Transcript Inżynieria Produkcji 1. Historyczny rozwój CNC a) Fazy rozwoju od konwencjonalnych obrabiarek do CIM (CIM – komputerowo zintegrowane wytwarzanie wraz z planowaniem.

Inżynieria Produkcji
1. Historyczny rozwój CNC
a) Fazy rozwoju od konwencjonalnych obrabiarek do CIM
(CIM – komputerowo zintegrowane wytwarzanie wraz z planowaniem i konstruowaniem)
CIM
CAD / CAM
CAD
FFS
CNC
NC
1950
1960
1970
1980
1990
NC
– sterowanie numeryczne
CNC
– komputerowe sterowanie numeryczne
FFS
– elastyczny system wytwarzania
CAD
– komputerowe wspomaganie projektowania
CAM
– komputerowe wspomaganie wytwarzania
2000
CIM - komputerowe zintegrowane wytwarzanie wraz z planowaniem i konstruowaniem
2. Cechy charakterystyczne obrabiarek NC
Obrabiarka NC posiada:
urządzenie wejścia z numerycznymi danymi wejściowymi informacji sterowniczych, zapisanymi na kartach lub
taśmach dziurkowanych
przelicznikowy zespół przetwarzania danych sterowania
osobny napęd każdej osi przesuwu i wrzeciona, do sterowania ruchami suportów
i uchwytów przedmiotów obrabianych
systemy pomiarowe i kontrolne, służące do przekazywania informacji zwrotnej
o położeniu narzędzi do komputera sterującego
automatyczne urządzenia do wymiany narzędzi, a również przedmiotów
głowice i magazyny wielonarzędziowe
jeden lub więcej suportów narzędziowych
3. Współczesne wymagania stawiane obrabiarkom CNC
bardziej wydajne interfejsy do szybszej transmisji coraz większej ilości danych
kompletne centra obróbkowe o najwyższej dokładności, np. tokarki z 7-32 osiami ruchu sterowanymi numerycznie,
licznymi wrzecionami i napędzanymi narzędziami frezarskimi stosowanymi przy toczeniu CNC
obróbka na najwyższych obrotach podczas toczenia ,frezowania i wiercenia,
z ciągłym zapewnieniem najwyższej dokładności toru ruchu
konstruowanie serwonapedów o jak najkrótszym czasie reagowania do regulacji uzyskiwanych wymiarów
obróbkowych (obecnie czas ten wynosi już poniżej 1 ms)
minimalizacja nakładu programowania dla poszczególnych zadań obróbkowych
proste i efektywne systemy programowania z dynamiczno-interaktywną symulacją procesów obróbki
graficzne systemy diagnozowania błędów obrabiarek sterowanych komputerowo lub całego systemu
obróbkowego
4. Zalety obrabiarek CNC
1. Dzięki maszynom CNC możliwe jest osiągnięcie większej wydajności pracy poprzez
większą szybkość obróbki a także dzięki krótszym czasom głównym, pomocniczym
i przygotowawczo-zakończeniowym. Szczególne znacznie mają następujące czynniki:
 możliwość programowania ręcznego bezpośredniego na obrabiarce
 przesunięcie odpowiedzialności za programowanie, materiały i narzędzia oraz
optymalne
obciążenie stanowiska CNC, na wydziały przygotowujące produkcję
 zapisywanie typowych przypadków obróbki specyficznych przedmiotów w formie
podprogramów
 możliwość optymalizacji programów sterowania cyfrowego w systemie
 automatyczne dosuwanie narzędzia do osiągnięcia wymaganego wymiaru
 automatyczne uruchamianie wszystkich funkcji obrabiarki i bezpośrednia
interwencja
po stwierdzeniu błędów i zakłóceń
 automatyczny nadzór nad obróbką wykonywany przez sam układ sterowania
(automatyczny pomiar i kontrola)
 uniwersalne zastosowanie narzędzi w systemach uchwytów
 możliwość ustawienia narzędzi poza obrabiarką bez wpływania na czas pracy
maszyny
4. Zalety obrabiarek CNC
2. Jednakowa jakość przedmiotów obrabianych przy niewielkim udziale przedmiotów
wadliwych
3. Wyższa dokładność obróbki dzięki wysokiej dokładności podstawowej obrabiarki
(pomiar z dokładnością 1/1000 mm)
4. Krótsze cykle produkcyjne dzięki lepszej organizacji i połączeniu rozproszonych
czynności produkcyjnych.
5. Większa przepustowość
6. Zwiększona elastyczność produkcji poprzez zastosowanie systemów obróbkowych
i racjonalne wykonywanie mniejszych serii lub pojedynczych przedmiotów o wysokim
stopniu złożoności
5. Porównanie obrabiarek konwencjonalnych i wyposażonych
w systemy sterowania CNC
Obrabiarki konwencjonalne
Obrabiarki NC
Obrabiarki CNC
Dane wejściowe:
Dane wejściowe:
Dane wejściowe:
Pracownik na podstawie
zlecenia i rysunku ręcznie
nastawia maszynę, zakłada
i zdejmuje przedmiot
obrabiany i narzędzia.
Program NC jest
przekazywany do układu
sterowania poprzez
taśmę perforowaną
(dziurkowaną).
Programy sterujące mogą być
przekazywane do układu
sterowania CNC z klawiatury,
poprzez dyskietki lub złącze
bezpośrednie (interfejs równoległy
lub szeregowy). Poszczególne
programy sterowania
numerycznego są gromadzone w
wewnętrznej pamięci. Nowoczesne
systemy sterowania są
wyposażone także w twarde dyski.
5. Porównanie obrabiarek konwencjonalnych i wyposażonych
w systemy sterowania CNC
Obrabiarki konwencjonalne
Obrabiarki NC
Obrabiarki CNC
Sterowanie ręczne:
Sterowanie NC:
Sterowanie CNC:
Pracownik zadaje ręcznie
ustawienia robocze (obroty,
przemieszczenia) i steruje
obróbką przy pomocy kółek
ręcznych.
Sterowanie numeryczne
przetwarza informacje
zawarte w programie
i wytwarza odpowiednie
sygnały sterujące,
skierowane do
poszczególnych
zespołów maszyny
Zintegrowany z systemem
mikrokomputer dzięki
odpowiedniemu oprogramowaniu
przejmuje wszystkie funkcje
sterownicze i regulacyjne maszyny,
wykorzystując pamięć wewnętrzną
dla programów
i podprogramów, danych
technologicznych, narzędzi
i ich wymiarów korekcyjnych
a także cyklów stałych i otwartych.
W systemie CNC zintegrowane
jest często oprogramowanie do
diagnozowania błędów.
5. Porównanie obrabiarek konwencjonalnych i wyposażonych
w systemy sterowania CNC
Obrabiarki konwencjonalne
Obrabiarki NC
Obrabiarki CNC
Kontrola:
Obrabiarka NC:
Obrabiarka CNC:
Pracownik mierzy i sprawdza
ręcznie przedmiot obrabiany
pod względem dokładności
wymiarowej. W razie
konieczności podejmuje
decyzję o ponownej obróbce.
Dzięki ciągłej informacji
zwrotnej zespołu
pomiarowego i zespołów
napędowych obrabiarka
już podczas pracy
zapewnia dokładność
wymiarową przedmiotu
obrabianego.
Dzięki ciągłej informacji zwrotnej
zespołu pomiarowego i zespołów
napędowych z silnikami o
regulowanej liczbie obrotów
obrabiarka już podczas pracy
zapewnia dokładność wymiarową
przedmiotu obrabianego. Poprzez
zintegrowane czujniki pomiarowe
możliwa jest kontrola wymiarów
podczas obróbki. Jednocześnie
możliwa jest praca nad systemem
sterowania, poprzez np. testowanie
i optymalizację nowych programów
obróbki sterowanej cyfrowo.