Forgácsoló gyártócellák, gyártórendszerek 1

SZÉCHENYI ISTVÁN EGYETEM GYŐR

Gyártócellák (NGB_AJ018_1)

Forgácsoló gyártócellák, gyártórendszerek 1.

Forgácsoló gyártócellák, gyártórendszerek

VÁZLAT 1. Forgácsoló gyártócellák, gyártórendszerek fogalma 2. Megmunkáló központok (MC) 3. Forgácsoló gyártócellák (FMC) 4. Rugalmas gyártórendszerek (FMS)

2009.05.03.


2


Forgácsoló (rugalmas) gyártócella fogalma

2009.05.03.


3

Rugalmas gyártócella fogalma

Rugalmas gyártócella fogalma I. Rugalmas gyártócella (Flexible Manufacturing Cell, FMC) ¾ A rugalmas (forgácsoló) gyártócella egy szervezési egység, amely állhat egy vagy több forgácsoló szerszámgépegységből, ¾ Mukadarabcsaládok elemeit munkálja meg, ¾ Kiegészítő funkciók; munkadarab- és szerszám ellátás,mérési és felügyeleti funkciók automatizáltak, ¾ Felügyelet (kezelő személyzet) nélküli , vagy csökkentett létszámmal történő üzemelés a második és a harmadik műszakban (akár vasárnap) 2009.05.03.


4

Rugalmas gyártócella fogalma

Rugalmas gyártócella fogalma II. ¾ A gyártási feladat változása nem mindig igényel felszerszámozást, gépelőkészítést, elegendő a megmunkálási program megváltoztatása, ¾ A gyártócellák felépítése függ a munkadarab jellegétől: a szekrényes alkatrészeket palettákon mozgatják a forgástest alakú alkatrészek mozgatására leggyakrabban

ipari robotokat (síkportál, illetve térportál) használnak. A robot végezhet szerszám-, vagy munkadarab-befogó készülék cserét is. 2009.05.03.


5

Rugalmas gyártórendszer fogalma

A rugalmas gyártórendszer (FMS) több, egymással összekapcsolt szerszámgépből tevődik össze, a szerszámgépek különféle munkadarabokat párhuzamosan munkálnak meg. A gyártás folyamatosságát egy-egy egység átállítása nem zavarja meg.

A gyártó egységeket (pl. a gyártó cellákat) közös irányító egység és munkadarab-, esetleg szerszám ellátó egység köti össze. A munkadarab továbbítás nem kötött ütemű, a szerszámgépek hozzáférése tetszőleges sorrendben történhet. 2009.05.03.


6


Megmunkáló központok

2009.05.03.


7

Megmunkálóközpontok

Megmunkálóközpontok jellemzői: ¾ Különböző műveletek egy felfogásban történő elvégzése, a munkadarab készremunkálása ¾ Műveletek: fúrás, marás, dörzsölés, menetvágás, stb. ¾ CNC vezérlés ¾ Automatikus szerszámcsere, ¾ Osztó, forgó asztal, a munkadarab négy oldalának megmunkálására ¾ Mérési és felügyeleti funkció ¾ Automatikus munkadarab (paletta) csere ¾ Magas automatizáltsági szint, rugalmasság, gyors alkalmazkodó képesség aváltozó gyártási feladathoz 2009.05.03.


8


Megmunkálóközpontok A rugalmas gyártócellák és –gyártórendszerek alapját képezik Követelmények: ¾ Szerszámtár és szerszámcserélő rendszer elhelyezése a főorsó közelében ¾ A három lineáris tengelyt kiegészítő egy, vagy két forgó tengely (3D, 4D, 5D) ¾ A munkadarab cserét biztosító állandó asztalmagasság Gépmegoldások: ¾ Vízszintes főorsó elrendezésű megmunkáló központok ¾ Függőleges főorsó elrendezésű megmunkáló központok 2009.05.03.


9


Megmunkálóközpontok Példák a különböző kivitelekre

¾ Vízszintes megmunkáló központok ¾ Függőleges megmunkáló központok ¾ 4, 5 tengelyes (4D, 5D) megmunkáló központok 2009.05.03.


10

Megmunkálóközpontok Jellegzetes vízszintes megmunkáló központok

Mozgó oszlopos változatok 2009.05.03.

Álló asztalos MC kétkaros szerszámcsrélővel, lánctárral Forgácsoló gyártócellák, gyártórendszerek

11

Megmunkálóközpontok Koordináta asztalos függőleges gép

2009.05.03.

Állókapus (portálos) megmunkálóközpont


12

Rugalmas gyártórendszer felépítése

2009.05.03.


13

Rugalmas gyártórendszer felépítése

Megmunkálóközpont 5 tengelyes (5D) (SZE laborban)

2009.05.03.


14

Megmunkálóközpontok +X

Polcmagazinrendzser Maximum 100 db Szerszám számára

-

+ Y +ZXHC 241 / 341

Lineárhajtás minden megmunkálási tengelyen 2009.05.03.


15


Megmunkálóközpont (AUDI)

-

+ Y -

„ZP1, ZP2” Orsók mozgása.

„A” Darabmozgatás

„Q”Szerszámtár

tengelye

+Z„Z1, Z2” Orsók

„X, Y, Z” Mozgási tengelyek.

2009.05.03.


16


Vízszintes megmunkáló központ lineáris motorokkal

2009.05.03.

-

+ Y +Z-


17


-

+ Y -

Megmunkálóközpont STEINEL FFZ 260

+Z-

2009.05.03.


18


Szerkezeti, konstrukciós jellemzők ¾Főhajtás, direkt hajtású főorsó ¾Előtoló hajtóművek ¾Szerszámcserélők ¾Munkadabcsere (paletta cserélők)

2009.05.03.


19


Főhajtás Régebben: hajtómotorok aszinkron, majd pólusváltós motorok

Napjainkban: a fordulatszám-növekedés tendenciája, ami a főhajtóművek vonatkozásában a fokozatok csökkenését és a közvetlen hajtás ( motor-főorsó kapcsolat ) elterjedését eredményezi. A tízezres nagyságrendnél kezdődik , furatköszörűknél pedig a 200.000 fordulat/perc sem számít ritkának. Ezt a fejlődést a hajtás és szabályozástechnika, és a csapágyazások nagymérvű fejlődése tette lehetővé. 2009.05.03.


20


¾Főhajtóműveknél az egyenáramú (DC) motorok korlátozott sebességszabályozhatóságuk és a szénkefék kopása miatt egyre inkább az aszinkron váltóáramú ( AC ) motoroknak adják át a helyüket. Ezek egyszerűbb változatai a sebességszabályozást frekvenciaszabályozással, a nagyobb, pontosabb motorok az un. vektor szabályozással (az armatúraáram és a rotoráram bonyolult szabályozásával) oldják meg. 2009.05.03.


21

Megmunkálóközpontok Direkt hajtású főorsó

2009.05.03.


22

Megmunkálóközpontok ¾Az előtoló hajtások motorjainál a főmotorokhoz hasonlóan váltóáramú indukciós motorok (un. AC szervók) kerültek előtérbe. Ezek rövid ideig a névleges nyomaték többszörösét képesek kifejteni, ezért a szánok gyorsítására jól megfelelnek. ¾Terjednek a lineáris hajtású szerszámgépek.

2009.05.03.


23

Megmunkálóközpontok Hagyományos hajtástechnika ¾Orsómenetemelkedés, orsófordulatszám, hő, kopás, rezgések, ¾Elektromechanikus hajtás golyósorsóval

Golyósorsó-anya kapcsolat 2009.05.03.


24


Hagyományos hajtástechnika •

Kuplung Golyósorsó

Maximális előtolás VB = 5 ... 30 m/min

•

Gyorsjáratban VE = 30 ... 60 m/min

A technika határai: •

A hajtáselemek max. terhelhetősége

•

Elektromechanikus hajtásnál a gyorsulás

) a ≤ 10 m/s²

•

A hajtás által keltett mechanikus rezonanciafrekvencia

•

Elektromechanikus hajtásnál a maximális erősítési tényező:

Csapágyak

Elektromechanikus tengelystruktúra X pozícióra

Pozíció szabályzó

Motor Mechanika

X Valós

Kv

) Kv ≤ 3 ... 5 (m/min)/mm Forrás: TU Darmstadt

Előtoló hajtóművek I.

2009.05.03.


26

Előtoló hajtóművek II.

2009.05.03.


27

Előtoló hajtóművek III.

2009.05.03.


28


A lineárhajtástechnika előnyei Lineárimotorok alkalmazásával kiesnek a megmunkálóközpontok hagyományos hajtáselemei mint pl.: golyósorsó, hajtómű és kuplungok. Ezáltal és a modern digitális hajtás-technika felhasználásával a következő előnyök érhetők el: • magas gyorsulási képesség a kontúr és pozícionálási pontosság megtartása • nagy kontúrpontosság magas mozgási sebességek mellett is • nincs forgásirányváltási hiba • nincs a hajtáselemek kopása által okozott játékhiba 2009.05.03.


29


A lineárhajtástechnika előnyei (folytatás) • • • • •

nagy sebességtartási képesség nagy szerkezeti merevség magas megbízhatóság a kopóelemek hiánya miatt kisebb karbantartási igény túlterhelési sérülések elkerülése a motorba épített hőmérsékletfelügyelet által

2009.05.03.


30

Megmunkálóközpontok Gépszán

Lineáris hajtástechnika előnyei: nincsenek mechanikus hajtáselemek ¾ Nagy dinamika ¾ Nagy gyorsulás és sebesség ¾ Kismértékű kopás ¾ Jó terhelhetőség ¾ Hosszú élettartam ¾ Egyszerű szerelhetőség ¾ Rövid pozícionálási idő ¾ Nagy kontúrpontosság

Motor primerrész Csapágyak

Lineár Mérőrendszer

Motor szekunderrész

Forrás: TU Darmstadt

Lineáris hajtástechnika hátrányai: Magas mágneses tér a motornál, ezért mágnesezhető anyag megmunkálása esetén védeni kell a motort a forgácstól A motorhűtéssel szemben magasabb követelményeknek kell megfelelni Magasabb elektromos követelmények

Linármotor hajtásstruktúra X pozícióra

Pozíció szabályzó

Lineármotor

X valós

Kv

Forrás: TU Darmstadt

Köszönöm megtisztelő figyelmüket!

2009.05.03.


33

Forgácsoló gyártócellák, gyártórendszerek 1

Recommend Documents