ZAGADNIENIA WSTĘPNE 1. Składniki strumieni przepływających przez system wytwórczy przedmioty obrabiane, narzędzia(w odpowiednie chwili powinno znaleźć się odpowiednie narzędzie), zasilanie obrabiarek w ciecze obróbkowe, odprowadzanie wiórów
2. Zakresy zastosowań różnych koncepcji organizacyjnych wytwarzania
3. Fazy rozwoju środków wytwórczych wg H. B. Kiefa
I – obrabiarki konwencjonalne
II - obrabiarki sterowane numerycznie
III – powiązanie obrabiarek
IV – elastyczne systemy wytwórcze
V – wytwarzanie zintegrowane komputerowo
4. Cele automatyzacji montażu
-wysoka, stabilna wydajność
-optymalne wykorzystanie powierzchni
-ciągłość produkcji, bez zatorów i „wąskich gardeł”
-pełna kontrola jakości na każdym etapie montażu
-skrócenie cykli produkcyjnych i zwiększenie wydajności
-optymalizacja komunikacji wokółprodukcyjnej, w tym dostaw komponentów na linię
-ergonomia stanowiska i łatwość obsługi
-bezpieczeństwo pracy
-niskie koszty produkcji
-planowanie i udokumentowanie przebiegu produkcji
-uzyskanie powtarzalnej, możliwie najwyższej jakości
-redukcja zatrudnienia
5. Wymagania zrobotyzowanego elastycznego systemu montażowego
-technologia montażu dostosowana do robotyzacji (spełniona zasada DFA – design-for-assembly)
-postać i kształt części składanych montowanych w wyrób muszą ułatwiać ich orientację
-montowany wyrób musi przechodzić ze stanowiska na stanowisko w uporządkowanejkolejności
--wszystkie części muszą być montowane w określonym czasie, w określonym miejscu i we właściwej kolejności
-części muszą mieć określoną tolerancję wymiarową, co zapewni ich wymienialność lub być podzielone na grupy selekcyjne
-proces montażu musi mieć skuteczny podsystem monitorowania, nadzorowania i wykrywania (diagnozowania) wykrytych nieprawidłowościELEMENTY I ZESPOŁY OBRABIAREK 6. Cechy techniczno-użytkowe obrabiarek
-przeznaczenie
-wielkości charakterystyczne
-wyposażenie
-wydajność
-dokładność obrabiarki
-sprawność
-niezawodność
-trwałość
7. Definicja i typy linii charakterystycznych
8. Klasyfikacja ruchów w obrabiarkach i ich charakterystyka
-podstawowe – niezbędne do przeprowadzenia procesu roboczego obrabiarki; rodzaje: (kształtowanie powierzchni) kształtowe, podziałowe, nastawcze,
(wpływające na proces skrawania) główne, posuwowe
-pomocnicze – uzupełniają proces roboczy obrabiarki; podział: dosuwu i odsuwu narzędzia od obrabianego przedmiotu, zakładania i mocowania narzędzia oraz obrabianego przedmiotu, włączania i wyłączania czynności roboczych obrabiarki, inne
9. Składniki układu kształtowania obrabiarki
Elementy i mechanizmy zapewniające uzyskanie wymaganego kształtu przedmiotów obrabianych; podstawowy element – zespoły prowadnicowe ruchu postępowego lub obrotowego
10. Obrabiarki o prostych i złożonych ruchach kształtowania (przykłady)
11. Główne i pomocnicze zespoły maszyny technologicznej
Główne: silnik napędowy, układ napędowy, zespoły robocze
Pomocnicze: zespół uchwytowy, zespoły nośne (korpusy), zespół sterowania, urządzenia nastawne i pomiarowe, urządzenia smarujące, urządzenia chłodzące
12. Podstawowe funkcje i wymagania spełniane przez korpusy
Funkcje: utrzymywanie elementów, zespołów, mechanizmów maszyny w określonym, wzajemnym położeniu; przyjmowanie wszelkiego rodzaju obciążeń w postaci sił i momentów sił np. od napędu, od procesu wykonywanej przez maszynę pracy; związanie maszyny z podłożem i przenoszenie obciążeń na fundament
Wymagania:
-łatwość obsługi maszyny podczas pracy, łatwość wykonywania montażu/demontażu
-niezmienność wymiarów i kształtów z upływem czasu, uzyskiwaną przez sezonowanie, tj. stabilizowanie korpusów
-odporność na drgania i zdolność ich tłumienia
-swobodne odprowadzanie wiórów
13. Podstawowe wymagania stawiane połączeniom prowadnicowym
-wys. dokładność geometryczna określana wartościami i kierunkowością odchyłek toru ruchu rzeczywistego od teoretycznego
-odporność na zużycie
-małe opory tarcia
-dostatecznie duża sztywność stykowa (małe odkształcenia powierzchni pod wpływem sił normalnych)
14. Typy prowadnic i przykładowe zastosowania
-prostoliniowe/kołowe
-otwarte/zamknięte
-ślizgowe/toczne
-hydrodynamiczne/hydrostatyczne/gazo statyczne
15. Podstawowe zadania zespołu wrzecionowego
-ustalenie i zamocowanie bezpośrednio lub za pomocą uchwytu w określonym położeniu roboczym przedmiotu lub narzędzia
-wprawienie w ruch obrotowy albo jednoczesny ruch obrotowy i postępowy obrabianego przedmiotu lub narzędzia
-przenoszenie sił wzdłużnych i poprzecznych oraz momentów skręcających powstałych w procesie skrawania
16. Typy łożysk ślizgowych stosowanych w obrabiarkach i ich charakterystyka
Poprzeczne:
-kulkowe zwykłe
-walcowe jednorzędowe
-walcowe dwurzędowe
-igiełkowe
Wzdłużne:
-kulkowe wzdłużne
-kulkowe skośno-wzdłużne
-walcowe wzdłużne
Skośne:
-kulkowe skośne
-kulkowe skośne dwurzędowe
-stożkowe
-stożkowe dwurzędowe
17. Mechanizm krzywkowy (schemat) - przeznaczenie i zastosowanie w obrabiarkach 18. Mechanizm korbowy (schemat) - charakterystyka i zastosowanie w obrabiarkach 19. Mechanizm jarzmowy (schemat) - charakterystyka i zastosowanie w obrabiarkach 20. Zasada działania mechanizmu zapadkowego (schemat) i zastosowanie w obrabiarkach 21. Mechanizm maltański - schemat i zastosowanie w obrabiarkach 22. Przekładnia gitarowa - schemat i zastosowanie w obrabiarkach NAPĘDY OBRABIAREK 23. Podstawowe zadania spełniane przez napędy obrabiarek
-uzyskanie ruchu niezbędnego do wykonania pracy wynikającej z głównej funkcji realizowanej przez obrabiarkę (napędy wykonawcze, napędy ruchu głównego)
-zapewnienie względnego ruchu organów roboczych obrabiarki po zaprogramowanym torze z ustalonymi wartościami prędkości oraz położenia (napęd ruchu pozycjonującego)
24. Wymagania ogólne dotyczące wszystkich rodzajów napędów w obrabiarkach
-wystarczający zakres prędkości obrotowej silnika
-dostatecznie duża moc lub moment napędowy silnika, wystarczający do wykonania pracy i pokonania oporów wynikających z sił tarcia napędzanych mechanizmów i obciążeń wew.
-dostępność na rynku, duża sprawność, niski koszt
-niezawodność oraz łatwość obsługi i konserwacji
-małe gabaryty i masa napędu
25. Wymagania szczegółowe stawiane napędom ruchu głównego
-duża sztywność charakterystyki mechanicznej
-duży zakres bezstopniowej zmiany prędkości obrotowej silnika
-przebieg dopuszczalnego obciążenia w funkcji prędkości obrotowej, który jest dostosowany do technologicznej charakterystyki obciążenia obrabiarki
-szybki rozruch
-zdolność do pracy serwonapędowej (możliwość pozycjonowania przy hamowaniu)
26. Wymagania szczegółowe stawiane napędom ruchu posuwowego
-duży zakres bezstopniowej zmiany prędkości silnika, umożliwiający zarówno realizację posuwu roboczego w granicach 0-4 m/min jak i 20-40m/min
-szybki rozruch i hamowanie
-duża sztywność mechaniczna elementów przenoszących napęd od silnika do zespołu przesuwnego obrabiarki i duża odporność na pojawianie się zjawiska stick-slip
-małe opory ruchu uwarunkowane niewielkimi siłami tarcia w połączeniach prowadnicowych i przekładniach
-duża równomierność ruchu (małe wahania prędkości)
-duża dokładność pozycjonowania
27. Klasyfikacja napędów głównych obrabiarek
Elektryczne: p. stałego/p. zmiennego/skokowe
Elektrohydrauliczne
28. Preferowane obecnie rozwiązania napędów głównych obrabiarek
-prądu stałego z dodatkową dwu- lub trzystopniową skrzynką prędkości
-tzw. bezpośredni lub zintegrowany, tj. z silnikiem trójfazowym asynchronicznym lub
synchronicznym zbudowanym jako elektrowrzeciono, z prędkością regulowaną przez
sterowanie częstotliwością
29. Preferowane obecnie rozwiązania napędów posuwowych obrabiarek
-tradycyjne napędy, w których silnik o ruchu obrotowym, bezpośrednio lub za
pośrednictwem przekładni (kołowej zębatej albo pasowej zębatej), napędza śrubę toczną
-napędy z elektronakrętką, w których silnik jest zintegrowany z obracającą się nakrętką
toczną, a śruba pozostaje nieruchoma
-bezpośrednie napędy z liniowym silnikiem elektrycznym
30. Składniki typowego modułu napędu posuwu z silnikiem obrotowym napędzającym śrubę toczną (schemat) oraz zalety i wady tego napędu
W skład napędu wchodzi silnik o ruchu obrotowym napędzający śrubę toczną bezpośrednio
lub za pośrednictwem przekładni kołowej zębatej albo pasowej zębatej. W tradycyjnej
postaci konstrukcyjnej tego rozwiązania typowymi modułami oferowanymi przez
wyspecjalizowanych producentów są:
-serwosilniki elektryczne prądu stałego lub przemiennego (komutatorowe, synchroniczne
i synchroniczne), a także silniki skokowe
- przekładnie śrubowe toczne o standardowych wymiarach śrub
-bezluzowe reduktory z kołami zębatymi i przekładnie pasowe zębate
-gotowe rozwiązania połączeń prowadnicowych tocznych
31. Budowa modułu posuwowego z napędzaną elektronakrętką (schemat) oraz zalety i wady tego napędu
jednostki takie umożliwiają szybkie pozycjonowanie przy stosunkowo wysokiej dokładności
ruchu.
Zalety:
-poszczególne elementy mogą mieć mniejsze wymiary, a jednostka napędowa spełnia
wszystkie warunki konstrukcyjne i charakteryzuje się dużą sztywnością
- możliwość optymalizowania konstrukcji przez stosowanie silników o dużej prędkości
obrotowej
i mechanicznych przekładni redukujących
- dzięki mechanicznej przekładni redukującej minimalizacja zwrotnego wpływu obciążenia na
silnik napędowy
-odsunięcie źródła ciepła, jakim jest silnik, od struktury mechanicznej obrabiarki
-możliwość wariantowania konstrukcji przy stosunkowo niewielkich kosztach
Wady:
-ograniczenie wartości współczynnika wzmocnienia prędkościowego (Kv = 20 - 100 l/s)
spowodowane skończoną sztywnością mechanicznych elementów przenoszących napęd
-nieliniowości w elementach mechanicznych ujawniające podczas występowania luzu
zwrotnego
-ograniczona trwałość spowodowana zużywaniem się elementów napędu
-ograniczona prędkość obrotowa śruby tocznej, powodująca konieczność stosowania dużych
wartości skoku gwintu przy dużych prędkościach posuwu
-nagrzewanie się śruby i zwią...
tomcze14