fiecare modul este foarte ușor demontat și orientat pe cărucior la intervale de 15°. Suprafața de poziționare are un grad mare de aderență și garantează optima fixare a piesei de prelucrat.

Kit de prelucrare ferestre liniare și în arc de cerc pentru piese cu grosimea de la 40 la 98 mm, H = 74 mm

Permite următoarele prelucrări :

a) tăierea și executarea îmbinărilor

b) prelucrarea laturii interne a arcului, montanților și traverselor, cu imbinările respective.

c) prelucrarea externă a ramei/usii asamblate (fig.2.7)

Fig. 2.7 Prelucrarea externă a ramei

d) prelucrare latură internă și externă a arcului cu îmbinările respective, realizată dintr-o singură prindere a piesei

e) prelucrarea laturii interne și externe a montanților și traverselor cu îmbinările respective

Acest kit este format din:

6 dispozitive de blocare tip Uniclamp cu dublă acțiune și prindere rapidă, capac circular: suprafața de așezare mobilă pe Z permite introducerea facilă a morsei sub piesa blocată și prelucrarea pe 4 laturi fără repoziționare garantând o elevată precizie. Flanșa superioară, profilată ¼ cerc, blochează vertical piesa de prelucrat cu o forță de , (la 7 bar). In același timp pistonul inferior împinge de sus în jos cu o forță de , împiedicând cedarea bazei. Sistemul de blocare/deblocare rapid permite modificarea dotării în mod simplu și în timp foarte scurt. 2 distanțieri magnetici semicilindrici H = (diam. ) ce permit blocarea elementelor cu secțiune redusă.

2 dispozitive de blocare tip Uniclamp pentru piese scurte, baza 130 x 130 mm – utilizați unde lungimea redusă a piesei nu permite utilizarea dispozitivelor standard. Permite alinierea și blocarea simultană a două piese, poziționate în fața și în spatele dispozitivului. Flanșa superioară blochează vertical piesa de prelucrat cu o forță de 220 kg, (la 7 bar). Dimensiunea minimă în X a piesei de prelucrat este de ; Referințele din bachelită au un magnet pentru aplicarea distanțierilor din fier, necesari atunci când prelucrarea cere ca piesa să iasă mai mult în afara bazei de sprijin.

Ocupă două cărucioare de pe aceiași masă de lucru, pentru a garanta o maximă rigiditate.

Fig.

1 referință laterală liniară ce se monteza pe un opritor lateral acționat pneumatic din CN.

1 proiector laser pentru referința în Y a semifabricatelor în arc, pentru ramă și toc

12 referințe demontabile realizate pentru utilizarea axelor dispozitivelor ca opritori. Îălțimea totală a căruciorului cu modul de vacuum de 115.5 mm, permite lucrul cu scule și agregate cu un notabil gabarit. Dacă este asociat unui kit pentru prelucrarea ferestrelor liniare, permite lucrul in pendular a binalelor liniare si in arc de cerc.

INSTALATIE DE PRESIUNE pentru pompa de vacuum de 250 m3/h sau 300 m3/h

Instalatia cu depresiune permite alimentarea modulelor de vacuum a zonei de lucru pentru garantarea blocajului pieselor de prelucrat. Cuprinde:

predispoziție electrică pentru legarea unei (1) pompe de vacuum

electrovalvă de subdivizare a circuitului pentru lucrări în pendular;

conducte de alimentare cu vacuum a fiecărui modul de vacuum;

vacuumetru analogic complet cu vacuumstat legat la linia de urgențe.

POMPA VACUUM de 250 m3/h

Pompă cu funcționare uscată

Furnizează un debit de 250 m3/h la 50 Hz

2.6 UNITATE OPERATOARE în 5 AXE INTERPOLATE

Permite instalarea unei electromandrine cu 5 axe interpolate gestionate de controlul numeric. Utilizează o electromandrină care dispune de o putere elevată în comparație cu dimensiunile reduse, aceasta datorindu-se utilizării tehnologiei "Double-Power". Pentru comandarea orientării grupului operator, BIESSE utilizeză un motor Brushless pilotat de o acționare digitală și un reductor Harmonic Drive cu "joc zero".

Unitatea operatoare cu 5 axe este montată direct pe sania verticală (axa Z) fără alte legaturi pneumatice interpuse, deci fără toleranțe suplimentare care ar putea influența negativ rigiditatea grupului sau precizia în prelucrare.

Datorită compactității grupului este posibilă efectuarea unor prelucrări în zone ale pieselor ne accesibile cu alte tipologii de unități operatoare cu 5 axe prezente pe piață. Electromandrina este dotată cu rulmenți ceramici adaptați să lucreze la viteze de rotație ridicate, are un sistem de presurizare pentru protecția contra intrări pulberilor și un sistem intern de suflare pentru curățarea conului portscula în timpul fazei de schimbare a sculei. Pentru o optimă disipare a căldurii produse de electromandrină în timpul lucrului, este utilizată o unitate de răcire cu lichid refrigerant cu sistem în circuit închis.

Unitatea operatoare cu 5 axe nu are nevoie de intervenții periodice de ungere, datorită faptului că are componente cu ungere pe viață. Suplimentar testelor interne executate în mod obișnuit în BIESSE, ciclul de omologare a fiecărui centru echipat cu o unitate operatoare cu 5 axe prevede și urmatoarea fază: probe de interpolare circulară conduse cu instrumente electronice în sistemul BALL-BAR.

Date tehnice

Volume prelucrabile :

Rover C 6.50: 4.600 x 1.400 x 275 mm

Puterea electromandrinei în serviciul S1 : 12,0 kW la 12.000 rpm

Puterea electromandrinei în serviciul S6 : 15,0 kW la 12.000 rpm

Viteza maximă de rotație : 22.000 rpm

Prindere scule : HSK F63

Cursa axa C: rotație 360° în continuu

Viteza de rotație axa C: 13,5 rpm

Cursa axa B în poziționare : +/- 100°

Cursa axa B în interpolare: +/- 98°

Viteza de rotație axa B : 13,5 rpm

Cursa axa Z: 660 mm

Viteza axa Z: 30 m/min

Inălțimea pensetei sculei de la planul de lucru : 618 mm

Pentru programarea prelucrărilor care au nevoie de utilizarea unității operatoare în 5 axe cu interpolare pe 4 sau 5 axe este necesar pachetul software bSolid modulul prelucrări în 5 axe.

In timpul executării unui program, controlul numeric execută automat un control asupra posibilelor interferențe între unitatea operatoare în 5 axe și planul de lucru.

Fiind vorba de o verificare preventivă, este posibil că în certe condiții, controlul să limiteze posibilitățile de funcționare ale grupului. Necesita bSolid prelucrări în 5 axe dedicat pentru programarea unității operatoare cu 5 axe. Necesită unitate de răcire cu lichid refrigerant cu sistem în circuit închis.

magazia de scule

motorul

motorul cu sensul de rotatie pe axa B

magazia de freze petru găurire

bada transportoare rumegus

telecomanda de utilizare a utliajului

1. Traductoarele de pozitie liniare sau rotative; de multe ori cele rotative sunt incluse in motoare, fiind de tip resolver

– rigle (scales) incrementale (linear incremental encoder)

– traductoare rotative incrementale (rotary incremental encoder)

2. Motoarele(motors) pentru actionarea axelor:

– foarte utilizat este tipul BLDC, cu traductor rotativ (resolver) incorporat                                                         Top

– motoarele pas cu pas (stepper) cu amplificatoarele corespunzatoare constituie actionarea unei axe (axis) in bucla deschisa (open-loop)

                                                                                                       Top                                

3. Variatoarele (drives, amplifiers) pentru motoarele de axa: impreuna cu traductorul si motorul constituie o actionare de axa de tip servo (in bucla inchisa-closed loop)

4. Senzori, comutatoare, relee:  comutatoare de capat de cursa (limit switches), comutatoare de proximitate, presostate, relee statice sau electromecanice, contactoare, etc.

5. Uneori mai este necesar si un automat logic programabil (PLC-Programmable Logic Controller); multe echipamente CNC au un numar suficient de intrari/iesiri numerice de uz general precum si functii integrate, astfel ca nu mai este nevoie si de el..

6. Componente mecanice importante (cineva poate o sa va invete de ce si cand !):

 – suruburile cu bile (ball screws)

 – reductoarele (gears )

7. La urma, dar nu si ultimul controlerul CNC propriu-zis (CNC controller, CNC control panel)                               Top

– unele de sine statatoare (stand-alone), low cost, cu pana la 4 axe (servo sau pas cu pas)  www.engelhardtgmbh.de

– avand un calculator de tip PC ca host ne-ar interesa cum arata o interfata utilizator (Linux SuSE)

Traductoare , senzori de poziție si Senzori incrementali

Senzorii digitali de poziție oferă la ieșire unul sau mai multe trenuri de impulsuri dreptunghiulare de tensiune. De obicei senzorii digitali sunt preferați celor analogici datorită preciziei mai mari și a insensibilității la zgomote și perturbații.Senzorii digitali sunt incrementali sau absoluți, fiecare existând în două variante constructive: liniară, respectiv rotativă.

În principiu, un senzor digital oferă la ieșire un număr de impulsuri dreptunghiulare pentru fiecare unitate de deplasare parcursă de elementul mobil. Mărimea măsurată nu poate fi determinată la un moment dat (nu este o poziție). Contorizând însă impulsurile de ieșire ale senzorului, într-un anumit interval de timp, se obține un număr pe baza căruia se calculează deplasarea efectuată de elementul mobil în intervalul de timp respectiv. În concluzie, senzorii digitali incrementali permit măsurarea unor deplasări relative.

Procedeul de sesizare al incrementelor poate fi magnetic sau optic. Procedeul optic este cel mai răspândit datorită relativei simplități constructive și a unor facilități de prelucrare a semnalelor.

Discul sau rigla contine o retea optică de zone active, alternate cu interstiții de aceeasi lățime. Zonele active se disting de interstiții, fie prin transparență (procedeu de măsurare de tip diascopic), fie prin puterea de reflecție (procedeu de masurare episcopic).

Citirea este realizată de un cap (palpator) cu o grilă de urmărire (scanare) prevazută cu ferestre în dreptul fiecărei piste.

Senzori incrementali

Discul incremental conține o rețea de zone active intercalate cu interstiții, toate de aceeași lățime. Lumina emisă de o sursă de lumină (LED) poate să treacă sau nu spre detectorul de lumină (o fotodiodă), funcție de poziția unghiulară a discului. Semnalul generat este amplificat și transmis sub formă de impulsuri spre dispozitivul de calcul (microcontroler).

Senzorii optici incrementali pot genera implusuri pe:

un canal : in acest caz nu este posibilă determinarea sensului de rotație

două canale : semnalele sunt decalate cu p/2 unul față de celălalt fiind posibilă astfel determinarea sensului de rotație și in plus multiplicarea cu 2 sau 4 a numărului de implusuri obținute

trei canale : permite generarea unui impuls la o rotație completă. Deci microcontrolerul poate face corecția necesară dacă se pierd impulsuri și ține evidența numărului de rotații complete.

Accesoriile unei mașini CNC

Pentru a putea oferi flexibilitate necesară utilizatorilor majoritatea producătorilor de mașini CNC vând separat mai multe accesorii necesare mașinilor unelte. Unii utilizatori pot cumpăra o mașină de la un producător și echipamentele accesorii de la alt producător. Cunoașterea accesoriilor disponibile pentru o mașină CNC este foarte importantă.

Importanța anumitor accesorii este atât de mare încât existența sau nu a acestora poate însemna diferența dintre succes și eșec al unei afaceri. 

În cataloagele firmelor sunt prezentate accesorii standard (incluse din fabricație) și accesorii opționale (ce pot -i comandate contra cost la livrarea mașinii sau după livrare)

Exemple de accesorii standard ale mașinilor CNC:

–

sisteme de ungere5 r$cire5 !entilaie

–

suport port'scul$ și mecanisme de prindere pies$ pe masa de lucru (-rezare) sau n mandrina(strun#ire)

–

scule de m>n$

–

lamp$ de lucru

–

di!erse tipuri de scule

–

accesorii de siguran$ (3loca# mecanic al ușii5 acoperire total$ a zonei de lucru5 !izier$ din materialtransparent rezistent la impact etc.).6*emple de

accesorii opionale

 ale mașinilor CNC;

–

sisteme de !eri-icare a dimensiunilor piesei cu senzori de contact

–

sisteme cu senzori de contact pentru determinarea automat$ a lungimii unei noi scule

–

sistem de nc$rcare  desc$rcare automat$ a pieselor

–

e!acuator de așchii

–

uși automate

–

scule speciale pentru materiale speciale

–

-uncii speciale pentru programare CNC5 cum ar -i; interpolare n coordonate polare sau cilindrice5rotirea sistemului de coordonate5 scalare5 managementul dura3ilit$ii sculei etc.

–

capacit$i m$rite de stocare programe.

Cu& este co&andat &i#carea unei ae? 9 :n"elegerea siste&elor de coordonate

6ste -oarte di-icil pentru un utilizator CNC s$ calculezenum$rul de rotaii necesar pentru deplasarea unei a*e pe o anumit$distan$. e aceea5 toate mașinile CNC permit introducereadistanelor n unit$i de m$sur$ standard sau deri!ate (milimetri5inch etc.). n plus5 sunt acceptate mai multe sisteme de coordonate.Cel mai popular este sistemul de coordonate cartezian5 dar e*ist$ șiaplicaii n care se -olosesc sistemele de coordonate polare(cilindrice)

1.'.. Mi#cri de !o$i"ionare a/solute #i relati%e

n modul de poziionare a3solut5 toate punctele -inalede poziionare sunt raportate la originea sistemului decoordonate al mașinii5 -ig.1.1/. %entru ncep$tori acestmod de lucru este mai ușor de neles. 9ricum5 la toatemașinile CNC e*ist$ și posi3ilitatea de a realiza mișc$rirelati!e. 9 mișcare de poziionare relati!$ consider$ poziia de start (n care se a-l$ scula nainte de ncepereamișc$rii) ca -iind originea -at$ de care tre3uie realizat$ poziionarea. Dtiliz>nd mișcarea relati!$ (sauincremental$5 cum se mai numește uneori) utilizatorul se poate concentra direct la mișcarea sculei din punctul ncare se a-l$5 -$r$ a mai raporta toate dimensiunile la sistemul de coordonate a3solut. %rogramarea cumișc$ri relati!e este -oarte con!en3il$ uneori5 dar este mai comple*$ și mai di-icil$ dec>t metoda poziion$rilor a3solute.C>nd se programeaz$ n modul a3solut5 utilizatorul tre3uie s$ se ntre3e;

 %a ce po$iie trebuie s!a&ung'

C>nd se programeaz$ n modul relati!5 utilizatorul tre3uie s$ se ntre3e;

()t de "ult trebuie s! "!deplase$'