1

SADRŽAJ:

1. Uvod 2. str.

2. 3D prikaz predmeta 3. str.

3. Opis funkcije i načina proizvodnje predmeta 6. str.

4. Analiza opterećenja 8. str.

5. Zaključak 11. str.

6. Slike 12. str.

2

1. Uvod

Kao temu ovog seminarskog rada odlučio sam uzeti proizvod tvrte IPR iz Schwaigerna u

Njemačkoj. Proizvod je kućište klizača, pod imenom Rollenbockgehause, a tvrtka ga

proizvodi u vlastitim pogonima i kasnije montira na traku po kojoj se kreće robotska ruka za

različite namjene.

Najčešći naručitelji trake i ovoga proizvoda su divovi automobilske industrije sa sjedištima u

ovom dijelu Njemačke – Mercedes, BMW i Audi.

Na samom početku rada sam priložio 3D prikaz predmeta, napravljen u SolidWorksu, zajedno

sa radioničkim crtežom u istom tom softveru. Poslije toga, u nekoliko rečenica je opisana

funkcija i način proizvodnje predmeta, te je pojašnjeno zašto su neki dijelovi oblikovani baš

tako kako jesu, a na samom kraju se nalaze slike predmeta i trake na koju se on montira.

3

2. 3D prikaz predmeta

Kućište klizača se proizvodi iz jednog cijelog komada, na modernom CNC stroju, što je

detaljnije objašnjeno u sljedećem poglavlju.

Funkcija i zadatak kućišta je da omogući pokretanje postolja na kojemu se nalazi robotska

ruka.

Slika 1. 3D model kućišta klizača

4

RADIONIČKI

5

RADIONIČKI

6

3. Opis funkcije i načina proizvodnje predmeta

Kućište klizača koje sam predstavio u ovom seminarskom radu se proizvodi od čelika, oznake

ST-52.

Zahvaljujući tome što je proizvodnja opremljena najmodernijim CNC strojevima, predmet se

proizvodi iz jednoga komada, iako na prvi pogled izgleda da se dio na kome se nalaze dva

veća otvora (na koji dolaze vertikalni kotači) zavaruje za veći dio. Stroj na kome se proizvodi

ovaj predmet je CNC stroj s 5 osa, na kojega je moguće istovremeno postaviti 36 raznih alata,

koji se programirano mijenjaju tokom izrade predmeta, koja traje oko 7 sati. Istovremeno se

na istom stroju prave oba kućišta, i lijevo i desno, programi za izradu se samo „zrcale“.

Otvori se izrađuju bušenjem, ravni dijelovi koji su pod kutom tokarenjem, a zakrivljeni

dijelovi glodanjem.

Nakon izrade, predmet se prevlači slojem nikla, radi zaštite od hrđanja.

Otvor u sredini (za horizontalni kotač) bi se inače mogao lakše napraviti kao obični

pravokutnik sa zaobljenjima na mjestima gdje su pravi kutovi, ali se prave dijelovi kruga jer

treba ostaviti prostora za istjecanje ulja. Da ne bi radi toga pravili puno veći otvor, naprave se

četiri polukruga u kutovima i ulje ima prostora za istjecanje.

Radijusi koji se vide blizu otvora za vertikalne kotače nemaju nikakvu posebnu ulogu, tu su

samo zato jer je lakše svrdlom napraviti takav završetak, nego pravokutni.

Na slikama se vidi da su dijelovi predmeta na dva mjesta „odsječeni“. Po mjerama trake, male

su šanse da kućište klizača dođe u kontakt sa vijcima koji drže bočne okvire i nosače za

lančanik, ali budući da nije toliko važno da predmet bude pravokutnog oblika, bolje je radi

sigurnosti odsjeći tijelove koji dolaze u blizinu vijaka, tako da ne dođe do oštećenja.

Dio na kojem se nalazi gornji vertikalni kotač je pomaknut prema naprijed 6 mm u odnosu na

dio gdje je donji vertikalni kotač, a to je iz razloga što se na dijelu po kojemu on klizi ne

nalaze nikakvi vijci, a na dijelu po kojemu klizi donji kotač se nalaze vijci posebnog nosača

koji služi za pridržavanje lančanika koji je povezan s elektromotorom i pločom na koju se

montira robot.

Osnovna funkcija ovoga predmeta je baš da omogući kretanje te ploče na kojoj se nalazi

robotska ruka. Naručitelji ove trake (najčešće automobilska industrija) koriste tu ruku

7

(naravno, stavljajući odgovarajuće nastavke na nju) za npr. raspršivanje boje po limu

automobila ili bilo koji drugi zadatak.

Za spajanje kućišta i ploče se koriste tri otvora M12 koja se nalaze na gornjem dijelu kućišta.

Ostali otvori na kućištu su već pojašnjeni i opisani, a to su dva otvora za vertikalne kotače i

jedan otvor za horizontalni kotač. Na „pres-mašini“ se u te otvore prvo stavljaju ležajevi, pa

posebni valjci na čijim se krajevima nalaze kotači. Ovi valjci se ne proizvode, nego se

naručuju od druge tvrtke. Dodatna dva otvora koja se vide na kućištu (na ravnom dijelu, iznad

otvora za horizontalni kotač) su tu za dovod ulja, a ulje se uprskava unutra prilikom dolaska

kućišta do jednog ili drugog kraja trake. Na gornjem dijelu, kod M12 otvora, nalaze se i dva

otvora za kočiće, za centriranje nosača.

Nakon proizvodnje, predmet se montira u odjelu za montažu, gdje se i testira, a monteri idu na

lice mjesta (u tvrtku koja je naručila proizvod) za sve eventualne probleme kasnije.

8

4. Analiza opterećenja

U 3D programima za modeliranje se lako može odraditi i jednostavna simulacija i analiza

osnovnih naprezanja i deformacija koje ovaj predmet može doživjeti tokom eksploatacije.

Ovdje nisu uzeta u obzir sva dinamička naprezanja, jer su puno kompliciranija i teža za

proračunati, a urađen je statički proračun, koji je osnovniji i jednostavniji.

Čak su i rezultati koji su ovdje dobiveni malo uvećani, a dva su razloga za to:

- proračun je rađen s pretpostavkom da se na traci nalazi najteži mogući robot koji je

predviđen za nju, čija je masa oko 1000 kg. U praksi, najteži robot koji se koristi ima

masu od oko 800 kg, tako da se dodatno smanjuje sila na pojedinom kućištu;

- u proračunu su uzeta tri otvora za vijke kao jedina mjesta na kojima je kućište

pričvršćeno za traku. U praksi je to drugačije, jer je kućište „pričvršćeno“ na još dvije

lokacije. Prvo, tu su dva otvora za kočiće, koji služe za centriranje, ali budući da je

između tih otvora i kočića čvrsto nalijeganje, praktički i kočići rade sličan zadatak kao i

vijci. Osim toga, dva vertikalna kotača također naliježu na traku i preuzimaju jedan dio

pridržavanja kućišta na sebe. Zbog svega toga, pomaci i naprezanja su manji nego što je

prikazano.

Dakle, proračun je rađen sa masom robota od 1000 kg, što znači da je sila koja pritišće

jedno kućište otprilike 2500 N (250 kg, četiri su nosača na traci).

Kao što se vidi na slici 2., kao mjesto uklještenja uzeta su već spomenuta tri otvora za

vijke. Na istoj slici se vidi i da je kao površina na koju djeluje sila uzeta upravo površina

na kojoj se nalaze ta tri otvora.

Na slici 3. vidimo naprezanja koja nastaju pri radu, i to izgleda dosta neprirodno, jer je

odnos prikazanih naprezanja i stvarnih naprezanja dosta uvećan, da bi se bolje primijetilo

na simulaciji kako će izgledati predmet u radu. Uzevši to u obzir, zajedno s već

spomenutom činjenicom da je uzeta u obzir veća sila nego što se pojavljuje u stvarnosti,

možemo zaključiti da naprezanja i nisu prevelika.

Na slici 4. je prikazana deformacija predmeta (pomaci pojedinih dijelova). I oni su radi

povećanog odnosa u simulaciji dosta veliki na 3D prikazu, a u stvarnosti su manji iz već

objašnjenih razloga. Možemo vidjeti da je najveći pomak otprilike 0.00001238 mm.

9

Slika 2. Prikaz uklještenja predmeta

10

Slika 3. Naponi pri radu

Slika 4. Deformacije pri radu

11

5. Zaključak

Ono što je posebno zanimljivo kod načina izrade predmeta je da je kod same konstrukcije bilo

predviđeno da se predmet može izraditi na tri različita načina: osim izrade na CNC stroju koja

je opisana u ovom radu, u obzir su uzete i izrada kovanjem i izrada lijevanjem.

Izrada kovanjem bi ovom predmetu omogućila znatno bolja mehanička svojstva, ali alat za

kovanje koji bi se koristio kod ovog predmeta je relativno skup. „Relativno“ iz razloga što

razlika u cijeni CNC stroja koji izrađuje predmet i stroja koji bi predmet radio kovanjem i nije

toliko velika, ali CNC stroj ima i puno širu uporabu, za izradu ostalih predmeta, dok bi stroj

za kovanje teško mogli iskoristiti za neke različitije predmete.

Izrada lijevanjem bi bila puno jeftinija, ali predmet bi imao znatno slabija mehanička svojstva,

bio bi vrlo krt i ne bi ispunjavao zahtjeve koji su potrebni.

Na kraju, ono što je konačno presudilo u korist izrade na CNC stroju je serijnost – u IPR-u se

mjesečno naprave četiri trake, što znači da je potrebno šesnaest komada kućišta klizača

mjesečno, a za toliku količinu je neisplativo kupovati alate koji su ili previše skupi ili ne

mogu biti iskorišteni u druge svrhe, tako da je izabrano najoptimalnije rješenje.

12

Slike

Slika 5. Kućište klizača

13

Slika 6. Traka na koju se montira kučište klizača