1. UVOD

1.1 OPĆI POVIJESNI RAZVOJ PROIZVODNIH PROCESA I SISTEMA

Čovjek od postanka u cilju zadovoljenja svojih sve većih potreba iskorištava prirodne resurse (sirovine i energiju), razvija proizvodne tehnologije, a u novije vrijeme i informacijske. U nastojanju da poboljša uvjete življenja otkriva nove tehničko-tehnološke i druge spoznaje i usavršava već postojeće što vodi znanstveno-tehnološkom progresu, znajući pri tome da ni jedno tehničko ili tehnološko rješenje nije danas toliko dobro, da već sutra ne može biti još bolje. Ovo je omogućilo razvoj i stvaranje proizvoda što je utjecalo na razvoj postupaka obrade, tehnologija i tehnoloških procesa, odnosno obradnih sistema i alata. Dugotrajni tehnološki i sveukupni razvoj i stalna želja za novim otkrićima i nastojanjima da se resursi, zakoni prirode i nova otkrića usmjere u opću korist čovječanstva dovele su do sadašnjeg visokog stupnja tehnološkog razvitka, kada postoji realna opasnost da se neke od znanstvenih tekovina usmjere i u obratnom smjeru, na štetu čovjeka. Rezultat toga je da se brojne društvene skupine opiru proizvodnji, odnosno tehnici kao temelju sveopće kulture. Poznato je da bez proizvodnje nema napretka, te da država bez proizvodnje nema mogućnosti da preživi, već je osuđena na odumiranje i nestanak. To pokazuje da svaka država mora proizvoditi, ali ne sve, već ono što najbolje zna i može.

Živimo u vremena kada je čovječanstvo ušlo u informacijsko razdoblje u kome se razvijaju informacijske i vrhunske proizvodne tehnologije i tehnike. Informacijske tehnologije su u proizvodnim sistemima ostvarile najznačajniji utjecaj. Uvođenjem ovih tehnologija višestruko se povećava proizvodnost rada, ekonomski rezultat i tržišna sposobnost.

U poslijednjih pedeset godina otkriveno je više pronalazaka nego u čitavom prethodnom razdoblju od postanka čovjeka. Ocjenjuje se da danas u svijetu živi više od 80% znanstvenika, istraživača i tehnologa svih vremena.

Prvi razvoj obradnih strojeva pojavljuje se 1717. godine u V. Britaniji. Početak razvoja modernih proizvodnih strojeva počinje 1947 godine u SAD, kada je čovjek prvi put u povijesti upravljao numeričkim strojem, do osamdesetih godina ovoga stoljeća kada nastaju moderni inteligentni japanski proizvodni sistemi i tvornice bez ljudi (slika 1.1.).

1

1.2. TEHNOLOŠKI RAZVOJ I ZNAČAJ TEHNOLOGIJE

Tehnologije i tehnološki procesi su temelj svake proizvodnje, pa tako i industrije prerade i obrade metala. Da je to tako pokazuje primjer da svako savremeno društvo u tehnologiji vidi jednu od glavnih poluga sadašnjeg i budućeg tehno-ekonomskog razvoja, zbog čega je veliki interes svake zemlje da modernizira postojeće tehnologije i da otvori razvojne procese za primjenu novih-visokih tehnologija. Značaj tehnologije se najbolje može shvatiti iz dugo godina poznatog mišljenja da su hrana, energija i sirovine ključni faktori u razvoju jedne zemlje. Međutim, dokazano je da ovo shvatanje u novije vrijeme razvoja ne stoji, jer neke zemlje koje sve ovo imaju spadaju u najzaduženije zemlje svijeta. Da je to tako, najbolje pokazuje primjer Japana, koji kroz primjenu vrhunskih tehnologija višestruko nadoknađuje nedostatak prirodnih resursa. Dakle, navedena tri razvojna faktora moraju se povezati s četvrtim, danas najznačajnijim faktorom-vrhunskom tehnologijom.

2

Inteligentni roboti 1991Skaniranje dijelova 1990Prvi CIM (Japan) 1988

Totalno automatizirana tvornica 1985

Prvi CNC obradni stroj 1972Prvi NUAS (Prvomajska – Zagreb) 1971

Prvi FPS (Molins – Engleska) 1967Adaptivno upravljanje 1966

1963 DNC upravljanjePrvi industrijski robot (SAD) 1960NUAS (sajam u Hannoveru) 1959

Prvi NUAS (sajam u Chicagu) 1955NU alatni stroj 1947

1937 prvi keramički alati

1923 alati widia (tvrdi metal)

1900 alati od brzoreznog čelika

1895 petovreteni automat

1873 - 1880 jednovreteni automat1864 brusilica za cilindrično brušenje

1845 revolver tokarilica1840 stupna radijalna bušilica

1833 brusilica za ravno brušenje

1800 stroj za izradu navoja (Engleska)

1774 prva blanjalica (Engleska)1750 prvi obradni strojevi(Engleska)

1717 prva tokarilica (Engleska)

1800 1880 1900 1955 1980 2000 God.1700

Konvencionalno upravljani obradni strojevi

Kruta automatizacija Nova proizvodna filozofija

NC i CNC automatizacija

Slika 1.1. Razvoj obradnih i proizvodnih sistema

TE

HN

OL

OŠ

KI

NIV

O NC i CNC alatni strojeviKlasični alatni strojevi

Prema tome, nivo primijenjene tehnologije je glavno strateško razvojno pitanje jedne zemlje, jer svoju ekonomsku dominaciju razvijene zemlje zasnivaju na tehnologiji i primjeni znanja u širem smislu. Moderna proizvodnja uvjetovana je, pored ostalog i strateškim prilagođavanjem poduzeća okruženju, ali i prije svega novim tehnologijama i zahtjevima tržišta. Nove tehnologije i suvremeno turbulentno tržište traže takvu organizaciju proizvodnje i poslovanja koja će uspješno odgovoriti novim izazovima.

U tehnološko razvijenom svijetu intenzivno se događaju značajne promjene u prestrukturiranju i tehnološkom inoviranju proizvodnje, što je jedan od osnovnih temelja osiguranja postojećih i osvajanja novih pozicija na svjetskom tržištu. Ove promjene su uvjetovane trećom tehnološkom revolucijom koja je iz temelja izmijenila dosadašnja shvatanja i odnose u industrijskoj proizvodnji, te željom i potrebom razvijenih i bogatih zemalja da jačaju konkurentsku sposobnost na tržištu u cilju postizanja većeg profita.

Dakle, po svojoj strukturi i problemima upravljanja novo poduzeće ima malo sličnosti sa tipičnim industrijskim poduzećem iz 80-ih godina kada je važio klasičan F.W.Taylor-ov model oblikovanja strukture i funkcije poduzeća. Dugo godina pažnja je bila koncentrirana na klasične resurse: sredstva rada, predmet rada, ljudski rad i novac, dok se danas uključuje novi resurs koji je veoma značajan, ato su informacije. Značaj informacija najbolje prikazuje M.Herper izrekom: "Upravljati dobro privrednim subjektima znači upravljati njegovom budućnošću, a upravljati budućnošću znači upravljati informacijama ".

Zbog toga revitalizacija i modernizacija proizvodnje na novim tehnološko-informacijskimtemeljima je imperativ razvoja i opstanka.

Pod revitalizacijom se podrazumijeva proces neprekidnog inoviranja i unapređenja postojećih tehnologija, tehnoloških i proizvodnih procesa i sistema, programa proizvodnje, kvalitete proizvoda, organizacije proizvodnje i poslovanja, te ukupnog ekonomskog stanja u cilju dobivanja novih upotrebnih vrijednosti proizvoda i tržišno – ekonomski profitabilne proizvodnje.

Kod modernih tehnologija i tehnoloških procesa smanjuje se utrošak direktnog živog rada (vrijeme rada na mašini i slično), a povećava učešće intelektualnog-indirektnog živog rada (vrijeme pripreme, projektiranja, prodaje, itd.).

1.3. ZNAČAJ IMPLEMENTACIJE NOVIH PROIZVODNIH TEHNOLOGIJA

Od 70-ih godina pa sve do kraja ovog stoljeća, nakon više stoljeća dominacije industrijskog načina proizvodnje, u industrijski razvijenim zemljama započeo je novi ciklus tehnoloških promjena, koji obuhvata nove tehnologije i tehnike, nove oblike organizacije proizvodnje i novi sistem znanja. Posebno je značajan prodor u području laserske, visokobrzinske, plazma, elektroerozijske, ultrazvučne, fleksibilne tehnologije, tehnologije novih materijala, energetskih (solarne, geotermalne, neutronske, novi izvori energije) tehnologija, automatizacije (roboti, NC, CNC, ACC), fleksibilnih proizvodnih sistema i drugim područjima.

Kod implementacije nove tehnologije nije upitno da li je treba uvoditi, već kako to postići i na koji način izvršiti izbor nove tehnologije sukladno datom proizvodu. Svjetska iskustva pokazuju da se najbolji rezultati postižu uvođenjem novih tehnologija "korak po korak", kada se osigurava maksimalna iskoristivost veoma skupe opreme.

Jedan od najeksplicitnijih pokazatelja tehnološke razvijenosti nacionalne ekonomije jest tehnološka složenost proizvoda i tehnološka razvijenost tehnologije. Tehnologije višeg tehnološkog nivoa imaju ukupne troškove veće (veće investicije u proizvodnu opremu), u odnosu na konvencionalne tehnologije (proizvodna oprema znatno jeftinija), međutim, novim tehnologijama ostvaruju se daleko veći prihodi, tako da je dobit znatno veća (slika 1.2).

3

Svaka tehnologija ima određeni vijek upotrebe nakon čega treba izvršiti njezinu revitalizaciju ili supstituciju primjenom naprednije tehnologije.

1.5. PROIZVODNA FILOZOFIJA

Najveće promjene u tehničko – tehnološkom razvoju u povijesti čovječanstva odigrale su se u posljednjih pedeset godina zahvaljujući brzom razvoju tehnike i pojavi računala. Promjene na tržištu uzrokovale su napuštanje klasične proizvodnje standardnih proizvoda za skladište i okretanju zahtjevima tržišta.

Ovakva tržišna utakmica utjecala je na tehničko – organizacijsko prestrukturiranje proizvodnih sistema po konceptu CIE (Computer Integrated Enterprise), CIM (Computer Integrated Manufacturing), FA (Factory Automation), Just – in – Time kojima se snižavaju proizvodni troškovi, skraćuje ciklus proizvodnje i poboljšava kvaliteta proizvoda. Uvođenjem računalom integrirane proizvodnje daje se poduzećima nov život koji smanjuje troškove, uvodi intenzivnu kontrolu tokova materijala i informacija, najniže moguće cijene i rokove isporuke čime se postiže konkurentnost na tržištu. Treba istaknuti da dobiveni rezultati nisu uvijek očekivani, jer efIkasnost primjene ovisi od niza utjecajnih faktora, a prije svega od educiranosti kadrova i shvatanja koja valja mijenjati.

1.5.1. Klasična proizvodna filozofija

Klasičnu proizvodnu filozofiju stručno i znanstveno je postavio F. W. Taylor. Ova proizvodna filozofija (Tejlorizam1 i Fordizam2) u tehničkom i organizacijskom smislu izrasla

1 Friedrich Taylor poslove planiranja prenio je iz ovlaštenja radnika u nadležnost industrijskih inženjera, te se smatra osnivačem znanstvenog menadžmenta.2 Henry Ford je prvi uveo pokretnu montažnu traku, čime je automatizirao i smanjio poslove montaže u automobilskoj industriji.

4

Dobit ostvarena primjenom vrhunskih tehnologija

Dobit ostvarena primjenom savremenih tehnologija

Konvencionalne tehnologije

Dobit ostvarena primjenom konvencionalnih tehnologija

Troškovi

Troškovi

Troškovi

Prihodi

Prihodi

Prihodi

NC, CNC

FMS, CIM, CAD/CAM

Početak eksploatacije tehnologije

Početak implementacije tehnologijeVrijeme

PR

IHO

DI

TR

OŠ

KO

VI

(pla

nira

nje,

raz

voj,

inst

alir

anje

)

Slika 1.2. Tok kapitala kod ulaganja u proizvodne tehnologije različitog stepena tehnološke složenosti

je na ekstenzivnom tipu tržišta koje je bilo nedovoljno pokriveno i sposobno da primi proizvode bez posebnih selektivnih kriterija i kvalitativnih zahtjeva. Ovaj tip tržišta razvio je proizvodne transfer linije i automate kao maksimalni tehnički domet.

Osnovne su karakteristike klasične proizvodne filozofije: serijnost i masovnost proizvodnje, mali asortiman proizvoda (velika identičnost dijelova), kruta automatizacija, proizvodnja za skladište, niži nivo konkurentnosti proizvoda i znatan udjel manuelnog rada. Dakle, konvencionalni proizvodni sistem obilježava kvantiteta koja je osnovni kvalitativni pokazatelj i ne može odgovoriti strukturi potražnje i porastu dinamizma tržišta. Upravljanje potražnjom temeljilo se na postavci da se kupuje ono što je proizvedeno. Dakle, uloga potrošača je marginalizirana.

1.5.2. Nova proizvodna filozofija

Dinamičnost tržišta, sve veća konkurentnost, eksplozija noviteta i roba kojih ranije nije bilo, profinjenost potrošača dovela je do velikih promjena. Turbulentno stanje određeno nesigurnošću i dinamizmom zahtjeva proizvodne sisteme koji će moći odgovoriti varijabilnosti velikog broja utjecaja (kvaliteta, količina, rok isporuke, asortiman, cijene, konkurencija, itd,). Ovim zahtijevima najbolje odgovara fleksibilni proizvodni sistem. Fleksibilnost je jedna od najvažnijih osobina nove proizvodne filozofije koja determinira tehničku strukturu. FPS kao tipični predstavnici nove proizvodne filozofije su objedinili dvije odlike moderne proizvodnje, produktivnost i fleksibilnost koje su u klasičnoj proizvodnji bile nepomirljive.

Nova proizvodna filozofija je utemeljena na znanju, novim tehnologijama, novim materijalima, posebno na primjeni informacijskih tehnologija u svim fazama pripreme, gdje dominiraju kompjutori. Na slici 1.5. prikazani su koraci razvoja nove proizvodne filozofije, gdje moderno tržište uvjetuje razvoj suvremene proizvodnje na temeljima Just – in – Time što je dovelo do nastanka nove proizvodne filozofije.

Dakle, ne radi se o novom pristupu proizvodnji, već o novoj proizvodnoj filozofiji, koja otvara nove vidike, postavlja nove i složenije ciljeve i pruža nova sredstva za njihovo ostvarivanje. Razdoblje izmedu 1980 – 85 godine može se prihvatiti granicom između klasične, inače razvijene proizvodnje i nove proizvodne filozofije.

5

SAVREMENA PROIZVODNJA

FleksibilnaIntegriranaProizvodnja bez gubitaka

SAVREMENO SVJETSKO TRŽIŠTE

Širok asortiman proizvodaVisoka kvaliteta proizvodaVelika ponudaTurbulentno stanje

PROIZVODNJA JUST – IN – TIME

Minimalne ili nikakve zalihe nedovršene proizvodnje

NOVA PROIZVODNA FILOZOFIJA

Uvođenje novih proizvodnih i informacijskih tehnologijaUvođenje novih materijala (optimalni izbor)Ekspertni sistem (dostupnost rijetkih i specijalističkih znanjaIntegrirana proizvodnja (kompjuter u srcu proizvodnje)Fleksibilna proizvodnja (proizvodnja za tržište)Diserijnost proizvodnje (mala serija i širok asortiman)Poboljšanje kvaliteta proizvoda (nulta kontrola kvalitete)Minimiziranje troškova proizvodnje (modeliranje troškova)Povećanje proizvodnosti rada (profitabilna proizvodnja)Visok nivo implementiranih znanja

Slika 1.5. Koraci razvoja do nove proizvodne filozofije

Uvažavajući navedene temelje na kojima počiva nova proizvodna filozofija potrebno je istaknuti da proizvodnja ne počinje na sirovinama, mašinama, patentima i prodajnim vještinama, već ona počinje sa kupcem, njegovim potrebama i zahtjevima.

1.5.3. Karakteristike proizvodnih filozofija

Klasična ili tradicionalna i nova ili suvremena proizvodna filozofija medusobno su uspoređene prema karakteristikama tržišta, proizvoda, organizacije, ekonomije i implementacije novih znanja (slika: 1.6.).

6

TRŽIŠTE (okolina)Rokovi isporukeKupac

StabilnoDugi i prema dogovoruPrilagođen proizvodu

Nestabilno (turbulentno)Kratki (najkraći mogući)Proizvod prilagođen kupcu

PROIZVODCiklus trajanjaProizvodni programVrijeme razvojaOptimizacijaKvaliteta

Manje složen i složenDuljiStabilanDuljeNije uvjetU funkciji proizvoda

Složen i visoko složenKraćiNestabilan (česte izmjene)KratkoJeste uvjetU funkciji tržišta

PROIZVODNJAKoličinaPodjela radaNivo specijalizacijeAutomatizacija

KlasičnaSrednje i visoko serijskaDiferenciranaSrednje i visoko specijaliziranaKruta (fiksna)

ModernaDiserijska (varijantnost)Integrirana (kompjuterizirana)Manje specijaliziranaFleksibilna (robotizirana)

ORGANIZACIJALogikaProces i sredstva

Kvantitativni zahtjeviLogika procesaPrilagodba radnika procesu

Kvalitativni zahtjeviLogika tehnikePrilagodba sredstava radniku

EKONOMIJAParametar ekonomije

Logika građenja cijenaProdajna cijena

Logika minimizacije troškovaMinimalni troškovi

EKOLOGIJA Bez zahtjeva ili su oni minimalni

Visoki zahtjevi

NIVO UGRAĐENIH ZNANJA

Konvencionalna znanja Visoka i ekspertna znanja

Slika 1.6. Karakteristike proizvodnih filozofija

KARAKTERISTIKA KLASIČNA – TRADICIONALNA NOVA – SAVREMENA

FILOZOFIJA PROIZVODNJE

2. NIVOI UPRAVLJANJA ALATNIH MAŠINA

Alatne mašine prema načinu upravljanja i nosaču memorije možemo podijeliti na:1. Mašine bez memorije i bez programa

individualno upravljanje (operater na mašini)2. Mašine sa krutom memorijom (mehanički nosač informacija)

mehaničko upravljanje (pločaste krivulje, bubanj krivulje) poluautomatsko upravljanje automatsko upravljanje

kopirno upravljanje (šablone) jednoosno višeosno

3. Mašine sa fleksibilnom memorijom (diskete, LAN) repetivno upravljanje (playback metoda) numeričko upravljanje NC računarsko numeričko upravljanje CNC adaptivno upravljanje AC

2.1. OSNOVNE KARAKTERISTIKE NUMERIČKOG UPRAVLJANJA

2.1.1. Prednosti i nedostaci upotrebe: NC – konvencionalne alatne mašine

PREDNOSTI (NC) fleksibilnost obrade (složeni oblici, visoka tačnost obrade i kod ponavljanja,

reducirani gubici uslijed škarta, visoka produktivnost i kvaliteta podešavanje mašine i rad na njemu jednostavno što zahtjeva niže kvalificiranog

operatera (istodobno može raditi više poslova) moguće podesiti više operacija istodobno što skraćuje vrijeme obrade program se može opozvati brzo i jednostavno kao i poslati novi program na obradu

(papirologija) brza izrada prototipa mogućaNEDOSTACI (NC) relativno visoki početni troškovi ulaganja u opremu potrebno računarsko vrijeme i troškovi programiranja zahtjevno održavanje (visoko obučen radnik) potreba za preventivnim održavanjem jer su troškovi zastoja veliki

7

2.2. NUMERIČKO UPRAVLJANJE (NC)

Uvođenjem NC upravljanja omogućena je racionalna proizvodnja dijelova i u pojedinačnoj i maloserijskoj proizvodnji (85%) što nije bilo moguće kod konvencionalnih načina upravljanja. NC sistem upravljanja alatnih mašina sa fiksnom logikom omogućio je u kodiranom obliku spremanje (bušene trake, vrpce) geometrijskih, tehnoloških i drugih informacija za odvijanje procesa obrade.

2.2.1. Princip rada NC sistema

Podaci preko nosača informacije (traka) u obliku signala ulaze u dekoder, gdje se vrši dekodiranje informacija koje se zatim šalju preko “memorije” u interpolator. Tu se informacija predstavlja u vidu putanje alata. Preko povratne veze mjerni sistem obavlja identifikaciju položaja alata i zajedno sa zadanim veličinama u interpolatoru vrši se usporedba položaja i šalje signal za korekciju (ako je potrebna).

Cijeli ovaj proces se odvija po programskim blokovima (jedan po jedan) i brzina izvođenja programa ovisi isključivo o brzini čitača informacija. Zbog toga, a i radi nemogućnosti aktivnog sudjelovanja u izvršenju programa (korekcija), greške pri učitavanju programa, itd., dovele su do napuštanja koncepcije NC upravljanja s fiksnom logikom.

8

ČITAČ TRAKE

MEMORIJAZA

POZICIONIRANJE

INTERPOLATOR

UPOREĐIVAČ

POJAČALO

FUNKCIJE MAŠINE

MIJERENJE POLOŽAJA

RUČNAKOREKCIJA

MD

UKLJUČIVANJA:Brzina glavnog kretanja,

brzina pomoćnogkretanja, izbor alata,.... .

REGULISANA VELIČINA

REGULACIONI KRUGREGULACIONO ODSTUPANJE

VELIČINA VOĐENJA

DEKODIRANJE

GEOMETRIJSKI PODACIM – MOTOR, D – DAVAČ PUTA

Slika 2.2. Informacijski tok kod NC upravljanja sa fiksnom logikom

2.3. NUMERIČKO UPRAVLJANJE RAČUNAROM (CNC)

Nedostaci NC alatnih mašina sa fiksnom logikom, te stalni zahtjev za većom fleksibilnošću upravljanja potpomognut stalnim napretkom u elektronici dovelo je do razvoja računarom numerički upravljanih alatnih mašina (Computer Numerical Control – CNC)

NC + računar = CNC (cca.20% cijene mašine) je mogla vrijediti u samom početku (prvi CNC sistemi) kada je uloga računara bila samo u spremanju podataka za mašinu. Razvojem softvera i hardvera današnji CNC sistemi upravljanja predstavlja visok stepen automatizacije proizvodnih funkcija (programiranje na mašini, upravljanje alatima, materijalom, mjerenja, složene interpolacije, dijagnosticiranje stanja mašine, video upute za održavanje sistema, grafička simulacija itd.).

Utjecaj računara na NC programiranje alatnih mašina dovela je do značajnog smanjenja utrošenog vremena posebno kod višeosnog programiranja (višeosna obrada) konstrukcijskih zahtjevnih dijelova (složene geometrije).

Slika 2.3. Upravljačka jedinica MAZATROL

Današnji standard kod CNC je softver na bazi Windows sistema, grafika i simulacija (3D) u boji što omogućava brzo programiranje i prilagođavanje (editiranje) programa na licu mjesta ili prijenos podataka sa računara na upravljačku jedinicu alatne mašine.

Slika 2.4. Izgradnja CNC sistema

9

2.4. DIREKTNO NUMERIČKO UPRAVLJANJE (DNC)

Alatnim mašinama moguće je upravljati pojedinačno, grupno i kao dijelom integralnog proizvodnog sistema. Potreba za istodobnim upravljanjem više NC mašina dovela je do razvoja DNC sistema upravljanja.DNC mora zadovoljiti slijedeće:

a) osnovne funkcije upravljanje NC programima (čitanje programa, spremanje u memoriju, izvođenje i

brisanje programa)b) dodatne funkcije editiranje NC programa unošenje NC programa spremanje i obrada proizvodnih podataka upravljanje tokom materijala upravljanje proizvodnjom

Prednosti DNC u odnosu na konvencionalno NC upravljanje: povećana produktivnost (brža obrada i dostupnost informacija, smanjenje

papirologije) prijenos velikog broja podataka (veliki memorijski kapacitet) stalni nadzor stanja: proizvodnja, mašine, alati, naprave

2.4.1. Povezivanje NC/CNC alatnih mašina pomoću DNC sistema upravljanja

Ovisno o financijskim mogućnostima kao i zahtjevima koje stavljamo pred DNC sisteme imamo različite varijante povezivanja alatnih mašina.

Slika 2.5. Povezivanje NC/CNC alatnih mašina pomoću DNC upravljanja

Slika (lijevo) omogućava uz minimalne instalacijske i hardverske troškove povezivanje do 8 mašina putem serijske veze RS-232 (serijske kartica 8 portova) u slučaju malih (max.20m) udaljenosti između mašina i računara.

Slika (desno) omogućava povezivanje alatnih mašina putem instalirane mreže pri čemu serijski portovi (Comserver) omogućavaju povezivanje mreže i mašine putem RS-232 veze.

10

Slika 2.6. Način povezivanja NC/CNC Slika 2.7. Najnovije rješenje povezivanjaalatnih mašina korištenjem pogodnosti korisnika i mašine (Mazak stup)Internet tehnologije i bežičnog povezivanja

2.5. SISTEMI ADAPTIVNOG UPRAVLJANJA (AC)

Ograničene mogućnosti numeričkog upravljanja u smislu fleksibilnosti i optimizacije obradnog procesa dovele su do razvoja novog koncepta upravljanja nazvanog ADAPTIVNO UPRAVLJANJE (AC). Adaptivno upravljani proces za podlogu ima NC sistem proširen (senzori) dodatnim modifikacijama koje omogućavaju varijaciju parametara obrade u samom toku obrade a u cilju postizanja unaprijed definiranih zadataka (kriterija) ovisno o korištenom adaptivnom sistemu. Prema zadatku i načinu djelovanja upravljani sistemi se mogu uvjetno podijeliti u dvije grupe i to:

Tehnološki sistem Adaptivno granično upravljanje (ACC – Adaptive Control Constraint) Adaptivno optimalno upravljanje (ACO – Adaptive Control Optimization)

Geometrijski sistem Adaptivno geometrijsko upravljanje (ACG – Adaptive Control Geometry)

Adaptivno upravljani sistemi (slijedeća slika) omogućuju registriranje veličine utjecajnih faktora, čime se osigurava mogućnost prilagođavanja elemenata režima obrade, npr. broj obrtaja, posmak, dubina rezanja itd., kompenzirajući djelovanje utjecajnih faktora radi smanjenja proizvodnih troškova ili povećanja kvalitete obrade.

Utjecajni faktori mogu biti: odstupanje čvrstoće obratka od predviđenog, razne pukotine u pripremku, promjena tvrdoće alata, netačnost uglova alata, oscilacije mašine itd.

11

Slika 2.8. Sistem adaptivnog upravljanja

Analizirajući obradni proces na temelju klasičnog NC evidentna je neosjetljivost obradnog sistema na poremećajne utjecaje koji prate svaki proces obrade.

Ovo proizlazi iz koncepta NC koje nema funkciju izmjene parametara ovisno o uvjetima obrade kao vremenske funkcije, tj. unaprijed programom definirane vrijednosti parametara ostaju na istoj razini neovisno o vremenu i poremećajnim karakteristikama obrade.

Klasično NC nije dopuštalo prilagođavanje (adaptiranje) trenutnim uvjetima obrade što je dovelo do stvaranja adaptivnih sistema koji imaju funkciju povratne veze. Koncept AC za obradu tokarenjem pokazan je na slijedećoj slici.

Slika 2.9. Osnovni koncept AC kod obrade tokarenjem

12

MAŠINSKI SISTEM

NC SISTEM ACC SISTEM

SM

Svz

Svx

SFxz

SM – senzor momentaSvz – senzor brzine pomoćnog

kretanja u smjeru osi zSvx – senzor brzine pomoćnog

kretanja u smjeru osi zSFxy – senzor sile u xy ravni

Izgradnja sistema AC je veoma složen zadatak jer obuhvata veliki broj parametara i ograničenja za što su potrebni pouzdani regulatori, senzori, sučelja itd.

Dva su osnovna koncepta AC: deterministički i stohastičkiKrajnji cilj AC je postizanje viših tehnoekonomskih efekata.

Slika 2.10. Utjecajni faktori stabilnosti adaptivno upravljanog sistema

2.5.1. Adaptivno granično upravljanje (ACC)

ACC ima zadatak da ostvari maksimalno moguće elemente režima rezanja i njihovo održavanje, a da pri tome ne dođe do prekoračenja graničnih vrijednosti koje se odnose na alatnu mašinu i proces rezanja. Proces upravljanja se sastoji u snimanju stvarnog stanja procesa rezanja i automatskog mijenjanja upravljačkih veličina, sve dok se stvarna vrijednost ne izjednači sa traženom vrijednošću.

Praćenje stanja opterećenosti može biti izvedeno preko više mjernih veličina.Mjerene veličine mogu biti: sila rezanja, obrtni moment, snaga itd. Tražene granične

veličine zadaje tehnolog, ovisno o mašini i obradnom procesu.Kao upravljane veličine za reguliranje opterećenja mogu biti: posmak, dubina rezanja, broj obrtaja.Za granično adaptivno upravljanje je bitno poznavanje ovisnosti između mjernih i

upravljačkih veličina, koja su najčešće komplicirana i često se ne mogu izraziti eksplicitnom jednačinom nego je potrebito provesti eksperimentalna istraživanja.

Granično adaptivno upravljanje može izvršiti slijedeće zadatke: upravljanje procesom prema zadanoj graničnoj vrijednosti, izvođenje praznog hoda brzim posmakom, zaštita od preopterećenja, automatska promjena dubine rezanja u toku obrade.Prednost ovog načina adaptivnog upravljanja je u smanjenju troškova putem smanjenja

glavnog, pomoćnog, pripremnog vremena uz maksimalnu zaštitu mašine.

13

Slika 2.11. Koncept ACC kod obrade tokarenjem

2.5.2. Adaptivno optimalno upravljanje (ACO)

ACO ima za cilj odvijanje procesa obrade u uvjetima koji odgovaraju optimalnoj radnoj tački ili krivulji, određenoj prema ekonomskim i/ili tehničkim kriterijima. Kriteriji mogu biti:

minimalni troškovi obrade, maksimalna proizvodnost.Zadatak optimalnog adaptivnog upravljanja se sastoji u izboru vrijednosti brzine

rezanja, posmaka, dubine rezanja sa ciljem postizanja željenog optimuma za navedena ograničenja (snaga,moment), tj. da se proces odvija u prostoru optimalnih rješenja (pogledaj sliku).

Kako bi se dobila samo realna rješenja potrebno je uvesti ograničenja vezana za: Mašina (krutost, snaga, moment) Alat (vijek trajanja, VB) Obradak (hrapavost, obradivost)

Slika 2.12. Primjer određivanja optimalnih upravljačkih veličina

14

2.5.3. Adaptivno geometrijsko upravljanje (ACG)

ACG ima za cilj ostvariti visoku tačnost dimenzija i oblika obratka. Sistem sa geometrijskim adaptivnim upravljanjem ima jedan ili više mjernih sistema za mjerenje karakterističnih veličina, koje izravno ili neizravno utječu na tačnost dimenzija i oblika.

Preko regulacionog uređaja se izravno ili neizravno korigira relativni položaj između obratka i alata ili se utječe na elemente režima rezanja kako ne bi došlo do prekoračenja tolerancije dimenzija i oblika.

Slika 2.12. Princip ACG pri mjerenju dimenzija u procesu rezanja

2.6. FLEKSIBILNI PROIZVODNI SISTEMI (FPS) – Doprinos povećanju proizvodnosti i smanjenju troškova

Postoji više definicija FPS – a. FPS je složeni sistem koji u sebi integrira više sistema (podsistema) preko procesa obrade, transporta, montaže, kontrole upravljanja kompletnog FPS – a.

Fleksibilni obradni sistemi su još opskrbljeni uredajima za kontrolu izradka, na samoj mašini ili izvan mašine, kao i pomoćnom opremom za čišćenje, pranje sušenje i hlađenje izradaka, te njihovu antikorozivnu zaštitu.

Pod fleksibilnom proizvodnjom podrazumjeva se i grupa NUAM–a i obradnih centara, međusobno povezanih sistemom transporta i središnjom upravljačkom jedinicom.

Za svaki izradak koji se planira izrađivati u obradnom, sistemu izrađuje se program i pohranjuje u središnjoj memoriji. Više različitih NUAM – vrše obradu nad raznim poredcima izradaka u potpuno automatiziranoj proizvodnji.

FPS se danas prakrično koristi za sve vrste izradaka. Principijelno sistem ostaje isti, samo sistem transporta treba prilagoditi vrsti nošenja i transportovanja obradka.

Prizmatični obradci najčešće se transportuju pomoću paleta, a okrugli direktno od mašine do mašine za male obradke, ili preko transportnih traka i sistema manipulatora ili robota kojima se uzimaju sa trake i vraćaju nazad na traku gotovi.

2.6.1. Svrha fleksibilnih proizvodnih sistema

Šta treba da se postigne tleksibilnim automatskim sistemima može se zaključiti iz samog naziva. Zahtjeve koji se postavljaju pred FPS moguće je podijeliti na dvije grupe i to: organizacioni i tehnički.

15

2.6.1.1. Organizacioni ciljevi

Postojeći organizacioni sistemi koji se godinama nisu promijenili, a pokazali su se nedoraslim za nove moderne sisteme. Moraju se pronaći nove računarski orjentisane organizacione forme od kojih se očekuje:

brzo reagiranje na promjenjive zahtjeve tržišta, brzo iznošenje novih razvoja na tržište, brže prihvaćanje promjena u konstrukciji, bez prekida izvoditi dijapazon broja komada od 1 do 1000, zadržavanje cijene koštanja, skraćivanje proizvodnog ciklusa, razgradnju lokalnih i izlaznih skladišta, dizanje kvaliteta na viši nivo, proizvodnja u 2. i 3. smijeni sa smanjenim brojem zaposlenih i minimalne zastaje u proizvodnji.

2.6.1.2. Tehnički ciljevi

Svaki koncept FPS mora akceptirati pored glavnih zahtjeva i neke dodatne zahtjeve kao npr.:

upotreba već postojećih, mjernih mašina i drugih komponenti, mogućnost kasnijeg postepenog proširivanja proizvodnje bez prekida proizvodnje, automatsko preuzimanje i obradu podataka od CAD sistema i drugih sistema za

obradu podataka u sistem za vođenje i upravljanje FPS, hijerarhija raščlane i proširivanja sistema rukovođenja i upravljanja, brzu dijagnozu grešaka prouzrokovanih smetnjama, mogućnosti povezivanja sa NC programskim sistemima i CAD računarima.

16

Fleksibilna automatika

Fiksna automatika

Programabilna automatika

RAZNOVRSNOST100 100030931

1

500

1500

O B

I M

Slika 2.13. Značaj FPS – a.

2.6.2. Klasifikacija fleksibilnih proizvodnih sistema

Fleksibilni proizvodni sistemi se mogu klasificirati prema: vrsti upravljačkog sistema, prema vrsti upravljačkih jedinica, prema tipu proizvodnje i položaju linija.

2.6.2.1. Klasifikacija prema upravljačkim jedinicama

Fleksibilne proizvodne ćelije se prema upravljačkim jedinicama mogu podijeliti na ćelije s centralnim upravljanjem i s decentraliziranim upravljanjem. Ako se svakom ćelijom fleksibilnog proizvodnog sistema upravlja iz centralnog računara onda se ovakvo upravljanje zove centralno upravljanje.

Decentralizirano upravljanje ima za svaku ćeliju poseban sistem upravljanja a veza između ćelija se ostvaruje pomoću posebnih senzora, koji omogućavaju kontrolu redoslijeda aktiviranja pojedinih ćelija. Svaka mašina mora imati programsku memoriju odgovarajućeg kapaciteta da bi mogla preuzeti sve programe.

Upravljanje može biti i kombinirano što je čest slučaj i ono omogućava veću fleksibilnost i sigurniju kontrolu toka proizvodnje.

2.6.2.2. Klasifikacija prema tipu proizvodnje

Kod velikoserijske i masovne proizvodnje moguće je odabrati i hidraulično ili pneumatsko upravljanje koje ne zahtjeva memoriju i računare nego se kompletno upravljanje odvija pomoću upravljačkih elemenata predviđenih za automatiku.

2.6.2.3. Klasifikacija prema položaju linija

Prema položaju linija fleksibilni proizvodni sistem se može podijeliti na linijske, prstenaste, površinske i prema paletnom transportnom sistemu. Najčešće se iz razloga racionalizacije iskorištenja proizvodnih kapaciteta koristi kombinirani položaj linija. Tok materijala je kompliciraniji i zahtjeva kompliciranije upravljačke programe. Transport je teže organizirati i programirati.

17

M M M

Obrađeni komad

MM

VODEĆI RAČUNAR

Neobrađeni komad

Slika 2.14. Centralizirano upravljanje

M2 M3 M4

Obrađeni komad

M5M1

Neobrađeni komad

Slika 2.15. Decentralizirano upravljanje

VODEĆI RAČUNAR

2.6.2.3.1. Linijski fleksibilni proizvodni sistem

Elementi fleksibilnog proizvodnog sistema su poredani u linije koje mogu biti paralelne, okomite i kombinirane. Dopremanje i otpremanje materijala se obično izvodi pomoću transportnih kolica povezanih šinama.

Prednosti linijskih FPS su:1. Mašine, transportni sistemi i položaji paleta mogu biti veoma blizu, što znači

malu potrebu za prostorom,2. Jednostavne mogućnosti proširivanja kroz produžavanje linija,

Nedostatci linijskih FPS su:1. Otežan pristup mašinama radi održavanja i za manuelnu izmjenu predmeta

obrade kod smetnji u transportu.

2.6.2.3.2. Prstenasti FPS

Palete se u transportnom sistemu kreću transportnim stazama u obliku četverougaonog prstena, pojedinačne obradne jedinice su postavljene lijevo i desno od transportne staze. Dopremanje se izvodi iz jednog centralnog mjesta. Palete ostaju na kružnoj putanji sve dok se ne završi proces obrade. Nakon završenog procesa obrade, palete kroz mašinu za pranje, mjernu mašinu, transportnim sistemom dolaze na mjesto otpreme.

18

Tračnice

Slika 2.16. Linijski raspored FPS – a.

Slika 2.17. Prstenasti raspored FPS – a.

Dopremanje

Otpremanje

2.6.2.3.3. Površinski FPS

Površinski FPS čine sistemi koji su raspoređeni prema raspoloživoj površini, zavisno od strukture sistema ili proizvodnje. Dopremanje paleta se izvodi pomoću induktivno vođenih transportnih kolica ili pomoću portalnih robota.

Prednosti površinskih FPS su:1. Dobar pristup mašinama,2. Dobre mogućnosti kasnijeg proširivanja,

Nedostatci površinskih FPS su:1. Potreba za velikom površinom,2. Dugi transportni putevi.

2.6.2.3.4. Zavisnost FPS – a od transportnog sistema

Kod ovog sistema palete kruže oko mašina na jednom pokretnem transportnom sistemu. Palete čekaju na ulaznim lokalnim skladištima dok se mašina ne oslobodi. Nakon obrade mašina predaje komad ponovo transportnom sistemu za transport nazad do stezne stanice. Ovaj raspored ima jednu veliku manu da su sve mašine zatvorene transportnim sistemom pa je pristup mašinama veoma otežan. Zato ovaj raspored nije preporučljiv. Ovakav jedan sistem prikazuje slika 2.19.

19

Slika 2.18. Površinski raspored FPS – a.

Induktivno vođena kolica

Slika 2.19. Zavisnost FPS – a od transportnog sistema

3. SISTEMI ALATNIH MAŠINA

3.1. POGONSKI SISTEMI ALATNIH MAŠINA

Mehatronika je interaktivna kombinacija finomehanike, elektroničke kontrole i sistemskog pristupa u oblikovanju proizvoda i procesa. "meha" - znači dinamički proces, sadrži mehanizme i sve potrebne izvršne elemente, bez obzira na to jesu li oni pneumatski, hidraulički, električni ili ručno upravljani. Sve je to vezano za konstrukcijske dimenzije, dok "tronika" kontrolni proces koji sadrži signalizaciju, upravljanje, regulaciju i vizualizaciju koje komuniciraju međusobno preko mrežne tehnologije pomoću računarske informacije.

Predstavlja interdisciplinarnu znanost u cilju optimiranja mehaničkih elektroničkih i upravljačkih funkcija.

Slika 3.1 Osnovna podjela pogonskih sistema prema namjeni tj. funkciji koju izvršava na alatnoj mašini.

20

3.1.1. Pogoni za glavno kretanje

Kako je brzina rezanja (v) tehnološki najznačajniji parametar za održanje njene konstantne vrijednosti za različite promjere obratka (tokarenja) moguće je postići jedino promjenom broja okretaja elektromotora.

Npr. ovisno o tipu alatne mašine imamo slijedeće uobičajene odnose max. i min. broja obrtaja (omjer područja regulacije):

tokarilica: od 40:1 do 60:1 glodalica: od 30:1 do 50:1 obradni centar: od 50:1 do 70:1

ELEKTROMOTORIElektromotor je neophodan element svake alatne mašine i služi za direktan pogon

radnog vretena (alat, obradak) ili posredan preko mehaničkih i hidrauličkih elemenata a u cilju prijenosa obrtnog momenta i time ostvarivanja zadatih parametara obrade.

Prilikom izbora elektromotora bitne su slijedeće karakteristike: snaga P(kW) moment M(Nm) broj obrtaja n(1/min) n(1/min) stepen iskorištenja rad pri konstantnom opterećenju dimenzije itd.

ELEKTRIČNI MOTORIOsnovna podjela elektromotora prema vrsti struje: istosmjerni (DC - direct current) izmjenični (AC – alternating current)

sinkroni asinkroni

PREDNOSTI – AC (mane DC) PREDNOSTI – DC (mane AC)veliko područje promjene broja obrtaja nema dijelova koji se troše (klizni kontakti)

jednostavnije upravljanje učinkovitije hlađenje i održavanje

relativno manja cijenapovećanje momenta i snage kod istih

dimenzija i težina

Istosmjerni elektromotori – DCPotreba za KONTINUIRANOM regulacijom broja obrtaja kod NC alatnih mašina

dovela je do upotrebe istosmjernih elektromotora (DC motori) s regulacijom broja obrtaja. Do nedavno ovi motori su imali značajno mjesto kod NC alatnih mašina no sada su ih uglavnom zamijenili asinkroni elektromotori (AC motori). Snaga motora (P) je proizvod obrtnog momenta (M) i broja obrtaja (n) i linearno raste sa povećanjem napona rotora. Nakon dostizanja nominalnog napona rotora broj obrtaja motora moguće je povećati promjenom magnetnog toka a da pri tome snaga ostane konstantna uz smanjenje momenta rotora. Promjena smjera ostvaruje se promjenom smjera struje u kolu rotora.

21

Slika 3.2. Dijagram karakteristike DC motora

Izmjenični elektromotori – ACSinhroni elektromotor (je sinkroni kada je mehanička brzina vrtnje potpuno jednaka

brzini vrtnje njegova obrtnog polja) za razliku od DC ima rotor od permanentnog magneta koji brine za konstantno magnetno polje u rotoru. Za razliku od DC motora kod AC motora promjena broja obrtaja se ostvaruje promjenom frekvencije mreže (50Hz) za što služe frekventni pretvarači.

Asinhroni elektromotor ima isti stator kao i sinkroni ali rotor ima trofazni namotaj. Promjena broja obrtaja kao i kod sinkronog preko frekventnog pretvornika. Odluka sinkroni ili asinkroni ovisi osim o cijeni i o vrsti primjene. Za male i srednje snage preporučuje se asinkroni (jednostavnija konstrukcija) dok sinkroni uz skuplji izvedbu trebaju i dodatni uređaj za zalet.

Slika 3.3. Izmjenični elektromotori – AC

22

HIDRAULIČKI MOTORIHidraulički motori ili bolje rečeno hidraulički pogoni (pumpa, hidromotor) koriste se

na alatnim mašinama gdje je potrebna kontinuirana promjena broja obrtaja. Oni pretvaraju električnu energiju (elektromotor) u hidrauličku (hidromotor) i na kraju u mehaničku energiju pomaka izvršnog organa (alata, obradak).

Podjela hidromotora prema konstrukciji:1. HIDROMOTORI SA KRILNIM JEDINICAMA:

unutarnjom cirkulacijom vanjskom cirkulacijom

2. HIDROMOTORI SA KLIPNIM JEDINICAMA radijalni klipni aksijalni klipni

PREDNOSTI NEDOSTATCIkontinuirana promjena broja obrtaja traži se visoka kvaliteta brtvljenja

miran rad kvalitetno ulje (viskoznost)sistemi su standardizirani (lahka zamjena) mogućnost prodiranja zraka u sistem

sigurnosni ventili (osiguranje od preopterećenja)

Visoka tačnost obrade svih dijelova

Hidromotori sa krilnim jedinicamavanjska cirkulacija

Promjenom ekscentriciteta na rotoru pumpe ep i hidromotora em omogućena je kontinuirana promjena broja obrtaja. Na slici je dat slučaj ep ide od max. do min. vrijednosti što rezultira promjenom broja obrtaja hidromotora od nmax do nmin kao i promjena smjera obrtanja.

Slika 3.4. Hidraulički prijenosnik sa krilnom pumpom i hidromotorom

23

24

3.1.2. Pogon glavnog vretena

Klasični pogonKod klasičnih alatnih mašina sa vanjskim pogonom obrtni moment od pogonskog

elektromotora do glavnog vretena ide preko sistema remenskog i zupčastog prijenosa. Za regulacija broja obrtaja glavnog vretena koriste se različiti parovi zupčanika čijim

međusobnim kombinacijama na izlazu glavnog vretena dobivamo stupnjevitu promjenu (12,16) broja okretaja (450, 560, 710, 900, 1120, 1400 itd.).

Ovakav način regulacije broja obrtaja glavnog vretena danas je napušten jer je imao niz nedostataka:

Masivna i nekompaktna konstrukcija Stupnjevita promjena broja obrtaja Nemogućnost precizne regulacije kretanja Velika buka Gubici u prijenosu

Slika 3.5. Klasični sistem pogona preko zupčanika

Direktni pogonNavedeni nedostaci klasičnog (zupčanicima) sistema sa vanjskim pogonom i

nemogućnost njegove primjene u suvremenim procesima obrade (NC, visokobrzinska) doveli su do razvoja direktnog pogona glavnog vretena koji je u općoj upotrebi danas.

Kompaktnu formu (nema vanjskih mehaničkih jedinica) direktnog pogona glavnog vretena karakterizira niz prednosti:

Kontinuirana promjena broja obrtaja (bilo koji broj okretaja između nmin i nmax) Kompaktna izvedba mašina (ušteda na prostoru) Kraće vrijeme zaleta i kočenja Povećana produktivnost obrade, kvaliteta i tačnost Manje buke i vibracija Veći stepen iskorištenja (nema remenskih i zupčastih gubitaka u prijenosu)

25

Regulacija broja obrtaja glavnog vretena postiže se promjenom frekvencije i napona napajanja asinhronog motora koji je preko zupčaste spojnice (krutost) vezan sa vreteništem.

Slika 3.6. Direktni pogon glavnog vretena

MotorvretenoZa potrebe VBO (visokobrzinske obrade) zadnjih godina primjenjuje se sistem

integrirane gradnje glavnog vretena i elektromotora tzv. Motorvretena. To je ustvari elektromotor čije vreteno je ujedno i glavno vreteno alatne mašine. Broj obrtaja motorvretena seže do čak 100 000 min-1. Posebnu pažnju treba usmjeriti na toplinsku izolaciju vreteništa (zagrijavanje elektromotora), zbog čega se elektromotor tekućinski hladi.

Slika 3.7. Prikaz pogona motorvretena

Davač položaja povezan je direktno sa vretenom čime je omogućena precizna regulacija C-osi. Zbog kompaktnosti moguća je izvedba sa posmičnim kretanjem cijelog vretena umjesto alata (tokarenje). Iako imaju višu cijenu od direktnog pogona i potrebu za toplinskom izolacijom vretena prednosti kao što su, visoki brojevi obrtaja (kraće vrijeme izrade) uz minimalne vibracije (time veća kvaliteta i tačnost), kao i integrirano rješenje (modularna gradnja alatnih mašina) doveli su do intenzivnije upotrebe MOTORVRETANA.

26

3.1.3. Pogoni za pomoćno kretanje

Svi elektromotori (izuzev pravocrtnog) na izlazu daju rotacijsko kretanje koje u slučaju pomoćnog kretanja treba pretvoriti u translatorno kakvo je uglavnom na alatnim mašinama.

To su upravo ona kretanja (alat, obradak) koja ostvaruju zadanu geometriju pripremka (tačnost, kvaliteta), tj. osiguravaju kontinuitet obrade, pa su time i zahtjevnija u pogledu brze promjene brzina, ubrzanja kao i njihovog upravljanja od glavnog kretanja.

Za razliku od motora korištenih za glavno kretanje od motora za pomoćna kretanja traži se još sitnija regulacija i usklađenost sa ostalim pogonima na alatnoj mašini a posebno kod istodobnog upravljanja više osi za obradu složenih profila (npr.lopatice turbine).

Jasno je da ove zahtjeve mogu ispuniti elektromotorni pogoni sa mogućnošću regulacije (programirano kretanje) koje zovemo zajedničkim imenom SERVOMOTORI.

Slika 3.8. Osnovne karakteristike posmičnih sistema

27

vb – brzina putanje alatavf - posmična brzinavcb – brzina blokaEMDP – elektromehanički direktni pogonPCDP - pravocrtni direktni pogon

ELEKTROMEHANIČKI POGON

Kako bi se ostvarilo pomak radnog stola alatne mašine za određenu veličinu potrebno je proslijediti instrukciju (signal) od upravljačke jedinice do servomotora (istosmjerni, izmjenični) koji će djelovanjem vlastitog obrtnog momenta okrenuti vreteno klizača radnog stola što će rezultirati pomjerenjem istog za programiranu veličinu pomaka.

Slika 3.9. Elektromehanički sistemi pogona

28

Kuglično navojno vreteno

Jedan od značajnijih predstavnika direktnog pretvaranja rotacijskog (elektromotor) u translatorno kretanje je kuglično navojno vreteno. Sastoji se od navojnog vretena (dobivena hladnim valjanjem), navojnih matica, kuglica (µ=0,01) i odstojnog prstena za prednaprezanje navojnih matica.

Prednaprezanjem se stvara opterećenje na kuglice a u cilju stvaranja nulte zračnosti kao preduvjeta točnosti kretanja koordinatnih osi alatne mašine. Ovaj sistem je krut i omogućava posmake manjih i većih brzina i nisu samokočiva. Podmazivaju se uljima ili što je češće mastima kao i za kotrljajuće ležajeve.

Slika 3.10. Koso nalijeganje kuglica kod prednaprezanja matica

Slika 3.11. Navojno vreteno, navojna matica i odstojni prsten za prednaprezanje navojnih matica

29

PRAVOCRTNI MOTOR

Pravocrtni motor je moderni modul za translatorno kretanje a slikovito rečeno možemo ga predstaviti kao razvijeni asinhroni motor. Najčešće se primjenjuje za pravocrtne numerički upravljane osi alatnih mašina koje zahtijevaju velika ubrzanja, visoke brzine posmaka, visoku tačnost posmaka, visoku tačnost pozicioniranja, dugi radni hodovi. Sastoji se od magnetske trake ili cijevi po kojoj ili u kojoj se kreće klizač. Kretanje je rezultat magnetskog polja tako da nema direktnog kontakta između kliznih površina.

Dužina je praktično neograničena dok opterećenje je ograničeno (koristi se kod lakših alatnih mašina). Pravocrtni motor nema mehaničkih dijelova za prijenos kretanja (nema trošenja) osim vodilica (valjane, hidrostatičke i aerostatičke).

Slika 3.12. Karakteristike pravocrtnog motora

Pravocrtni motor se sastoji od primarnog (vezanog na suport, stol) i sekundarnog dijela (vezanog na vodilice) između kojih postoje velike sile privlačenja koje se kompenziraju dvostrukim i cijevnim rješenjem pravocrtnih motora.

Također treba osigurati i odgovarajuće hlađenje (tekućinom) primarnog i sekundarnog dijela kako bi se izbjegle toplinske deformacije izazvane niskim postotkom iskorištenja (veliki gubitci).

30

Slika 3.13. Način ugradnje primarnog i sekundarnog dijela

PREDNOSTI NEDOSTATCIpojas regulacija 3-10 puta veći nego

kod elektromehaničkih pogonapotrebno hlađenje primarnog i sekundarnog

dijelanema trošenja dijelova (duži vijek trajanja)

kao ni pretvaranja kružnog u pravocrtno kretanje

magnetno polje veže feromagnetnu strugotinu (potrebna zaštita od SHIP i

strugotine)

visoka točnost pozicioniranja i ponavljanjazahtjevna izvedba upravljanja kod variranja

opterećenjavisoke brzine posmaka do 100m/min i

ubrzanja 10 m/s2velika masa s obzirom na specifične sile i

momentelaka montaža i održavanje relativno visoka cijena (trenutno)

KORAČNI MOTORIRazlikujemo:

1. Elektrokoračni motor – EKM (za manje snage 0,5kW)2. Elektrohidraulički koračni motor – EHKM (hidraulički pojačivač momenta za snage

do 7kW)Oba ova motora spadaju u grupu pogonskih sistema bez povratne veze, tj. nisu potrebni

senzori pozicioniranja položaja kao ni analogno – digitalni pretvarač.

Slika 3.14. Elektrokoračni motor

31

ELEKTROKORAČNI MOTOR - EKM

EKM pobuđuje se pomoću sekvencijalnog izvora impulsa koji stvara magnetni fluks i dovodi do privlačenja (obrta) rotora ka statoru sve dok se ne poklope polovi statora i rotora (zaustavljanje). Ovo pomjeranje dovodi do obrtanja rotora za ugao pomaka (0,72° ili u polukoraku 0,36°) što osigurava stabilan rad. Promjenom smjera napajanja mijenja se i smjer obrtaja EKM.

Slika 3.15. Princip rada elektrokoračnog motora

ELEKTROHIDRAULIČKI KORAČNI MOTOR – EHKM

Kako EKM imaju ograničenja u pogledu snage kao logično rješenje nametnulo se uvođenje hidrauličkog pojačivača snage u vidu EHKM. EHKM se grade uglavnom sa pomjeranjem od 0,01 do 0,005 mm po impulsu. Zbog svoje izlazne snage koriste se za sva posmična pomjeranja (alat, obradak).

Slika 3.16. Princip rada elektrohidrauličnog koračnog motora

32

3.2. MJERNI SISTEMI ALATNIH MAŠINA

Pored dosada bitnih obrađenih elemenata alatnih mašina (konstrukcijski, pogonski) tačnost i pouzdanost pozicioniranja radnih elemenata i mjerenje njihovog položaja predstavlja bitan preduvjet za kvalitetnu obradu.

Slika 3.17 Mjerni sistemi na NC alatnim mašinama

Mjerne sisteme možemo podijeliti, i s obzirom na vrstu i položaj ugradnje mjernog sistema, na:

zatvorene poluzatvorene kvazizatvorene otvorene

3.2.1. Zatvoreni mjerni sistem

Zatvoreni mjerni sistem čine pogonski elektromotor, prijenosni mehanizam (navojno vreteno) a povratna veza ostvarena je preko senzora za pravocrtno pozicioniranje.

Glavni nedostatak zatvorenog mjernog sistema je vremenski pomak između ulaznog i izlaznog signala i dinamička nestabilnost.

Slika 3.18. Zatvoreni mjerni sistem

33

3.2.2. Poluzatvoreni mjerni sistem

Poluzatvoreni mjerni sistem ima kružni davač za ugaono pozicioniranje na kraju mjernog lanca gdje je pomak NU – osi određen preko ugaonog okreta navojnog vretena.

Kod ovog mjernog sistema javljaju se pogreške vezane za tačnost i temperaturu navojnog vretena zbog indirektnog načina mjerenja.

Poluzatvoreni mjerni sistem je jeftiniji od zatvorenog.

Slika 3.19. Poluzatvoreni mjerni sistem

3.2.3. Kvazizatvoreni mjerni sistem

Kvazizatvoreni mjerni sistem je funkcionalno jednak poluzatvorenom samo se mjerni kružni davač ne nalazi na kraju navojnog vretena nego na pogonskom elektromotoru čime se smanjuje utjecaj vibracija na tačnost.

Slika 3.20. Kvazizatvoreni mjerni sistem

3.2.4. Otvoreni mjerni sistem

Otvoreni mjerni sistem koristi za pogon elektrokoračni motor ili elektrohidraulički koračni motor. Iz toga razloga nisu potrebni mjerni davači (programirani korak motora), A/D pretvornici a ni povratna veza. Nedostatak povratne veze je najveći nedostatak ovog mjernog sistema pa se zato i koristi kod jednostavnijih izvedbi upravljanja.

Slika 3.21. Otvoreni mjerni sistem

34

3.2.5. Direktno mjerenje položaja

Direktni (bez posrednika) sistem mjerenja položaja pokretnih dijelova alatnih mašina (NC osi) u odnosu na nepokretni dio ostvaruje se pomoću mjerne letve i mjerne glave.

Ovim načinom mjerenja izbjegnute su pogreške koje nastaju zbog posrednih elemenata u mjernom lancu. Mjerna letva je pričvršćena na nepokretni ili pokretni dio klizača. Zahtjev za što manjim toplinskim izduženjem postiže se postavljanjem mjerne letve na letvu od INVAR čelika (10 puta manji faktor izduženja od klasičnog čelika).

Slika 3.22. Direktno mjerenje položaja

3.2.6. Indirektno mjerenje položaja

Indirektni sistem mjerenja položaja koristi kružni davač smješten na kraju kugličnog navojnog vretena ili kućišta elektromotora. Za razliku od direktnog indirektni sistem mjerenja ne uzima u obzir eventualne greške na kugličnom navojnom vretenu kao što su:

pogreške koraka zračnost matice i vretena (nedovoljno preopterećenje) uvijanje vretena toplinsku dilataciju vretena

Slika 3.23. Indirektni sistem mjerenja

35

3.2.7. Mjerni elementi

Osnovni mjerni moduli (elementi) u sistemu upravljanja alatnih mašina: numerički pokazivač pozicije linearni davač (apsolutni, inkrementni) Rotacijski davač (apsolutni, inkrementni)

Slika 3.24. Mjerni elementi

Numerički pokazivač pozicijeNumerički pokazivači pozicije služe za precizno, pouzdano, kontinuirano vizualno

prikazivanje položaja pokretnih dijelova alatnih mašina (NC osi), dimenzija radnog obratka itd.

Uvijek idu u paketu zajedno sa linearnim i rotacijskim davačima i posebno su zanimljivi kod modernizacije starih (klasičnih) alatnih mašina kada želimo povećati produktivnost i kvalitetu proizvoda. Ovisno o izvedbi uređaja možemo istodobno pratiti i upravljati s više NC – osi (dvije, tri, itd.). Rezolucija se kreće od uvjetno grube 10 µm do izrazito fine 5 nm.

Tipične funkcije pokazivača su: trenutna pozicija, udaljenost od zadate pozicije, programska memorija, memorija alata, RS – 232 izlaz.

Slika 3.25. Numerički pokazivači pozicije

36

Linearni davačLinearni davač (mjerna letva) služi za mjerenje dužina, za pozicioniranje, za kontrolu

dimenzija preko numeričkog pokazivača pozicije. Linearni mjerni davač radi na fotoelektričnom principu, što znači osvjetljavanjem iscrtanih mjernih mreža na staklenoj ploči (metalna traka) pomoću fotoelektričnog elementa izaziva se pojava električnog napona koji se filtrira i pojačava da bi u obliku digitalnih brojki pojavio se na monitoru.

Mjerne letve su vezane za čvrste ili pokretne dijelove alatne mašine te je time eliminiran utjecaj zračnosti i trošenja navojnih vretena NC osi. Mjerni davači su zaštičeni od nečistoće i strugotine.

Slika 3.26. Linearni mjerni davači

Slika 3.27. Princip fotoelektričnog skeniranja kod apsolutnog linearnog davača

37

Slika 3.28 Princip fotoelektričnog skeniranja staklene skale kod inkrementalnog linearnog davača

Slika 3.29. Princip fotoelektričnog skeniranja čelične trake (inkrementalni davač) refleksnom metodom

Princip mjerenja kod linearnog davačaOvisno radi li se o inkrementalnom (mjeri pozitivnu ili negativnu promjenu dužine

putanje) ili apsolutnom linearnom davaču razlikuje se i metoda graviranja mjernih polja.Nanesena su u obliku svijetlih (prozirnih) i sivih (neprozirnih) polja. Pojednostavljeno

rečeno princip mjerenja je sličan mjerenju pomičnim mjerilom (nonijus).

38

Slika 3.30. Princip mjerenja linearnog mjernog davača – binarni kod

Rotacijski davačRotacijski davači mogu biti i u ugaonoj izvedbi (vrlo fina regulacija) za rotacijske

stolove, a dijelimo ih kao i linijske na inkrementne i apsolutne rotacijske davače. Princip rada je isti kao i linijski davači samo je skala u obliku kružnog prstena (kružni segmenti). Imaju funkciju mjerenja uglova pri rotacijskom kretanju, pozicioniranju suporta, i ne samo kod alatnih mašina već gdje god su potrebna tačna pozicioniranja (robot).

Broj podjela na skali ovisi o namjeni davača i kreće se od 100 – 5 000 podjela. Kompaktne i hermetički zatvorene konstrukcije, a montira se na navojnom vretenu.

Slika 3.31. Rotacijski i ugaonio davač

Slika 3.32. Princip skeniranja kod apsolutnog kružnog davača

39

Slika 3.33. Princip fotoelektričnog skeniranja kod inkrementalnog kružnog davača

4. KONVENCIONALNE MAŠINE SA CNC UPRAVLJANJEM

4.1. CNC TOKARILICE

4.1.1. Glavne karakteristike tokarilica i osnovni tipovi obrade

Tokarenje je vrsta obrade na tokarilicama rotacijskih dijelova. Ovisno o načinu stezanja mogu se obrađivati i dijelovi koji nisu simetrični (koljenasto vreteno).

Glavno kretanje (kružno) ostvaruje obradak stegnut u steznu glavu, u slučajevima pogonjenih alata imamo glavno kružno kretanje alata.

Pomoćno gibanje je translacijsko i izvodi ga alat. Kvaliteta obrađene površine kreće se od N4 kod završne fine obrade. Osnovne operacije koje se mogu izvesti na tokarilicama ovisno o korištenim alatima su:

Uzdužna vanjska i unutarnja obrada Čeona Odrezivanje Zabušivanje i bušenje Profilna obrada (kugla, utora) Narezivanje i urezivanje navoja

4.1.2. Koordinatni sistemi na alatnim mašinama

ISO R841 definirao je pravac za glavne osi X, Y, Z na temelju pravila “desne ruke”. Također i rotacijske osi A, B, C (pozitivan smjer kazaljke na satu) su definirane preko glavnih osi. Eventualna odstupanja od navedenog kao razlog mogu imati olakšanje kod programiranja.

Z-os (pozitivno usmjerenje od radnog vretena prema van) predstavlja os radnoga vretena (tokarilice, glodalice), dok smjer pozitivnog dijela X-os kod tokarilica ovisi o smještaju nosača alata (sa prednje ili zadnje strane). Y-os (uglavnom kod glodalica) predstavlja pravac kretanja stola. Bez znanja o postavkama osi na mašini nije moguće programirati mašinu.

40

Slika 4.1. Koordinatni sistem alatnih mašina po ISO R841

4.1.3. Vrste tokarilica

Prve mašine koje su se uopće pojavili bile su tokarilice tj. bila je potreba za obradom dijelova kružnog poprečnog presjeka (Watt-ova parna mašina). Do danas područje alatnih mašina se intenzivno razvijalo u konstrukcijskom i upravljačkom dijelu pa shodno tomu postoje i različite podjele tokarilica. Osnovna podjela tokarilica prema položaju radnog vretena (konstrukcijski) može se svesti na:

Horizontalne (horizontalno radno vreteno) i Vertikalne tokarilice (karusel tokarilice)

Jednostupne i Dvostupne

Prema načinu upravljanja: Klasične tokarilice Kopirne Poluautomatske Klasične automatske

Jednovretene Viševretene

Ciklusne tokarilice NC/CNC

41

42

4.1.4. Stezanje alata i obradaka na tokarilici Prve tokarilice sa revolverskom glavom kao nosačem alata imale su zajedničko ime

revolverske tokarilice. Revolverska glava ubrzo je postala standard za fiksni smještaj alata za obradu (6,8,12 pozicija). S obzirom na os rotacije revolverske glave u odnosu na os rotacije obratka razlikujemo tri osnovna tipa (slike):

paralelne osi rotacije (manji prostor ali i opasnost od kolizije)

Slika 4.2. Stezanje alata i obradaka na tokarilici – revolver glava

os rotacije rev. glave okomita na os radnog komada (veći prostor, kolizija izbjegnuta)

koso postavljena os rotacije rev. glave (kompromisno rješenje)Da bi alat bio postavljen na rev. glavu potreban je nosač alata (standardiziran).

Slika 4.3. Stezanje alata i obradaka na tokarilici – revolver glava

Kod automatizirane obrade (iz šipke) na tokarilicama koriste se i dostavljači šipki (bar feeding) koji imaju funkciji dopreme šipkastog ili profilnog materijala do stezne glave tokarilice.

43

Na temelju toga potrebno je samo dopremiti materijal viljuškarom. Time je omogućeno da jedan operater nadgleda cijeli proces.

Slika 4.4. Stezanje alata i obradaka na tokarilici – nosač šipki

Slika 4.5. Stezanje alata i obradaka na tokarilici – pomična puša

Elastična stezna čahura upravo omogućava brzo stezanje šipkastih materijala, dok pomična puša omogućava izradu kratkih komada zbog horizontalnog kretanja stezne glave a ne alata (samo vertikalno kretanje).

Elementi koji se pojavljuju na klasičnim tokarilicama ostali su funkcionalno isti i na NC/CNC tokarilicama. Pored oslonca u steznoj glavi kod obrade dugačkih komada potrebno je izvršiti i pozicioniranje jednog kraja u pinoli KONJIĆA-JAHAČA. U tu svrhu se koriste i LINETE koje služe kao još jedan oslonac obratku, pored stezne glave i konjića, a koriste se kod obrade dugačkih izradaka kod kojih bi usljed djelovanja reznih sila došlo do krivljenja (ugibanja) koje je upravo izbjegnuto korištenjem lineta.

44

Slika 4.6. Stezanje alata i obradaka na tokarilici – konjić, lineta

4.1.5. Višesuportne tokarilice

Automatska tokarilicaTokarilice sa više suporta neovisno jednovretene ili viševretene mogu imati veći broj

suporta: uzdužnih, poprečnih, križnih a zahvaljujući NC upravljanju moguće je sinkronizirano djelovanje suporta ovisno o zahtjevima obratka. Broj suporta i alata isključivo ovisi o veličiniradnog prostora i potrebama obrade.

Slika 4.7. Višesuportne tokarilice

4.1.6. Viševretene tokarilice

Viševretene tokarilice su alatne mašine kod kojih se obrada istodobno obavlja na više vretena. Ovisno o broju vretena dijelimo ih na 2-3-4-5-6-8 vretena (slika 4.8.). Osnovna karakteristika ovih tokarilica da istodobno može raditi više alata na svakom vretenu. Iz toga razloga veoma je bitna podjela obrade na operacije i zahvate i to tako da od početnog (gdje se steže komad) do zadnjeg vretena (odsijecanje komada) je automatizirana obrada usklađenih vremena (približno jednaka) na svim vretenima što dovodi do uštede u pomoćnim vremenima.

45

Ranija rješenja ovih tokarilica su bila sa krutom memorijom (masovna proizvodnja) dok danas su CNC upravljana što daje veliku fleksibilnost obrade. Također ovisno o planu obrade moguće je istodobno obrađivati i više izradaka ili više sličnih izradaka. Broj suporta (nosača alata) ovisi o broju vretena.

Slika 4.8. Viševretene tokarilice

Slika 4.9. Primjer obrade na šestovretenoj tokarilici

46

4.1.5. Tokarilice sa suprotnim vretenom

Pored izvedbe viševretenih tokarilica postoje i izvedbe tokarilica sa dva vretena ali suprotno postavljena tako da omogućuju kompletnu obradu (visokoučinkovitu) kratkih i šipkastih izradaka u dvije stezne glave (slika 4.10.) bez posredovanja radnika.

Slika 4.10. Tokarilice sa suprotnim vretenom

Slika 4.11. Tokarilice sa suprotnim vretenom

47

4.2. CNC GLODALICE

4.2.1. Glavne karakteristike glodalica i osnovni tipovi obrade

Glodanje je obrada glodalima prizmatičnih dijelova (jednostavne i složene geometrije) na mašinama zvanim glodalicama. Glodala zbog više reznih površina (za razliku od tokarskog noža) omogućavaju veliku produktivnost.

Glavno kretanje (kružno) ostvaruje alat stegnut u radno vreteno dok pomoćna kretanja ostvaruje obradak i/ili alat (ovisno o konstrukciji) i ona su translacijska (klasične glodalice) i rotacijska (stolovi). Zbog toga je i obrada glodanjem složenija (geometrija alata) i zahtjevnija (upravljanje). Kvaliteta obrađene površine kreće se od N5 kod završne fine obrade.

Opća podjela obrada glodanjem može se svesti na tri osnovna tipa: Obodno glodanje Čeono glodanje Kombinirano glodanje

Osnovne operacije koje se mogu izvesti na glodalicama ovisno o korištenim alatima su:

Obrada ravnih površina (valjkasta, čeona glodala) Kanali i žlijebovi različitih oblika (pločasta, vretenasta glodala) Profili složene geometrije (profilno glodalo) Zupčanici (modulna glodala)

48

Slika 4.12. Operacije koje se mogu izvoditi na glodalici

4.2.2. Osnovna podjela glodalica GLODALICA

Prva uopće NC mašina koja se pojavio nakon dugogodišnjeg razvoja na M.I.T. 1952 godine bila je upravo glodalica (“Hydro Tel”) firme “Cincinnati Milacron”. Upravo ovaj podatak govori o značaju glodalica u industrijskoj proizvodnji, poglavito sa svakim danom sve većih zahtjeva u pogledu složenosti geometrijskih površina i potrebe za višeosnim istodobnim upravljanjem.

Osnovna podjela glodalica prema položaju radnog vretena može se svesti na: Horizontalne

Uzdužna Kombinirana bušilica – glodalica

Vertikalne Karusel Portalna

Gantry Kombinirane

Univerzalna glodalica

Prema načinu upravljanja: Klasične glodalice Kopirne NC/CNC

Slika 4.13. NC – osi na glodalici

4.2.3. Univerzalna glodalica

Osnovna karakteristika univerzalne u odnosu na horizontalnu glodalicu je mogućnost izrade zupčanika i spirala zahvaljujući okretnom stolu. Upravo ostvarivanje istodobnog pravocrtnog i kružnog kretanja obratka svrstava ove glodalice u posebnu grupu tzv. UNIVERZALNIH GLODALICA. Pored ove mogućnosti obrade univerzalnost ove glodalice očituje se i u mogućnosti postavljanja vertikalnog vretena (vertikalna glodalica), kao i noža za dubljenje (vetikalna dubilica).

49

Slika 4.14. Univerzalna glodalica

4.2.4. Alatna glodalica AG – 400 CNC

Alatna glodalica (izrada alata, štanci, kalupa) AG 400 CNC gdje 400 označava priteznu površinu stola (400×500mm). Ima mogućnost okretanja radnog vretena u obje strane za 90°. Mogućnost istodobnog upravljanja sa 4 osi.

Slika 4.15. Alatna glodalica AG – 400 CNC

50

4.2.5. Horizontalna vs. Vertikalna glodalica

Osim razlike u položaju radnog vretena (konstrukcijski) horizontalna i vertikalna glodalica razlikuju se i u tehnološkim karakteristikama. Horizontalne glodalice imaju bolji pristup radnom prostoru tj. prostor iznad radnog stola je slobodan (kod vertikalnih nije) što omogućava i obradu dijelova većih dimenzija i masa. Horizontalne glodalice su uglavnom koriste za obradu kutijastih dijelova (blokovi motora) gdje u jednom stezanju moguće je obraditi sve bočne strane.

51

Slika 4.16 Koordinatne ose horizontalne i vertikalne glodalice

Slika 4.17. Velika portalna glodalica

52

4.2.6. Vertikalna portalna glodalica - gantry tip

Glavna razlika između klasične portalne glodalice (kretanje ima stol) i portalne glodalice Gantry tipa je u mogućnosti kretanja portala (Gantry glodalice) duž cijelog stola. Kao i klasična portalna glodalica koristi se u obradama dijelova velikih dimenzija i masa (30 m i 50 t) kao npr. cilindarski blokovi dizel motora, kućišta turbina, itd.

Slika 4.19. Upravljačke ose vertikalne portalne glodalice

53

Slika 4.18. Gantry glodalica – upravljačke osi

4.2.7. 5 – osne glodalice

Glavna prednost alatnih mašina. sa više osi je u njihovoj fleksibilnosti tj., mogućnosti pozicioniranja alata u željenoj tački na obratku. Što mašina ima više osi kretanja to je i veća mogućnost izrade geometrijski zahtjevnih profila (npr. lopatice turbina).

5 osi na glodalici (u odnosu na 3 klasične) moguće je postići na neki od ovih načina: fiksnim obratkom i rotacijom u dvije osi alata, zakretanjem jedne osi alata i dodatne osi stola (okretanje obratka), fiksne osi alata (3 osi) plus dvije dodatne osi dobivene rotacijom stola.

Slika 4.20. Primjeri 5 – osnih glodalica

54

Slika 4.21. Primjeri 5 – osnog glodanja

4.3. CNC BUŠILICE

4.3.1. Osnovne podjele i operacijena bušilicama

Bušenje je obrada svrdlima (alat) na bušilicama, tokarilicama, glodalicama u cilju bušenja i proširivanja provrta različitih dubina tj. neprolaznih (“slijepih provrta”) i prolaznih provrta. Ovisno o načinu obrade provrta razlikujemo glavno i pomoćno kretanje.

Glavno kretanje (kružno) ostvaruje alat stegnut u radno vreteno kao i pomoćno kretanje koje je pravocrtno i okomito na predmet obrade (bušilice, glodalice). Od ovog pravila se odstupa kod obrade provrta na tokarilicama (bez pogonjenih alata) gdje glavno kretanje je kružno i ostvaruje ga obradak dok alat ima pomoćno pravocrtno kretanje.

Postupci obrade provrta mogu se podijeliti s obzirom na korišteni alat: Bušenje (svrdlo) Upuštanje i proširivanje (upuštala) Razvrtanje (razvrtala)Kvaliteta obrađene površine ovisi o navedenim postupcima i kreće se od N12 kod

grubog bušenja preko upuštanja (N9) do završne fine obrade razvrtanjem (N4). Osnovne operacije koje se mogu izvesti na bušilicama ovisno o korištenim alatima su:

Klasično bušenje prolaznih i neprolaznih provrta (L=2×D, 3×D, 4×D) Bušenje dubokih provrta (veći od 5×D)

u puno i sa jezgrom

Upuštanje i proširivanje već postojećih otvora (konično, cilindrično stupnjevito)

55

4.3.2. Alati za bušenje

Slika 4.22. Svrdla sa izmjenjivim pločicama

4.3.3. Vrste bušilica

Osnovna podjela bušilica može se svesti na: Stolne Stupne Radijalne Koordinatne Viševretene Bušilice-glodalice Specijalne (za duboka bušenja)

Horizontalne bušilice za topovska svrdla Ejektorski sistem bušenja BTA (British Thomson Association)

Ako je potrebno bušiti manji broj provrta (pojedinačna ili maloserijska proizvodnja) ili na manjem obratku bušenje se obično izvodi stolnom, stupnom ili radijalnom bušilicom. Uglavnom ih se može naći još u alatnicama i pogonima za održavanje alatnih mašina.

56

Slika 4.23. Stupna i stolna bušilica

4.3.4. Radijalna bušilica

Radijalne bušilice su mašine masivne konstrukcije i primjenjuju se za obradu teških i srednje teških komada u maloserijskoj proizvodnji. Sastoji se od stupa i jedne konzole koja se može okretati oko stupa za 360°. Na konzoli je vretenište sa elektromotorom. Vretenište se može pomjerati po konzoli dok se ne postigne tražena pozicija za izradu provrta.

Slika 4.24. Radijalna bušilica

57

1 – postolje2 – okretni stup3 – vretenište4 – elektromotor za radno vreteno5 – konzola6 – radno vreteno7 – uzdužni pomak konzole-ručica8 – prizma9 – motor za vertikalni pomak

4.3.5. Viševretena bušilica

Kod većeg broja provrta velike serije i ako pri tome moraju biti strogo zadovoljeni zahtjevi u pogledu tačnosti osnih razmaka (blokovi motora, kućišta) primjenjuju se viševretene bušilice. Imaju mogućnost istodobnog bušenja i narezivanja navoja u jednom hodu što ih čini učinkovitim mašinama,a grade se na modularnom principu.

Slika 4.25. Viševretena bušilica

58

4.3.6. Duboko bušenje

Pored navedenih klasičnih bušilica postoje i specijalne bušilice namijenjene za duboka bušenja. S obzirom na konstrukciju mašina, alate i tehnologiju bušenja razlikujemo 3 glavna tipa bušenja dubokih provrta:

a) duboko bušenje provrta topovskim svrdlom,b) BTA sustav za duboko bušenje ic) Ejektorski princip dubokog bušenja

Slika 4.26. Svrdla za duboko bušenjePotreba za dubokim bušenjem posebno je izražena kod obrade provrta za hlađenje i

podmazivanje, obrade cilindara, kaluparskoj industriji, tj. gdje god je potreba za raznim provrtima (L > 5D) pod različitim uglovima, promjerima i dužinama.

Slika 4.27. Primjer dubokog bušenja

59

4.3.7. Bušilica za duboko bušenje provrta topovskim svrdlom

Bušenje topovskim svrdlima je najstariji proces bušenja dubokih provrta (pištolji). Uglavnom se koristi za manje promjere već od 0,8 mm. Svrdlo ima oblik slova “V” tj. 120° (1/3 presjeka) zauzima prostor za odvođenje strugotine iz zone rezanja dok kroz svrdlo u provrt dolazi SHIP pod visokim pritiskom i pomaže u lomljenju i izbacivanju strugotine iz provrta.

Slika 4.28. Bušilica za duboko bušenje provrta topovskim svrdlom

60

4.3.8. BTA sistem za duboko bušenje

BTA (British Thomson Association) ili STS (single tube system) sistem bušenja dubokih provrta BTA svrdlom (promjere veće od 12 mm manji od 50 mm). Svrdlo se sastoji od glave za bušenje i držača u obliku cijevi, a veza je ostvarena navojem, tj. jedan držač može se koristit za više glava za bušenje. Ima jednu reznu ivicu i dvije potporne vođice.

Razlika od bušenja topovskim svrdlom je u načinu dotoka SHIP. Zahvaljujući zazoru između držača i promjera provrta SHIP dolazi sa vanjske strane lomi i odvodi strugotinu kroz čeoni otvor. BTA sistem se koristi kod promjera iznad 12 mm i gdje se traži visoka produktivnost, veliki broj vretena ima prednost nad topovskim sistemom koji je u tom slučaju skuplji i do 5 puta (iako su troškovi po provrtu manji).

Slika 4.29. BTA sistem za duboko bušenje

Slika 4.30. STS sistem za duboko bušenje

61

4.3.9. Ejektorski princip dubokog bušenja

Prva dva načina izrade provrta koriste jednorezni alat, dok ejektorski princip ima dvije rezne oštrice koje su postavljene različito što omogućava lomljenje strugotine.

Ovdje je držaču pridodata još jedna cijev (TTS – two tube system) što je različito od topovskog i BTA sistema, tako da SHIP dolazi kroz zazor između dviju cijevi i odnosi strugotinu kroz unutarnju cijev (ejektorski princip). Minimalni promjer provrta koji se može obraditi je 19mm. Potrebni pritisak SHIP je manji nego kod BTA sistema i nezahtijeva strogo brtvljenje između obratka i alata kao kod BTA sistema.

Slika 4.31. Ejektorski princip dubokog bušenja

62

4.4. CNC BRUSILICE

4.4.1. Brusilice podjela i izvedbena rješenja

Brušenje spada u postupke obrade kojima se ostvaruje završna fina obrada sa najboljom kvalitetom obrađene površine (N1 kod poliranja). Kao alat koristi se brus (nedefinirane rezne geometrije) koji se sastoji od tvrdih čestica međusobno vezanih vezivnom masom.

Glavno kretanje (kružno) ostvaruje alat dok posmičnih kretanja može biti više (kružna ili pravocrtna) ostvaruje obradak. Ovisno o konstrukciji posmično kretanje može ostvariti i alat.

Općenito postupci alatima nedefinirane geometrije mogu se podijeliti na: Brušenje (brusilice)

Brusilice za vanjsku obradu (okruglo, ravno) Brusilice za unutarnju obradu Brusilice bez šiljaka Brusilice za profilna brušenja Brusilica za alate itd.

Honovanje (mašine za honovanje) Superfiniš PoliranjeLepovanje (mašine za lepovanje)

Slika 4.32 Vanjski i unutrašnji postupci brušenja

63

Slika 4.33. Vanjska profilna brusilica

4.4.2. Alatna brusilica

Alatna brusilica sa 8 upravljanih osa za brušenje i oštrenje reznih alata složenog oblika u jednom stezanju.

64

Slika 4.34. Brusilica za alate

4.5. CNC BLANJALICE I MAŠINE ZA PROVLAČENJE

Blanjanje je postupak obrade sličan tokarenju obratka beskonačno velikog promjera ali ravnih površina. Proizvodnost je niska (radni i povratni hod) pa se rijetko gdje mogu još naći. Ovisno o vrsti kretanja (alat ili obradak) razlikujemo:

Kratkohodne blanjalice (glavno kretanje pravocrtno – alat, posmično kretanje pravocrtno obradak)

Dubilica – vertikalno blanjanje Dugohodne blanjalice (glavno kretanje pravocrtno – obradak, posmično kretanje

pravocrtno alat)Mašine za provlačenje se koriste za obradu profilnih površina a koriste specijalno

izrađen alat (prema profilu) obratka. Alat skida slojeve materijala postupno tj. svaki zub skida određeni sloj. Za razliku od blanjanja to je kontinuirani postupak i u jednom prolazu imamo gotov oblik.

Postoji samo glavno kretanje (alat – igla) i ono je pravocrtno, posmičnog kretanja nema.Provlačenje se izvodi na specijalnim mašinama i mogu biti horizontalno i vertikalno

postavljene. Prema položaju igle za provlačenje razlikujemo: Horizontalne Vertikalne mašine za provlačenje

65

Slika 4.35. Softver za brušenja različitih tipova alata

Slika 4.38. Shema postupka provlačenja, princip obrade i vertikalna mašina za provlačenje

66

Slika 4.36. Kratkohodna blanjalica

Slika 4.37. Primjeri unutrašnjeg provlačenja

5. NEKONVENCIONALNE MAŠINE SA CNC UPRAVLJANJEMNekonvencionalne tehnologije obrade čine postupci odvajanja čestica materijala bez

djelovanja mehaničkih sila. Većina ovih postupaka je prihvaćena i ima veliku primjenu u industriji. Primjenjuju se za operacije kod kojih su stariji, tradicionalni postupci obrade neekonomični ili ih nije moguće primijeniti u sljedećim specifičnim uvjetima:

u obradi vrlo tvrdih i žilavih materijala, za postizanje zahtjevne kvalitete obrade površine, kod izrade složenih oblika predmeta.

Kod nekonvencionalnih postupaka obrade, odvajanje čestica materijala se izvodi korištenjem različitih oblika energije pa je, na temelju toga, izvedena njihova podjela na ove vrste:

1. Mehanički – odvajanje materijala obratka pomoću velike brzine mlaza fluida, sa ili bez brusnih zrnaca:

ultrazvučna obrada, obrada vodenim mlazom, obrada smjesom abrazivnih zrnaca i vode, obrada abrazivnim mlazom.

2. Električni – elektrohemijska energija odstranjuje materijal: elektrohemijska obrada, elektrohemijsko skidanje ivica, elektrohemijsko brušenje.

3. Toplinski – toplinska energija, koja se dovodi na mali dio površine obratka, odstranjuje materijal taljenjem i isparavanjem:

elektroerozija, elektroerozija s žicom, elektronskim snopom, laser, mlaz plazme.

4. Hemijski – hemijska kiselina, koristeći zaštitne maske, selektivno odstranjuje materijal obratka:

fotohemijska obrada, hemijsko glodanje, sječenje i graviranje.

67

5.1. Elektroerozija iskrom

Elektroerozija je proces obrade elektrovodljivih materijala s nizom odvojeno izbijenih električnih iskri. Iskre nastaju između suprotno nabijenih elektroda alata i obratka. Proces se naziva elektroerozija ili EDM (Electrical Discharge Machining) postupak. Od svih nekonvencionalnih postupaka obrade elektroerozija ima najširu primjenu. Postupak se koristi u mikro-obradi (na primjer, bušenje provrta promjera od 10 m) i makro-obradi (na primjer, izrada matrica za prešanje, teških i do nekoliko tona). U usporedbi sa starijim metodama, elektroerozija iskrom ima niz prednosti, naročito pri obradi tvrdih, toplinski otpornih materijala i obradaka, koji imaju složeni geometrijski oblik, kao što su: kovački ukovnji, kalupi za lijevanje i prešanje plastičnih masa, žigovi, matrice i slični oblici.

Kod elektroerozije iskrom elektroda-alata i elektroda-obratka su suprotno spojene na istosmjerni izvor struje i uronjene u tekućinu. Tekućina ima izolacijska svojstva i naziva se dielektrična tekućina ili dielektrik. Na mjestu gdje je razmak između elektrode i alata najmanji dolazi do odvajanja materijala iz obratka. Važan preduvjet obrade jesu odvojeni izboji iskri u slijedu jedna iza druge.

Svi materijali, koji provode elektricitet (metali, legure, karbidi, grafiti i dr.), pogodni su za obradu elektroerozijom.. Mehanička svojstva materijala (tvrdoća, čvrstoću i žilavost) ne utječu na proces obrade. Alat je u većini slučajeva spojen na pozitivan pol-anodu, a obradak na negativan pol-katodu. Razmak između alata i obratka je vrlo mali: od 0,4 do 0,004 mm, i regulira se uz pomoć radnog napona.

Slika 5.2. Proces elektroerozije

Osnovne prednosti elektroerozivne obrade iskrom su: Nikakve mehaničke sile ne djeluju na obradak, Izostanak mehaničkih sila eliminira

problem trošenja alata i tako garantira apsolutnu tačnost dimenzija bez obzira na broj obrađenih izradaka.

Čvrsto držanje obradaka za vrijeme obrade eliminira potrebu za steznim napravama i smanjuje vrijeme pripreme.

Iako u postupku koriste električne iskre opasnosti za operatera nema, a ne postoje ni preveliki problemi vezani uz zaštitu okoliša.

Vrlo tvrdi materijali (tvrde čelične legure, kaljeni čelici, titan) mogu se vrlo efikasno obrađivati elektroerozijom, nema problema vezanih uz lom alata.

Glodanje četvrtastog udubljenja nije moguće. Elektroerozija sa žicom može postići vrlo oštre bridove.

Elektroerozija se može činiti sporom obradom, ali to nije tako jer alat u kontinuiranoj obradi stvara konturu obratka.

68

Kvalitetna površina obrade, koja se odmah postiže elektroerozijom, eliminira potrebu za velikim brojem operacija potrebnih kod tradicionalne obrade.

Kod elektroerozije samo nekoliko sekvenci je potrebno. Obradak se obrađuje samo s jedim alatom i na jednoj mašini.

Slika 5.2 Mašina za elektroeroziju iskrom

Slika 5.3 Tipični proizvodi izrađeni postupkom elektroerozije iskrom

69

5.2. Elektrohemijska obrada

Elektrohemijska ili ECM (Electro Chemical Machining) obrada je kontrolirani elektrohemijski postupak kojim se obrađuju pretežno metalni materijali. Postoje različiti postupci elektrohemijske obrade: tokarenje, glodanje, bušenje, brušenje i direktna trodimenzionalna obrada.

Najvažnije područje primjene elektrohemijskog postupka je obrada materijala koji su tvrdi, otporni na toplinu, koroziju i koje je teško ili nemoguće obraditi s alatima za obradu skidanjem strugotine. Osim toga, važno područje njihove primjene je obrada složenih oblika obratka kao što su: lopatice i rotori turbina, kovački ukovnji, kalupi za lijevanje, matrice, žigovi i dr.

Zbog visokih troškova opreme, alata i pripreme, kao i vrlo malog trošenja alata elektrohemijska obrada se primjenjuje u velikoserijskoj i masovnoj proizvodnji. U maloserijskoj proizvodnji se koristi u manjoj mjeri.

Slika 5.4. Primjeri obrađenih dijelova elektrohemijskom obradom(AEG-Elotherm-Germany)

Slika 5.5. Alatna mašina za elektrohemijsku obradu (AEG-Elotherm-Germany)

70

5.3. Obrada mlazom vodeObrada mlazom vode ili WJM (Water Jet Machining) postupak koristi vrlo visoku

brzinu vode kao rezni alat. Ovaj postupak obrade ograničen je za rezanje nemetalnih materijala, kada se mlaz fluida sastoji samo iz vode. Ako se u mlaz vode dodaju fini abrazivi, tada se postupak može koristiti i za obradu metala, stakla, keramike i drugih tvrdih materijala.

Voda pritiska od 4000 bara prolazi kroz sapnicu promjera 0,1 do 0,56 mm brzinom od 700 do 900 m/s. Udar mlaza uzrokuje prekid kohezivnih međuatomskih sila materijala, što dovodi do odvajanja i rezanja obratka. Vodeni mlaz je vrlo kratko vrijeme u dodiru s materijalom. Materijali, kao što su papir, tkanine, fiberstaklo, plastika i dr., mogu se bez rizika rezati. Temperatura u zoni rezanja ne prelazi 70 0C.

Slika 5.6. Abrazivna vodena mlaznica

71

Sapnica

Ulaz vode

Abrazivi

Komora za miješanje

Tijelo mlaznice

Komora za miješanje

Slika 5.7. Tipični proizvodi abrazivne obrade mlazom vode

Značajne su prednosti obrade vodenim mlazom: rezanje u svim pravcima, smanjenje troškova alata, minimalne sile rezanja (5 do 130 N), nije potrebno stezanje obratka, označavanje i markiranje obratka nije potrebno, obrađena površina nema zaostalih naprezanja i deformacija, obrada različitih materijala bez mijenjanja opreme i alata, kvaliteta reza je ista za sve slojeve „sendvič“ materijala, nema poteškoća s oštrim bridovima odreza, mala debljina reza i mali gubitak materijala, vrlo jednostavna integracija u robotizirane sisteme.

Sistem obrade vodenim mlazom vrlo jednostavno se integrira i koristi na univerzalnim karteziskim i čovjekolikim robotima. Univerzalni roboti trebaju imati ponovljivost ± 0,1 mm. Robot može normalno stajati ili biti pričvrščen za strop. Robot vodi mlaznicu vrlo blizu površine obratka duž programirane putanje kretanja. Pošto WJM stvara veliku buku i do 120 dB robot se postavlja u posebne komore koje reduciraju nivo buke na 80 dB. Komora također eliminira probleme vezane uz veliku vlažnost zraka. Ovakve komore sa WJM i robotom se najviše koriste u automobilskoj industriji. Kao na primjer, rezanje automobilskih tepiha. U robotiziranom WJM sistemu i do 500.000 različitih vrsta tepiha se može proizvesti na godinu. Cijena instalacije se kreće od 400.000 dolara na više i isplativa je u roku od 9 do 12 mjeseci.

Slika 5.8. Ruka robota sa sistemom za obradu vodnim mlazom

72

5.4. Obrada laseromLaser je akronim engleskog izraza: Light Amplification by Stimulated Emission of

Radiation, pojačanje svjetlosti s stimuliranom emisijom zračenja. Lasersko svijetlo ima veliki intenzitet, jednu valnu duljinu, širi se u jednom smjeru, ima mali poprečni presjek i može se vrlo precizno fokusirati. Laserski uređaj pretvara električnu ili svjetlosnu energiju u svjetlost gore navedenih specifičnih svojstava. Osnove funkcioniranja procesa otkrio je 1917. godine Albert Einstain. No, svijet je trebao čekati sve do 1960. godine, kada je konačno bila dostupna sva tehnologija za proizvodnju industrijskog lasera. Laser se koristi u mnogim područjima tehnike od elektronike, telekomunikacija, kompjutora, medicine, vojne industrije, mjernih instrumenata do alata za naučnih istraživanja. Najsnažniji laseri se primjenjuju u proizvodnoj industriji za rezanje, zavarivanje i toplinsku obradu materijala.

Laser se sastoji iz tri dijela: izvora energije, koji se koristi za pumpanje energije, aktivnog medija, laserski medij koji služi za pojačavanje svjetlosne zrake i optičkog rezonatora, koji omogućava da fotoni idu tamo amo od jednog

ogledala do drugog, On fokusira zraku i omogućuje da jedan određen dio svjetlosti izađe van.

Laser se može proizvesti iz nekoliko stotina različitih materijala: kristala, stakla, plastike, tekućine i plinova. Laseri radi na frekvencijama infracrvenih, vidljivih do ultraljubičastih elektromagnetskih zračenja. Laserska zraka ima vrlo veliku koncentraciju energije i kad udari u obradak, on apsorbira tu energiju u vrlo malom volumenu. Što uzrokuje veliko zagrijavanje, taljenje, isparavanje, izgaranje i dekomponiranje materijala obratka. No, ukupna prenesena energija je fokusirana i ukupno toliko mala da ne dolazi do oštećenja okolnog materijala obratka. Laser se može koristiti za bušenje i rezanje mnogih materijala pa čak i dijamanta.

Slika 5.9. a) Shematski prikaz laserske zrake za rezanje materijala s plinskom mlaznicom, b) Rezanje s laserom

73

LASER

RAVNOZRCALO

LEĆA ZAFOKUSIRANJE

ULAZ POMOĆNOG

PLINA FOKUSIRANALASERSKA

ZRAKAPLINSKA

MLAZNICA OBRADAK

LASERSKA ZRAKA

a) b)

Pri rezanju s laserom on ne odstranjuje veliku količinu materijala već omogućuje brzo odstranjivanje uskog dijela materijala. S laserom se lako upravlja, on nema mehanički kontakt s obratkom i nema trošenja alata. Pored rezanja, laser se koristi i za bušenje, zavarivanje, označavanje i toplinsku obradu materijala. Obrade laserom ne zahtijevaju stezne naprave. Efikasnost obrade laserom zavisi od:

pulsiranja i fokusiranja laserske zrake, refleksivnosti, apsorpcijskog koeficijenta, toplinske vodljivosti, specifične topline i

topline isparavanja materijala obratka.Rezanje s laserom je idealno za serijsku i just-in-time proizvodnju. U nekim

slučajevima se jedan te isti laser s promjenom gustoće energije, fokusa i trajanja pulsa može koristiti za: rezanje, bušenje, zavarivanje, označavanje i toplinsku obradu. U industriji se najviše koriste dvije vrste lasera: ugljični dioksid, CO2 i kristal neodymium s primjesama yttriuma aluminija, Nd:YAG.

Kod rezanja laserom koristi se fokusirana svjetlosna zraka, koja ima gustoću energije i do 10 kW/mm2. Za usporedbu kod lučnog zavarivanja gustoća energije je 10-1 kW/mm2. Laseri su pogodni za rezanje ugljičnog čelika i nerđajučeg čelika. Metale kao što su bakar i aluminij je teže rezati, zbog njihovog svojstva odbijanja svjetla kao i visokih koeficijenata apsorpcije i provođenja topline. Rezanje s laserom je vrlo precizno, čisto i tiho. Laserska zraka se može fokusirati na vrlo malu površinu promjera od 0,1 do 1 mm. Laseri se koriste za rezanje kompliciranih oblika iz različitih materijala od metala, keramike, plastike, gume, do drva. Titan i njegove legure se vrlo lahko režu s laserom. Odvojeni volumen materijala na jedinici vremena je jednak penetracijskoj brzini v (m/s).

Slika 5.10. a) Zavarivanje laserom sa „ključnom rupom“, b) Stupnjevi formiranja duboko penetriranog vara

Jedna od najvažnijih prednosti zavarivanja laserom je brzina procesa. Uobičajena brzina zavarivanja za MIG zavarivanje je približno 60 cm/min, TIG zavarivanje je još 50% sporije, dok, na primjer, 2 kW Nd:YAG laser može zavarivati 1,5 mm Č. 0370 brzinom od 6 m/min. Uspoređujući lasersko zavarivanje s TIG zavarivanjem imaju približno iste kvalitete zavara, ali vremena zavarivanja s laserom su i do dvadeset puta manja. Druga važna prednost lasera je njegova velika tačnost obrade. Na primjer, kod rezanja sa plazmom tačnost rezanja je u granicama ±2-3 mm na 10 m dužine reza. Dok je kod rezanja s laserom tačnost ±0,5mm na 10 m dužine reza, što dovodi velikih vremenskih i novčanih ušteda. Ali, možda najvažnija

74

Laserska zraka

Penetracija

“Ključna rupa”

Smjer zavarivanja

Zračenje toplineLaserska

zrakaIsparavanje

metala

Prijenos topline

Istopljeni metal

Povećanje intenziteta

Metalne pare

STUPNJEVI FORMIRANJA DUBOKO PENETRIRANOG VARA

a)b)

prednost, koja karakterizira obradu s laserom, je vrlo mala zona utjecaja topline. Ova zona je vezana uz zavar, materijal nije istopljen, ali struktura materijala je promijenjena. Velika zona utjecaja topline uzrokuje velike napetosti i deformacije, pa čak i pukotine u zavaru. Zbog toga se zavarene konstrukcije moraju dodatno obrađivati, što dodatno povećava troškove. Kod zavarivanje s laserom prenesena količina topline na obradak je i do deset, ili više, puta manja nekog pri konvencionalnim metodama zavarivanja. Zbog toga su u vrlo maloj mjeri prisutna unutarnja naprezanja i deformacije zavarenih spojeva i konstrukcija proizvedenih s laserom.

Slika 5.11. Laserska mašina s CNC upravljanjem (MPL 2515)

Laserski postupci uglavnom se izvode uz CNC upravljanje. Sistem mora održavati tačan položaj zrake i udaljenosti od obratka unutar 1 mm. Glava lasera se često montira na kartezijski, gantri robot ili se obradak postavlja na horizontalan stol pokretan u x-y smjeru. Nd:YAG i optički laseri su fleksibilni i mogu se montirati na univerzalne robote s šest stepeni slobode kretanja. Adaptivno upravljanje procesom i sistem za automatsko prdačenje žlijeba zavara su vrlo značajni za zavarivanje velikih ili kompleksnih struktura. U mnogim slučajevima CAD nacrti se koriste za jednostavnije programiranje laserskih mašina. Procesne laserske glave montirane na univerzalne robote čine trodimenzionalnu obradu relativno jednostavnom. S uvođenjem relativno jednostavnih adaptivnih sistema upravljanja povećala se praktična primjena laserskih obrada u industriji. Na slici 5.11 se prikazuje laserska mašina s CNC upravljanjem, koji se koristi za rezanje metala, drva i plastike s točnošću od ±0,05 mm.

Prednosti zavarivanja s laserom svjetlost nema inerciju, velika brzina zavarivanje s brzim startom i zaustavljanjem, fokusirana laserska zraka daje veliku gustoća energije, zavaruju se materijali koje je teško zavarivati: titan, kvarc i dr., stezne naprave nisu potrebne, nisu potrebne elektrode ili dodatni materijali, vrlo precizni zavari: tačno pozicioniranje, dijametar i penetriranje), zona utjecaja topline je vrlo mala, komplicirane oblici zavarenih konstrukcija je moguće izvesti.

75

5.5. Obrada snopom elektronaObrada snopom elektrona jest toplinski, netradicionalni proces obrade (engl. naziv

Electron Beam Machining, EBM). Kod ovog procesa se za obradu koriste elektroni visoke energije. Ovaj proces se najčešće upotrebljava za zavarivanje materijala, a primjenjuje se i za rezanje, bušenje i toplinsku obradu materijala. Obradom s snopom elektrona se mogu obrađivati: metali, nemetali, keramike i kompozitni materijali. Proces je vrlo sličan obradi s laserom i mnoga pravila su im potpuno identična. Najveća razlika između obrade snopom elektrona i laserske obrade je da obrada snopom elektrona se provodi vakuumskoj komori. Proces se počeo koristiti od 1950. godine.

Karakteristike zavarivanja s snopom elektrona vrlo mali unos topline, vrlo mala zona utjecaja topline (ZUT), vidi sliku 5.12, mala naprezanja i deformacije zavara, moguće zavarivati obratke nakon završne obrade, velika brzina zavarivanja, visoki vakuum služi i kao zaštitna atmosfera (vrlo je povoljan za materijale koji

nepovoljno reagiraju s kisikom i dušikom), postiže se visoka čistoća zavara, jer plinovi nastali pri zavarivanju brzo napuštaju

mjesto zavara, moguće je spajati različite materijale zajedno, moguće je uspješno zavarivati materijale s visokom temperaturom tališta kao i dobre

vodiče topline (Cu, Al i dr.)

Slika 5.12. Zona utjecaja topline za različite postupke zavarivanja

Slika 5.13. Različiti dijelovi zavareni s snopom elektrona a) turbina, b) i c) zupčanici

76

TIG zavarivanje

PLAZMA zavarivanje

LASER zavarivanje

ELEKTRONSKO zavarivanje

a) b) c)

5.6. Hemijska obradaHemijska obrada jest u stvari korozivni proces u kojem se koristi snažno hemijsko

sredstvo za odstranjivanje materijala nagrizanjem. Hemijska obrada se danas upotrebljava za izradu različitih kompliciranih izradaka, od vrlo malih elektroničkih integriranih sklopova pa sve do vrlo velikih dijelova, dugačkih i više od 15 metara. U hemijskoj obradi materijal se odstranjuje iz određenih selekcioniranih površina obratka umakanjem ili prskanjem s hemijskim reagensom. Nagrizanje materijala se vrši uz pomoć mikroskopske elektrohemijske reakcije ćelija. Isti proces se javlja pri koroziji ili kemijskom rastvaranju. Brzina penetrirajućeg nagrizanja varira od 0,01 do 0,8 mm/min. Procesi kemijske obrade mogu se grupirati u:

Hemijsko glodanje, za izradu utora, kontura i cjelokupno odstranjivanje materijala. Ovaj proces je dobio takav naziv jer je u svojoj ranoj fazi zamjenjivao glodanje.,

Hemijsko blankiranje koristi se za nagrizanje vrlo tankih slojeva do 0,025 mm ili za izradu kompliciranih oblika,

Fotohemijska obrada koristi se za nagrizanje fotoosjetljivih otpornih ploča u mikroelektronici,

Hemijsko graviranje kod kojih se koriste slabi hemijski reagensi. Ponekad je potrebna asistencija električnom erozijom,

Glodanje s gelom u kojem se koristi reagens u formi gela.Osnovne prednosti i nedostatci hemijske obrade su:

proces je relativno jednostavan, izuzev izrade šablone negativa ili uzorka za odrezivanje,

nije potreban stručan rad, nema zaostalog naprezanja, može se obrađivati svaki metal, a najčešći su: aluminij, magnezij, titan i čelik, mogu se obrađivati velike površine (tankovi od 400 do 1.650 mm), mogu se obrađivati dijelovi gotovo svakog oblika. Vrlo tanki dijelovi, saćasti i

razni oblici se mogu napraviti bez djelovanja mehaničkih sila, vidi sliku 6.2, ekonomičan postupak za smanjenje težine dijelova, postižu se tolerancije u području od 0,001 do 0,1 mm, hrapavost površine je uglavnom vrlo dobra.

Slika 5.14. Tipični izratci dobiveni fotohemijskom obradomFaktori koji utječu na selekciju sredstva za nagrizanje:

- materijal obratka,- dubina i brzina odstranjivanja materijala,- tražena hrapavost obrade,- materijal zaštitne maske.

77

5.7. Ultrazvučna obradaObrada ultrazvukom je mehanički, netradicionalni proces obrade u kojem se koriste brusna zrna kao rezni elementi (engl. naziv Ultra Sound Machining, USM). Ovaj proces najviše se koristi za obradu materijala, tvrđih od 40 HRc, koji ne provode električnu struju: keramika, staklo, stelit, silicij, grafit, kompozitni materijali ili specijalno precizno kamenje. Svakim

danom raste potražnja za dijelovima iz ovih materijala, naročito u medicinskoj tehnologiji te optičkoj, automobilskoj i drugim industrijama. Ovi materijali imaju specifična svojstva, kao što su: mala težina, velika otpornost na kemikalije, temperaturu ili trošenje. Ovim procesom

mogu se obrađivati najtvrđi materijali uz veliki posmak i male sile rezanja.

Suprotno od elektroerozije ultrazvučna obrada se može primjeni na sve tvrde i krte materijale bez obzira da li provode električnu energiju ili ne. Najčešće se obrađuju materijali kao što su: staklo, rubin, safir, keramika, kvarc, dijamant, karbid, tvrdi metali i dr. Pri obradi materijala elektroerozijom brzina obrade će biti veća od obrade ultrazvukom. No, obrađena površinska nije toplinski oštećena i postignuta hrapavost je bolja nego li pri obradi elektroerozijom.

Slika 5.15. Tipični izratci ultrazvučne obrade Slika 5.16. Mašina za obradu ultrazvukom

U usporedbi s tradicionalnim metodama za rezanje, ultrazvučna obrada ima ove prednosti: produktivnost obrade može biti i do pet puta veća, moguće je postići vrlo veliku kvalitetu površine, hrapavost Ra od 0,2 m, velika sigurnost procesa obrade zbog inteligentnog sistema upravljanja i zvučne

kontrole čak i pri bušenju provrta s vrlo malim dijametrom i do 0,3 mm. zaštita obratka i alata zbog vrlo malih sila rezanja i toplinskog naprezanja, visoku brzinu rezanja, male sile rezanja i veliku trajnost alata omogućavaju da dolazi

do oštrenje brusnih zrna, sredstvo za hlađenje je voda, koja ima odlična ekološka svojstva.

Na primjer, za ultrazvučno bušenje provrta u aluminijevom oksidu 13 mm i dugačkog 13 mm vrijeme obrade je samo 27 sekundi. Konvencionalnim bušenjem se nakon 90 sekundi i samo 6 mm dubine provrta dijamantno svrdlo zatupi.

78

6. TEHNOLOŠKA PRIPREMA ZA PROGRAMIRANJE NA NUMERIČKI I KOMPJUTERSKI UPRAVLJANIM MAŠINAMA

Tehnološki procesi obrade na NC i CNC mašinama se odvijaju u uslovima visoke ili potpune automatizacije, gdje se pomoću upravljačkog računara upravlja:

dopremom materijala ili pripremaka, obradnim procesom (tehnološke, kinematske i dinamičke informacije), sistemima alata, sistemom za orijentaciju obradaka, transportnim sistemom, funkcijama mašina i uređaja, tokovima informacija i kontrolom i otpremom obradaka.

U fazi projektiranja tehnološkog procesa moraju se izvršiti određene aktivnosti prikazane na slici 6.1.

79

TEHNOLOŠKA PRIPREMA OBRADE NA CNC MAŠINAMA

TEHNOLOŠKA PRIPREMA OBRADE NA CNC MAŠINAMA

Analiza i izbor obradaka

Analiza i izbor obradaka

Analiza tehnoloških karakteristika i tehnologičnosti

Analiza tehnoloških karakteristika i tehnologičnosti Tehnološka prilagodba

crteža izradaka

Tehnološka prilagodba crteža izradaka

Izbo

r pr

ipre

mka

i di

men

zija

Izbo

r pr

ipre

mka

i di

men

zija

Izbo

r m

etod

a ob

rade

svi

h po

vrši

na

Izbo

r m

etod

a ob

rade

svi

h po

vrši

na

Izbo

r te

hnol

oški

h ba

za i

stez

nih

napr

ava

Izbo

r te

hnol

oški

h ba

za i

stez

nih

napr

ava

Odr

eđiv

anje

red

osli

jeda

ope

raci

ja

i zah

vata

Odr

eđiv

anje

red

osli

jeda

ope

raci

ja

i zah

vata

Izbo

r m

ašin

eIz

bor

maš

ine

Utv

rđiv

anje

red

osli

jeda

pro

laza

Utv

rđiv

anje

red

osli

jeda

pro

laza

Izbo

r re

znog

ala

taIz

bor

rezn

og a

lata

Odr

eđiv

anje

dod

atak

a za

obr

adu

Odr

eđiv

anje

dod

atak

a za

obr

adu

Pro

raču

n re

žim

a ob

rade

Pro

raču

n re

žim

a ob

rade

Gra

fičk

i pri

kaz

proc

esa

obra

de

sim

ulac

ija

puta

nje

alat

a

Gra

fičk

i pri

kaz

proc

esa

obra

de

sim

ulac

ija

puta

nje

alat

a

Pro

raču

n vr

emen

a ob

rade

Pro

raču

n vr

emen

a ob

rade

Proračun proizvodnosti i tehno – ekonomske opravdanosti primjene CNC mašina

Proračun proizvodnosti i tehno – ekonomske opravdanosti primjene CNC mašina

Razrada i programiranje – razrada upravljačkog programa i izrada nosača programa informacija

Razrada i programiranje – razrada upravljačkog programa i izrada nosača programa informacija

Simulacija upravljačkog programa obrade, testiranje i korekcija programa

Simulacija upravljačkog programa obrade, testiranje i korekcija programa

Slika 6.1. Struktura projektiranja tehnološkog procesa za CNC obradne sisteme

Tehnološki procesi upravljani pomoću računara su složeniji u odnosu na klasične procese, traže tačniju i detaljniju razradu i stoga zahtijevaju određene uvjete za realizaciju (programiranje procesa, simulacija programa i procesa obrade, priprema i podešavanje alata na posebnim uređajima ili izvan mašine, grafički prikazi procesa i slično) procesa obrade.

6.1. Analiza tehnologičnosti proizvodaPrije razrade tehnološkog procesa potrebno je analizirati tehnologičnost date

konstrukcije proizvoda. Za konstrukciju kažemo da je tehnologična ako zahtjeva manje vrijeme izrade, jeftiniju opremu i materijal, manju količinu opreme i materijala, jednostavnije operacije, kraće vrijeme pripreme proizvodnje itd. Pošto ne postoji apsolutno tačan metod određivanja nivoa tehnologičnosti primjenjuje se metod komparacije sličnih proizvoda ili konstrukcija.

Ukoliko ne možemo komparirati novi sa sličnim proizvodom, jer takav možda ne postoji, tada analizu treba izvršiti na bazi više varijantnih rješenja. Tada za jedno varijantno rješenje kažemo da je tehnologičnije u odnosu na drugo ako ima niže troškove izrade uz isti konačni kvalitet proizvoda.

Pošto je konstukcioni crtež prva podloga prilikom projektiranja tehnološkog pocesa, to treba najprije obaviti analizu tehnologičnosti proizvoda, a zatim analizu tehnologičnosti dijelova iz kojih je proizvod sastavljen.

Analiza tehnologičnosti proizvoda sastoji se u analizi pokazatelja tehnologičnosti, kao što su:

1. Pokazatelj ponavljanja

, (6.1)

np – broj dijelova u novoj konstrukciji, koji se ponavlja iz prethodnekonstrukcije,

n – ukupan broj dijelova u novoj konstrukciji.

2. Pokazatelj standardizacije:

, (6.2)

ns – broj standardiziranih dijelova u novoj konstrukciji.

3. Pokazatelj unifikacije:

, (6.3)

nu – broj unificiranih dijelova u novoj konstrukciji.

4. Pokazatelj normalizacije:

, (6.4 )

nn – broj normaliziranih dijelova u novoj konstrukciji.

5. Pokazatelj usvojenosti:

, (6.5)

n0 – broj (količina) osvojenih dijelova,

80

6. Pokazatelj jednoobraznosti dimenzija:

, (6.6)

nj – broj jednoobraznih veličina (mjera), kao što su tipizirane mjere, navoji, prečnici i slično,n – ukupan broj mjera koje posjeduje proizvod ili dio.

7. Pokazatelj razuđenosti ili kompaktnosti:

, (6.7)

Vg – zapremina proizvoda koju čine gabitarne dimenzije,Vs – stvarna zapremina proizvoda.

8. Pokazatelj tačnosti:

, (6.8)

nv – broj dijelova u grupi sa većim stepenom tačnosti,n – ukupan broj dijelova.

9. Teoretski pokazatelj iskorištenja materijala:

, (6.9)

Gč – čista težina izrađenog dijela (konstruktivna težina),Gk – kalkulativna težina materijala dijelova.

10. Stvarni pokazatelj iskorištenja materijala:

, (6.10)

Gs – težina sirovog materijala (Gs Gk).

11. Pokazatelj odnosa sirove i kalkulativne težine:

, (6.11)

12. Pokazatelj iskorištenja materijala cijelog proizvoda (sklopa):

, (6.12)

Gbi – bruto težina materijala i – tog dijela u konstrukciji,Gči – čista težina materijala i – tog dijela u konstrukciji,n – ukupan broj dijelova u konstrukciji.

81

13. Pokazatelj racionalnog izbora materijala:

, (6.13)

Gbvi – bruto – težina materijala višeg kvaliteta i – tog dijela u konstrukciji.

14. Pokazatelj učešća odlivaka:

, (6.14)

God – težina odlivaka.

15. Pokazatelj učešća otkovaka:

, (6.15)

Got – težina otkovaka.

16. Pokazatelj učešća mašinske obrade u ukupnoj obradi:

, (6.16)

tmaš – vrijeme trajanja operacija mašinske obrade,tu – ukupno vrijeme izrade određenog proizvoda ili dijela.

17. Pokazatelj učešća ručnog rada u ukupnoj obradi:

, (6.17)

truč – vrijeme ručnog rada.

18. Pokazatelj pripreme za obradu:

, (6.18)

tpr – vrijeme pripremnih operacija.

Nakon završene analize cijele konstrukcije proizvoda3 pristupa se pojedinačnoj analizi svakog dijela date konstrukcije. Analiza dijelova je potrebna da bi se stekao uvid u skup zahtjeva kojima svaki dio konstrukcije treba udovoljiti. Bolje rečeno, da bi proizvod bio tehnologičan, potrebno je ostvariti tehnologičnost svakog dijela koji ulazi u sastav proizvoda. Pokazatelji tehnologičnosti proizvoda, kao što su: kj, kt, ki1, ki2, ki3, kin, kmaš i kprip, primjenjuju se i prilikom ispitivanja tehnologičnosti dijelova.

3 Smatra se da proizvod ima više dijelova

82

Da bi se analiza tehnologičnosti dijela mogla izvesti, potrebno je izvršiti slijedeće:1. Kontrolisati crteže dijelova u pogledu tehničko – konstruktivne ispravnosti.

2. Kontrolisati konfiguraciju dijela u pogledu mogućnosti izrade,

3. Kontrolisati propisani materijal u pogledu: kvaliteta materijala, uticaja materijala na cijenu izrade, stanja materijala (žaren, normaliziran, kaljen) i oblika materijala (vučen, valjan, otkovak).

4. Kontrolisati nominalne dimenzije, tolerancije i znakove obrade po pitanju: ispravnosti i sveobuhvatnosti datih kota, vrijednosti tolerancija i njihove nužnosti s obzirom na funkciju datog

dijela, znakova obrade i usklađenosti sa datim tolerancijama, kontrole mjernih nizova (nominalne mjere i tolerantnih polja).

83

6.2. Izbor polaznog oblika materijala – pripremka

Izbor polaznog oblika materijala, odnosno pripremka je vrlo odgovoran tehno – ekonomski zadatak tehnologa.Na izbor vrste i oblika pripremka utiče:

geometrijski oblik i tehnološka složenost izratka, količina proizvodnje, vrsta osnovnog materijala, zahtjevan kvalitet i funkcija izratka u eksploataciji, eksploatacijski, tehnološki i ekonomski uslovi.

Osnovni kriterij pri izboru pripremka je da ukupni troškovi materijala i izrade budu minimalni.

Pravilo je da manji gubitak materijala doprinosi i manjem utrošku energije koja će biti utrošena na transformaciji pripremka u izradak.

Polazni oblik materijala za velike serije, se obično dobiva postupkom vrućeg i hladnog deformiranja (kovanje, izvlačenje, ististkivanje i dr.) ili savremenim metodama livenja (livenje pod pritiskom, precizni – mikro liv). Kod pojedinačne i maloserijske proizvodnje primjenjuje se konvencionalno livenje, zavarivanje i šipkasti (valjani ili vučeni) materijal koji se može koristiti i kod velikoserijske proizvodnje ukoliko se tehnološki proces izvodi na poluatomatskim i automatskim mašinama.

Konstrukcionim crtežom definiran je kvalitet i vrsta osnovnog materijala, pa je ograničen izbor polaznog oblika materijala, npr. ako je materijal liveno željezo ili čelični liv tada će polazni oblik biti odljevak.

Funkcija izratka u eksploataciji također utiče na polazne osobine materijala pripremka. Tako, ako se traži dinamička izdržljivost polazni oblik se obično dobiva deformiranjem, dok za izratke statičkog opterećenja pripremak može biti odljevak.

U eksploataciji materijal treba da odgovori zahtijevima u pogledu statičke i dinamičke čvrstoće, površinske čvrstoće, tvrdoće, otpornosti prema trošenju, koroziji i dr.

84

IZRADAK

a) Skidanje strugotine

c) Duboko izvlačenje s redukcijom debljine stijenke

b) Hladno istiskivanje

d) Livenje

Slika 6.2. Izradak i četiri varijante izbora pripremka (a, b, c, d)

Tehnološki uslovi i postojeće proizvodne mogućnosti utiču na izbor pripremka u toliko što se polazni oblik materijala može dobiti na više načina, a odabire se onaj postupak koji zadovoljava tehnološke kriterije optimalnosti. Ekonomski kriteriji određuju polazni oblik materijala koji će imati minimalne troškove izrade.

U svakoj konstrukciji materijal znatno utiče na cijenu proizvoda, i to ne samo zbog osnovne cijene materijala, već i zbog oblika pripremka. Dakle, pri izboru polaznog oblika pripremka treba primjenjivati savremene metode izrade s malim dodacima za mašinsku obradu, jer to znatno skraćuje vrijeme obrade i cijenu izrade.

6.2.1. Izbor optimalne varijante pripremka

Pri projektiranju procesa obrade potrebno je izabrati optimalni pripremak tj. pripremak koji zadovoljava tehničko – tehnološke kriterije izratka i ima minimalne ukupne troškove (troškove pripremka i obrade). Na osnovu tehničke dokumentacije (dimenzija i geometrijskog oblika) izratka, te na osnovu karakteristika materijala i veličine serije tehnolog određuje polazni oblik materijala, čime praktično počinje projektiranje tehnološkog procesa obrade.

Za izbor optimalnog pripremka potrebno je imati realni skup mogućih pripremaka i ukupne troškove za svaku moguću varijantu. Ukupni troškovi mogu se prikazati u obliku:

T = (Mt + R + A + S + E) z + To + Tp, (6.19)

odnosno, varijabilni troškovi:

Tv = (Mt + R + A + S + E) z = k z, (6.20)i fiksni troškovi:

Tf = To + Tp = k', (6.21)gdje su:

Mt – troškovi osnovnog materijala,R – troškovi rada operatera,A – troškovi alata,S – troškovi mašine,E – troškovi energije,To – troškovi održavanja,Tp – troškovi pribora i uređaja,z – količina izradaka.

Ukupni troškovi su:T=Tv + Tf =k z + k'.

(6.22)Troškovi po jednom izratku su:

. (6.23)

Ako postoje tri realne varijante za izbor optimalnog pripremka (slika 3.1) potrebno je odrediti troškove za:

1. varijantu: T1 = k1 z + k1',2. varijantu: T2 = k2 z + k2',3. varijantu: T3 = k3 z + k3'.

85

Grafički broj izradaka određuje se iz uslova:

T1 = T2ili ,

odnosno

T2 = T3ili .

Ukupni troškovi po jednom izratku zavisni od veličine serije za pet varijanti pripremka prikazani su na slijedećoj slici. Pripremak otkovan u preciznom alatu ima najmanje ukupne troškove, ali za količinu od 10.000 komada izradaka. Najveći su troškovi po jednom izratku za pripremak oblika valjanog profila, gdje je i najveći utrošak materijala, jer se obrada izvodi sa skidanjem strugotine.

Prema tome, postupak obrade i količina proizvodnje značajno utiču na izbor oblika i vrste pripremka i ukupne troškove izrade.

86

T1 = T2

T2 = T3

OPTIMALNO PODRUČJE

z < z12 1. varijanta

z > z23 3. varijanta

z12 z z23 2. varijanta

z12 z23 Z (kom)

T (DM)

Slika 6.3. Izbor optimalne varijante pripremka T = f (z)

1

70

1

70

1

05

1

65

8

0

1

65

1

00

1

00

1

60

Valjani profili Otkovak slobodno kovani

Otkovak u jednostranom alatu

Otkovak sa HKM

Otkovak u preciznom alatu

Tu – ukupni troškovi po jednom izratku,Ts – troškovi obrade struganjem po jednom izratku,Tp – troškovi pripremka,z – broj izradaka.

Slika 6.4. Troškovi obrade zavisni od veličine serije i tehnološkog nivoa pripremka

300 1000 10 000101 – 5

53%34%

47%

100%

40%

74% 71%

44%

27%

53%

20%

33%

18%21%

3%

Pripremak

Izradak

z

Tp

Ts

Tu

Ušteda utroška materijala je veća s primjenom progresivnih postupaka obrade. Tako supstitucijom obrade struganjem (slika 6.5 a) s hladnim kovanjem (slika 6.5 b) ušteda materijala iznosi 65%, odnosno 49%.

Planirani postupak obrade također predodređuje masu materijala pripremka (slika 6.5), količinu skinutog materijala, utrošak energije i vrijeme obrade. To pokazuje da je izbor polaznog materijala i oblika pripremka zavisan i od planiranog procesa obrade. Zbog toga, pri definiranju pripremka potrebno je imati orijentacioni plan obrade, koji će nakon izbora pripremka biti detaljno određen.

Na slici 6.6, su prikazane četiri varijante polaznog oblika materijala: valjani, hladno vučeni, otkovak i otpresak.

87

9

0,5355,6

5

3,2

352,4

Ušteda 65%

a)

3

8

68,9

3

7

66,7

Ušteda 49%

Slika 6.5. Ušteda utroška materijala pripremka supstitucijom obrade struganjem (a) sa hladnim kovanjem (b)

b)

dd s

lls

l

d

dd s

lls

d =

dsd) Hladno presovanje

l = ls

b) Hladno vučenje

a) Valjanje c) Vruće kovanje (otkovak)

Slika 6.6. Četiri tehnološka postupka u izradi pripremka

Izbor varijante tehnološkog procesa obrade mnogo zavisi od izbora polaznog materijala, odnosno vrste i oblika pripremka (slika 6.7).

88

1

24

3

675

G = 289 g

IZRADAK

G = 1025 g

PRIPREMCI

G = 600 g G = 305 g

Obrada skidanjem strugotine

0. Pripremak

1. Proces obrade

1.1. Čeono tokarenje

Grubo čeono tokarenje (1)

Fino čeono tokarenje (1)

Grubo uzdužno tokarenje (2,3)

Fino uzdužno tokarenje (2 i 3)

1.2. Bušenje (4)

1.3. Unutrašnje tokarenje

Grubo (4)

Fino (4)

1.4. Poprečno tokarenje

Odsjecanje (7)

1.5. Čeono tokarenje

Grubo čeono tokarenje (5,6,7)

Fino čeono tokarenje (5,6,7)

2. Izradak

G = 736 g G = 311 g G = 16 g

3. Otpadak

Slika 6.7. Zavisnost varijante tehnološkog procesa od vrste pripremka

Otkovak OtpresakValjana

6.3. Izbor obradne mašine

Struktura obradnog sistema sa klasičnim upravljanjem određena je upravljačkom jedinicom (čovjek – operater), mašinom (energija), alatom, priborom i uređajima i materijalom (obradak).

Osnovne karakteristike koje treba analizirati pri izboru obradne mašine su: Energetske (instalirana snaga). Tehnološki prostor obrade (površina radnog stola, prečnici obrade, prostor procesa

obrade – alati i obradak). Kinematske osobine (broj obrtaja, stepenovanje obrtaja – brzina, raspodijela od

nmin do nmax i dubina skidanja materijala amax), hodovi alata ili obratka (uzdužni, poprečni, vertikalni).

Tehnološke osobine (vrste postupaka obrade i izbor režima obrade, parametri procesa obrade, pozicioniranje obratka, mogućnost koncentracije operacija i zahvata).

Informacijske osobine (upravljačka jedinica – upravljački računar, način programiranja rada i upravljanja, nositelj informacija).

Stezna mjesta za alate i naprave, način stezanja, broj alata i broj steznih mjesta obratka i alata.

Tačnost mašine (radna – tehnološka tačnost). Stepen automatizacije (klasična, automatska, CNC, fleksibilna). Masa mašine. Gabaritne dimenzije i radni prostor. Cijena mašine i troškovi obrade (DEM/h).

Danas postoje moderne metode modeliranja i optimizacije izbora obradne mašine utemeljene na tehno – ekonomskoj analizi troškova obrade. Prema tome, postoje četiri osnovna kriterija pri izboru obradne mašine, i to:

a. tehničko – tehnološki kriterij,b. kriterij nivoa automatizacije,c. kriterij minimalnih troškova,d. kriterij maksimalne proizvodnosti.

Prva dva kriterija određena su složenošću proizvoda i zahtijevima procesa obrade, dok ostala dva kriterija su rezultat optimizacije obradnih procesa, gdje postoji funkcija cilja minimalnih troškova obrade, odnosno maksimalnih ekonomskih efekata.

U tom cilju treba formirati model ukupnih troškova procesa obrade koji uzima u obzir troškove operatera, troškove mašine i pribora i troškove alata, što je prikazano u poglavlju 3.6.1. Ukupni troškovi prikazani su izrazom (3.41). Uključivanjem troškova za više vrsta mašina koje tehnološki odgovaraju i minimizacijom ukupnih troškova dolazi se do izbora optimalne mašine i optimalnih parametara procesa obrade, tj.:

; ;

89

Kada se radi o izboru CNC mašina potrebno je u ukupne troškove obrade uključiti i slijedeće troškove:

troškove CNC mašine i pribora, troškovi podešavanja alata izvan mašine, troškovi programiranja procesa obrade, troškovi simulacije procesa obrade.

Utjecaj tehnološkog nivoa i stepena automatizacije mašine na troškove izrade i broj izradaka prikazan je na slici 6.8. Usporedba proizvodnih troškova po jednom proizvodu zavisno od broja izradaka za klasičnu i CNC upravljanu mašinu prikazana je na slici 6.9.

90

Područje upotrebe tokarilica – strugova za šipkaste obratke do 80 mm

Univerzalni strug I revolver strug sa ručnim upravljanjem,Automatski strug sa ručnim uvođenjem,NC – automatski strug (2 – ose),Programski upravljani automat,Automatski strug upravljan krivuljnom pločom.

Ekonomsko područje proizvodnje broja izradaka

1 2 3

4

5

6

7

5

4

3

2

1

01 2 3 4 5 6 789 10 20 30 40 60 80 100 200 300 500 800 1000 2000 5000 10.000

1

23

45

Tro

škov

i DM

/ ko

m.

Broj izradaka

Slika 6.8. Utjecaj stepena automatizacije mašine na proizvodne troškove

400 630 1000 1600 2500 4000 6300 10 000 16 000 25 0000

2

4

6

8

10

Broj izradaka

Pro

izvo

dn

i tro

škov

i DM

/ k

om.

b

a

52

3

2,3

Slika 6.9. Proizvodni troškovi

7. TEHNOLOŠKI POSTUPCI SA NUMERIČKIM I KOMPJUTERSKIM UPRAVLJANJEM

Programiranje tehnoloških procesa je najvažnija aktivnost za uspješnu eksploataciju NC i CNC obradnih sistema, uključujući i fleksibilne proizvodne sisteme (FPS). Programiranje tehnoloških procesa za CNC mašine sadrži niz koraka koje treba realizirati da se na osnovu:

crteža izratka i pripremka, tehnološkog postupka operacijskih zahvata, plana stezanja obratka, mašine i alata za obradu, tehnoloških parametara obrade, geometrije izratka prilagođene izradi programa,

dobije u određenom obliku upravljački program (CAM) ispisan određenim slijedom i kodom4

po pravilima programskog jezika i na način (ISO 6983 ili DIN 66024) da ih upravljačka jedinica numerički upravljane mašine može prihvatiti i obraditi.

Programiranje obradnih procesa za NC i CNC mašine izvode uglavnom tehnolozi programeri koji trebaju poznavati tehnologiju obrade, karakteristike obradnih sistema, pravila programiranja, postupke optimiranja obradnih procesa i druga znanja iz područja procesa obrade i upravljačkih sistema – računara.

Pod programiranjem tehnoloških procesa obrade podrazumijeva se skup aktivnosti na razradi, sistematizaciji, kodiranju, upisivanju informacija na odgovarajući nosač i prenošenju u memoriju upravljačkog sistema.

4 Kod je uređen skup pravila po kome se podaci predstavljeni u jednom obliku transformišu u drugi.

91

7.1. Sistemi kodiranjaUpravljački sistemi NC i CNC mašina tako su koncipirani da programirane

informacije prihvataju ako su napisane ili zadane u odgovarajućem razumljivom kodu. Pri kodiranju informacije se zadaju u alfa – numeričkom obliku i prema tačno definisanim pravilima i određenom redoslijedu.

Slika 7.1. Sistem kodiranja informacija ISOISO DIN 66024

P 7 6 5 4 3 2 1 P - kontrolni (parni bit)8 7 6 5 4 T 3 2 1 T - pogonski (taktni) kanal

Znak Kombinacija rupa Funkcija (značenje)

1. 2. 3.

NUL Bez bušenja rupaBS Hod nazadHT TabulatorLF Kraj rečeniceCR Povratak (hod nazad)SP Razmak (međuprostor)( Otvorena zagrada) Zatvorena zagrada (napomena)

% Početak programa kraj premotavanja trake

: Glavni slog/ Poništavanje rečenice+ Pozitivan predznak- Negativan predznak Brojna vrijednost (cifra)0 Broj 01 Broj 12 Broj 23 Broj 34 Broj 45 Broj 56 Broj 67 Broj 78 Broj 89 Broj 9@ A Obrtanje oko X oseB Obrtanje oko Y oseC Obrtanje oko Z oseD Obrtanje oko bilo koje oseE Kraj bloka programaF Pomak, vrijeme zadržavanjaG Uslovi puta, vrste kretanjaH Korektura dužineI Interpolacija parametara za X osuJ Interpolacija parametara za YosuK Interpolacija parametara za Z osuL PodprogramM Pomoćne funkcijeN Broj slogaO Ne primjenitiP Kretanje paralelno sa osom XQ Podprogram (povećanje dubine)R Podprogram, parametar (radijus)S Broj obrtaja vretenaT Broj alata (korektura)U Kretanje paralelno sa osom XV Kretanje paralelno sa osom YW Kretanje paralelno sa osom ZX Kretanje u pravcu ose XY Kretanje u pravcu ose YZ Kretanje u pravcu ose Z

DEL Greška (ispravka greške)

Upravljački sistemi automatski prepoznaju sistem kodiranih informacija, mjernih jedinica i sl. Postoji više sistema kodiranja od kojih se uglavnom primjenjuju ISO i EIA sistemi kodiranja koji su prikazani na slici 7.1. i 7.2.

92

Slika 7.2. Sistem kodiranja informacija EIA

EIA 244 A

8 7 6 P 4 3 2 1 P - kontrolni (parni bit)8 7 6 5 4 T 3 2 1 T - pogonski (taktni) kanal

Znak Kombinacija rupa Funkcija (značenje)

1. 2. 3.

O.rupa

Bez bušenja

RT Hod nazadTAB Tabulator< =EOB

Kraj rečenice, kraj trake

LC) Povratak (hod nazad)ZWR Pauza, preskok( Početak napomene) Završetak napomeneEOR Početak programa, kraj premotavanja trake

. Glavni slog/ Poništavanje rečenice+ Pozitivan predznak- Negativan predznak0 Broj 01 Broj 12 Broj 23 Broj 34 Broj 45 Broj 56 Broj 67 Broj 78 Broj 89 Broj 9

@ a Obrtanje oko X oseb Obrtanje oko Y osec Obrtanje oko Z osed Obrtanje oko bilo koje osee Kontrola čitanjaf Pomak, vrijeme zadržavanjag Funkcije kretanjah Pomoćna funkcijai Interpolacija parametaraj Interpolacija parametarak Interpolacija parametaral Podprogram, na raspolaganjum Pomoćne funkcijen Broj rečeniceo Ne koristi sep Vrijeme zadržavanja podprogramaq Podprogram (povećanje dubine)r Referentna raven, radijuss Broj obrtaja vretenat Broj alata (korektura)u Osa paralelna X osiv Osa paralelna Y osiw Osa paralelna Z osix Glavna osa Xy Glavna osa Yz Glavna osa Z

IRR IspravkaUC .

Sistem kodiranja pored osnovnih informacija (slika 7.1. i 7.2.) sadrži i dopunske funkcije (tabela 7.1), te glavne funkcije (tabela 7.2).

Tabela 7.1. Pregled dopunskih funkcija u sistemu kodiranjaElA ISO FUNKCIJA

93

i IInterpolacioni parametar za cirkularnu interpolaciju (udaljenostpočetne tačke od centra kruga u pravcu ose X)

j JInterpolacioni parametar za cirkularnu interpolaciju (udaljenostpočetne tačke od centra kruga u pravcu ose Y)

k KInterpolacioni parametar za cirkularnu interpolaciju (udaljenostpočetne tačke od centra kruga u pravcu ose Z)

k K Rastojanje krajnje tačke kod G28 i G83r R Referentna ravan kod ciklusa bušenjaG81 i G89f F Pomak u mm/minf F Pomak u mm/o kod G95

f FVrijeme zadržavanja kod G04 u sekundi i kod G95 u obrtajima

vretena

f F Reduciranje pomaka kod G28f F Programiranje vremena pomaka G93g G Glavna funkcijah H Korektura dužined D Korektura radijusa glodalap P Broj programa

p PVrijeme zadržavanja (vrijeme obrtanja vretena kod ciklusa

bušenja)

Tabela 7.2. Pregled glavnih funkcija u sistemu kodiranjaKOD DJELOVANJE FUNKCIJA

1. 2. 3.G 00 modalno Pozicioniranje sa maksimalnom brzinom (brzi hod)G 01 modalno Linearna interpolacija

94

G 02 modalno Cirkularna inerpolacija u smjeru obrtanja kazaljke na satu (CW)

G 03 modalnoCirkularna interpolacija u smjeru suprotnom obrtanju kazaljke nasatu (CCW)

G 04 rečenično Programiranje vremena zadržavanja (F)G 08 modalno Isključenje korekcije (smanjenja) brzineG 09 modalno Uključenje korekcije brzineG 17 modalno Izbor ravni XYG 18 modalno Izbor ravni XZG 19 modalno Izbor ravni YZG 25 modalno Minimalne vrijednosti ograničenja radnog poljaG 26 modalno Maksimalne vrijednosti ograničenja radnog poljaG 27 modalno Isključenje ograničenja radnog poljaG 28 modalno Poziv ugaonog usporeniaG 29 modalno Isključenie ugaonog usnorenjaG 40 modalno Korektura radijusa glodalaG 41 modalno Korektura radijusa putanje na liievoG 42 modalno Korektura radijusa putanje na desnoG 53 modalno Pomjeranje nulte tačke izlazaG 54 rečeničnoDoG 59 modalno Pomjeranje nulte tačke ulazaG 63 mod./rečen. Pomak 100%G 66 modalno Isključenje G 63G 70 modalno Programiranje u colovnom sistemuG 7l modalno Programiranje u metričkom sistemuG 73 modalno Interpolacija sa logikom "u poziciji"G 74 modalno Automatsko pomjeranje do referentne tačkeG 80 modalno Isključenje ciklusa bušenjaG 81 modalno Ciklus bušenjaG 82 modalno Ciklus razvrtanjaG 83 modalno Ciklus dubokih otvoraG 84 modalno Ciklus urezivanja navojaG 85 modalno Ciklus bušenja 1G 86 modalno Ciklus bušenja 2G 87 modalno Ciklus bušenja 3G 88 modalno Ciklus bušenja 4G 89 modalno Ciklus bušenja 5G 90 modalno Programiranje apsolutnih veličinaG 91 modalno Programiranje relativnih veličina (mjera)G 92 rečenično Stvarnu vrijednost staviti bez postupka mašineG 93 modalno Programiranje vremena pomakaG 94 modalno Programiranje pomaka u mm/minG 95 modalno Programiranje pomaka u mm/oG 97 modalno Programiranje obrtaja u o/min

Glavne funkcije predstavljaju uslove kretanja – pozicioniranja, korekture, interpolacije i sl. Pri postupku programiranja glavne funkcije se uzimaju iz uputstva određenog upravljačkog sistema, jer postoje manje razlike između pojedinih upravljačkih sistema.

Također, pri programiranju tehnoloških procesa obrade na CNC mašini postoje i pomoćne funkcije koje daju instrukcije mašini po pitanju pomoćnih radnji (zaustavljanje, hlađenje, smjer obrtanja vretena, izmjena alata, itd.), što je prikazano u tabeli 7.3. Broj pomoćnih funkcija nije konstanta već ovisi o upravljčkom sistemu, vrsti alatne mašine, broja alata i uređaja na alatnoj mašini.

95

Tabela 7.3. Pregled pomoćnih funkcija u sistemu kodiranjaKOD FUNKCIJA INSTRUKCIJEM 00 Zaustavljanje programa (program stop)M 0l Uslovno zaustavljanje programaM 02 Kraj programaM 03 Obrtanje vretena u smjeru kazaljke na satuM 04 Obrtanje vretena u smjeru suprotnom od M 03M 05 Zaustavljanje vretena i hlađenjeM 06 Izmjena alataM 07 Hlađenje uključeno (rashladno sredstvo)M 08 Hlađenje vodom uključenoM 09 Hlađenje isključenoM l3 Obrtanje u smijeru kazaljke na satu i hlađenje vodom isključenoM 14 Obrtanje u suprotnom smjeru i hlađenje vodom isključenoM 17 Obrtanje u smjeru i rashladno sredstvo uključenoM 18 Obrtanje u suprotnom smjeru i rashladno sredstvo uključenoM 30 Kraj trakeM 41 Motor vretena sa konstantnom snagom uključenM 42 Motor vretena sa konstantnim momentomM 70 Motor obrtnog radnog stolaM 71 Deblokada obrtnog radnog stola

7.2. Osnove programiranja NC alatnih mašinaPod programiranjem NC/CNC alatne mašine podrazumijevamo skup naredbi (NC

program) razumljivih upravljačkoj jedinici mašine. Stoga, prilikom pisanja programa (ručno programiranje) treba imati u vidu postojanje upravljačkih jedinica različitih proizvođača (npr.

96

PHILIPS, SIEMENS, HEIDENHAIN, FANUC itd.) kao bi u pisanom programu naredbe bile sukladne uputama proizvođača upravljačke jedinice.

Također, kod izrade programa u nekom od postojećih CAD/CAM rješenja treba izvršiti odabir ili pripremu (korekciju postojećeg) postprocesora (koji priprema NC program za odgovarajuću upravljačku jedinicu) za upravljačku jedinicu kakva je na alatnoj mašini.

Osnovu za NC/CNC alatnu mašimu čini PROGRAM koji definira sva kretanja i pomoćne funkcije mašine. Program za zadani obradak radi se prema unaprijed razrađenoj tehnologiji obrade a sastoji se od niza geometrijskih – tehnoloških – funkcionalnih informacija u vidu kodiranih naredbi za odgovarajuću upravljačku jedinicu.

Dobiveni program se nakon toga transferira (ako se radi direktno na mašini to nije potrebno) na alatnu mašinu uz pomoć diskete, DNC, LAN itd.

Slika 7.3. Opća shema programiranja NC alatnih mašina

97

Slika 7.4. Tok ulazno – izlaznih informacija

7.3. Koordinatni sistem alatnih mašinaKako bi uopće mogli krenuti sa programiranjem moramo imati definiran koordinatni

sistem kako bi putanje alata i obratka bile jednoznačne. Pošto je to prvi korak u postupku programiranja NC/CNC alatnih mašina ovdje su dati neki primjeri definiranih NC – osi za tokarilice i obradne centre.

Smjerovi osi određeni su pravilom desne ruke i standardizirani prema ISO R841. Ovisno o položaju glavnog vretena (Z – os, srednji prst) imao horizontalnu i vertikalnu varijantu (pogledaj sliku). X – os (palac) predstavlja najduzu os kretanja, a Y – os (kažiprst) predstavlja os okomitu na X os. Osi A,B,C, predstavljaju rotacijske osi oko X,Y,Z.

Pored ovih osi postoje i dodatne paralelne glavnim osima U,V,W kao i osi koje nisu paralelne glavnim P,Q,R.

Slika 7.5. Pravilo desne ruke

98

Slika 7.6. NC – osi za tokarilicu

7.3.1. Koordinatni sistem alatnih mašina – Tokarski centar

Slika 7.7. Tokarski centar sa osam osi upravljanja, dvije revolver glave i suprotnim radnim vretenom

7.3.2. Koordinatni sistem alatnih mašina - Glodalica

Ono što je bitno kod definiranja koordinatnog sistema da pozitivan smjer Z – osi je od obratka prema alatu i pri tomu treba voditi računa o položaju glavnog vretena tj. horizontalno ili vertikalno (slijedeće slike).

99

Slika 7.8. Glodalica – vertikalno vreteno Slika 7.9. Glodalica – horizontalno vreteno

7.3.3. Koordinatni sistem alatnih mašina – Obradni centar

3 –osna 4 - osna

5 - osnaSlika 7.10. Horizontalna bušilica – glodalica – OBRADNI CENTAR

100

7.4. Načini kretanja alataPored pojedinačnih kretanja suporta i stolova duž NC – osi veoma je bitna i

mogućnost istodobnog usklađenog kretanja više NC – osi. Na taj je način moguće izvršiti obradu složenih zakrivljenih površina. S obzirom na mogućnosti istodobnog kretanja više osi razlikujemo:

1. upravljanje od tačke do tačke (kretanje po jednoj osi, npr. bušenje),2. upravljanje od tačke do tačke po ravnoj crti (kretanje po jednoj osi, npr. glodanje),3. upravljanje po krivulji u ravnini (kretanje po dvije osi – 2,5D),4. upravljanje po prostornoj krivulji (kretanje u tri osi – 3D).

Slika 7.11. Vrste upravljanja kretanjem alata

7.4.1. Interpolacija kretanja alata

Svakako najsloženiji zadatak upravljačke jedinica je istodobno upravljanje kretanjima alata po željenoj konturi. To se rješava uz pomoć softvera za interpolaciju koji izračunava sve prijelazne tačke na definiranoj krivulji od startne do ciljne pozicije.

Kako je geometrijski oblik obratka definiran istodobno segmentima pravih crta i krivulja upravljačka jedinica stoga mora imati i različite vrste interpolatora tj. imamo:

Linijsku interpolaciju Kružnu i Paraboličnu interpolaciju

Linijska interpolacija u ravni ili prostoru predstavlja izračunavanje pravocrtne putanje alata pri čemu tačnija kontura znači veći broj tačaka a to znači veći broj podataka za obradu u jedinici vremena (brzina procesora).

Slika 7.12. Linijska interpolacija

101

Po kružnoj interpolaciji putanja alata preračunava se u odnosu na centar kruga a kao i parabolična interpolacija reducira broj podataka za obradu pa su time jednostavnije i tačnije od linijske.

Slika 7.13. Kružna interpolacija Slika 7.14. Parabolična interpolacija

7.5. Karakteristične tačke mašine, obratka i alata

7.5.1. Karakteristične tačke kod glodalice

Kod programiranja bitno je poznavati karakteristične tačke upravo one alatne mašine za koju radimo NC program. Razlikujemo slijedeće 4 vrste karakterističnih tačaka mašine, obratka i alata:

Referentna tačka mašineTo je točka u radnom području mašine tačno određena graničnicima. Prilikom pokretenja mašine potrebno je prvo postaviti mašinu u referentnu tačku (nula mjernog sistema).

Nul – tačka mašineTo je čvrsta (definirana na izdanku glavnog vretena i ne može se mijenjati) tačka na

mašini postavljena od strane proizvođača mašine. Predstavlja i ishodište koordinatnog sistema.

Nul – tačka obratka (programa)To je tačka u kojoj je definirano ishodište koordinatnog sistema obratka tj. tačka koju

određuje programer (može se mijenjati) a ovisno o načinu kotiranja (crtež). Odabir polazne baze.

Referentna tačka alataTo je točka u odnosu na koju je definirana pozicija vrha oštrice alata (po X i Z osi) u

revolver glavi a ovisi o vrsti držača alata.

102

Slika 7.15. Karakteristične tačke kod glodalice

7.5.2. Karakteristične tačke mašine, obratka i alata – Tokarilica

Slika 7.16. Osnovni koordinatni sistem tokarilice i karakteristične tačke

103

7.6. Sistemi mjerenja (apsolutno i inkrementalno)U procesu programiranja NC/CNC alatnih mašina mogu se koristiti dva sistema

mjerenja: apsolutni i inkrementalniApsolutni sistem predstavlja matematičko poimanje koordinatnog sistema tj. ima samo

jednu ishodišnu tačku (ishodište koordinatnog sistema). Koordinate pojedinih tačaka predstavljaju udaljenost od ishodišta (apsolutna) po vrijednosti i predznaku npr. X20 Z-25.

Inkrementalni sistem mjeri uvijek udaljenost nove tačke od startne točke tj. predstavlja razliku udaljenosti među tim tačkama. Na ovaj način ishodišna tačka koordinatnog sistema nije fiksna nego je vezana za kretanje alata (pogledaj slike).

Slika 7.17. Apsolutni sistem mjerenja Slika 7.18. Inkrementalni sistem mjerenja

U praksi se najčešće koristi apsolutni sistem (ovisi o vrsti kotiranja) zbog lahkoće poimanja i manje mogućnosti greške (pogledaj slijedeće slike).

Slika 7.19. Primjeri apsolutnog i inkrementalnog programiranja

104

7.6.1. Odabir sistema mjerenja ovisno o kotiranju

Slika 7.20. Apsolutni sistem mjerenja Slika 7.21. Inkrementalni sistem mjerenja

Slika 7.22. Paralelno kotiranje – apsolutni sistem 7.23. Slika Serijsko kotiranja – inkrementalni sistem

105

7.7. G i M funkcije s osvrtom na PHILIPS uprav. jedinicu

7.7.1. Struktura programskog bloka (adrese, brojčane vrijednosti, riječi)

Prema definiranom koordinatnom sistemu i razrađenom tehnološkom postupku programer (tehnolog) pristupa izradi NC programa. Pri tomu se mora držati određenih pravila u pisanju programa (sintaksa i semantika). Kombinacija sintakse i semantike određuje strukturu programa koja se sastoji od blokova a oni od riječi (adresa i brojčanih vrijednosti).Kao primjer jednog programskog bloka za laboratorijsku tokarilicu (2D) može biti:

7.7.1.1. Struktura programskog bloka

je riječ koja predstavlja broj bloka i u programu ne postoje dva bloka sa istim brojem. Svaki blok mora početi sa odgovarajućim brojem a oni mogu biti od N0 do N9 999 999. Izbor je prepušten programeru a uobičajeni slijed blokova je: N10 N20 N30 itd. Ovdje treba znati da se istom naredbom (N) označava i broj program (analogija sa imenom file) ali u rasponu od N9000 do N9 999 999, pa tako možemo imati program za izradu svornjaka naziva N9250.

je riječ koja predstavlja uvjet puta ili G-kod. Ovisno o upravljačkoj jedinici pojedini G-kodovi imaju različite naredbe. Funkcijom G-koda definirana je namjena bloka u kojem se spominje (analogija subjektu u rečenici). Prema namjeni mogu biti funkcije za:

Definiranje kretanja alata (G1,G2, G3 itd.) Veza između koordinatnog sistema mašine i izratka Definiranje tehnološki parametara (posmaka, brzine rezanja, broja obrtaja) Mjerni ciklusi za alate itd.

su riječi kojima je definiran pomak alata prema zadatoj geometriji izratka. U konkretnom slučaju radi se o dvoosnom kretanju po X-osi i Z-osi od trenutne pozicije alata do željene pozicije (X10 Z-35) a prema definiranom koordinatnom sistemu. Stoga treba paziti posebno na predznake brojčanih vrijednosti (npr. Z-35). Vrijednosti su date u milimetrima (na tri decimalna mjesta npr. X12,157) a mogu biti i u colovima (pogledaj G70 i G71 na slijedećem slide). Treba imati na umu da se može programirati preko radijusa ili promjera što je bitno kod unosa koordinatnih vrijednosti.

106

7.7.1.2. Struktura programskog bloka – adrese

Tabela 7.14. Pregled i značenje adresa

ZNAČENJE O Ne koristi se (slobodna adresa)

A Rotacija oko X osi P Treće kretanje paralelno X osiB Rotacija oko Yosi Q Treće kretanje paralelno Y osiC Rotacija oko Z osi R Treće kretanje paralelno Z osiD Korekcija alata S Brzina okretanja glavnog vretenaE Dodatni ugao ili drugi posmak T Broj alataF Posmak U Drugo kretanje po X osiG Uvjeti puta (kretanje) V Drugo kretanje po Y osiH Dopunska adresa za pomoćne funkcije W Drugo kretanje po Z osiI Interpolacijski parametar za os X X Glavno kretanje po X osiJ Interpolacijski parametar za os Y Y Glavno kretanje po Y osiK Interpolacijski parametar za os Z Z Glavno kretanje po Z osiL Podprogram : Glavni blok programaM Pomoćne funkcije / Preskok izvršenja bloka po izboruN Redni broj bloka % Početak programa

7.7.1.3. Popis G – funkcije (uvjeti puta)

Ovdje je dat popis G funkcija za PHILIPS upravljačku jedinicu. Ovisno o upravljačkoj jedinici pojedini uvjeti puta imaju drugačiju naredbu (zbog toga je potrebno dobro poznavati upravljačku jedinicu). Svaka od navedenih funkcija ima svoj oblik naredbe i u tom cilju potrebno je poznavati definiranje pojedinih G-funkcija.

107

7.7.1.3. Popis M – funkcije (pomoćne funkcije)

Ovdje je dat popis M-funkcija za PHILIPS upravljačku jedinicu. Svaka od navedenih funkcija ima adresu M i brojčanu vrijednost kao npr. M3, M4, M8 itd. Pored M-funkcija postoje i dodatne funkcije ili H-funkcije (sastoje se od adrese i brojčane vrijednosti) koje ovise o proizvođaču alatne mašine (npr. dostava šipki, upotreba robota itd.)

7.7.1.4. Uvjeti puta glavnih funkcija – oblik programske rečenice

Za ispravno programiranje putanje alata potrebno je dobro poznavati G-funkcije tj. oblik naredbe. Svaka od pokazanih G – funkcija ima svoj oblik programske rečenice (naredbe). Najvažnije uvjete puta kao što su: G0, G01, G02, G03, G04, G33, G94-95, G96-97 biti će objašnjeni.

G0 – kretanje u brzom hoduOvom naredbom vršimo brzo pravocrtno pozicioniranje alata iz početne tačke

(pozicija promjene alata) u tačku blizu obratka. Ovo je prazni hod alata stoga je potrebno da se obavi brzo.Primjer oblika naredbe:N30 G0 X10 Z15

G1 – pravocrtno kretanjeOvom naredbom alat ima pravocrtno posmično kretanje od neke početne tačke do

željene tačke. Kod naredbe G1 u istom bloku može se ako je potrebno upisati i F – posmak pošto je to radni hod alata.Primjer oblika naredbe:

108

N10 G1 X10 Z15 F0.2

G2 i G3 – kružno kretanjeNC programiranje omogućuje rad s kružnim interpolacijama tj. naredbama:

G2 kružno kretanje u radnom hodu u smjeru kazaljke na satu i G3 kružno gibanje u radnom hodu u suprotnom smjeru kazaljke na satu.Ovisno o poznatim vrijednostima imamo dvije mogućnosti programiranja ovih naredbi i

to:1. ako je poznat radijus zaobljenja i2. ako je poznato središte (centar) zaobljenja preko koordinata I, K.

Primjer oblika naredbe pod 1.:

G33 – rezanje navoja pojedinačnim blokovimaRazliku od funkcije G32 ova naredbama narezuje navoje ali u pojedinačnim

blokovima. Za definiranje naredbe G33 potrebno je znati korak navoja (F) i krajnju tačku kod koje treba uzeti u obzir i kočenje alata (izlaz iz navoja).

Primjer oblika naredbe:N100 G0 X25 Z3N110 G1 X21.5 Z1N120 G33 Z – 45 F2N130 G1 X25 Z – 45

Naredbom G24 može se izvršiti ponavljanje dijela programa što je bitno kod narezivanja navoja u više prolaza kao npr.:

N140 G24 N1=100 N2=130 D5ili koristiti obradni ciklus G32

109

Tehnološke informacijeFunkcije G94-95, G96-97 predstavljaju tehnološke funkcije.

G94 ili G95 - naredba za definiranje posmaka alata (F) i to: N80 G94 F150 – pri čemu F predstavlja posmak u mm/min. N90 G95 F0.2 – predstavlja posmak u mm/okr koji je automatski djelotvoran

kod uključenja mašine.G96 ili G97 - naredba za definiranje brzine rezanja i broja okretaja i to:

N20 G96 S150 D4000 – pri čemu S predstavlja brzinu rezanja u m/min a adresa D definira ograničenje broj okretaja okr./min.

N30 G97 S2500 – ovdje S označava definirani broj okretaja okr./min i ova naredba jeautomatski djelotvorna kod uključenja mašine.

Obradni ciklusiVeoma bitno pojednostavljenje u programiranju predstavlja upotreba obradnih ciklusa.

Kako bi se izbjegla zamorno programiranje svih hodova alata koriste se neke od ovih naredbi (npr. G32, G38-39, G83) čime je smanjena mogućnost programske greške.G32 – ciklus za rezanje navoja

Primjer oblika naredbe:N90 G32 X25 Z80 C0.2 D0.05 A... J... B... F...

X, Z – definiraju promjer i završnu tačku navoja

110

Definiranje reznih alataPod definiranjem reznih alata za obradu na CNC tokarilici podrazumijevamo:

Izbor alata (standardizirani dijelovi - katalozi proizvođača, a ovisno o konturi obrade)

izbor rezne pločice izbor držača pločice i izbor nosača alata

Izbor parametara rezanja (na temelju reznih pločica i materijala koji se obrađuje – katalozi ili iskustveni podaci)

Prednamještanje alata

Prednamještanjem alata ustvari mjerimo udaljenost od Referentne tačke alata (T) do vrha oštrice rezne pločice (P) vidljivo na slici. Udaljenost po osi X (radijalna udaljenost) i udaljenost po osi Z (aksijalna udaljenost). Alat je definiran i svojim polumjerom R te orijentacijom oštrice D a moguća je i fina korekcija alata (U,W,I,K). Sve vrijednosti upisuju se u bazu podataka za odabrani alat T.

Cilj prednamještanja alata programiranje putanje vrha alata a ne referentne tačke alata (T). Na taj način upravljačka jedinica pojednostavljuje (programeru) programiranje putanja vrha alata jer je može očitavati direktno sa crteža obratka.

111

C – dubina prvog prolazaD – dubina posljednjegA – polovina ugla profilaB – konusnost navoja

Definiranje reznih alata – Korekcija alataPostupak uklanjanja odstupanja, od crteža, dimenzija obratka naziva se KOREKCIJA

ALATA. Odstupanje dimenzija obratka nastaje uslijed istrošenost pločice nakon određenog vremena obrade (vijeka trajanja pločice). Mjerenjem se utvrde odstupanja a finom korekcijom (u memoriji alata) pomakne se vrh alata na zadanu poziciju. Za navedeni primjer noževa korekcija bi bila:

Desni nož po osi X = -0,17 tj. (10-10,34)/2 po osi Z = -0,20Lijevi nož po osi X = 0,15 tj. (12-11,70)/2 po osi Z nema korekcije

112

Definiranje reznih alata – Kompenzacija reznog radijusa alataVrh alata je od referentne tačke držača alata T udaljeno za duljinu X i Z i time se

dobiva fiktivna tačka P vrha oštrice noža (pogledaj sliku). Kako rezna pločica ima zaobljenje definiranog radijusa (R) to stvarni i fiktivni vrh oštrice alata u slučajevima putanja alata po kosini ili krugu nisu isti. Rezultat toga je pomaknuta kontura tj. putanja alata. Kako bi konturabila tačno obrađena potrebno je prilikom programiranja uvesti KOMPENZACIJU REZNOG RADIJUSA alata. Izbjegnuta je potreba izračunavanja nove putanje alata (kod ranijih rješenja programer je i to morao) tj. upravljačka jedinica preuzima tu funkciju. Kod Laboratorijske CNC tokarilice (PHILIPS) kompenzacija reznog radijusa ima tri funkcije:

T1 – kompenzacija reznog radijusa lijevo T2 – kompenzacija reznog radijusa desno T3 – isključena kompenzacija reznog radijusa

Definiranje reznih alata – orijentacija alataDa bi alat u potpunosti bio definiran potrebno je u obzir uzeti pored radijusa R i

orijentaciju oštrice D. Orijentacija oštrice podrazumijeva položaj tačke P u odnosu na središte (radijusa) oštrice S.

Kod alata koji imaju dvije oštrice svaka se uzima kao poseban alat pa tako i orijentacija vrha oštrice. Postoji devet mogućih položaja tačke P u odnosu na tačku S (pogledaj lijevu sliku). Sve vrijednosti upisuju se u bazupodataka za odabrani alat T (desna slika).

113

Definiranje reznih alata – Kompenzacija - orijentacija alata

Definiranje reznih alata – Broj alataNakon što smo odabrali alat potrebno je u memoriji (baza podataka) alata upisati

vrijednosti X,Z,R,D i eventualno finu korekciju. Kako bi u programu alat bio jednoznačno definiran potrebno je adekvatno izvršiti identifikaciju alata pomoću peteroznamenkastog broja.

Primjer: T02153

Za navedeni primjer: T02153Čitanje broja alata ide s desna na lijevo tako da:

broj (3) znači isključenu kompenzaciju. broj (15) znači memorijsko mjesto gdje su spremljeni podaci o alatu (1-32). broj (02) znači poziciju alata na revolverskoj glavi.

114

Alat

Kompenzacija reznog radijusa (1,2,3)

7.8. Metode programiranjaOpćenito postupci programiranja mogu se podijeliti na:

RUČNO PROGRAMIRANJE AUTOMATSKO PROGRAMIRANJE – CAD/CAM

7.8.1. Ručno programiranje

Prve NC mašine su programirane u jeziku razumljivom upravljačkoj jedinici (veoma bitno). Tehnolog – programer mora poznavati proces obrade (tehnologiju izrade), alate, naprave kao i postupak programiranja (način pisanja koda, definiranje funkcija, itd.).

Ručno programiranje je posebno zahtjevno kod složenijih profila (kretanje u više osi) i zahtjeva visoko obučenog i iskustvom bogatog tehnologa (posebno kod verifikacije programa).

Pored toga potrebne su dobro ažurirane datoteke mašina, alata, naprava što zahtjeva dodatnu papirologiju. Iz tih razloga ručno programiranje se uglavnom zadržalo kod 2D obrade (tokarenje), tj. jednostavnijih (geometrijskih) objekata. Struktura NC programa dobivenog ručno prikazana je na slijedećoj stranici.

Slika 7.24. Ručno programiranje

115

Slika 7.25. Primjer ručnog programiranja

116

7.8.1.1. Geometrijske podloge ručnog programiranja

Za matematički opis geometrije izratka kontura se dijeli na pojedine segmente (slika 7.26.) pogodne za matematičko predstavljanje i programiranje procesa obrade. U procesu obrade alat se kreće po matematički opisanim segmentima. Kada je segment u obliku pravca kretanje alata je pravolinijsko, što se ostvaruje linearnom interpolacijom. Ako su segmenti u obliku kružnih lukova ili paraboličnih krivih kretanje alata se ostvaruje drugim oblicima interpolacije. Prema tome, segmentirana kontura izratka je geometrijska podloga za ručno programiranje.

Primjer 7.2.Programiranje završne obrade sa kompenzacijom alata za izradak prikazan na slici 7.27.

117

X

YX

X V

U

T S

RP O N

3050

5/45 5/45

25

75102

203,6

250,6

258

20 5

30

36

Z

3/45

2/45 2/455

40

3/45

W

1

20

7

0

4

6

9,85

4

0,2

1

34

3

8

1

2,88

M 2

0 x

2

Slika 7.26. Segmentirana geometrijska kontura izratka

1

20

1

12

124

1

36

148

185175

165155

135114.70470

5040

45 1:20X92.710Z108.234

X62.031Z68.752

X77.370Z88.493

X68.562

150

25

25

Z 1

96

X

W

Slika 7.27. Programiranje procesa završne obrade

N10 F.l T01013N20 G96 S125 D3500 M3N30 G0 X56 Z186N40 G42N50 Gl Z175N60 X62N70 Z165N80 X68N90 Z155N100 X74N110 Z135N120 X68.562 Z114.704N130 G2 X77.37 Z88.493 I24.148 K – 6.47N140 G3 X87 Z70 I – 15.339 K – 19.741N150 Gl X88 Z50N160 X98 Z40N170 G40N180 G0 X100 Z300N190 M30

Objašnjenje instrukcija u programu:

N10 – Poziv prvog alata za obradu sa memorijom u kojoj su podaci o veličini reznog radijusa i orijentacija alata, pomak 0,1 mm/o.

N20 – Konstantna brzina rezanja. Nema premještanja koordinatnog sistema u X osi. Upravljačka jedinica će automatski birati brojeve obrtaja da bi brzina rezanja bila konstantna (v = 125 m/min).

N30 – Pozicioniranje alata u brzom hodu i bez kompenzacije alata – primicanje alata konturi.

N40 – Aktiviranje kompenzacije reznog radijusa. Alat se nalazi desno od konture.

N50 160 - Obrada konture sa kompenzacijom.

N170 – Kompenzacija radijusa isključena.

N180 – Pozicioniranje alata za izmjenu bez kompenzacije u brzom hodu.

7.8.1.2. Tehnološke podloge

Pri programiranju tehnoloških procesa obrade treba definisati slijedeće karakteristike:– geometriju pripremka, – parametre režima obrade,– način i broj stezanja obratka,– broj prolaza pri obradi,– kvalitet površinske obrade,– alate po zahvatima obrade,– obradni sistem, itd.

118

Tehnološke karakteristike CNC mašina su širokih varijacija i određene su slijedećim parametrima:

Brzina rezanja određuje se izrazom:

, (7.1)

gdje su: D – prečnik obrade (mm), n – broj obrtaja obratka (min-1).

Brzina pomoćnog kretanja ograničena je kvalitetom obrađene površine:

, (7.2)gdje su: s – posmak (mm/o),

r – radijus vrha alata, H – veličina hrapavosti (mm).

Broj prolaza se određuje ovisno od dodatka za obradu () i režima obrade. Za optimalnu dubinu rezanja (a) broj prolaza je:

. (7.3)

Ako je optimalna dubina rezanja a = 5,5 mm, tada je prema slici 7.29. broj prolaza:

119

bh

a

ss

Slika 7.28. Geometrija obrađene površine

L1

L2 8

0

100

1

20 Z

i 1,1i 1,2i 2,1 i 2,2

X

Slika 7.29 Određivanje broja prolaza pri obradi struganjem

W

prolaza,

pa je dubina rezanja po jednom prolazu:

Optimalna postojanost alata T je parametar koji se određuje optimiranjem obradnog procesa iz definisanog matematičkog modela. Na osnovu troškova alata pri obradi na strugovima postojanost alata je:

, (7.4)

gdje su: KA – Troškovi novog alata (pločice) i nosača alata, KPM – Troškovi pripreme i montaže, KM0 – Troškovi na radnom mjestu obrade, Tz – Vrijeme jednokratne zamjene istrošenog alata.

Primjer 7.3.

Primjer ručnog programiranja pri obradi bušenjem.

N0001 G0 T1 M6N0002 G81 X30000 Y30000 Z – 4000 R20000 F200 S1000 T2 M3N0003 X170000N0004 Y140000N0005 X30000N0006 X100000 Y85000N0007 G0 T2 M6N0008 G81 X100000 Y85000 Z – 25000 R20000 F193 S774 T3 M3

120

100200

30 30

3030

170

85

Y

X

A

A

Slika 7.30. Izradak složene geometrijske konture

Z

30

6

26 22

M 16 x 1,5 16 H7

X

N0009 G0 T3 M6N0010 G82 X100000 Y85000 Z – 6000 R20000 F28 S184 T4 M3N0011 G0 T4 M6N0012 G84 X100000 Y85000 Z – 19000 R14000 F375 S250 T5 M3N0013 G80 R20000N0014 G0 T5 M6N0015 G81 X30000 Y30000 Z – 25000 R20000 F176 S705 T6 M3N0016 X170000N0017 Y140000N0018 X30000N0019 G0 T6 M6N0020 G82 X30000 Y140000 Z – 6000 R20000 F33 S217 T7 M6N0021 X170000N0022 Y140000N0023 X30000N0024 G0 T7 M6N0025 G81 X30000 Y300000 Z – 19000 R14000 F20 S199 M3N0026 G80 R20000N0027 G81 X170000 R14000N0028 G80 R20000N0029 G81 Y140000 R14000N0030 G80 R20000N0031 G81 X30000 R14000N0032 G80 R20000N0033 M2

121

7.8.2. Automatsko (računarom) CAD/CAM programiranje

Jedan od segmenata automatskog (računarskog) programiranja pored programiranja u APT srodnim jezicima (EXAPT) je i programiranje u CAD/CAM sistemima (danas najrašireniji vid programiranja). Princip programiranja sastoji se u korištenju razvijenih CAD sistema iz kojih dobijemo odgovarajući crtež obratka. Tako definiran objekt povezuje se sa nekim od CAM modula gdje se na temelju crteža generira (računar) putanja alata (CL datoteku – Cutter location data). Izbor redoslijeda operacija i zahvata kao i tehnoloških parametara obrade određuje tehnolog - ”programer”. Nakon dobivenog NC programa (opći oblik) potrebno je izvršiti postprocesiranje podataka za određenu upravljačku jedinicu alatne mašine.

Nakon toga NC program je spreman za slanje na alatnu mašinu. Simulacija (verifikacija) obrade također se radi u CAM modulu. Struktura NC programa dobivenog pomoću CAD/CAM sistema prikaza je na slijedećoj stranici. Za različite vrste obrade postoje i takvi definirani CAM moduli (tokarenje, glodanje, elektroerozija, plazma rezanje, itd.).

Slika 7.31. CAD/CAM princip programiranja

122

Slika 7.32. Primjer CAD/CAM programiranja kod tokarenja

7.9. Primjer izrade NC programa

7.9.1. Ručno programiranje

Jedan od načina programiranja NC alatnih mašina je ručno programiranje. Kod ručnog programiranje pisanje NC programa ovise isključivo o vještini i iskustvu programera (tehnologa).

Geometrijske (poznavanje čitanja tehničkih crteža), tehnološke informacije (određivanje pojedinih tehnoloških zahvata i operacija), poznavanje mašine i njeniih mogućnosti, alata, alatnih materijala kao i materijala obratka i za njih odgovarajućih vrijednosti parametara rezanja su uvjet za kvalitetno ručno programiranje.

Pored toga potrebno je i poznavati upravljačku jedinicue tj. G i M funkcije, koordinatni sistem, referentne tačke mašine i alata kao i eventualno dopunske funkcije (paletni sistem, sistemizmjena alata, itd.).

Iz ovoga proizlaze veliki zahtjevi koji se postavljaju pred programerom tj. mora biti upoznat i sa najmanjim detaljem vezanim za obradu pripremka. Zahtjevnost konture izratka (istodobno više od tri osi upravljanja) dodatno usložnjava postupak programiranja. Zbog navedene složenosti ograničena je i mogućnost upravljanja (programiranja) na višemašina (max. četiri do pet NC alatnih mašina).

Procedura ručnog programiranja može se predstaviti slijedećom slikom.

123

Primjer izrade NC programa

124

OPERACIJSKI LIST

NAZIV DIJELA

osovinica

VRSTA MATERIJAL

AAlCu5Mg1

PRIPREMAKkomad

IZRADIOJ. F.

DATUM01.09.2008

BROJ DIJELAG. P. 1 – str. 2

BROJ OPER./ZAHV.

010 / 01

DIMENZ. PRIPREMKA

36 x 72

PREGLEDAOH. F.

LIST1

SLIJEDI----------

Br. oper.Naziv operacije, opis zahvata Mašinska grupa, alati n nk s s' a i Tpk t1

Br. zahv.010 TOKARENJE 20 – 170 – 1

01. nasloniti pripremak na čelo stezne glavei stegnuti

02. tokariti vanjski čeoni s dubinom 0,52500

0.000

77 0.5 1

03. tokariti vanjsko uzdužno1720

0.015

44.25 1 5

04. tokariti vanjski brid 1/450 i 0,5/450 1720

0.025

44.25 2

05. okrenuti obradak, osloniti na čelo stezneglave i stegnuti za 25

06. tokariti vanjsko čeono na dubinu2500

0.010

750.05

1

07. mjeriti dužinu

08.2500

0.010

750.15

1

09.2500

0.100

250 0.1 1

10.1720

0.025

44.25 1 5

11.2500

0.040

100 1 5

1 mm za završnu obradu radijusa R5

12.tokariti vanjsko konturno oba radijusa R5

2500

0.040

100 0.1 1

s dodatkom 0,2 mm za završnu obradu

13. tokariti vanjsko konturno završno0000

0.010

60 0.1 1

14. mjerenje dimenzija

PLAN STEZANJA

NAZIV DIJELA

osovinicaVRSTA

MATERIJALAAlCu5Mg1

PRIPREMAKkomad

IZRADIOJ. F.

DATUM01.09.2008

BROJ DIJELAG. P. 1 – str. 3

BROJ OPER./ZAHV.

0,227 kg

DIMENZ. PRIPREMKA

36 x 72

PREGLEDAOH. F.

LIST1

SLIJEDI----------

125

W

0,5

72

4

1

B

2,5

baza

lineta pokretna

lineta čvrsta

samopodesivi oslonac

čvrsti oslonac u tački

podesivi oslonac

čvrsti oslonac na površini

mjesto stezanja Koordinate startne tačke (B)

X 20,5 Y _ Z 2,5

3

6

PLAN ALATA I DIMENZIJA ALATA EMCO COMPACT 5

CNC

NAZIV DIJELAosovinica

VRSTA MATERIJALA

AlCu5Mg1

PRIPREMAKkomad

IZRADIOJ. F.

DATUM01.09.2008

BROJ DIJELAG. P. 1 – str. 4

BROJ OPER./ZAHV.

010 / 01

DIMENZ. PRIPREMKA

36 x 72

PREGLEDAOH. F.

LIST1

SLIJEDI----------

Red. br.

Opis alata T OznakaRevolver alata P

oz.

G 26 Brzoizmjenjivi držač alata G 26

Oštrica Držač o. Držač al. X Z Oštrica Držač o. Držač al. X Z

1 desni nož za tokarenje vanjskoStand. L EMCO EMCO EMCO Broj 0 260610 260601 584181Stand. LBroj 0Stand. LBroj 0Stand. LBroj 0Stand. LBroj 0Stand. LBroj 0Stand. LBroj 0Stand. LBroj 0Stand. LBroj 0

PLAN REZANJA

NAZIV DIJELA

osovinicaVRSTA

MATERIJALAAlCu5Mg1

PRIPREMAKkomad

IZRADIOJ. F.

DATUM01.09.2008

BROJ DIJELAG. P. 1 – str. 5

BROJ OPER./ZAHV.

010 / 01

DIMENZ. PRIPREMKA

36 x 72

PREGLEDAOH. F.

LIST1

SLIJEDI----------

126

Z = 1

1/45

3

4 2

5

2

3

3

7

Z = 0

Z = 25

Z = 26,5

Nakon obrade jedne strane izradak se okreće pa imao novi plan stezanja, rezanja

PLAN STEZANJA

NAZIV DIJELA

osovinicaVRSTA

MATERIJALAAlCu5Mg1

PRIPREMAKkomad

IZRADIOJ. F.

DATUM01.09.2008

BROJ DIJELAG. P. 1 – str. 6

BROJ OPER./ZAHV.

010 / 05

DIMENZ. PRIPREMKA

36 x 72

PREGLEDAOH. F.

LIST1

SLIJEDI----------

PLAN REZANJA

NAZIV DIJELA

osovinicaVRSTA

MATERIJALAAlCu5Mg1

PRIPREMAKkomad

IZRADIOJ. F.

DATUM01.09.2008

BROJ DIJELAG. P. 1 – str. 7

BROJ OPER./ZAHV.

010 / 05

DIMENZ. PRIPREMKA

36 x 72

PREGLEDAOH. F.

LIST1

SLIJEDI----------

127

70

25

0,75 0,75

05/45

R5

R5

3

5

1

5o8

1

4

3

6

4

1

B

W

1,5

71,5

4

baza

lineta pokretna

lineta čvrsta

samopodesivi oslonac

čvrsti oslonac u tačkipodesivi oslonac

čvrsti oslonac na površini

mjesto stezanja Koordinate startne tačke (B)

X 20,5 Y _ Z 4

Primjer NC programa ručno programiranog za tokarilicu CNC TU360 i Philips upravljačku jedinicu prema zadanom crtežu

128

N9004N10 G55 T8083 (PCLNL2525K12) N270 Z-71.8N20 G96 D2200 S180 M4 N280 X18.5 Z-76.8N30 G10 X20 Z2 C2 I0.5 F0.2 M8 N290 Z-81.8N40 G1 X0 Z0 N300 X20N50 G3 X13 Z-13 R13 N310 X21 T3N60 G2 X17 Z-17 R4 N320 G0 Z1N70 G1 X19.5 Z-22 N330 X-1 M8N80 G13 N1=40 N2=70 N340 G1 X0 Z0 F0.1 T2N90 X50 M9 N350 G3 X13 Z-13 R13N100 T2023 (PDJNL2525K11) N360 G2 X17 Z-17 R4N110 G96 D2200 S200 M3 N370 G1 X19.5 Z-22N120 G0 X21 Z-31.75 M8 N380 Z-29N130 G1 X18 Z-40 N390 X15.5 Z-40N140 Z-50 N400 Z-50N150 G3 X21 Z-51.354 R4 N410 G3 X19.259 Z-55.368 R4N160 G1 Z-57.453 N420 G1 X15.84 Z-64.762N170 X18.34 Z-67.762 N430 Z-72N180 Z-72 N440 X18 Z-77N190 X21 Z-78.157 N450 Z-82N200 G0 X22 Z-25 N460 X20N210 G1 X21 Z-26.25 T2 N470 X21 F0.2 T3 M9N220 X16 Z-40.2 N480 G0 X80 Z10N230 Z-49.8 N490 M30N240 G3 X21 Z-52 R4N250 G1 Z-55.386N260 X16.34 Z-65

129

7.9.2. CAD/CAM softveri – primjer programiranja

Razvojem računarske opreme (hardvera i softvera) u zadnjem desetljeću stvoreni su uvjeti i mogućnosti šire primjene računara u inženjerskim procesima: konstruiranju, projektiranju tehnologija i procesa obrade, vođenju i upravljanju proizvodnjom i obradnim sistemima kao i simulaciji procesa i tehničkih problema sa kojima je u doticaju savremeni inženjer.

U tom cilju razvijeni su mnogi programi od kojih neki imaju primjenu u području proizvodnog inženjerstva (CAD/CAPP/CAM), gdje se teži integriranju poslova konstrukcije (CAD), planiranja procesa obrade (CAPP) i upravljanja obradnim sistemima tj. procesom izrade (CAM).

Glavna karakteristika svih CAM softverskih paketa je grafička simulacija putanje alata u cilju bržeg, jednostavnijeg i sigurnijeg programiranja CNC mašina. Neka od komercijalnih rješenja CAM sistema dati su na slijedećem stranicama.

7.9.2.1. Modul Pro/ENGINEERING Production

pokriva područja višeosnog glodanja, tokarenja i elektroerozije, procesa bitnih za izradu kalupa u ljevačkoj i industriji oblikovanja metala deformiranjem.

To čini ovaj softver sveobuhvatnim rješenjem za proizvodnju jer objedinjuje sve aspekte procesa proizvodnje od konstrukcije i njene verifikacije (vizualno i numerički) do gotovog proizvoda. Što se tiče obrade deformiranjem za sada postoji obrada laserom, plazmom, obrada savijanjem i obrada prosijecanje-probijanje s kompletnim NC kodom.

VERICUT je sastavni dio softvera Pro/ENGINEER. Simulacija, verifikacija i analiza procesa višeosnog glodanja (2,5 do 5), bušenja, tokarenja, elektroerozijske obrade, kombinacija tokarenje-glodanje kao i visokobrzinske obrade su pokrivene ovim programom.

Postoji i biblioteka NC postprocesora za sve važnije upravljačke jedinice. Optimizacija putanje alata čini NC program brži i jednostavniji. Za razliku od drugih CAM softvera ovaj podržava i mogućnost izrade i simulacije rada mašine (virtualni) tako da se unaprijed mogu otkloniti moguće kolizije alata sa mašinom.

130

7.9.2.2. EXAPTplus proizvod firme EXAPT Systemtechnik GmbH.

Temelji ovog današnjeg softvera sežu još u 60-te godine ili vrijeme nastanka EXAPT programskog jezika za NC programiranje. Današnji EXAPTplus pored CAD/CAM (tokarenje, bušenje, glodanje, elektroerozija) posjeduje i modul za CAPP (Computer Aided Process Planning) što ga čini različitim od većine drugih CAD/CAM softvera. Ulazni format je crtež u nekom od CAD formata (IGES, DXF, STEP, SAT, i drugi).

Nakon formiranja CAD modela pristupa se odabiru obradnog procesa i alatne mašine na kojoj će se obraditi dati model. Početni oblik i dimenzije pripremka, način stezanja odabiru se na početku procesa. Izbor alata vršimo iz postojećih baza podataka o alatu ili unosimo nove alate za naš slučaj. Nakon toga se definira površina obrade kao i parametri obrade.

Sa ovim zadanim podacima pristupa se automatski simulaciji obrade. Tu se virtualno mogu kontrolirati moguće kolizije alata s obratkom, mašinom ili steznom napravom. Ukoliko je sve prošlo bez problema pristupa se daljnjoj obradi i tako sve dok ne dobijemo gotov izradak.

Dok mi pripremamo proces obrade i podešavamo bitne parametara u pozadini program na temelju usvojenih podataka generira NC program kao ulaz za CNC alatne mašine. Nakon obavljenog kompletnog procesa obrade pristupa se postprocesiranju podataka prema upravljačkoj jedinici alatne mašine.

EXAPTplus softverski paket pokriva slijedeće opcije: simulacija procesa obrade, automatsko NC programa, lista korištenih mašina, reznih i steznih alata,

131

lista pomoćnog, glavnog i ukupnog vremena obrade po zahvatima i operacijama, CLDATA (Cutter location data) podaci o položajima alata.

Slika 7.33. Sučelje kod EXAPTplus softvera

7.9.2.3. hyperMILL proizvod firme OPEN MIND Software Technologies GmbH.

Softverski paket za programiranje CNC mašina hyperMILL ima 5 različitih modula: Basic 2D (osnovni paket za 2D i 2.5D Basic 2D cikluse rezanja) Basic 3D (osnovni paket namijenjen za 3D cikluse rezanja) Classic (2.5D i 3D ciklusi u jednom Classic paketu) PRO (za za alatnu alatnu industriju) Expert (uključena je i visoko brzinska obrada)

hyperMILL radi na Windows platformi (98, 2000, NT, XP) i podržava širok spektar CAD formata (IGES, STEP,VDA,DXF,…) i korisnike drugih CAD sistema (CATIA, IDEAS, PRO/E, Unigraphics). Svaki od gore navedenih modula omogućuju i simulaciju najzahtjevnijih oblika posebno važnim kod izrade modela i kalupa u alatnoj industriji. Postprocesiranje podataka ka CNC mašini također pokriva širok krug alatnih mašina različitih proizvođača, između ostalog i za Philips upravljačku jedinicu koju posjedujemo na Laboratorijskoj tokarilici CNC TU360.

Program pokriva područja obrada kod CNC mašina sa 2, 2.5, 3, 4, 5 osi (pogledaj sliku) kao i elektroerozijske, laserske, obrade vodenim mlazom kao i rezanje plazmom.

132

7.9.2.4. SolidCAM proizvod firme CADTECH.

Crtanje modela sa Base Modelarom i kasnija integracija u CAM sučelju omogućuju brzu i pouzdanu simulaciju zahtjevane obrade (višeosno glodanje, tokarenje). Simulacija puta alata, izbjegavanje moguće kolizije alata sa obratkom, napravom ili mašinom omogućava siguran nadzor procesa bez neželjenih situacija. Biblioteka podataka o alatima, materijalima je također dio programa. U SOLIDCAM integrirani su podaci o alatima firme ISCAR sa svim potrebnim parametrima rezanja što svakako pojednostavljuje cijeli proces. Kasnije postprocesiranje podataka ka CNC mašini također pokriva veliki broj proizvođača upravljačkih jedinica.

Bitno za ovaj softver je i njegova integracija sa SolidWorks softverom tako da kompletnu simulaciju moguće je izvesti bez napuštanja CAD programa.

7.9.2.5. Mastercam proizvod firme CNC Software, Inc.

Po nekim pokazateljima najprodavaniji CAM softver na svijetu (60935 mjesta). Na tržištu se nudi u više modula: Mill 1, 2 i 3, Lathe i Wire. Znači Mastercam pokriva područja obrada glodanjem (2-5 osi), tokarenjem (C-os) i elektroerozijom (2 - 4 osi). Kao i u drugim softverima ovog tipa postoji mogućnost unosa podataka o modelima iz različitih CAD sistema ili koristit njegov Design softver (3D).

Optimizacijom parametara rezanja dolazi do uštede u vremenu izrade proizvoda, povećanju vijeka trajanja alata. Visokobrzinska obrada i njene funkcije su također uključene u program.

133

PostprocesorCAM softverom kontroliramo sve funkcije (kretanje NC osi, izmjena alata i obratka,

SHIP, tehnološke podatke, itd.) vezane za adekvatno programiranje NC alatnih mašina.Početni izlazni rezultat CAM sistema je opći program izratka poznat kao CLDATA

(cutter location data) tj. datoteka putanje alata. Struktura CL datoteke je standardizirana po ISO 3592/4343. Tako dobiveni program (CL datoteka) nije pogodan kao ulazna informacija u NC alatnu mašinu pa stoga je potrebno pretvoriti postojeću CL datoteku u program čitljiv NC alatnoj mašini pomoću postprocesorskog programa.

Postprocesor je ustvari program koji pretvara (konvertira) CL datoteku u naredbe jezika (vodeći računa o sintaksi i semantici) upravljačke jedinice mašine. Postprocesor mora uzeti u obzir sve karakteristike mašine (NC osi, G i M funkcije, kinematika mašine, izmjena alata i obradka, itd.). Svaki postprocesor je jedinstven tj. projektiran za samo tu mašinu (upravljačku jedinicu) i odgovarajući CAM sistem pa ga nije moguće zamijeniti nekim drugih postprocesorom.

Kupovinom odgovarajućeg CAM sistema potrebno je ponekad opći oblik postprocesora prilagoditi potrebama mašine u pogonu (ukoliko mašina ima dodatne opcije npr. dodatno skladište alata, dostavljač šipki, robot, dodatnu NC os, cikluse obrade itd.). Vrlo često, pogotovo kod starijih NC alatnih mašina tj. mašina za koje unutar CAM sistema nema postprocesora, potrebno je izraditi ili prilagoditi za vašu upravljačku jedinicu neki od postojećih postprocesora.

Princip rada postprocesora (slijedeća slika) zasniva se na učitavanju zapisa CL datoteke jedan po jedan blok, analizi i transformaciji u jezik poznat upravljačkoj jedinici NC alatne mašine. Za svaki tip zapisa poziva se potprogram za njegovu analizu i prevođenje. Stoga postprocesor se sastoji od slijedećih modula:

Modul za učitavanje CL datoteke Modul za analizu i prevođenje Modul za poziv potprograma Modul za generiranje NC naredbe

Slika 7.34. Opća shema postprocesora

134

8. OD IDEJE DO GOTOVOG PROIZVODA (CAD/CAM/CAE/CNC)Težnja da se bude što prije sa proizvodom na tržištu dovela je do razvoja novih tehnika

i tehnologija. Sve njih može obuhvatiti zajedničkim imenom Brza izrada proizvoda (Rapid development of product).

Neki primjeri primjene navedenih tehnologija dati su na slikama. Područja primjena su veoma široka od automobilske industrije, alatničarstva, mašinogradnje, ortopedije i protetike pa do umjetnosti i animacije.

135

9. TRENDOVI RAZVOJA ALATNIH MAŠINARazvoj alatnih mašina usko je povezan sa promjenama postojećih i razvojem novih

tehnologija pa tako i trendovi razvoja alatnih mašina prate te potrebe. Neki od puteva mogućeg razvoja već su danas apostrofirani pa je za očekivati ubrzani razvoj i intenzivniju primjenu na slijedećim poljima:

Ekologija (suha obrada) Visokobrzinske tehnologije Nove tehnike građenja mašina (paralelna kinematika) Mikro i Nanotehnologije (predviđanja kažu 2006 g. 25 milijardi $ a do 2015 g. 1000

milijardi $, elektronika, medicina, optika, senzorika, itd.) Hibridne tehnologije (laser, ultrazvuk) Razvoj novih i poboljšanje postojećih softverskih rješenja Primjena umjetne inteligencije i razvoj inteligentnih obradnih sistema (digitalne

tvornice).

Slika 4. Tokarenje – glodanje (okruglo glodanje) Slika 5.Mikro i Nanotehnologija

136

10. ZAKLJUČAKTehnologije i tehnološki procesi su temelj svake proizvodnje, pa tako i industrije

prerade i obrade metala. Da je to tako pokazuje primjer da svako suvremeno društvo u tehnologiji vidi jednu od glavnih poluga sadašnjeg i budućeg tehno – ekonomskog razvoja, zbog čega je veliki interes svake zemlje da modernizira postojeće tehnologije i da otvori razvojne procese za primjenu novih – visokih tehnologija. Značaj se tehnologije najbolje može shvatiti iz dugo godina poznatog mišljenja da su hrana, energija i sirovine ključni faktori u razvoju jedne zemlje.

Međutim, dokazano je da ovo shvatanje u novije vrijeme razvoja ne stoji, jer neke zemlje koje sve ovo imaju spadaju u najzaduženije zemlje svijeta. Da je to tako najbolje pokazuje primjer Japana, koji kroz primjenu vrhunskih tehnologija višestruko nadoknađuje nedostatak prirodnih resusrsa. Dakle, navedena tri razvojna faktora moraju se povezati s četvrtim, danas najznačajnijim faktorom – vrhunskom tehnologijom.

Prema tome, nivo primjenjene tehnologije je glavno strateško razvojno pitanje jedne zemlje, jer svoju ekonomsku dominaciju razvijene zemlje zasnivaju na tehnologiji i primjeni znanja u širem smislu. Kod modernih tehnologija i tehnoloških procesa smanjuje se utrošak direktnog živog rada (vrijeme pripreme, projektiranja, prodaje, itd.).

137

SADRŽAJ

1. UVOD.....................................................................................................................................11.1 OPĆI POVIJESNI RAZVOJ PROIZVODNIH PROCESA I SISTEMA.........................11.2. TEHNOLOŠKI RAZVOJ I ZNAČAJ TEHNOLOGIJE.................................................21.3. ZNAČAJ IMPLEMENTACIJE NOVIH PROIZVODNIH TEHNOLOGIJA................31.5. PROIZVODNA FILOZOFIJA........................................................................................4

1.5.1. Klasična proizvodna filozofija..................................................................................41.5.2. Nova proizvodna filozofija.......................................................................................51.5.3. Karakteristike proizvodnih filozofija........................................................................6

2. NIVOI UPRAVLJANJA ALATNIH MAŠINA.....................................................................72.1. OSNOVNE KARAKTERISTIKE NUMERIČKOG UPRAVLJANJA..........................7

2.1.1. Prednosti i nedostaci upotrebe: NC – konvencionalne alatne mašine......................72.2. NUMERIČKO UPRAVLJANJE (NC)............................................................................8

2.2.1. Princip rada NC sistema............................................................................................82.3. NUMERIČKO UPRAVLJANJE RAČUNAROM (CNC)..............................................92.4. DIREKTNO NUMERIČKO UPRAVLJANJE (DNC).................................................10

2.4.1. Povezivanje NC/CNC alatnih mašina pomoću DNC sistema upravljanja..............102.5. SISTEMI ADAPTIVNOG UPRAVLJANJA (AC).......................................................11

2.5.1. Adaptivno granično upravljanje (ACC)..................................................................132.5.2. Adaptivno optimalno upravljanje (ACO)...............................................................142.5.3. Adaptivno geometrijsko upravljanje (ACG)...........................................................15

2.6. FLEKSIBILNI PROIZVODNI SISTEMI (FPS) – Doprinos povećanju proizvodnosti i smanjenju troškova...............................................................................................................15

2.6.1. Svrha fleksibilnih proizvodnih sistema...................................................................152.6.1.1. Organizacioni ciljevi........................................................................................162.6.1.2. Tehnički ciljevi.................................................................................................16

2.6.2. Klasifikacija fleksibilnih proizvodnih sistema........................................................172.6.2.1. Klasifikacija prema upravljačkim jedinicama.................................................172.6.2.2. Klasifikacija prema tipu proizvodnje...............................................................172.6.2.3. Klasifikacija prema položaju linija..................................................................17

3. SISTEMI ALATNIH MAŠINA.......................................................................................203.1. POGONSKI SISTEMI ALATNIH MAŠINA................................................................20

3.1.1. Pogoni za glavno kretanje.......................................................................................213.1.2. Pogon glavnog vretena............................................................................................253.1.3. Pogoni za pomoćno kretanje...................................................................................27

3.2. MJERNI SISTEMI ALATNIH MAŠINA.....................................................................333.2.1. Zatvoreni mjerni sistem..........................................................................................333.2.2. Poluzatvoreni mjerni sistem....................................................................................343.2.3. Kvazizatvoreni mjerni sistem.................................................................................343.2.4. Otvoreni mjerni sistem............................................................................................343.2.5. Direktno mjerenje položaja.....................................................................................353.2.6. Indirektno mjerenje položaja..................................................................................353.2.7. Mjerni elementi.......................................................................................................36

4. KONVENCIONALNE MAŠINE SA CNC UPRAVLJANJEM..........................................404.1. CNC TOKARILICE......................................................................................................40

4.1.1. Glavne karakteristike tokarilica i osnovni tipovi obrade........................................404.1.2. Koordinatni sistemi na alatnim mašinama..............................................................404.1.3. Vrste tokarilica........................................................................................................414.1.4. Stezanje alata i obradaka na tokarilici....................................................................43

138

4.1.5. Višesuportne tokarilice...........................................................................................454.1.6. Viševretene tokarilice.............................................................................................454.1.5. Tokarilice sa suprotnim vretenom..........................................................................47

4.2. CNC GLODALICE.......................................................................................................484.2.1. Glavne karakteristike glodalica i osnovni tipovi obrade.............................................48

4.2.2. Osnovna podjela glodalica GLODALICA..............................................................494.2.3. Univerzalna glodalica.............................................................................................494.2.4. Alatna glodalica AG – 400 CNC............................................................................504.2.5. Horizontalna vs. Vertikalna glodalica.....................................................................514.2.6. Vertikalna portalna glodalica - gantry tip...............................................................534.2.7. 5 – osne glodalice....................................................................................................54

4.3. CNC BUŠILICE............................................................................................................554.3.1. Osnovne podjele i operacijena bušilicama..............................................................554.3.2. Alati za bušenje.......................................................................................................564.3.3. Vrste bušilica..........................................................................................................564.3.4. Radijalna bušilica....................................................................................................574.3.5. Viševretena bušilica................................................................................................584.3.6. Duboko bušenje......................................................................................................594.3.7. Bušilica za duboko bušenje provrta topovskim svrdlom........................................604.3.8. BTA sistem za duboko bušenje...............................................................................614.3.9. Ejektorski princip dubokog bušenja........................................................................62

4.4. CNC BRUSILICE..........................................................................................................634.4.1. Brusilice podjela i izvedbena rješenja.....................................................................634.4.2. Alatna brusilica.......................................................................................................64

4.5. CNC BLANJALICE I MAŠINE ZA PROVLAČENJE................................................655. NEKONVENCIONALNE MAŠINE SA CNC UPRAVLJANJEM....................................67

5.1. Elektroerozija iskrom....................................................................................................685.2. Elektrohemijska obrada.................................................................................................705.3. Obrada mlazom vode.....................................................................................................715.4. Obrada laserom..............................................................................................................735.5. Obrada snopom elektrona..............................................................................................765.6. Hemijska obrada............................................................................................................775.7. Ultrazvučna obrada........................................................................................................78

6. TEHNOLOŠKA PRIPREMA ZA PROGRAMIRANJE NA NUMERIČKI I KOMPJUTERSKI UPRAVLJANIM MAŠINAMA................................................................79

6.1. Analiza tehnologičnosti proizvoda................................................................................806.2. Izbor polaznog oblika materijala – pripremka...............................................................84

6.2.1. Izbor optimalne varijante pripremka.......................................................................856.3. Izbor obradne mašine.....................................................................................................89

7. TEHNOLOŠKI POSTUPCI SA NUMERIČKIM I KOMPJUTERSKIM UPRAVLJANJEM....................................................................................................................91

7.1. Sistemi kodiranja...........................................................................................................927.2. Osnove programiranja NC alatnih mašina.....................................................................977.3. Koordinatni sistem alatnih mašina.................................................................................98

7.3.1. Koordinatni sistem alatnih mašina – Tokarski centar.............................................997.3.2. Koordinatni sistem alatnih mašina - Glodalica.......................................................997.3.3. Koordinatni sistem alatnih mašina – Obradni centar............................................100

7.4. Načini kretanja alata....................................................................................................1017.4.1. Interpolacija kretanja alata....................................................................................101

7.5. Karakteristične tačke mašine, obratka i alata...............................................................102

139

7.5.1. Karakteristične tačke kod glodalice......................................................................1027.5.2. Karakteristične tačke mašine, obratka i alata – Tokarilica...................................103

7.6. Sistemi mjerenja (apsolutno i inkrementalno).............................................................1047.6.1. Odabir sistema mjerenja ovisno o kotiranju.........................................................105

7.7. G i M funkcije s osvrtom na PHILIPS uprav. jedinicu...............................................1067.7.1. Struktura programskog bloka (adrese, brojčane vrijednosti, riječi)......................106

7.7.1.1. Struktura programskog bloka........................................................................1067.7.1.2. Struktura programskog bloka – adrese..........................................................1077.7.1.3. Popis G – funkcije (uvjeti puta).....................................................................1077.7.1.3. Popis M – funkcije (pomoćne funkcije)..........................................................1087.7.1.4. Uvjeti puta glavnih funkcija – oblik programske rečenice............................108

7.8. Metode programiranja..................................................................................................1157.8.1. Ručno programiranje............................................................................................115

7.8.1.1. Geometrijske podloge ručnog programiranja...............................................1177.8.1.2. Tehnološke podloge.......................................................................................118

7.8.2. Automatsko (računarom) CAD/CAM programiranje...........................................1227.9. Primjer izrade NC programa........................................................................................123

7.9.1. Ručno programiranje............................................................................................1237.9.2. CAD/CAM softveri – primjer programiranja.......................................................129

7.9.2.1. Modul Pro/ENGINEERING Production........................................................1297.9.2.2. EXAPTplus proizvod firme EXAPT Systemtechnik GmbH............................1307.9.2.3. hyperMILL proizvod firme OPEN MIND Software Technologies GmbH.....1317.9.2.4. SolidCAM proizvod firme CADTECH...........................................................1327.9.2.5. Mastercam proizvod firme CNC Software, Inc..............................................132

8. OD IDEJE DO GOTOVOG PROIZVODA (CAD/CAM/CAE/CNC)...............................1349. TRENDOVI RAZVOJA ALATNIH MAŠINA.................................................................13510. ZAKLJUČAK...................................................................................................................136

140