ZAVRŠNI RAD - repozitorij.fsb.hrrepozitorij.fsb.hr/2420/1/13_09_2013_zavrsni.pdf · obrade...
Transcript of ZAVRŠNI RAD - repozitorij.fsb.hrrepozitorij.fsb.hr/2420/1/13_09_2013_zavrsni.pdf · obrade...
-
Sveuilite u ZagrebuFakultet strojarstva i brodogradnje
ZAVRNI RAD
Marko Budimir0035172216
Zagreb, 2013
-
Sveuilite u ZagrebuFakultet strojarstva i brodogradnje
ZAVRNI RAD
Voditelj rada: Student:Prof.dr.sc. Damir Ciglar Marko Budimir
0035172216
Zagreb, 2013
-
Izjavljujem da sam ovaj rad radio samostalno, sluei se znanjem steenim tijekom studija i koristei navedenu literaturu.
Ovom prilikom bih elio zahvaliti:
Voditelju rada Prof. dr.sc. Damiru Ciglaru na strunim savjetima i pomoi tijekom izrade zavrnog rada.
Posebno bih elio zahvaliti svojoj obitelji na potpori i pomoi kako tijekom izrade ovog rada, tako i tijekom cijelog studija.
Takoer zahvaljujem svojim kolegama i prijateljima na potpori i pomoi tijekom
svih ovih godina studiranja.
I
-
II
-
SADRAJSADRAJ....................................................................................................................IIIPOPIS SLIKA..............................................................................................................IVPOPIS TABLICA.........................................................................................................VISAETAK...................................................................................................................VIISUMMARY................................................................................................................VIII1.UVOD.........................................................................................................................12.POVIJEST OD GLODALICE DO VIEOOSNOG OBRADNOG CENTRA................53.VIEOSNI GLODAI OBRADNI CENTRI...............................................................10
3.1Prednosti vieosne obrade.................................................................................124.VRSTE GLODAIH OBRADNIH CENTARA...........................................................14
4.1Horizontalni glodai obradni centri.....................................................................144.2Vertikalni glodai obradni centri.........................................................................164.3Vieosni glodai obradni centri..........................................................................18
4.3.1etveroosni glodai obradni centri......................................................................................184.3.2Peteroosni obradni centri....................................................................................................194.3.3Vieosni obradni centri sa est i vie osi............................................................................35
5.UPRAVLJAKE JEDINKE.......................................................................................386.POSTPROCESOR...................................................................................................39
6.1Post procesor u primjeni....................................................................................617.ZAKLJUAK.............................................................................................................658.LITERATURA...........................................................................................................66
III
-
POPIS SLIKASlika 1. Prikaz orjentacije translacijskih X,Y,Z osi kod vertikalnog glodaeg alatnog stroja[1]..........................................................................................................................2Slika 2. Prikaz orjentacije X,Y,Z pravocrtnih osi kod horizontalnog glodaeg alatnog stroja[2] .........................................................................................................................2Slika 3. Prikaz orjentacijskih X,Y,Z i rotacijskih A,B,C osi [3]........................................3Slika 4.Usporedan prikaz pridruenih osi kod troosnog (XY stol) i kod vieoosnog glodaeg alatnog stroja (nagibni stol)[4].......................................................................4Slika 5. Tipian univerzalan glodai alatni stroj s poetka 20.st.[5]..............................7Slika 6. Modul okretno nagibni stol tvrtke Haas[6]......................................................11Slika 7. Vieosna obrada turbine na vertikalnom glodaem obradnom centru [8].....13Slika 8. Hurco HMX400 [9]..........................................................................................14Slika 9. Haas ES5-4T HMC [6]....................................................................................15Slika 10. Deckel Maho DMC635V [10]........................................................................16Slika 11. Haas VF 5 VMC [6].......................................................................................17Slika 12. Makino a61nx [11]........................................................................................18Slika 13. Obrada impelera na izvedbi s okretnim stolom i nagibnom glavom vretena [8].................................................................................................................................20Slika 14. Hurco VMX42SR [9].....................................................................................21Slika 15. Deckel Maho DMU 125 FD duoblock [10]....................................................22Slika 16. RemaControl Newton Big T5 [5]..................................................................23Slika 17. Obrada impelera na stolu peteroosnog glodaeg obradnog centra s A i C okretno nagibnim stolom[8].........................................................................................24Slika 18. Okuma MU-500V [14]...................................................................................25Slika 19.Spinner VC560 [20].......................................................................................26Slika 20.Feeler B-800 5AX [20]...................................................................................27Slika 21. Vieosna obrada na BC okretno nagibnom stolu [10]..................................29Slika 22. Deckel Maho DMU 50V [10].........................................................................29Slika 23. Iyoti K2X 8 [20].............................................................................................30Slika 24. Mogue rotacije glave vretena obradnog centra MAG NBH 630 5X prilikom obrade kuita elektromotora [13]...............................................................................32Slika 25. MAG NBH 630 5X [13].................................................................................33Slika 26.Belotti FLA 4018 [20].....................................................................................34Slika 27. EMMEDUE Galaxy [20]................................................................................34Slika 28. Obrada na esteroosnom obradnom centru i Makino MXX2013VG [11].....35Slika 29. Fidia KR199 [20]...........................................................................................36Slika 30. Ilustracija programiranja [18].......................................................................40Slika 31. Deckel Maho DMU 50V................................................................................41Slika 32. Ilustracija toka programiranja [19]...............................................................42Slika 33. Poetni prozor Post builder aplikacije [19]..................................................43Slika 34. Prozor za odabir vrste alatnog stroja i upravljanja [19]................................44Slika 35. Prozor za definiranje osnovnih parametara alatnog stroja [19]....................46Slika 36. Prozor za odreivanje paramatara rotacijskih osi [19]................................49Slika 37. Prozor za podeavanje smjera rotacija osi[19]..........................................52Slika 38. Prozor za odreivanje smjera rotacije etvrte osi [19].................................52Slika 39. Prikaz kinematike DMU50V [16]..................................................................53Slika 40.Prozor s karticom za definiranje programa i putanje alata [19].....................54
IV
-
Slika 41. Prozor s karticom za podeavanje programa prema upravljanju alatnog stroja [19].....................................................................................................................55Slika 42.Prozor za definiranje gibanja alata [19]........................................................57Slika 43. Prozor s definiranim ciklusi[19].....................................................................58Slika 44.Prozor za definiranje funkcija na kraju programa [19]...................................59Slika 45. Prozor za definiranje virtualnog NC kontrolera [19].....................................60Slika 46. Slika ekrana sa simulacijom obrade u Siemens NX 8 CAD/CAM softveru61Slika 47. Slika s detaljnijmi prikazom simulacije glodanja depa na obratku.............62
V
-
POPIS TABLICATablica 1. Popis varijanti zapisa izlaznih podataka....................................................48
VI
-
SAETAK
Glodai obradni centri su samostojei visokoautomatizirani numeriki
upravljani alatni strojevi kojima je dodana automatska izmjena alata i spremite
reznog alata. Svrstavaju se u vieoperacijske alatne strojeve jer ih karakterizira
koncentracija razliitih operacija u jednom stezanju sirovca. Osim glavnog rotacijskog
gibanja reznog alata, u poetku razvoja su imali samo tri pravocrtna posmina
gibanja u osima X, Y, Z, odnosno imali su troosno simultano upravljanje.
Dodavanjem dodatnih rotacijskih osi nastali su vieosni glodai obradni centri.
Njihova pojava dovela je do vee fleksibilnosti prozvodnih sustava, preciznije i bre
obrade, te naglog razvoja CAD/CAM softvera.
U radu je isprogramiran i objanjen postprocesor za peteroosan alatni stroj te
obraen tijek razvoja vieosnih glodaih obradnih centara, karakteristike troosnih i
vieosnih glodaih obradnih centara i podruja njihove primjene.
Kljune rijei : vieosni glodai obradni centar, fleksibilni obradni sustavi, numeriko
upravljanje, vieosni postprocesor.
VII
-
SUMMARY
Milling machining centers are highly automated standalone numerically
controlled tooling machines with the addition of automatic tool change and storage.
Milling machining centers are put into a multioperational tooling machines because
they are characterized by the concentration of different operations in a single
clamping metal stock. In addition to the main rotational motion of the cutting tool, in
the beginning they had only three rectilinear sliding movement of the axes X, Y, Z,
and had triaxial simultaneous control.
Adding additional axes multiple axis milling machining centers were created.
Their appearance has led to greater flexibility of production systems, more accurate
and faster processing, and rapid development of CAD / CAM software.
The work has a programmed and explained postprocessor for five axis tooling
machine and processed the development of multi-axis milling machining centers,
features triaxial and multi-axis machining centers and their areas of application.
Key words : multi-axis milling machining center,flexible machning center,numerical
control, muti-axis postprocessor.
VIII
-
Marko Budimir: Vieosni glodai obradni centri
1. UVODGlodai obradni centar je numeriki upravljani alatni stroj kojemu je dodana
automatska izmjena alata, te u automatskom ciklusu i jednom stezanju obrauje sve
slobodne povrine obratka. Namijenjen je za obradu prizmatinih obradaka
prvenstveno glodanjem, a mogue je buenje i bruenje. Obradnom centru osim
obavezne automatske izmjene alata moe biti dodana i automatska izmjena pribora.
Ovisno o opremljenosti, glodai obradni centar moe raditi djelomino bez nazonosti
operatera, osobito ako mu je pridodano spremite paleta, prema literaturi [1].
Sloene operacije obrade omoguuje automatska izmjena alata i pribora.
Izmjena alata ne ovosi o volji posluitelja i traje od dvije do pet sekundi. Spremite
alata moe biti iznad alatnog stroja, sa strane jednostrano ili obostrano, te pored
alatnog stroja. To su tzv. lanana spremita kojih moe biti i vie, s ukupno od 30 do
180 mjesta za alate.
Glodai alatni strojevi odnosno glodai obradni centri koriste tri translacijske
osi X,Y,Z ija orijentacija u prostoru ovisi o poloaju glave glavnog vretena. Zbog
toga razlikujemo dvije glavne skupine glodaih alatnih strojeva, vertikalni, slika 1, i
horizontalni, slika 2, glodai alatni stroj. Os Z je uvijek orjentirana u smjeru glave
glavnog vretena.
FSB,Sveuilite u Zagrebu 1
-
Marko Budimir: Vieosni glodai obradni centri
Slika 1. Prikaz orjentacije translacijskih X,Y,Z osi kod vertikalnog glodaeg alatnog stroja[1]
Slika 2. Prikaz orjentacije X,Y,Z pravocrtnih osi kod horizontalnog glodaeg alatnog stroja[2]
FSB,Sveuilite u Zagrebu 2
-
Marko Budimir: Vieosni glodai obradni centri
Te tri translacijske osi mogu biti pridruene stolu, glavnom vretenu ili npr.
njihovom kombinacijom na nain da je Z os pridruena glavnom vretenu, a X i Y os
stolu alatnog stroja, slika 4. Dodavanjem dodatnih rotacijskih osi A, B i C dobivamo
vieosan alatni stroj. Najei vieosni glodai obradni centri su petereoosni alatni
strojevi koji uz tri pravocrtne osi X,Y,Z, te jednom nagibnom osi B ili A i okretnom osi
C. Na taj nain mogue je obraivati veoma sloene obratke, kao to su impeleri i
propeleri. Matematiki gledano rotacijska os A je rotacija oko pravocrtne osi X,
rotacijska os B je rotacija oko osi Y, dok je orjentacijska os C rotacija oko pravocrtne
osi Z, slika 3.
.
Slika 3. Prikaz orjentacijskih X,Y,Z i rotacijskih A,B,C osi [3]
Dodatne rotacijske osi mogu biti ostvarene na stolu alatnog stroja, slika 4, ili
na glavnom vretenu, to je u nekim sluajevima povoljnije, kao to je buenje kosih
provrta[1].
FSB,Sveuilite u Zagrebu 3
-
Marko Budimir: Vieosni glodai obradni centri
Slika 4.Usporedan prikaz pridruenih osi kod troosnog (XY stol) i kod vieoosnog glodaeg
alatnog stroja (nagibni stol)[4]
FSB,Sveuilite u Zagrebu 4
-
Marko Budimir: Vieosni glodai obradni centri
2. POVIJEST OD GLODALICE DO VIEOOSNOG OBRADNOG CENTRA
1810-1830Glodalica kao zasebna klasa alatnog stroja se prvi put pojavljuje izmeu 1814
i 1818. godine zaslugom Elia Whitneya (jedan od privatnih proizvoaa oruja)
proizvodnjom prve prave glodalice. Kraj dvadesetih godina u 19. stoljeu bila su
kljuna vremena u povijesti alatnih strojeva, kao to je u razdoblju od 1814. do 1818.
tijekom kojega je nekoliko tadanjih pionira (Fox, Murray, i Roberts) razvijalo planere,
te kao i s glodaim alatnim strojevima, rad se obavlja u raznim radionicama koji nije
dokumentiran zbog razliitih razloga. U tim ranim godinama, glodanje je esto
smatrano samo kao gruba obrada nakon koje slijedi runa zavrna obrada. Ideja o
smanjenju rune obrade bila je vanija od same zamjene
1840-1860Tijekom ovog razdoblja dolo je do nastanka slijepih ulica u dizajnu glodaih
alatnih strojeva, poto razliiti dizajneri nisu uspijevali razviti doista jednostavan i
uinkovit nain pruanja kliznog gibanja u sve tri karakteristine glodake osi (X, Y i
Z-ili kao to su bili poznat u prolosti, uzduna, poprena, i okomita). Ideje
vertikalnog pozicioniranja su bile odsutne ili nedovoljno razvijene. Vreteno Lincoln
Millera moglo je biti podignuto i sputeno, ali izvorna ideja iza takvog pozicioniranja
je kako se postaviti u poziciju i onda pokrenuti, za razliku od estog premjetanja
tijekom rada. Kao i kod stezne glave tokarilica, radilo se o alatnom stroju
ponavljajue masovne proizvodnje, sa svakim vjetim stezanjem slijedi prilino niska
vjetina rada.
1860Joseph R. Brown je dizajnirao "univerzalnu glodalicu" koja je, poevi od prve
prodaje u oujka 1862, bila veoma uspjena. On je rijeio problem troosnog gibanja
(tj. osi koje mi danas nazivamo X,Y,Z) mnogo jednostavnije nego to je to uinjeno u
FSB,Sveuilite u Zagrebu 5
-
Marko Budimir: Vieosni glodai obradni centri
prolosti. To je omoguilo glodanje spirale uporabom indeksiranjem glave upareno u
koordinaciji sa posminom brzinom stola. Pojam "univerzalno" se moe primjeniti na
njegov alatni stroj jer je bio spreman za bilo kakav rad, ukljuujui za rad u
alatnicama, a nije bio ogranien u primjeni kao glodalice prethodnih dizajna. Brown je
takoer razvio i patentirao (1864) dizajn formiranih glodala u kojem uzastopna
otrenja zubi ne ometaju geometriji oblika. Napredak 1860-ih otvorio je mogunosti
za napredak i najavu modernih glodaih alatnih strojeva.
1870 do Prvog svjetskog rataU tim su desetljeima na stotine manjih firmi razvijale vlastite varjante glodaih
alatnih strojeva, i mnogi dizajni su karakteristini na svoje naine. Osim raznih
specijaliziranih proizvodnih alatnih strojeva, vienamjenski glodai alatni strojevi od
kraja 19. i poetka 20. stoljea imali su teak stupni dizajn horizontale glave glavnog
vretena sa pokretanim stolom te indeksirane glave. Evolucija dizajna alatnih strojeva
bio je potaknut ne samo od strane inovativnog duha, ali i stalnim razvojem glodala
kojim je potaknuta prekretnica za prekretnicom od 1860. do Prvog svjetskog rata.
FSB,Sveuilite u Zagrebu 6
-
Marko Budimir: Vieosni glodai obradni centri
Slika 5. Tipian univerzalan glodai alatni stroj s poetka 20.st.[5]
Prvi svjetski rat i razdoblje izmeu dva svjetska rataOko kraja I. svjetskog rata, upravljanje alatnih strojeva napredovalo je na
razne naine i time su postavljeni temelji za kasnije CNC tehnologije. Matrino
buenje je populariziralo ideje o koordinatnom dimenzioniranju (dimenzioniranje svih
koordinata na dijelu od jedne referentne toke); rutinski rad u "desetinkama" kao
svakodnevna sposobnost alatnog stroja, a pomou upravljanja ii ravno iz crtea na
obratke, zaobilazei izradu ablona. Godine 1920 novi dizajn kopiranja J.C Shawa je
primijenjen na Keller kopirajuim glodalicama za dubljenje kalupa putem
trodimenzionalnog kopirnog predloka. To je ubrzalo i olakalo dubljenje kalupa
upravo kada je potranja za kalupima bila via nego ikada prije, i bilo je vrlo korisno
za velike eline kalupe kao to su oni koji se koriste za deformiranje limova u
proizvodnji automobila. Takvi alatni strojevi su pratili pokrete ablone za kopiranje
kao ulaz za servomotore koji su pokretali dvovojne matice ili hidrauliku. Sve gore
navedeni pojmovi su bili novi 1920-e, ali su postali rutina u NC/CNC eri. Do 1930-ih,
postojale su nevjerojatno velike i napredne glodalice, kao to su Cincinnati Hydro-
FSB,Sveuilite u Zagrebu 7
-
Marko Budimir: Vieosni glodai obradni centri
Tel, koji nagovjetaju dananje CNC glodae alatne strojeve u svakom pogledu, osim
za samo CNC upravljanje.
1940-1970Do 1940, automatizacija , kao to je automatska stezna glava, bila je
poprilino dobro razvijena ve nekoliko desetljea. Poetkom 1930-ih godina, bila je
aktualna ideja o servomehanizmima, ali to je poelo napredovati tijekom i
neposredno nakon Drugog svjetskog. To je ubrzo ukombinirano s nastajanjem
tehnologije digitalnih raunala. Ta sredina tehnolokog razvoja, u vremenu od
neposredno prije Drugoga svjetskog rata te ulaskom u 1950-e, je pokretana vojnim
kapitalnim izdatacima koji su teili usmjeravanju suvremenog napredatka oruja,
raketa i topnitva, te raketnog navoenja, druge primjene u kojima su ljudi eljeli
kontrolirati kinematiku odnosno dinamiku velikih alatnih strojeva brzo, precizno i
automatski. Dovoljna potronja vojne industrije vjerojatno se ne bi dogodila u samoj
industriji alatnih strojeva, ali je volja i mogunost potronje omoguila kasniju
primjenu. Godine 1952, numeriko upravljanje doseglo je razvojnu fazu laboratorijske
stvarnosti. Prvi NC alatni stroj bio je glodai alatni stroj Cincinnati Hydrotel
nadograen s novo napravljenom NC upravljakom jedinkom. Taj alatni stroj je bio
napravljen u Scientific Americanu i bio je revolucionaran kao jo jedan
revolucionaran glodai alatni stroj Brown & Sharpe univerzalan glodai alatni stroj, iz
1862. Tijekom 1950-ih, numeriko upravljanje polako izlazi iz laboratorija u
komercijalnu uporabu. Tijekom svog prvog desetljea, imalo je prilino ogranien
utjecaj izvan zrakoplovne industrije. No, tijekom 1960-ih i 1970-ih, NC je evoluirao u
CNC, kao i pohrana podataka i ulazni mediji, te raunalna obrada napajanja i
kapacitet memorije koji se stalno poveavao. NC i CNC alatni strojevi postupno su se
proirivali iz okruenja velikih korporacija i uglavnom zrakoplovne industrije prema
razini srednjih poduzea i irokoj paleti proizvoda. Drastian napredak NC i CNC
kontrole alatnog stroja je duboko preobrazio nain proizvodnje.
FSB,Sveuilite u Zagrebu 8
-
Marko Budimir: Vieosni glodai obradni centri
1980 do danasRaunala i CNC alatni strojevi i dalje se ubrzano razvijaju. Revolucija osobnog
raunala ima veliki utjecaj na taj razvoj. Do kasnih 1980-ih radionice s malim alatnim
strojevima imala su stolna raunala i CNC alatne strojeve. to je izmeu ostalog
omoguilo pojavu CNC glodanja kao hobija.
Pojava glodaih obradnih centaraOd 1960-ih dolo je do razvojnog preklapanja koritenja izraza izmeu
glodaeg alatnog stroja i obradnog centra. NC / CNC obradni centri proistekli su iz
glodaih alatnih strojeva, to je i razlog zato se terminologija razvila postepeno s
preklapanjem znaenja koja jo uvijek traju. Razlika je u tome to je glodai obradni
centar, glodai alatni stroj sa znaajkama koje glodai alatni strojevi nisu imali prije
CNC-a, kao to su automatska izmjena alata (AIA) koji ukljuuje spremite alata
(karusel). U principu, svi obradni centri su glodai alatni strojevi, ali nisu i svi glodai
alatni strojevi obradni centri, samo glodai alatni strojevi s AIA su obradni centri.
Veina glodaih obradnih centara (takoer se nazivaju obradni centri) su raunalni
kontrolirani vertikalni glodai alatni strojevi s mogunou gibanja glave glavnog
vretena vertikalno du Z-osi. Ovaj dodatni stupanj slobode doputa njihovo koritenje
u obradi kalupa, graviranju i 2.5D povrinama, kao to su reljefne skulpture. U
kombinaciji s koritenjem konusnih alata ili kuglastih glodala, to takoer znaajno
poboljava preciznost glodanja bez utjecaja na brzinu, prua trokovno uinkovitu
alternativu veini rukom graviranih poslova obrade ravnih povrina. Najnapredniji
obradni centri, vieosni alatni strojevi, dodaju jo dvije osi uz tri normalne osi (XYZ).
etvrta (C) os omoguuje rotaciju horizontalno stegnutih obratka, dok peta (koja nosi
oznaku B ili A) os kontrolira nagib samog alata. Kada se sve ove osi koriste u
kombinaciji jedne s drugim, iznimno sloene geometrije, ak i organski stovrene
geometrije poput ljudske glave mogu se proizvesti s relativnom lakoom na tim
alatnim strojevima. Stoga, peteroosni glodai obradni centri su gotovo uvijek
programirani pomou CAM-a. Uz pad cijene raunala i open source softwarea CNC-
a, poetna cijena CNC alatnih strojeva je drastino pala, prema literaturi [5].
FSB,Sveuilite u Zagrebu 9
-
Marko Budimir: Vieosni glodai obradni centri
3. VIEOSNI GLODAI OBRADNI CENTRI
Tehnologija i oprema za obavljanje vieosne obrade dostupna je ve neko
vrijeme. Metode koje se koriste kako bi se postigla simultana vieosna gibanja u
industrijama kao to su zrakoplovna, proizvodnja energije, nafte i plina, medicini,
drvnoj industriji i izradi kalupa su sline, ali svaka industrija ima specifine zahtjeve i
potrebe koje odreuju kako odreeni proizvoa ispunjavanja zatraeni posao.
Trenutno postoji vie od 15 originalnih proizvoaa opreme peteroosnih
glodaih obradnih centara prodanih u SAD-u. Veina tih glodaih obradnih centara
su veliki, snani, precizni i skupi alatni strojevi s cijenama u rasponu od 500.000
dolara do vie od 1,5 milijuna dolara. Najjeftiniji peteroosni obradni centri na tritu
danas imaju poetnu cijenu od oko 250.000 dolara, prema literaturi [5].
Glavni nedostatak peteroosnih alatnih strojeva je njihov raspon pokreta, koji je
openito ogranien na +/- 30 stupnjeva. Obratci koji zahtijevaju strmiji kut reza
potrebno je runo premjestiti i izvriti novo stezanje. Takoer, ovi alatni strojevi su
neto manje kruti od troosnih alatnih strojeva iste veliine i klase. U posljednjih
nekoliko godina, mnoge tvrtke su poele u ponudu stavljati peteroosne obradne
centre koji imaju okretno nagibni stol koji je integriran u stolu alatnog stroja. esto se
radi samo o rotacijskom stolu dok je vreteno zadueno za mogunost nagiba. Unato
ogranienjima u veliini i teini, ti hibridni alatni strojevi su takoer vrlo skupi.
Nekoliko proizvoaa proizvodi okretno nagibni stol koji se moe montirati na
postolje (troosnog) CNC alatnog stroja, slika 6. Jednostavni okretni stolovi su
dostupni dugi niz godina, a koriste se intenzivno od strane malih i velikih radionica
diljem svijeta za pozicioniranje obradaka kod raznih strojnih operacija.
FSB,Sveuilite u Zagrebu 10
-
Marko Budimir: Vieosni glodai obradni centri
Slika 6. Modul okretno nagibni stol tvrtke Haas[6]
Okretno nagibni stol moe rotirati i naginjati obradak pod raznim kutevima i
time pruiti pristup obradi mnogim stranama obratka, to je rezultiralo pravom
peteroosnom obradom. Relativno mala radna povrina okretno nagibnog stola
uzrokuje znaajna ogranienja koja ovise o vrsti izratka koja se moe stegnuti,
ukljuujui ogranienja duljine, irine, visine i teine. Osim toga, okretno nagibni
stolovi su sami po sebi vrlo veliki i zauzimaju mnogo radnog prostora alatnog stroja.
ak i najvei okretno nagibni stolovi mogu smanjiti radnu povrinu alatnog stroju za
vie od 75 posto, prema literaturi [7].
Okretno nagibni stolovi nisu prikladni za stezanje obratka tijekom tekih
operacija rezanja, a dijelovi dui od 30 cm mogu poeti udarati po okolnim
povrinama. Iako je okretno nagibni stol atraktivno rjeenje za obradu manjih
dijelova, dananji kupci zahtijevaju fleksibilnost i iroku paletu mogunosti. Ako je
ovo jedina peteroosna alternativa, radionica e morati odbijati poslove koji prelaze
ogranienja njihove veliine i teine.
Taj je problem otklonjen dodatcima na glavi vretena. Glavna prednost
dodataka na glavi vretena je da se moe pristupiti svim tokama radnog prostora
obradnog centra. Glava ne stvara nikakvo ogranienje na veliinu izratka koja se
moe strojno obraivati. Danas, postoji nekoliko amerikih, talijanskih i njemakih
tvrtki koje proizvode i prodaju programibilne glave vretena za privrivanje na velike
troosne glodae obradne centre. Ako su pravilno postavljene, te glave su prilino
FSB,Sveuilite u Zagrebu 11
-
Marko Budimir: Vieosni glodai obradni centri
pouzdane, tone ali i skupe. Zbog njihove veliine i teine ne mogu se montirati na
bilo koji mali ili srednji glodai obradni centar i rezervirane su samo za najvee
portalne tipove glodaih alatnih strojeva. Instalacija je trajna i zahtijeva prilagoenu
izradu i montiranje. Raspon cijene za dodatke na glavu vretena kree se od 175.000
do 300.000 dolara plus trokovi izrade i montae [7]
3.1 Prednosti vieosne obrade
Glavna prednost vieosne obrade je sposobnost obrade sloenih oblika u
jednom stezanju. Time se dobiva vea produktivnost obrade u odnosu na obavljanje
operacija u nizu stezanja, kao i znaajno smanjenje vremena i trokova same
pripreme. Nadalje, s vie stezanja, tu je uvijek mogunost nepravilnog poravnavanja
nakon svakog premjetanja, odnosno ponovnog stezanja, prema literaturi [8].
Jo jedna vana prednost vieosne obrade je u tome to omoguuje koritenje
kraih reznih alata, jer se glava moe spustiti blie mjestu obrade, a alat orijentirati
prema povrini. Kao rezultat toga, mogu se postii vee brzine rezanja bez
prekomjernog optereenja na alat, na taj nain raste vijek trajanja, dok se smanjuju
lomovi alata. Koritenje kraih alata takoer smanjuje vibracije koje se mogu stvarati
prilikom obrade duboke jezgre ili upljina pomou troosnih alatnih strojeva. To
omoguava kvalitetniju obradu povrine, tako da smanjenje, ili ak i uklanjanja,
potreba za runom doradom. Jo jedna korist upotrebe vieosne obrade je
mogunost obrade iznimno sloenih dijelova iz sirovca koji bi inae morali biti lijevani.
Za prototipove i male serije prozivoda, ovaj pristup je puno bri i jeftiniji. Na taj nain
se moe doi do vremenskog tijeka proizvodnje od jednog ili dva tjedna, umjesto dva
mjeseca ili vie koliko je potrebno za lijevanje odljevaka.
Vieosna strojna obrada moe dati i ogromne utede vremena prilikom
buenja provrta. Dok se ovo moe initi trivijalnim u usporedbi s tekoama strojne
obrade kompleksne jezgre ili upljine, buenje niza provrta na razliitim sloenim
kutevima je vrlo dugotrajan proces. Prilikom koritenja troosnog alatnog stroja,
drugaije stezanje obratka mora se koristiti za svaki provrt. Uz vieosni alatni stroj,
FSB,Sveuilite u Zagrebu 12
-
Marko Budimir: Vieosni glodai obradni centri
glava automatski moe biti orijentirana uz pravilne osi za svaki provrt, ime buenje
moe biti dovreno puno bre, prema literaturi [8]
Slika 7. Vieosna obrada turbine na vertikalnom glodaem obradnom centru [8]
FSB,Sveuilite u Zagrebu 13
-
Marko Budimir: Vieosni glodai obradni centri
4. VRSTE GLODAIH OBRADNIH CENTARA
Podjela modernih glodaih obradnih centara moe se izvriti s obzirom na
broj osi kojima alatni stroj raspolae, dakle govorimo o troosnim i vieosnim glodaim
obradnim centrima. Troosni glodai obradni centri mogu biti horizontalni i vertikalni,
dok vieosni glodai obradni centri mogu biti etveroosni, peteroosni, esteroosni itd.
4.1 Horizontalni glodai obradni centri
Horizontalan glodai obradni centar (HOC) je glodai obradni centar sa
vretenom postavljenim u vodoravnom poloaju. Takva izvedba glodaeg obradnog
centra omoguava neprekinutu proizvodnju. Jedan od razloga je to horizontalna
orijentacija omoguava da odvojene estice padaju dalje od obratka, tako da ne
moraju biti uklonjene sa stola. Jo znaajnije, horizontalna izvedba omoguuje
ugradnju dviju paleta za automatsku izmjenu obratka u radnom prostoru alatnog
stroja. Da bi se utedjelo vrijeme, priprema sirovca se vri na prvoj paleti, dok se
strojna obrada vri na drugoj paleti.
Primjer horizontalnog glodaeg obradnog centra je Hurco HMX400, slika8.
Slika 8. Hurco HMX400 [9]
FSB,Sveuilite u Zagrebu 14
-
Marko Budimir: Vieosni glodai obradni centri
Specifikacije:
duina gibanja osi 620x560x660 mm
maximalna optereenje stola 400 kg
maksimalna snaga vretena 14 kW
kapacitet spremita alata 60
najvea posmina brzina 15,2 m/min
maksimalan brzi hod 40 m/min
dimenzije stroja (visina/irina/duina) 2879x4104x5104 mm
masa stroja 12 000 kg [9]
Proizvoa Hass u svojoj ponudi nudi ES-5-4THMC, slika 9.
Specifikacije:
duina gibanja osi 1016x457x559 mm
najvee optereenje stola 284 kg
najvea snaga vretena 14.9 kW
najvei okretaju vretena 12 000 1/min
kapacitet spremita alata 24
najvea posmina brzina 12.7 m/min
FSB,Sveuilite u Zagrebu 15
Slika 9. Haas ES5-4T HMC [6]
-
Marko Budimir: Vieosni glodai obradni centri
najvei brzi hod 25 m/min
dimenzije stroja (visina/irina/duina) 2388x3937x3810 mm
masa stroja 6 300 kg [6]
4.2 Vertikalni glodai obradni centri
Vertikalni glodai obradni centar (VOC) je glodai obradni centar s glavnim
vretenom okomite orijentacije. Moderni vertikalni glodai obradni centri su alatni
strojevi visoke preciznosti koji se esto koriste za glodanje malih tolerancija, kao to
su fina obrada kalupa. Jeftiniji vertikalni obradni centri su najosnovniji CNC alatni
strojevi, i esto su prvi alatni stroj koji nova radionica eli kupiti.
Primjer vertikalnog glodaeg obradnog centra je Deckel Maho DMC635V,
slika 10.
. Slika 10. Deckel Maho DMC635V [10]
Specifikacija:
duina gibanja osi 635x500x460 mm
maximalna optereenje stola 600 kg
maksimalna snaga vretena 12.8 kW
maksimalan broj okretaja vretena 10 000 1/min
FSB,Sveuilite u Zagrebu 16
-
Marko Budimir: Vieosni glodai obradni centri
kapacitet spremita alata 20
najvea posmina brzina 20 m/min
maksimalan brzi hod 30 m/min
dimenzije stroja (visina/irina/duina) 2660x2727x2440 mm
masa stroja 8 500 kg
upravljanja Siemens 840D, Heidenhain iTNC 530 ili Fanuc 32i [10]
Tvrtka Haas u ponudi ima VF 5 VMC ,slika 11.
Specifikacija:
duina gibanja osi 1270x660x660 mm
maximalna optereenje stola 1814 kg
maksimalna snaga vretena 22.8 kW
maksimalan broj okretaja vretena 7 500 1/min
kapacitet spremita alata 30
najvea posmina brzina 12.7 m/min
FSB,Sveuilite u Zagrebu 17
Slika 11. Haas VF 5 VMC [6]
-
Marko Budimir: Vieosni glodai obradni centri
maksimalan brzi hod 18 m/min
dimenzije stroja (visina/irina/duina) 2816x4014x2413 mm
masa stroja 7 303 kg
4.3 Vieosni glodai obradni centri
Vieosni obradni centri najee imaju pet glavnih osi, uz X,Y,Z pravocrtne
osi tu su i dvije rotacijske B i C osi. Naravno postoje i izvedbe od etiri, est, sedam,
te ak devet osi, no meutim s obzirom da dananji najmoderniji CAD/CAM sustavi
(kao to su Catia, Siemens NX, Pro/E) imaju mogunost programiranja najvie pet
osi gibanja, samo u spomenuti nekoliko primjera takvih naprednijih vieosnih
glodaih obradnih centara.
4.3.1 etveroosni glodai obradni centri
etveroosni glodai obradni centar moe takoer biti vertikalan ili horizontalan
ovisno o orijentaciji glavnog vretena. Dodatna etvrta rotacijska(C) os obino je
pridruena stolu koji ima mogunost rotacije, dok su glavne pravocrtne osi (X,Y,Z)
pridruene vretenu.
Primjer etveroosnog glodaeg obradnog centra su Makino a61nx, slika 12.
Slika 12. Makino a61nx [11]
Specifikacija:
duina gibanja osi 730x650x800 mm
FSB,Sveuilite u Zagrebu 18
-
Marko Budimir: Vieosni glodai obradni centri
maximalna optereenje stola 500 kg
maksimalna snaga vretena nije navedeno
maksimalan broj okretaja vretena 14 000 1/min
kapacitet spremita alata 60
najvea posmina brzina 40 m/min
maksimalan brzi hod 60 m/min
dimenzije stroja (visina/irina/duina) 2660x2727x2440 mm [11]
4.3.2 Peteroosni obradni centri
Kod vertikalnog i horizontalnog glodanja, dodane su dvije dodatne osi uz
potojee X, Y i Z osi. Te dvije osi su rotacijske osi koje rotiraju oko osi Z (ta rotacijska
os nosi oznaku C) i nagibna os koja rotira oko X ili Y osi. Te rotacijske osi nose
oznake A odnosno B, ovisno o izvedbi alatnog stroja. Upravo zato postoje etiri
izvedbe peteroosnih glodaih obradnih centara. Vodei proizvoai peteroosnih
strojeva su Deckel Maho, Okuma, Hurco, Makino i MAG.
Izvedba s okretnim stolom i nagibnom glavom vretena
Poput horizontalnih glodaih obradnih centara, ovakva izvedba sadri stol koji
ima mogunost rotacije od 360 stupnjeva B-osi stola ispod obratka. Takav stol se ne
moe samo pozicionirati, takoer se preko rotacije moe vriti posmino gibanje kako
bi obradak bio u zahvatu alata. Takav alatni stroj uparuje okretni stol sa zakretanjem
A osi koji vri posmino gibanje glave vretena od 90 stupnjeva iznad i do 90
stupnjeva ispod horizontale. Glodai obradni centar u prilogu ima radni prostor
promjera 127 cm do visine od priblino 120 cm, slika 13.
Idealan obradak za takav alatni stroj je cilindar s provrtima oko njegovih
rubova, osobito nakoene provrte. Jedan primjer je kuite turbine. Na izratku kao
to je ova, isti provrt pojavljuje se raznim koordinatama uokolo kuita. U takvom
sluaju, alatni stroj s ovim dizajnom moe se pozicionirati iz jednog provrta do
sljedee s pomicanjem (odnosno rotacijom) u samo jednoj osi. Bilo koja druga vrsta
FSB,Sveuilite u Zagrebu 19
-
Marko Budimir: Vieosni glodai obradni centri
peterosnog glodaeg obradnog alatnog stroja e se kretati iz jednog radijalnog
provrta u drugi na cilindrinom dijelu pomou gibanja u najmanje dvije osi, moda i
vie. No, na alatnom stroju s okretnim stolom i pominom glavom, alat se samo
naginje na ispravan kut za obradu provrta, a glava samo mora biti smjetena u X, Y i
Z koordinatama u tom trenutku. Buenje niza provrta tada postaje stvar posmine
brzine, uvlaenja i pozicioniranja samo B osi kako bi se izvrilo pozicioniranje za
sljedei provrt. Rezultat toga je ponovljiviji proces, prema literaturi [5].
Sljedea prednost ovog alatnog stroja odnosi se na veliine obradaka. to
manje rotacijskih osi pomie obradak (za razliku od alata), obradni alatni stroj moe
primiti vee dijelove. Takav vieosan glodai obradni centar moe okretati radni
komad pomou B osi, tako da je zakretanje ogranieno samo u toj osi. Meutim,
poto je to jedino zakretanje obratka, alatni stroj mnogo uinkovitije obrauje visoke
obratke. Peteroosni glodai obradni centri koji imaju obje osi zakretanja postavljene u
stolu openito su ogranieni na obratke koji su malih dimenzija u odnosu na linearna
gibanja. Ali izvedba ovog peteroosnog obradog centra postavlja izradak vie
fiksiranim, omoguavajui da alatni stroj obrauje visoke cilindine obratke.
Slika 13. Obrada impelera na izvedbi s okretnim stolom i
nagibnom glavom vretena [8]
FSB,Sveuilite u Zagrebu 20
-
Marko Budimir: Vieosni glodai obradni centri
Primjer peteroosnog glodaeg obradnog centra s takvom izvedbom jest Hurco
VMX42SR, slika 14.
Slika 14. Hurco VMX42SR [9] Specifikacija:
duina gibanja osi 1067x610x610 mm
kuta zakreta B, C osi - +/-90, 360 stupnjeva
najvee optereenje stola 500 kg
najvea snaga vretena 36 kW
najvei broj okretaja vretena 14 000 1/min
kapacitet spremita alata 40
najvea posmina brzina 15,2 m/min
najvei brzi hod 30 m/min
najvei broj okretaja
rotacijskih osi B,C 50 okr/min / 33 okr/min
dimenzije stroja (visina/irina/duina) 3175x4632x3735 mm
masa stroja 7565 kg [9]
FSB,Sveuilite u Zagrebu 21
-
Marko Budimir: Vieosni glodai obradni centri
Proizvoa Deckel Maho u ponudi ima DMU 125 duoblock, slika 15. Posebna
znaajka ovog alatnog stroja je mogunost pomicanja krova te se na taj nain
pomou krana mogu obraivati mnogo masivniji obratci i do 2 500 kg.
Specifikacija:
duina gibanja osi 1250x1250x1000 mm
najvea optereenje stola 2 500 kg
najvea snaga vretena 28 kW
maksimalan broj okretaja vretena 8 000 1/min
kapacitet spremita alata 120
najvea posmina brzina 15 m/min
maksimalan brzi hod 30 m/min
dimenzije stroja (visina/irina/duina) 3761x3896x6297 mm
masa 15 500 kg [10]
FSB,Sveuilite u Zagrebu 22
Slika 15. Deckel Maho DMU 125 FD duoblock [10]
-
Marko Budimir: Vieosni glodai obradni centri
Talijanski proizvoa RemaControl u ponudi ima Newton Big 2500 T5, slika 16.
Specifikacija:
duina gibanja osi 6000x800x800 mm
najvee optereenje stola 1 500 kg
najvea snaga vretena 20 kW
maksimalan broj okretaja vretena 10 000 1/min
kapacitet spremita alata 30
najvea posmina brzina 40 m/min
maksimalan brzi hod 60 m/min
dimenzije stroja (visina/irina/duina) 3104x3450x3000 mm [5]
Izvedba s okretno nagibnim stolomIzvedba s ugradbenim okretno-nagibnim stolom
Horizontalni obradni centri s B okretnom osi okretnog stola, su esto dostupni
sa sekundarnom rotacijskom osi u obliku 360 stupnjeva, ureaj A osi koji se moe
montirati na glavni stol. Na ovom alatnom stroju, glavni stol je toliko velik da se A os
moe pozicionirati u irokom rasponu koordinata, ime se poveava fleksibilnost.
FSB,Sveuilite u Zagrebu 23
Slika 16. RemaControl Newton Big T5 [5]
-
Marko Budimir: Vieosni glodai obradni centri
Uinkovito programiranje, meutim, zahtijeva od programera da tono zna gdje se
povrina A osi stola namjeta s obzirom na zakret osi B. U praksi, to esto znai da
je program napisan na nain da se pretpostavi odreen poloaj osi A, ostavljajui
operatera u dugotrajnom koraku pripreme pozicioniranja osi A kako bi se zadovoljio
taj uvjet. Koritenjem CAD/CAM softvera se taj proces olakava jer ve sam CAM
postprocesor izraunava kuteve zakreta A osi odnosno B osi kako bi se obradak
pravilno pozicionirao.
Idealan obradak za ovaj alatni stroj je onaj koji predstavlja prsten provrta
okrenut prema vretenu, pogotovo ako je taj dio cilindrian i zahtijeva obradu oko
svoje osi, slika 17.
Opremljen za peteroosnu obradu, stvara se problem ogranienja veliine
obradaka. Kada je A os na mjestu, veliina obratka nije ograniena ne samo s
obzirom na zakretanje oko osi A, ali i prema tome koliko je praktino maknuti velik
komad s horizontalnog stola.
Slika 17. Obrada impelera na stolu peteroosnog glodaeg obradnog centra s A i C okretno nagibnim stolom[8]
Primjer alatnog stroja s takvom izvedbom je Okuma MU-500V, slika 18.
FSB,Sveuilite u Zagrebu 24
-
Marko Budimir: Vieosni glodai obradni centri
Slika 18. Okuma MU-500V [14]
Specifikacije:
duina gibanja osi 1250x660x540 mm
kuta zakreta A, C osi - +20/-110, 360 stupnjeva
najvee optereenje stola 500 kg
najvea snaga vretena 11 kW
najvei broj okretaja vretena 8 000 1/min
kapacitet spremita alata 20
najvea posmina brzina 30 m/min
najvei brzi hod 40 m/min
najvei broj okretaja rotacijskih osi B,C 50 1/min
dimenzije stroja (visina/irina/duina) 3541x2940x3367 mm
masa 13 000 kg [14]
Tvrtka Spinner u ponudi ima glodai obradni centar VC560 koji ima mogunost
nadogradnje okretnog nagibnog stola kako bi nastao vieosan glodai obradni
FSB,Sveuilite u Zagrebu 25
-
Marko Budimir: Vieosni glodai obradni centri
centar, slika 19. Upravljanja mogu biti Fanuc 21iMB/18iMB ili Siemens 840
SolutionLine. Koristi dijaloko programiranje kao standard za brzu izradu prototipova
i proizvodnju manjih serija izradaka. Takoer kao opciju moe imati softver za brzu
izradu kalupa. Najvea brzina vretena je 15 000 1/min s opcijom ugradnje
motorvretena s brzinama vrtnje od 30 000 do 50 000 1/min.
Specifikacija:
duina gibanja osi 560400x400x mm
kuta zakreta A, C osi - +20/-110, 360 stupnjeva
najvee optereenje stola 200 kg
najvea snaga vretena 6 kW
FSB,Sveuilite u Zagrebu 26
Slika 19.Spinner VC560 [20]
-
Marko Budimir: Vieosni glodai obradni centri
najvei broj okretaja vretena 15 000 1/min
kapacitet spremita alata 24
najvei brzi hod 36 m/min
dimenzije stroja (visina/irina/duina) 3541x2940x3367 mm
masa 2 900 kg [20]
Proizvoa Feeler u ponudi ima B-800 5AX, slika 20.
Specifikacija:
duina gibanja osi 800x500x500 mm
kuta zakreta A, C osi - +20/-110, 360 stupnjeva
najvee optereenje stola 200 kg
najvei okretaju vretena 15 000 1/min
najvea snaga vretena 11 kW
kapacitet spremita alata 20
najvei brzi hod 24 m/min [20]
FSB,Sveuilite u Zagrebu 27
Slika 20.Feeler B-800 5AX [20]
-
Marko Budimir: Vieosni glodai obradni centri
Izvedba s okretno nagibnim stolom kao kompaktnim dijelom alatnog stroja
Ova izvedba je slina izvedbi s dvostruko okretnim stolom zbog naina na koji
su postavljene dvije zakretne osi ispod obratka, a niti jedna u glavu vretena. Model
DMU 50V vertikalni glodai obradni centar iz tvrtke Deckel Maho kombinira C os od
360 stupnjeva na okretnom slotu, sa rotacijskom osi od 180 stupnjeva. Ta os od 180
stupnjeva, naziva "B" ili "A", odstupa od standardnog konvencionalnog oznaavanja
za nagibne osi. Sredite rotacije B, odnosno A, osi nalazi se pod kutom od 45
stupnjeva u odnosu na Y odnosno X os ovisno o izvedbi, prema literaturi [10].
Rotacijske osi su ugraene u platformu vertikalnog okomitog obradnog centra
kako bi se dobio peteroosni alatni stroj sa priblino jednakim dimenzijama vertikalnih
obradnih alatnih strojeva srednje veliine. Alatni stroj jo stvara izazov programerima
kao i alatni stroj s dvostruko okretnim stolom gdje je vizualizacija rada prijeko
potrebna. Meutim, u ovom sluaju, fiksno vreteno omoguava da peteroosan
glodai obradni centar u ovoj izvedbi sa malim alatom, slika 21, na nepristupanim
pozicijiama obratka tome moe izvriti relativno duboke rezove.
Izvedba s okretno-nagibnim stolom ne moe prihvatiti velike komade, ali zato
ini peteroosnu obradu manjih dijelova mnogo ekonominijom, te vertikalni dizajn
alatnog stroja dodatno operaterima ini jednostavnijom pripremu i micanje obradaka.
Takva izvedba se smatra i najpreciznijim peteroosnim glodaim obradnim
centrom, prema literaturi [8].
FSB,Sveuilite u Zagrebu 28
-
Marko Budimir: Vieosni glodai obradni centri
Primjer takve izvedbe je Deckel Maho DMU 50V, slika 22.
Slika 22. Deckel Maho DMU 50V [10]
FSB,Sveuilite u Zagrebu 29
Slika 21. Vieosna obrada na BC okretno nagibnom stolu [10]
-
Marko Budimir: Vieosni glodai obradni centri
Specifikacije:
duina gibanja osi 750x600x520 mm
kuta zakreta B, C osi - +180/360 stupnjeva
najvee optereenje stola 400 kg
najvea snaga vretena 13 kW
najvei broj okretaja vretena 10 000 1/min
kapacitet spremita alata 16
najvea posmina brzina 6 m/min
najvei brzi hod 24 m/min
najvei broj okretaja
rotacijskih osi B,C 50 1/min
dimenzije stroja (visina/irina/duina) 2950x3840x5231 mm
masa 4 800 kg [10]
Proizvoa Iyoti proizvodi alatne strojeve K2X serije koji imaju A i C osi rotacije
pridruene stolu, slika 23.
FSB,Sveuilite u Zagrebu 30
Slika 23. Iyoti K2X 8 [20]
-
Marko Budimir: Vieosni glodai obradni centri
Specifikacije:
duina gibanja osi 750x600x520 mm
kuta zakreta A, C osi 45/+180, 360 stupnjeva
najvee optereenje stola 500 kg
najvea snaga vretena 25 kW
najvei broj okretaja vretena 25 000 1/min
kapacitet spremita alata 30
rotacijskih osi B,C 40, 90 1/min
FSB,Sveuilite u Zagrebu 31
-
Marko Budimir: Vieosni glodai obradni centri
Izvedba s dvostruko zakretnom glavom vretena
Ovakva izcedba alatnog stroj uparuje C os od 360 stupnjeva, s nagibnom osi
od 135 stupnjeva zakreta. Ako stavite obje zakretne osi na glavu vretena
dobivamo ogranienja u silama rezanja koje se kompenziraju veom fleksibilnou.
Bilo koji peteroosni glodai obradni centar s okretnim stolom tei obradi okruglih
obradaka. Meutim, izvedba s dvostrukom zakretnom glavom vretena ini ovaj alatni
stroj idealnim za dijelove koji su iskljuivo nepravilnog oblika, slika 24. Na primjer,
najuinkovitiji je alatni stroj za obradu dugih dijelova zrakoplova u jednom stazanju,
osobito onih dijelova s provrtima pod nepravilnim kutevima du cijele duljine.Primjer
obradnog centra s takom izvedbom je MAG NBH630 5X, slika 25.[12]
FSB,Sveuilite u Zagrebu 32
Slika 24. Mogue rotacije glave vretena obradnog centra MAG NBH 630 5X prilikom
obrade kuita elektromotora [13]
-
Marko Budimir: Vieosni glodai obradni centri
Specifikacije:
duina gibanja osi 1025x800x1000 mm
kuta zakreta A, C osi - +/-180 stupnjeva
najvee optereenje stola 1500 kg
najvea snaga vretena 25 kW
najvei broj okretaja vretena 10 000 1/min
kapacitet spremita alata 60
najvei posmina brzina 70 m/min
najvei brzi hod 70 m/min
najvei broj okretaja rotacijskih osi B,C 80 1/min
dimenzije stroja (visina/irina/duina) 3445x5530x6250 mm
masa 24 000 kg [13]
Tvrtka Belotti u ponudi ima FLA 4018, slika 26, prikladnu za obradu polimera,
kompozita i drveta, kao i obradu lakih legura.
FSB,Sveuilite u Zagrebu 33
Slika 25. MAG NBH 630 5X [13]
-
Marko Budimir: Vieosni glodai obradni centri
Specifikacije:
duina gibanja osi 2600x3200x1100 mm
Proizvoa EMMEDUE u ponudi ima alatne strojeve Galaxy serije, slika 27.
FSB,Sveuilite u Zagrebu 34
Slika 26.Belotti FLA 4018 [20]
Slika 27. EMMEDUE Galaxy [20]
-
Marko Budimir: Vieosni glodai obradni centri
Specifikacije:
duina gibanja osi 3950x2200x700 mm
kuta zakreta A, C osi - +-5/95, 365 stupnjeva
najvee optereenje stola 1500 kg
najvea snaga vretena 22 kW
najvei broj okretaja vretena 10 000 1/min
najvei posmina brzina 25 m/min
dimenzije stroja (irina/duina) 3250x1850 mm
masa 7 000 kg [13]
4.3.3 Vieosni obradni centri sa est i vie osi
Mogue su izvedbe sa est, sedam, osam, devet te ak i dvanaest osi. Te
dodatne osi se dobivaju razliitim kombinacijama prethodno navedenih izvedbi kod
peteroosnih glodaih obradnih centara npr. na nain da se omogui dvostruka
rotacija stola (B i C, ili A i C) ime ve dobivamo pet osi, te jo i nagibnu os glave
vretena (za to je pridodana A os). Zajedno ta kombinacija stvara esteroosan glodai
obradni centar. Naravno ako glavi vretena pridodamo jo koji stupanj slobode tada
dobivamo i vie od est osi gibanja. Izvedbe sa vie od od pet osi su rijetke upravo iz
razloga to je pet osi sasvim dovoljno da alat doe do bilo koje toke obratka.[5]
Primjer esteroosnog alatnog stroja je Makino MXX2013VG, slika 28.
FSB,Sveuilite u Zagrebu 35
Slika 28. Obrada na esteroosnom obradnom centru i Makino MXX2013VG [11]
-
Marko Budimir: Vieosni glodai obradni centri
Specifikacije:
duina gibanja osi 2000x1300x1300 mm
kuta zakreta A, C osi - +30/+185 stupnjeva
kut zakreta B osi 360 stupnjeva
najvei optereenje stola 10 000 kg
najvea snaga vretena 13 kW
najvei broj okretaja vretena 20 000 1/min [11]
Proizvoa Fidia proizvodi KR199, slika 29, s okretnim stolom i peteroosnom glavom
vretena.
Specifikacije:
duina gibanja osi 1650x750x850
mogunost obrade obradaka promjera 2000 mm
kuta zakreta A, C osi - +95/-110, +-220 stupnjeva
najvee optereenje stola 12 000 kg
FSB,Sveuilite u Zagrebu 36
Slika 29. Fidia KR199 [20]
-
Marko Budimir: Vieosni glodai obradni centri
najvea snaga vretena 55 kW
najvei broj okretaja vretena 24 000 1/min
kapacitet spremita alata 24
najvei posmina brzina 30 m/min
najvei brzi hod 50 m/min
najvei broj okretaja rotacijskih osi A, C 3600 1/min
dimenzije stroja (visina/irina/duina) 28350x3920x3860 mm
masa 18 300 kg [20]
FSB,Sveuilite u Zagrebu 37
-
Marko Budimir: Vieosni glodai obradni centri
5. UPRAVLJAKE JEDINKE
Alatni stroj sa numerikim upravljanjem upotrebljava numerike podatke (koji
se mogu dobiti pomou postprocesora ukoliko se za programiranje koristi neki od
CAM softvera, ili runim programiranjem) za direktno upravljanje gibanja pojedinih
dijelova alatnog stroja. Numeriki podaci se procesiraju u upravljakoj jedinki za
obradu, (NC upravljakog sustava), i onda se prosljeuju pogonima alatnog stroja za
izvrenje programiranog gibanja. Za proizvodnju jednog odreenog strojnog dijela
potrebno je nekoliko vrsta podataka, kao to su geometrijski, tehnoloki, podaci
reznog alata, itd. Izvor svih informacija je tehniki crte, napravljen u konstrukcijskom
odjelu. Obrada tih podataka se izvodi runo za konvencionalne alatne strojeve i
automatski za numeriki upravljane alatne strojeve.
Postoji vie mogunosti unoenja podataka u upravljake jedinke CNC alatnih
strojeva, a neke od njih su:
Runo unoenje programa u upravljaku jedinku direktno na alatnom stroju,
DNC (Direct numerical control) direktno numeriko upravljanje je u potpunosti
automatsko prenoenje informacija iz raunala u upravljaku jedinku, a
funkcije su mu - manipulacija sa NC programima (uitavanje,memoriranje,
brisanje, izvravanje, itd.), editiranje i unoenje NC programa, kontrola
protoka materijala i kontrola proizvodnje
Neki od najpoznatijih proizvoaa upravljakih jedinki su Fanuc, Siemens,
Heidenhain, Mittsubishi i Mazak. Svaki od navedenih proizvoaa koristi svoj nain
programiranja, najee se koristi ISO standard prilikom programiranja, dok neki
proizvoai koriste dijaloko programiranje putem unaprijed definiranih funkcija. Na
tom je podruju najnapredniji Heidenhain.
FSB,Sveuilite u Zagrebu 38
-
Marko Budimir: Vieosni glodai obradni centri
6. POSTPROCESOR
Obraivanje, ili post-procesiranje je prijevod datoteke putanje alata (CL file)
dobivenim iz Manufacturing aplikacije CAM softvera izvornog oblika za pohranjivanje
CAM uputa, u jezik predvienim za numeriki upravljane alatne strojeve odnosno za
njihova upravljanja, bilo da se radi G-kodu za Fanuc, G-Code za Okumu, ili
Heidenhain jezik za Heidenhain upravljanja. Nakon post-procesiranja dobije se
datoteka s naredbama u jezik koji je specifian za to odreeno upravljanje NC
alatnog stroja, prema literaturi [15]. Postprocesor je zadnja softverska veza izmeu
idealnog CAD modela i "pravog" obraenog komada (obratka). U kolikoj mjeri
postprocessor moe iskoristiti CNC sposobnosti, i obrnuto, odreuje broj raspoloivih
mogunosti programiranja i stupanj teine programiranja. Datoteka koja se dobije
postprocesiranjem alje se u NC alatni stroj razliitim metodama. Neki alatni strojevi
mogu koristiti USB stick, disketu, serijski (RS232 ili RS422) kabel, ili umreenu
karticu spojenu sa raunalom (Ethernet), prema literaturi [17].
Primarno koritenje Manufacturing aplikacije je generiranje alata puta za
proizvodnju dijelova. Openito, ne moemo samo poslati neizmijenjenu datoteku
putanje alata na raunalu i poeti obradu jer postoji mnogo razliitih tipova alatnih
strojeva. Svaka vrsta alatnog stroja ima jedinstvene hardverske mogunosti i
zahtjeve, na primjer, postoji vertikalno ili horizontalno vreteno, te obrada moe trajati
simultanim gibanjem osi alatnog stroja, itd.[18]
Nadalje, svaki alatni stroj je pod kontrolom raunala (tj., upravljanja alatnog
stroja). Upravljanje prihvaa datoteku putanje alata i usmjerava funkcije gibanja i
druge aktivnosti alatnog stroja (npr., pokretanje rashladne tekuine). Naravno, ba
kao i svaka vrsta alatnog stroja ima jedinstvene karakteristike hardvera, upravljanja
se takoer razlikuju u softverskim znaajkama. Na primjer, veina upravljanja
zahtijevaju da upute za pokretanje rashladne tekuine bude definirano u tono
odreenom kodu (npr. najee M8). Neka upravljanja takoer ograniavaju broj M
kodova koji su dozvoljeni u jednoj liniji programa. Ova informacija nije u poetnoj
datoteci putanje alata.
FSB,Sveuilite u Zagrebu 39
-
Marko Budimir: Vieosni glodai obradni centri
Datoteka putanje alata nije formatirana za alatni stroj. Stoga se putanja alata
mora mijenjati kako bi odgovarala jedinstvenim parametrima svakog pojedinoj
kombinaciji alatnog stroja i upravljanja. Rezultat je postprocesirana putanja alata.
Dva su elementa neophodna za obradu. Oni su:
datoteka putanje alata
postprocesor - to je program koji ita podatke putanje alata i to reformatira za
koritenje na odreenom alatnom stroju i njegovom prateem upravljanju
Postprocesor je program koji je predodreen jednoj vrsti kombinacije alatnog
stroja i upravljanja. Primjer koji u iznijeti pomou CAD/CAM sustava UGS NX 8.0 uz
pomo prateeg programa "Post builder" moemo mijenjati parametre datoteke
postprocesora za funkcije na tom tipu alatnog stroja u kombinacjij s upravljanjem, u
ovom sluaju radi se o peteroosnom obradnom centru Deckel-Maho DMU50V sa
Heidenhain TNC426PB upravljanjem, slika 31.
FSB,Sveuilite u Zagrebu 40
Slika 30. Ilustracija programiranja [18]
-
Marko Budimir: Vieosni glodai obradni centri
NX prua generalizirani postprocesorski program, Post builder, koji koristi NX
podatke putanje alata kao ulaz, a izlazi strojno itljiv NC kod. Post builder je vrlo
prilagodljiv i moe se koristiti za obje vrlo jednostavne i vrlo sloene alatne strojeve
odnosno upravljanja.
Post postprocesor
NX zahtjeva post postprocesor da moe pravilno formatirati putanju alata za
odreene vrste alatnih strojeva / upravljanja.Post postprocessor zahtijeva nekoliko
elemenata:
Event Generator - je NX jezgra modula koji prolazi kroz dogaaje u datotekci obratka i povezuje podatke sa svakim procesom i post postprocesorom.
Proces je prikupljanje podataka, da kada ga obrauje postprocesor, uzrokuje
NC alatni stroj za obavljanje neke odreene kretnje.
Event Handler (.tcl datoteka) - je datoteka koja sadri niz instrukcija koje odreuju kako se svaka vrsta procesa obrauje.
Definition File (.def) - je datoteka koja sadri osnovne informacije vezane uz odreeni alat kombinacije alatnog stroja / upravljanja.
FSB,Sveuilite u Zagrebu 41
Slika 31. Deckel Maho DMU 50V
-
Marko Budimir: Vieosni glodai obradni centri
Output File - je datoteka gdje postprocessor postavlja obraene NC upute koje e se itati i izvriti u alatnom stroju.
Post User Interface file (.pui) datoteka koju koristi Postbuilder za ureivanje procesa i datoteka definicije, prema literaturi [19].
Event Generator, Event Handler i Definition File su meusobno zavisni. Zajedno
transformiraju podatke putanje alata sadrane u dijelu datoteke u skup oblikovanih
uputa koje se mogu proitati i izvriti u odreenom tipu alatnog stroja odnosno
upravljanja.
Post postprocesor ini sljedee korake:
koristi generator slijeda (Event Generator) za itatanje procesa (podatke
putanje alata ) iz datoteke obratka.
svaki proces obrade je obraen u skladu s uputama sadranim u upravitelju
slijedova (Event Handleru).
dobivene upute su formatirane prema informacijama sadranim u Definition
fileu.
obraene postprocesirane naredbe za upraljanje numeriki upravljanog
alatnog stroja spremljene su u izlaznu datoteku (Output File).
Izrada postprocesora
Koristit emo NX / Post builder dijaloki okvir koji omoguava sljedee:
Definiranje novog post procesora u Create New Post Processor dijalokom okviru.
Ureivanje postojeeg post procesora.
FSB,Sveuilite u Zagrebu 42
Slika 32. Ilustracija toka programiranja [19]
-
Marko Budimir: Vieosni glodai obradni centri
Upravljanje dostupnim oblicima pomoi u drugim dijalokim okvirima.
Dijaloki okvir sadri samo traku izbornika, alatne trake i bijelu liniju. Ostali
dijaloki okviri se pojavljuju prilikom definiranja post procesora.
Kada otvorimo Create New Post Processor dijaloki okvir dijaloki ili ureivanje
dijalokog okvir, bijela linija nastavlja pokazivati prijedloge o zadatku vezane za
stranicu koju prikazuje u drugim dijalokim okvirima.
Za razvoj postprocesora, moramo stvoriti event handler rukovatelj i definition file.
Nakon stvaranja postproceora, imat emo tri datoteke:. .tcl,
~ .def i ~.pui.
Definiranje i ureivanje glavnog postprocesora
Koristimo naredbu New u Post Builderu,slika 33., za definiranje sljedeeg:
Naziv i opis vaeg novog post-procesora.
Vrsta post-procesora kako bi se stvorio: Glavni post procesor ili Units only Sub post
Zadane izlazne jedinke
Vrsta alatnog stroja za koji je post namijenjen
Informacije o upravljanju
FSB,Sveuilite u Zagrebu 43
Slika 33. Poetni prozor Post builder aplikacije [19]
-
Marko Budimir: Vieosni glodai obradni centri
Opcije koje su bitne u ovom dijalokom okviru,slika 34, su:
Include Virtual NC Controller - Dostupno kada odaberemo predloak upravljanja koji ukljuuje virtualni NX kontroler. Na primjer, on je dostupan
kada odaberete Fanuc_30i. Takoer moemo koristiti Virtual N/C Controller u
kartici dijalokog okvira za ureivanje post procesora za dodatno definiranje
virtualnog NC kontrolera. Ovdje je oznaen prozori s obzirom da NX CAM
omoguava virtualnu simulaciju alatnog stroja koji na taj nain provjerava
FSB,Sveuilite u Zagrebu 44
Slika 34. Prozor za odabir vrste alatnog stroja i upravljanja [19]
-
Marko Budimir: Vieosni glodai obradni centri
tonost programa i pregled procesa obrade obratka kako bi se sprijeila
eventualna kolizija glave vretena sa stolom prilikom brzog hoda alatnog stroja
(G0/ F MAX).
Machine Tool - Omoguuje odrediti vrstu alatnog stroja od sljedeih podranih konfiguracija: Mill 3-osi koji ukljuuje tri linearne osi: X, Y i Z 3-os
Mill turn (XZC), 4-osi s okretnim stolom, 4-os s nagibnom glavom, 5-osi s
dvojnom okretnom glavom. 5-osi s okretno nagibnim stolom. 5-osi s rotacijom
glave i stola. Zatim tokarilica i ica EDM. Ono to je nama potrebno u ovom
dijelu jest da odaberemo 5-osni alatni stroj sa okretno nagibnim stolom, jer se
radi o alatnom stroju Deckel Maho DMU50V koji ima ogranienja u rotaciji B
osi 0-180o i to na nain da je pozitivna rotacija suprotna od smjera gibanja
kazaljke na satu (CCW), dok C os ima samo ogranienja postavljena samo u
parametrima upravljanja u vrijednostima od -30 0000 do +30 000o
Controller (upravljanje) - Omoguuje nam navesti jedan od sljedeeg: General - Generiki kontroler koji moemo podesiti. Library - Omoguuje nam
odabir prethodno definiranih konfiguracija kontrolera. User's - Omoguuje
odabir postojeih post procesora. Poetni kontroler konfiguracije za svoj novi
post procesor se temelji na kontroler konfiguraciji u post procesoru koji sme
naveli.
Ovdje odabiremo Heidenhain Conversational jer radimo post procesor za
upravljanje Heidenhain TNC426PB.
Definiranje post procesora
Sljedei prozor, slika 35,slui za definiranje osnovnih parametara kinematike
alatnog stroja. Ovdje obavezno treba paziti na definiranje 4. (B) i 5. (C) rotacijske osi
alatnog stroja. 4. rotira pod kutem od 45o u odnosu na vreteno i ima ogranienu
rotaciju od 0-180o koja se odvija suprotno od smjera kazaljke na satu. Na to treba
obratit posebnu pozornost, iji e koraci biti objanjeni u daljnjem tekstu.
FSB,Sveuilite u Zagrebu 45
-
Marko Budimir: Vieosni glodai obradni centri
Alat stroja (Machine Tool)
Omoguuje prikaz generikog pogleda alatnog stroja, postavke osnovnih
kinematikeihparametara alatnog stroja, i postavke nekih osnovnih mogunosti
kontrolera, kao to je izlaz krunih zapisa.
Program i putanja alata (Program & tool path)
Omoguuje dodavanje blokova koda i rijei, podeavanje formata i nizanje za rije
kontrolera, upravljanje povezanim postovima, i jo mnogo toga.
Podaci N/C kontrolera (N/C Data Definitions)
Omoguuje izmjenu blokova, rijei, oblika i formata rijei; dodavanje korisniki
definiranih procesa datoteka, i prosljeivanje korisniki definirnih procesa iz drugih
postprocesora.
FSB,Sveuilite u Zagrebu 46
Slika 35. Prozor za definiranje osnovnih parametara alatnog stroja [19]
-
Marko Budimir: Vieosni glodai obradni centri
Opcije izlaznih podataka (Output settings)
Omoguuje upravljanje izlazom unosa datoteka i popisom datoteka sadraja,
dodavanje units-only subposts, i jo mnogo toga.
Viirtualan NC kontroler (Virtual N/C kontroler)Omoguuje konfiguriranje virtualnog numerikog upravljanja. Izlaz je kompatibilan
samo s Tcl-zasnovanim upravljanjem alatnog stroja, tj. MTD-om (machine tool
driver).
Machine tool (kartica alatnog stroja)
Kartica Machine Tool, slika 36, ima opcije koje omoguuju da konfiguriramo
kinematiku svog alatnog stroja. Moemo definirati granice i smjer osi gibanja,
orijentacije gdje je primjenjivo, multiplikatore osi, obuhvatna posmina brzina, i tako
dalje.
Konfiguracija alatnog stroja moe se podijeliti u ak tri dijela, ovisno o
konfiguraciji odabranog alatnog stroja i to na: generalne parametre, 4. i 5. os (Fourth
Axis, Fifth Axis)
Glavni parametri (General parameters)
Od postavki u generalnim parametrima potrebno je odrediti osnovne parametre
izraunavanja koordinata gibanja alata (izraunavanje krunih putanja alata - G2 i
G3, granice pravocrtnog gibanja X, Y, Z osi, itd.)
Ispis zapisa krunog gibanja (Output Circular Record )
Moemo postaviti ovu opciju na Yes ili No, ako postavite na "da" sustav reproducira
sve krugove na temelju parametara krunih pokreta. Ako je postavljen na "ne" sustav
ne rauna blokove krunog gibanja (G2 ili G3).
Kruni zapis takoer ovisi o nainu odabranog koordinatnog sustava i postavki
zapisa krunih gibanja snimanja.
FSB,Sveuilite u Zagrebu 47
-
Marko Budimir: Vieosni glodai obradni centri
Tablica 1. Popis varijanti zapisa izlaznih podataka
Postavljeni koordinatni sustav Zapis krunog gibanja Izlazni podaci
polarni polarniPolarne
krunice
kartezijev kartezijevkartezijeve
krunice
kartezijev polarni /
polarni kartezijev /
Ogranienje osi linearnog gibanja (Linear Axis Travel Limit)
Ova opcija omoguuje da provjerimo ogranienja puta prilikom uvoza prilagoene
naredbe pb_cmd_check_travel_limits.tcl. Ovdje postavljamo sve vrijednosti po 450
mm, jer alatni stroj sam po sebi ima granice gibanja po osima manjima od 400 mm.
Home Position
Definira zadanu FROM poziciju ako nismo naveli FROM poloaj.
Rezolucija linearnog gibanja (Linear Motion Resolution)
Definira minimalnu vrijednost na kojoj sustav rauna sve koordinate. To ne mora
nuno kontrolirati format zapisa podataka koordinata. Za kontrolu formata podataka
koordinata moramo promijeniti broj decimalnih znamenki.
Obuhvatna posmina brzine (Traversal Feed Rate)
Definira posminu brzinu koju sustav koristi za izraunavanje vremena obrade kod
brzih pokreta.Sustav takoer koristi ovu vrijednost kako bi se utvrdilo je li potez
linearne posmine brzine izveden brzim hodom.
FSB,Sveuilite u Zagrebu 48
-
Marko Budimir: Vieosni glodai obradni centri
Parametri etvrte i pete osi (Fourth Axis i Fifth Axis parametersi )
Dijaloki okvir etvrte osi i dijaloki okvir pete osi imaju iste parametre, s nekoliko
iznimaka koje su navedene u sljedeem popisu.
Udaljenost nulte toka alatnog stroja od centra etvrte osi rotacije (Machine Zero to 4th Axis Center)
Postavlja udaljenost od nulte toke alatnog stroja do centra rotacije za 4. os. Ova
vrijednost mora biti odreena za postprocesor ispravno, jer se preko nje mapira
izmeu programiranog MCS-a(machining coordinate system koordinatni sustav
obratka) u NX- i koordinatnog sustava alatnog stroja.
Udaljenost sredita etvrte i pete osi rotacije (4th Axis Center to 5th Axis Center)
FSB,Sveuilite u Zagrebu 49
Slika 36. Prozor za odreivanje paramatara rotacijskih osi [19]
-
Marko Budimir: Vieosni glodai obradni centri
Vrijede ista pravila kao i kod udaljenosti nulte toke alatnog stroja i centra rotacije 4.
osi, ali samo to u ovom sluaju to vrijedi za centre rotacija 4. i 5. osi.
Razluivost rotacijskog gibanja (Rotary Motion Resolution (Deg))
Kontrolira broj znamenki na koji su izraunate rotacijski kutovi i zaokruene od strane
postprocesora.
Kutni pomak (Angular Offset (Deg))
Postavlja vrijednost koju treba dodati da se prilagodi okretni kut 0,0 kada je os alata
os (0,0,1).
Rotacijska os (Axis Rotation)
Definira da li os rotira prema pravilu desne ruke. Normal je zadana opcija.
Odabiremo Reverse jer se stol na DMU50V ne okree prema pravilu desne ruke.
Na primjer, ako smo dobili B +90 izlaz kada je potrebna B -90, morat emo odabrati
Reverse. Obavezno testirati postprocesor, pri emu je utvreno da Reverse
zadovoljava uvjete gibanja 4. osi ( B rotacija) stola.
Smjer osi (Axis Direction)
Definira kako okretni stol odreuje hoe li se okretati u smjeru kazaljke na satu ili
obrnuto.
Smjer odreen veliinom (Magnitude Determines Direction)
Rotacija na vei kut uvijek ide u smjeru kazaljke na satu i rotacija na manji kut je
uvijek u suprotnom smjeru od kazaljke na satu. B-90 i B90 uzrokuju rotacije na
razliite pozicije koje su odmaknute za 180 stupnjeva, osim na rotacijske osi. Tipino,
putna ogranienja na ovoj vrsti stola su via od 360 stupnjeva, na primjer, -9.999-
9999, prema literaturi [19].
FSB,Sveuilite u Zagrebu 50
-
Marko Budimir: Vieosni glodai obradni centri
Smjer odreen znakom (Sign Determines Direction)
Znak odreuje samo smjer vrtnje. B90 i B-90 uzrok rotacija na isto mjesto na
okretnog stola.Kada je u programu B+90, stol rotira u smjeru kazaljke na satu od
svog trenutnog poloaja do 90 stupnjeva. Kada Program B-90, stol se okree
suprotno od njegove trenutne lokacije do 90 stupnjeva.
Ogranienja gibanja 4. i 5. osi okretno nagibnog stola (Axis Limits (Deg)
Postavlja minimalni i maksimalni kut koji moete programirati za osi. Postprocesor
mjeri raspon gibanja lijevo od minimalnog kuta do maksimalnog kuta. Na primjer, ako
imate rotacijski os koja ima 40 stupnjeva putovanja, moete unijeti jedan od sljedeih
skupova vrijednosti:
-20 stupnjeva za minimum i 20 stupnjeva za maksimalno.
340 stupnjeva za minimum i 20 stupnjeva za maksimalno.
Ovdje se za etvrtu rotacijsku os (B) definira 00 za minimum i 180o za maksimalan kut
rotacije!!!
FSB,Sveuilite u Zagrebu 51
-
Marko Budimir: Vieosni glodai obradni centri
Prozor za podeavanje rotacijskih osi (Rotary Axis Configuration dialog box)
Kako bi mogli definirati kinematiku rotacije stola za DMU50V potrebno je odrediti
ravnine osi rotacije kao to se vidi na slici iznad, slika 38, s time da s obzirom da
FSB,Sveuilite u Zagrebu 52
Slika 37. Prozor za podeavanje smjera rotacija osi[19]
Slika 38. Prozor za odreivanje smjera rotacije etvrte osi [19]
-
Marko Budimir: Vieosni glodai obradni centri
etvrta os nije paralelna niti sa jednom od ravnina koordinatnog sustava potrebno ju
je definirati pomou nulvektora okomitog na ravninu rotacije kroz koju ta os prolazi.
Primjer kinematike DMU50V najbolje se vidi na slici ispod, slika 39, gdje se moe
najzornije prikazati vektor (vektor "p") koji prozi kroz etvrtu os rotacije (B os).
FSB,Sveuilite u Zagrebu 53
Slika 39. Prikaz kinematike DMU50V [16]
-
Marko Budimir: Vieosni glodai obradni centri
Program i putanja alata (Program & Tool Path)
Kartica Program & Tool Path ima opcije koje omoguuju odredite NC izlaz za odreene procese i naredbe koji su generirani od strane NX Event Generatora, slika
40. U slijedeim koracima u objasniti koje kartice i pojedinosti su bitne kako bih
dobili odgovarajui program koji je bez ikakvih korekcija mogue prebaciti u
upravljanje NC alatnog stroja..
Program
Post builder ralanjuje NC program u pet razliitih sekvenci. Svaka od sekvenci
omoguuje kontrolu svog izlaza(outputa).
Neke upute, poput premotavanja zaustavljenog koda i programa na kraju,
potrebne su na poetku i na kraju NC programa. Ostale upute, poput sekvenci
promjena alata(TOOL DEF, TOOL CALL), ukljuivanje i iskljuivanje vretena
(M3,M5), pokretanje rashladne tekuine i iskljuivanje (M8 i M9), te primjena pomaka
alata, potrebne su na poetku i na kraju operacija, prema literaturi [17].
Upute za druga gibanja, kao to su linearno gibanje, kruni pokreti, i tako dalje,
mogu se primijeniti u svakom nizu putanje alata.
Od kartica su bitne: Operation Start Sequence, Motion
Poetan slijed operacije (Operation Start Sequence)
Ovaj slijed definira blokove koje sustav moe reproducirati na poetku svake
operacije. Svaka operacija ima prvu promjenu alata, automatsku promjenu alata,
runu promjenu alata ili bez zamjene alata.
FSB,Sveuilite u Zagrebu 54
Slika 40.Prozor s karticom za definiranje programa i putanje alata [19]
-
Marko Budimir: Vieosni glodai obradni centri
Ovdje je bitno samo definirati automatsku promjenu alata pod karticom
automatske izmjene alata (Automatic Tool Change). Ovaj dogaaj se pojavljuje samo ako operacija sadri funkciju promjene alata (funkcija promjene alata u
Heidenhainu "CALL T"). Sustav aktivira funkciju promjene alata samo kada se alat
razlikuje izmeu trenutnog rada i prethodnog rada.
Upravljanje alatnog stroja (Machine control), slika 41.
Alatni stroj za kontrolu procesa kontrolira ureaje alatnih strojeva, kao to su
rashladna tekuina, vreteno, ili obujmice. Mogue je koristiti kontrole alatnog stroja
za promjenu naina, kao to su inkrementalni, apsolutnom, obrnuto vrijeme, u minuti,
po okretaju ili stalnu povrinsku brzinu (G96), prema literaturi [17]
Vrste podataka, kao to su brzina vretena (S), smjer vrtnje vretena(M3,M4,
odnosno CW i CCW u Heidenhainu), pokretanje rashladne tekuine(M8),
FSB,Sveuilite u Zagrebu 55
Slika 41. Prozor s karticom za podeavanje programa prema upravljanju alatnog stroja [19]
-
Marko Budimir: Vieosni glodai obradni centri
kompenzacije duljine alata (L), broj alata (T) , bude definiran na poetku operacije
procesa obrade, prema litearturi [17].
U ovoj stavki nije potrebno nita mijenjati, potrebno je samo obratiti panju da
brzina okretaja vretena bude cijeli broj, i da pomone funkcije M3 i M8 ne budu u
istom retku, jer upravljanje ne prihvaa program ukoliko se u istom retku nalaze dvije
pomone funkcije.
Gibanja (Motion), slika 42.
Dijalog gibanja opisuje kako post procesor obrauje GOTO zapise putanje
alata. Sustav generira vie vrsta gibanja nego to veina upravljakih jedinki alatnih
strojeva mogu razumjeti. Potez brzog hoda (G00, odnosno F MAX u Heidenhainu)
obrauje sva gibanja koje sustav generira kao nultu posminu brzinu. To ukljuuje
povlaenje (retract), pristup (approach), odlazak (departure), povratak(return), brzo
(rapid) i obuhvaanje (traversal). Ako bilo koji od ovih vrsta gibanja imaju posminu
brzinu nula, onda sustav koristi proces linearnog pomaka (L). Sustav se koristi
linearnim pomakom za sve vrste rezanja (radni hod). To ukljuuje rezanje (cut),
ukljuivanje (engage), prvi rez (first cut), prekoraenje (stepover) i boni rez (side
cut). Sva kruna gibanja upravljana su procesom Circle Move (CC). Imajte na umu
da se narezivanje navoja sastoji od linearnog pomaka (na ulazu), samog narezivanja
navoja (Lathe thread move), potez izvlaenja (linearno ili brzo, ovisno o posminoj
brzini) i obuhvatni potez (linearni ili brzo ovisno o brzini posmioj brzini). Nekoliko
korisniki definiranih pomaka (GOHOME i RETRCT) takoer stvaraju kretnje. Oni
koriste Rapid Move (G00, odnosno F MAX), prema literaturi [17].
FSB,Sveuilite u Zagrebu 56
-
Marko Budimir: Vieosni glodai obradni centri
Motion naredbe sadre kodove poput S, M03, M08, G41, G17, i D. Na taj nain
sustav reproducira ove kodove s gibanjem. Sustav reproducira ove kodove samo ako
su nastupile promjene podataka ili su prisiljeni na poravnanje. Korisniki definirani
dogaaj (COOLNT / FLOOD M8) definira podatke za pokretanje rashladne
tekuinue. Ovaj dogaaj definiran je bilo prije poetka rada ili u svom slijedu u
naredbi "Start Post", ovisno o tome kako je proces naveden. Pokretanje rashladne
tekuine potrebno je definirati u prvom G01 bloku prije nego to ponete rezanje. To
je najpouzdaniji nain, prema literaturi [17].
Ciklusi operacija (Canned Cycles), slika 43.
Ovaj parametar omoguava rukovoditelju odreivanje zahtjevnih kodova za
standarne cikluse buenja, narezivanja navoja, centriranja, itd.
Od ciklusa za omoguavanje rada svih operacija putem post procesora dovoljni
su ciklusi buenja (CYCL DEF 200) i ciklus narezivanja navoja (CYCL DEF 207).
FSB,Sveuilite u Zagrebu 57
Slika 42.Prozor za definiranje gibanja alata [19]
-
Marko Budimir: Vieosni glodai obradni centri
Oba ciklusa su ve prethodno definirana u post procesoru, te se oni odreuju u
samom CAM sustavu prilikom programiranja, prema literaturi [19].
FSB,Sveuilite u Zagrebu 58
Slika 43. Prozor s definiranim ciklusi[19]
-
Marko Budimir: Vieosni glodai obradni centri
Zavrni slijed programa (Program End Sequence)
Ovdje je potrebno definirati gibanje alata na kraju programa.
Kao to je prikazano na slici 44. na kraju programa iskljuuje se reshladna
tekuina(M9), vreteno se po Z osi povlai brzim hodom u pozitivnom smjeru (F MAX),
a stol se vraa u poetni poloaj (B0 C0 F MAX) takoer brzim hodom.
Virtualan N/C kontroler (Virtual N/C Controller)
Virtualni kontroler je putreban ukoliko elimo koristiti CAM simulaciju alatnog
stroja te na taj nain provjeriti tonost, odnosno sprijeiti sudar obratka i vretena ili
stola i glave vretena kako ne bi dolo do havarije alatnog stroja. UGS NX 8.0
omoguava simulaciju obrade ukoliko uz post procesor imamo i virtualni NC
kontroler. Zbog toga koristimo tu mogunost i stavljamo kvaicu. Dobivamo etiri
datoteke: .tcl,.pui,.def.,vnc.tcl., prema literaturi [19].
FSB,Sveuilite u Zagrebu 59
Slika 44.Prozor za definiranje funkcija na kraju programa [19]
-
Marko Budimir: Vieosni glodai obradni centri
Potrebno je jo definirati kinematiku virtualnog alatnog stroja koja mora biti
potpuno jednaka stvarnom alatnom stroju, tako da virtualan alatni stroj moe pratiti
naredbne koje smo dobili putem post procesora. U ovom sluaju etvrtu rotacijsku os
(4th axis) treba selektirati Reverse rotation, slika 45. Obavezno pri tom pripaziti da
oznake svih osi NC alatnog stroja budu jednake i dobro definirane kao kod realnog
NC alatnog stroja, prema literaturi [19].
FSB,Sveuilite u Zagrebu 60
Slika 45. Prozor za definiranje virtualnog NC kontrolera [19]
-
Marko Budimir: Vieosni glodai obradni centri
6.1 Post procesor u primjeni
Post procesor koji je dobiven u prethodnim koracima mogue je korstiti u NX 8.0
CAD/CAM softwareu, slika 46. Pomou virtualnog kontrolera moemo simulirati
operacije obrade na virtaulnom alatnom stroju,slika 46., koji e pratiti naredbe
dobivene generiranim putanjama alata koje smo obradili pomou post procesora.
FSB,Sveuilite u Zagrebu 61
Slika 46. Slika ekrana sa simulacijom obrade u Siemens NX 8 CAD/CAM softveru
-
Marko Budimir: Vieosni glodai obradni centri
Program koji dobivamo jednostavnim pozivon naredbe Post process unutar CAM
express modula, koji se prebacuje u upravljanje, te je nakon toga spreman za
koritenje.
Program koji se nalazi ispod sam osobno provjerio na upravljanju Heidenhain
TNC426PB i alatnom stroju Deckel Maho DMU50V. Program je primjer izrade depa
kao to se moe vidjeti na slici 47. Poto se radi o vieosnom alatnom stroju u
programu pod 18. retkom se moe vidjeti da se, osim uz X,Y i Z koordinate, u
program jo javljaju i B i C koordinate koje su odgovorne za rotaciju stola kako bi
vreteno odnosno alat mogao doi u zahvat s obratkom ba kako je to isprogramirano
pomou CAM sustava.
FSB,Sveuilite u Zagrebu 62
Slika 47. Slika s detaljnijmi prikazom simulacije glodanja depa na obratku
-
Marko Budimir: Vieosni glodai obradni centri
============================================================
Information listing created by : MarkoDate : 11.9.2012. 17:20:54Current work part : D:\Program Files\Siemens\NX 8.0\MACH\samples\nc_simulation_samples\sim14_mill_5ax_cam_sinumerik_mm.prtNode name : makina============================================================0 BEGIN PGM 100 MM1 ; POSTPROCESSOR NAME2 ; D:\PROGRAM FILES\SIEMENS\NX 8.0\MACH\RESOURCE\LIBRARY\MACHINE\INSTALLED_MACHINES\SIM14_MILL_5AX\POSTPROCESSOR\HEIDENHAINTNC\SIM14_MILL_5AX_TNC_MM.TCL3 BLK FORM 0.1 Z X0.000 Y0.000 Z-20.0004 BLK FORM 0.2 X100.000 Y100.000 Z0.0005 ; 6 ; OPERATION: POCKET2_CAVETYMILL - TOOL: T3 UGT0201_0887 ; =======================================================================8 CYCL DEF 7.09 CYCL DEF 7.1 X -250.000010 CYCL DEF 7.2 Y -155.000011 CYCL DEF 7.3 Z -339.447012 TOOL DEF 313 TOOL CALL 3 Z S222814 L M11715 M116 L M12617 L M11618 L B180.000 C-15.000 FMAX19 M12821 L X-24.194 Y-86.692 FMAX M322 L Z-15.900 FMAX23 L X-14.359 Y-49.987 FMAX24 L X-11.510 Y-50.489 F1203 M825 L X-11.362 Y-50.51526 L X-11.358 Y-50.503 Z-16.05027 L X-10.723 Y-48.132 Z-44.10028 L X-14.684 Y-46.69129 L X-14.365 Y-45.499 Z-30.00030 L Z-16.05031 CC X-14.220 Y-45.53832 C X-14.220 Y-45.538 DR-33 L X-10.454 Y-46.547 Z-15.90034 CC X-10.454 Y-46.54735 C X-10.309 Y-46.586 DR-36 L Z-43.95037 CC X-10.454 Y-46.54738 C X-10.454 Y-46.547 DR-39 L X-14.220 Y-45.538 Z-44.10040 CC X-14.220 Y-45.53841 C X-14.365 Y-45.499 DR-42 L Z-30.00043 L X-15.659 Y-50.329
FSB,Sveuilite u Zagrebu 63
-
Marko Budimir: Vieosni glodai obradni centri
44 L X-25.322 Y-86.390 FMAX46 L X-25.182 Y-86.427 FMAX47 L X-14.916 Y-48.112 FMAX48 L X-13.622 Y-43.28349 L Z-43.95550 L X-9.845 Y-44.29551 L Z-16.04552 L X-13.622 Y-43.28353 L Z-30.00054 L X-14.916 Y-48.11255 L X-14.312 Y-45.858 FMAX56 L X-13.018 Y-41.02957 L Z-43.95558 L X-9.241 Y-42.04159 L Z-16.04560 L X-13.018 Y-41.02961 L Z-30.00062 L X-13.276 Y-41.99563 L X-25.182 Y-86.427 FMAX65 M12966 M967 L Z400.000 FMAX M9168 L B0.000 C0.000 FMAX M9169 TOOL CALL 070 M3071 END PGM 100 MM
FSB,Sveuilite u Zagrebu 64
-
Marko Budimir: Vieosni glodai obradni centri
7. ZAKLJUAK
Od prvih izvedbi glodaih alatnih strojeva do danas, postepenom evolucijom
modula za gibanje, dolo se do mogunosti ostvarivanja sve sloenijih operacija
obrade na njima. Moderni zahtjevi za fIeksibiInou, profitabiInou, preciznijom
obradom, skranim vremenima priprema i obrade obradaka na glodaim obradnim
centrima, dovelo je do pojave dodavanja dodatnih posminih rotacijskih osi i time su
nastali vieosni glodai obradni c