Upload
others
View
10
Download
1
Embed Size (px)
Citation preview
UNIVERZA V MARIBORU
FAKULTETA ZA STROJNIŠTVO
Aleš MEŠKO
ZASNOVA, MODELIRANJE IN IZDELAVA NOSILCA GRELCA ZA PAKIRNI STROJ
Diplomsko delo
visokošolskega strokovnega študijskega programa
Strojništvo
Maribor, avgust 2016
ZASNOVA, MODELIRANJE IN IZDELAVA NOSILCA
GRELCA ZA PAKIRNI STROJ
Diplomsko delo
Študent: Aleš MEŠKO
Študijski program: Visokošolski strokovni študijski program Strojništvo
Smer: Proizvodno strojništvo
Mentor: red. prof. dr. Miran BREZOČNIK
Maribor, avgust 2016
‐ II ‐
I Z J A V A
Podpisani Aleš MEŠKO, izjavljam, da:
je diplomsko delo rezultat lastnega raziskovalnega dela,
da je predloženo delo v celoti ali v delih ni bilo predloženo za pridobitev kakršnekoli
izobrazbe po študijskem programu druge fakultete ali univerze,
da so rezultati korektno navedeni,
da nisem kršil‐a avtorskih pravic in intelektualne lastnine drugih,
da soglašam z javno dostopnostjo diplomskega dela v Knjižnici tehniških fakultet ter
Digitalni knjižnici Univerze v Mariboru, v skladu z Izjavo o istovetnosti tiskane in
elektronske verzije zaključnega dela.
Maribor,_____________________ Podpis: ________________________
‐ III ‐
ZAHVALA
Zahvaljujem se mentorju red.prof. dr. Miranu
BREZOČNIKU za pomoč in vodenje pri opravljanju
diplomskega dela.
Zahvaljujem se tudi staršem, ki so mi omogočili študij.
‐ IV ‐
ZASNOVA, MODELIRANJE IN IZDELAVA NOSILCA GRELCA ZA PAKIRNI STROJ
Ključne besede: CAD, CAM, CNC programiranje, CNC rezkanje, polnilni stroj
UDK: 004.896:621.937(043.2)
POVZETEK
V diplomskem delu je prikazano modeliranje, izdelava programa in izdelava izdelka nosilec
grelcev, ki je del polnilnega stroja za sipke materiale Repleo TBC. Cilj diplomskega dela je
izdelava programa za izdelavo omenjenega izdelka, tako da je čas izdelave čim krajši in da so
stroški čim manjši.
Z uporabo 3D modela izdelka smo uspeli skrajšati čas programiranja. Z uporabo funkcije
»profit milling« smo skrajšali tudi čas obdelave. Dodaten čas bi lahko prihranili tudi z izdelavo
več kosov v seriji, saj bi tako zmanjšali pripravljalno-zaključni čas.
‐ V ‐
DESIGN, MODELING AND MANUFACTURING OF HEATER HOLDER FOR
PACKAGING MACHINE
Keywords: CAD, CAM, CNC programming, CNC milling, filling machine
UDK: 004.896:621.937(043.2)
ABSTRACT
The aim of this diploma thesis is to design, and create a program for CNC machine and finally
manufacture a heater holder, which is a part of a Repleo TBC filling machine for granular
materials. The goal is to create a program for making the above mentioned product in shortest
time possible with the minimum costs.
With the help of a 3D model of a product we have managed to shorten the programming time,
we have also managed to shorten the production time by using »profit milling« operation. If
we would produce multiple number of pieces in a series, we could even shorten the total
production time per piece, due to the set up and finishing time needed for every production
cycle.
‐ VI ‐
KAZALO
1 UVOD .......................................................................................................................... 1
1.1 Opis splošnega problema diplomskega dela ................................................................ 1
1.2 Namen in cilj ................................................................................................................. 1
1.3 Struktura diplomskega dela ......................................................................................... 1
2 PREDSTAVITEV PODJETJA ROBOTIKA KOGLER ........................................................... 3
2.1 Zgodovina podjetja ....................................................................................................... 3
2.2 Strojni park ................................................................................................................... 3
2.3 Proizvodni program ...................................................................................................... 4
2.3.1 Sistem avtomatske (de)paletizacije ............................................................................. 4
2.3.2 Pakiranje v vreče .......................................................................................................... 6
2.3.3 Horizontalni transporterji ............................................................................................. 7
2.3.4 Elevatorji — vertikalni transport .................................................................................. 7
3 TEORETIČNO OZADJE ................................................................................................... 9
3.1 Računalniško podprto modeliranje .............................................................................. 9
3.1.1 Razvoj računalniško podprtega modeliranja .............................................................. 10
3.1.2 Funkcionalna področja računalniško podprtega modeliranja ................................... 10
3.2 CNC stroji in programiranje ........................................................................................ 13
3.2.1 CNC stroji .................................................................................................................... 13
3.2.2 Programiranje ............................................................................................................. 14
3.3 Strega in montaža ....................................................................................................... 19
3.3.1 Montaža...................................................................................................................... 19
3.3.2 Strega .......................................................................................................................... 23
4 NOSILEC GRELCEV ...................................................................................................... 25
4.1 Opis stroja Repleo TBC ............................................................................................... 25
4.2 Opis izdelka................................................................................................................. 30
4.3 Modeliranje ................................................................................................................ 31
‐ VII ‐
4.4 CNC programiranje ..................................................................................................... 33
4.4.1 Programiranje s pomočjo 2D skice ............................................................................. 33
4.4.2 Programiranje s 3D modelom .................................................................................... 38
4.5 Izdelava ....................................................................................................................... 41
4.5.1 Prvo vpetje ................................................................................................................. 41
4.5.2 Drugo vpetje ............................................................................................................... 41
4.5.3 Tretje vpetje ............................................................................................................... 42
4.5.4 Četrto in peto vpetje .................................................................................................. 43
4.6 Diskusija ...................................................................................................................... 44
5 SKLEP .......................................................................................................................... 47
6 SEZNAM UPORABLJENIH VIROV ............................................................................... 49
7 PRILOGE ...................................................................................................................... 51
Priloga 1: Delavniška risba nosilca grelcev ............................................................................... 52
Priloga 2: programsko poročilo stran A .................................................................................... 53
Priloga 1: programsko poročilo stran B .................................................................................... 54
Priloga 1: programsko poročilo stran C .................................................................................... 54
‐ VIII ‐
KAZALO SLIK
Slika 2.1: Sklop paletizacije. ........................................................................................................ 6
Slika 3.1: Vhodne in izhodne veličine montažnega procesa. ................................................... 21
Slika 4.1: Polnilni stroj Repleo TBC. .......................................................................................... 25
Slika 4.2: Priprava vreče............................................................................................................ 26
Slika 4.3: Vertikalno varjenje. ................................................................................................... 26
Slika 4.4: Horizontalno varjenje. ............................................................................................... 27
Slika 4.5: Tehtalni in dozirni sistem. ......................................................................................... 27
Slika 4.6: Priprava vreče............................................................................................................ 28
Slika 4.7: Dozirna loputa. .......................................................................................................... 29
Slika 4.8: Polnilni del s prekucnikom vreč. ............................................................................... 30
Slika 4.9: Model surovca. .......................................................................................................... 31
Slika 4.10: Model z utori. .......................................................................................................... 32
Slika 4.11: Model z zobci. ......................................................................................................... 32
Slika 4.12: Spodnja stran. ......................................................................................................... 33
Slika 4.13: Pogovorno okno Drilling. ......................................................................................... 34
Slika 4.14: Skica in "chin‐i" stran A. .......................................................................................... 35
Slika 4.15: Model po končani simulaciji. ................................................................................... 35
Slika 4.16: Konture in »chain‐i« za stran B. .............................................................................. 36
Slika 4.17: Model po simulaciji. ................................................................................................ 37
Slika 4.18: Pogovorno okno "holes". ........................................................................................ 38
Slika 4.19: 3D model. ................................................................................................................ 39
Slika 4.20: 3D model in surovec. ............................................................................................... 40
Slika 4.21: Izbira površine. ........................................................................................................ 40
Slika 4.22: Prvo vpetje. ............................................................................................................. 41
Slika 4.23: Drugo vpetje. ........................................................................................................... 42
Slika 4.24: Izgled po obdelavi 3. strani. .................................................................................... 43
Slika 4.25: Nastavitev nagibne mize. ........................................................................................ 43
Slika 4.26: Četrto in peto vpetje. .............................................................................................. 44
‐ IX ‐
UPORABLJENE KRATICE
CAD — računalniško podprto modeliranje, computer aided design
CAM — računalniško podprta proizvodnja, computer aided manufacturing
CNC — računalniško numerično krmiljenje, computer numerical control
MAG — neplaščena elektroda v aktivnem plinu, metal activ gas
MIG — neoplaščena elektroda v inertnem plinu, metal inert gas
NC — numerično krmiljenje, numerical control
PE — polietilen
PLC — programabilni logični krmilnik, programmable logic controller
TIG — wolframova elektroda v inertnem plinu, tungseten inert gas
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
1
1 UVOD
1.1 Opis splošnega problema diplomskega dela
Za ohranjanje konkurenčnosti na trgu morajo podjetja vedno strmeti k izboljšavam procesov in
iskanju načinov, kako prihraniti čas ter vire. Pri tem je v sodobnem času lahko v veliko pomoč
ustrezna programska oprema, ki naj bo prilagojena tipu, obsegu in stopnji avtomatizacije
proizvodnje ter finančnim zmožnostim podjetja. Z razvojem računalništva so se razvijali tudi
CNC krmiljeni stroji in programska oprema za programiranje teh.
V diplomskem delu bom opisal izdelavo 3D modela izdelka nosilec grelcev v programu
SolidWorks. Opisal in primerjal bom dva tipa programiranja, in sicer programiranje z 2D skico
in s 3D modelom. Programiranje bom izvedel v programu Esprit. Nato bom opisal izdelavo
nosilca grelcev na obdelovalnem stroju Haas VF-4SS.
1.2 Namen in cilj
Namen diplomskega dela je izdelava programa za izdelek nosilec grelcev, izbrati
najoptimalnejše poti orodja in vsa orodja, potrebna za izdelavo izdelka. Na nosilec se pritrdita
dva impulzna električna grelca, ki varita vrh in dno vreče. Program bom naredil na podlagi
delavniške risbe in s pomočjo 3D modela.
Cilj diplomskega dela je primerjava obeh tipov programiranja in poiskati morebitne izboljšave
postopka izdelave nosilca grelcev na obdelovalnem stroju. Za izdelavo programa s 3D modelom
bom narisal 3D model izdelka v programu SolidWorks.
1.3 Struktura diplomskega dela
V diplomskem delu bom na kratko opisal podjetje Robotika Kogler in njihov proizvodni
program. Na kratko bom predstavil teoretična ozadja s področij , ki se pokrivajo s proizvodnim
programom podjetja in mojim delom na podjetju. Nato bom opisal modeliranje 3D modela
izdelka nosilca grelcev s programskim paketom SolidWorks, izdelavo programa z uporabo
Diplomsko delo Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo
2
programa Esprit. Program bom izdelal na podlagi risbe (2,5D programiranje) in s pomočjo 3D
modela ter primerjal oba načina. Na koncu bom opisal izdelavo kosa na vertikalnem
obdelovalnem stroju.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
3
2 PREDSTAVITEV PODJETJA ROBOTIKA KOGLER
Podjetje Robotika Kogler se ukvarja z izdelavo strojev za avtomatsko pakiranje, paletizacijo in
manipulacijo izdelkov. Ponujajo tudi usluge strojne obdelave (rezkanje, struženje, pehanje),
upogiba, ovijanja, laserskega razreza, varjenja po postopkih TIG, MIG in MAG, peskanja in
barvanja. Površina proizvodnih in režijskih prostorov je 7500 m2. Vizija podjetja je postati
sodobno, tehnološko napredno podjetje, ki gradi poslovanje na razvoju, inovativnosti,
napredku, odgovornosti do zaposlenih, kupcev in dobaviteljev.
2.1 Zgodovina podjetja
Podjetje je bilo ustanovljeno leta 1978 s strani podjetja Radenska d.d. Na začetku je družba
razvijala in tržila avtomatske pralne stroje steklenic. Po povezavi z nemškim podjetjem Steinle
se je podjetje preimenovalo v Radenska Steinle. Podjetje Steinle je v tistem času bilo eno
vodilnih globalnih podjetij na področju pakiranja, polnjenja ter manipulacije in je v skupno
družbo prispevalo tehnološki know-how, podjetje Radenska pa je poskrbelo za infrastrukturo
in človeške vire. Podjetje je od leta 1999 v zasebni lasti in se je preimenovalo v Robotika Kogler
d.o.o.
2.2 Strojni park
Rezkalni stroji
Podjetje ima tri vertikalne obdelovalne stroje, od tega sta dva računalniško krmiljena. Največji
je Haas VF-8 z delovnim območjem X = 1626 mm, Y = 1016 mm, Z = 762 mm, največja
dovoljena masa obdelovanca je 1800 kg. Ponovljivost stroja je 0,003 mm. Stroj ima orodni
magazin s 30 mesti za orodje.
Naslednji je Haas VF-4SS z delovnim območjem X = 1270 mm, Y = 508 mm, Z = 635 mm,
največja dovoljena masa obdelovanca je 1588 kg. Ponovljivost stroja je 0,003 mm. Stroj ima
četrto os, os A. Stroj ima orodni magazin s 24 mesti za orodje.
Oba stroja sta opremljena z brezžičnim sistemom za določitev ničelnih točk in odmerjanja
orodja Renishaw.
Diplomsko delo Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo
4
Tretji vertikalni obdelovalni stroj je Prvomajska GUK-1P z delovnim območjem X = 900 mm,
Y = 220 mm, Z = 200 mm.
Stružnice
Podjetje ima tri stružnice, od tega sta dve sta računalniško krmiljeni. Najnovejša stružnica je
Haas ST-20 z delovnim območjem X = 236 mm in Z = 533 mm, največji premer obdelovanca
je 381 mm in največja dolžina 533 mm. Stružnica je opremljena z revolverjem z 12 mesti za
orodje.
Preostali stroji
Laser Triumph,
hidravlična upogibna stiskalnica LVD,
stroj za okroglenje pločevine MGM,
škarje za razrez pločevine Jelšingrad,
vrtalni stroji,
pehalni stroj,
tračni žagi,
peskalna komora,
barvalna komora,
mostni in konzolni žerjavi nosilnosti do 25000 kg.
2.3 Proizvodni program
V podjetju Robotika Kogler se ukvarjamo z avtomatizacijo manipuliranja in pakiranja.
2.3.1 Sistem avtomatske (de)paletizacije
Paletizacija je avtomatska manipulacija ter zlaganje različnih vrst produktov na paleto in
ovijanje te s strech folijo. Je sodobna transportna tehnologija, sestavljena iz celote povezanih
procesov manipulacije in transporta posameznih enot blaga v masivnejšo obliko tovora. Gre za
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
5
popolnoma avtomatsko upravljanje z blagom, od baze prevzema v tehnološki liniji do odjema
ali skladiščenja formiranih palet. Končni produkt paletizacije je stabilno zložena paleta,
pripravljena za transport. Podjetje ponuja sisteme paletizacije in depaletizacije z namenskimi
stroji, ki so razviti in izdelani v podjetju ali s pomočjo robotske paletizacije oziroma integracijo
industrijskih robotov. Namenske stroje je smiselno uporabljati za specifične izdelke v velikih
serijah, industrijske robote pa v maloserijski proizvodnji, kjer je prisotna potreba po hitri
prilagodljivosti iz ene na drugo vrsto izdelka. Prednosti namenskega paletizerja so večje
kapacitete, trdna konstrukcija, PLC kontrola, lepše zložena paleta, predvsem pri sipkih
materialih, preverjena tehnologija, lahko vzdrževanje in upravljanje. Prednosti industrijskega
robota so visoka prilagodljivost, zavzame manj prostora, tišje delovanje, možnost posluževanja
več linij hkrati, lažje vzdrževanje, primernejši za živilsko predelovalno industrijo in industrije
z mikroklimo, ki povzročajo korozijo.
Magazin praznih palet
Magazin praznih palet skrbi za avtomatsko predajo praznih palet paletizerju, kapaciteta
magazina je do 15 praznih palet.
Avtomatski ovijalni stroj
Ko paletizer zaključi z zlaganjem na paleto, to pošlje preko valjčnega transporterja naprej do
avtomatskega ovijalnega stroja. Polna paleta se avtomatsko pozicionira na sredino rotirajoče
mize s pomočjo fotocelice. Cikel ovijanja se začne pri nizki hitrosti in pospešuje do maksimalne
hitrosti, nastavljene s potenciometrom frekvenčnega regulatorja. Na koncu ovijalnega cikla se
pojavi nasprotna sekvenca s pojemanjem hitrosti. V krmilniku lahko nastavimo število ovijanj,
hitrost vertikalnih pomikov in število zavijanj na vrhu. Na koncu varilni mehanizem pritrdi
konec folije na paleto ter jo prereže z vročo žico. Prijemalo prime konce odrezane folije in
ovijalni stroj je pripravljen za nadaljnje ovijanje. Oviti tovor se transportira naprej po valjčni
progi iz območja stroja. Za zaščito polne palete pred vremenskimi vplivi se k avtomatskemu
ovijalnemu stroju lahko prigradi dodajalec prekrivne PE folije. Dodajalec folijo namesti na
gornji del palete [1].
Celoten sklop je je prikazan na sliki 2.1.
Diplomsko delo Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo
6
Slika 2.1: Sklop paletizacije.
2.3.2 Pakiranje v vreče
Za pakiranje v vreče ponuja podjetje namenski polnilni stroj Repleo TBC. Namenjen je za
polnjene sipkih materialov (pesek, lesni peleti, …). Stroj sam iz folije zavite v rolo formira
vrečo ustreznih dimenzij, odmeri potrebno količino materiala, vrečo zapre in pošlje naprej
preko horizontalnega transporterja. Del polnilnega stroja je tudi nosilec grelcev, ki ga
obravnavam v diplomski nalogi, zato bom ta stroj podrobneje opisal v četrtem poglavju.
Pakiranje v velike vreče (Big bag)
Podjetje ponuja tudi stroj za polnjenje sipkih materialov v velike (jumbo) vreče. Ta stroj je le
delno avtomatski, saj potrebuje operaterja, ki vstavi prazno vrečo na kavlje, namesti grlo vreče
na polnilno cev tehtnice in sproži cikel polnjenja. Po končanem polnjenju operater preko
motornega pogona spusti vrečo na pripravljeno paleto, zaveže polnilno cev in sname ušesa
vreče s kavljev. Kapaciteta stroja je do 5 vreč na uro (odvisna od hitrosti posluževanja). Merilno
območje dozirne tehtnice je od 100 kg do 1000 kg, natančnost doziranja pa 0,5 kg.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
7
2.3.3 Horizontalni transporterji
Glede na potrebe in zahteve naročnika podjetje ponuja različne transportne sisteme za premik
v horizontalni smeri:
Valjčni transport
Transportni medij so valji različnih premerov, oblik in dolžin. Valji so lahko gumirani,
plastificirani, plastični ali iz nerjavnega jekla. Za težja bremena so valji večinoma gnani z
Galovo verigo, za lažja bremena pa z jermeni (tišje delovanje). Valjčni transportni trakovi se
uporabljajo za transport palet, vreč, kartonastih škatel, …
Tračni transport
Tračni transporterji so namenjeni transportu razsutih materialov, manjših kosovnih izdelkov ter
večjih izdelkov, ki so občutljivi na poškodbe. Transportni medij so trakovi različnih izvedb in
kvalitet. Sem spadajo tudi koritasti transporterji, ki so namenjeni horizontalnemu ali poševnemu
transportu razsutih materialov.
Verižni transport
Transportni medij je veriga v eni od svojih različic. V klasični izvedbi so namenjeni transportu
obdelovancev in palet. Omogočajo preciznejše pozicioniranje transportiranih elementov, saj
veriga ne drsi in ima določen korak. Z verižnimi transporterji lahko premagujemo velike
višinske razlike.
2.3.4 Elevatorji — vertikalni transport
Elevatorji služijo za prenos bremen v vertikalni smeri, za prenos tovora na različne nivoje v isti
etaži ali za prenos tovora med etažami. Produkt podjetja za vertikalni transport so stroji Vertikal
AS in Vertikal DES. Vertikal AS je namenjen za prenos tovora iz nižjega v višji nivo, Vertikal
DES pa za prenos tovora iz višjega na nižji nivo.
Diplomsko delo Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo
8
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
9
3 TEORETIČNO OZADJE
3.1 Računalniško podprto modeliranje
Pri računalniško podprtem modeliranju (CAD) konstrukter pri snovanju izdelkov uporablja
računalniške in programske sisteme. Snovanje in konstruiranje je proces pretvorbe niza
funkcionalnih specifikacij in zahtev v celovit opis produkta, ki v celoti izpolnjuje postavljene
specifikacije in zahteve. V tem procesu določa konstrukter funkcijo produkta, njegovo obliko,
lastnosti materiala in način izdelave. Pri tem se opira predvsem na:
izkušnje (že izvedene rešitve, verzijo izdelka, popravke),
informacije iz priročnikov,
standarde,
opravljene numerične analize (metoda MKE),
interna pravila in predpise v podjetju,
uveljavljeno prakso v podjetju,
lastno intuicijo.
Računalniško konstruiranje zajema naslednje aktivnosti:
snovanje in razvoj izdelkov,
konstruiranje sklopov, elementov in podrobnosti,
analiziranje in ovrednotenje konstrukcij,
modificiranje.
Proces konstruiranja je kompleksen, kognitiven proces, ki ga opravlja človek. To je proces
nenehnega sprejemanja odločitev in izvajanja aktivnosti z namenom, da skonstruiramo izdelek,
ki bo ustrezal danim pogojem in specifikacijam. Pri procesu snovanja in konstruiranja ločimo
naslednje pristope:
preskriptivni model – predpiše postopke in aktivnosti, ki jih moramo izvesti med
konstruiranjem, da pridemo do zadovoljive rešitve,
deskriptivni model – konstrukcijske procese ni možno izvesti s strogim pristopom od
zgoraj navzdol,
računalniško podprt model [2].
Diplomsko delo Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo
10
3.1.1 Razvoj računalniško podprtega modeliranja
Osnova za računalniško podprto modeliranje je raba informacijske tehnologije, s katero
razvijamo pripomočke za konstruiranje in avtomatiziramo celoten proces. Pri tem lahko
uporabimo preskriptivni ali deskriptivni sistem. Razvoj CAD tehnik je povezan z razvojem
računalnikov in računalniške grafike. Razvoj CAD sistemov se je začel v letih 1950/51, ko so
na MIT-u (Massachusetts Institute of Technology, ZDA) razvili programski jezik APT, ki
omogoča definiranje geometrijskih elementov in njihovo izdelavo na NC strojih. Naslednji
korak je bil iznajdba svetlobnega peresa, ki omogoča določitev koordinat točk na zaslonu
računalnika. Leta 1960 so na MIT-u predstavili možnost kreiranja in manipulacije slik na
zaslonu, kar je predstavljalo začetek interaktivne računalniške grafike. Prvi programski sistem,
ki je podpiral interaktivno delo, je bil Sketchpad, ki ga je razvil Ivan Sutherland. V naslednjih
letih so razvojni inštituti velikih podjetij in specializirana podjetja razvili veliko CAD sistemov,
v katere so integrirali strojno in programsko opremo in jo prilagodili zahtevam in potrebam
uporabnika. Kasneje so razvili CAD sisteme, ki niso bili odvisni od strojne opreme in so bili
bolj univerzalni. V sredini osemdesetih let je bil predstavljen ekspertni sistem za inženirsko
konstruiranje ICADTM. Za predstavitev ekspertnega konstrukterskega in sistemskega znanja
je sistem uporabljal metode umetne inteligence. Sistem je omogočal hitrejše konstruiranje
oblikovno podobnih izdelkov.
Danes je na tržišču veliko CAD sistemov različnih cenovnih nivojev, ki podpirajo tehniško
risanje, dvodimenzionalno konstruiranje in prostorsko modeliranje.
3.1.2 Funkcionalna področja računalniško podprtega modeliranja
CAD sistem za konstruiranje z računalnikom omogoča izvajanje več nalog, ki jih lahko
razdelimo na štiri funkcionalna področja:
geometrijsko modeliranje,
inženirske analize,
pregled in ovrednotenje konstrukcije,
avtomatizirano risanje.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
11
Geometrijsko modeliranje
Geometrijsko modeliranje je povezano s sposobnostjo računalnika, da lahko matematično opiše
geometrijo predmeta. Matematični opis nam omogoča, da se slika predmeta prikaže in z njo
manipuliramo na grafičnem terminalu, ki dobiva signale od centralne procesne enote CAD
sistema. Za geometrijsko modeliranje moramo imeti na razpolago zmogljiv računalnik in
sposobnega konstrukterja. Pri geometrijskem modeliranju konstrukter kreira grafično sliko
predmeta na grafičnem terminalu z vstavljanjem treh tipov ukazov. S prvim tipom ukazov
ustvarimo osnovne geometrijske elemente (točke, linije, kroge). Drugi tip ukazov uporabljamo
za risanje izdelka v izbranem merilu, povečevanje, pomanjševanje, translacijo, rotacijo in druge
podobne transformacije elementov. Tretji tip ukazov omogoča povezovanje osnovnih
geometrijskih elementov v želeno obliko izdelka. Med procesom geometrijskega modeliranja
računalnik pretvarja ukaze v matematične modele, jih shranjuje v datoteko in jih izpisuje na
grafičnem terminalu. Za predstavitev predmetov pri geometrijskem modeliranju obstaja več
metod. Osnovna metoda uporablja črtne obrise za predstavitev predmeta. V tej obliki se
predmet prikaže z medsebojno povezanimi črtami. Črtno geometrijsko modeliranje se v
odvisnosti od sistema deli v tri tipe:
dvodimenzionalno predstavitev, ki se uporablja za ravninske predmete,
dvoinpoldimenzionalno predstavitev, pri kateri je mogoče predstaviti navidezni,
prostorski model, ki ne obsega podrobnosti v stranskem pogledu,
tridimenzionalno predstavitev, ki jo uporabljamo za tridimenzionalno modeliranje
izdelkov z zapleteno geometrijo.
Boljša metoda geometrijskega modeliranja je prostorsko modeliranje v treh dimenzijah. Ta
metoda uporablja polne geometrijske oblike za konstruiranje predmetov. Naslednja značilnost
CAD sistemov je barvna grafična sposobnost. Barvne slike nam poudarijo in pojasnijo
komponente v sistemu. S tem se izboljša preglednost narisanih predmetov [2].
Inženirske analize
Pri inženirskem projektiranju in konstruiranju uporabljamo več vrst inženirskih analiz:
izračun deformacij in napetosti,
analiza toplotnih obremenitev in prenosa toplote,
Diplomsko delo Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo
12
reševanje diferencialnih enačb, ki popisujejo dinamično obnašanje sistema.
Za inženirske analize uporabljamo splošne in posebne programske rešitve. Med splošne
programske rešitve spadajo:
analiza masnih lastnosti,
metoda končnih elementov,
metoda robnih elementov,
analiza sestave oz. montaže izdelkov,
analize izdelave.
Posebne programske rešitve so prilagojene uporabniku in omogočajo reševanje njihovih
specifičnih problemov (izračun voznih karakteristik vozila, zavorni diagram, preračun
vzmetenja, …) [2].
Pregled in ovrednotenje konstrukcije
Natančnost risbe konstrukcije lahko testiramo na grafičnem terminalu. Za zmanjševanje
možnosti dimenzijskih napak nam pomaga polavtomatsko dimenzioniranje in preverjanje
toleranc. Konstrukter lahko zelo natančno prikaže določene dele in jih poveča na zaslonu.
Preverimo lahko ali kje v konstrukciji prihaja do kolizije. S tem postopkom analiziramo
sestavljene konstrukcije, pri katerih obstaja možnost, da bi se komponente pri montaži
prekrivale oz. bi zasedale isti prostor. Naslednji vidik vrednotenja konstrukcij je kinematika.
Razpoložljivi kinematski modeli omogočajo simulacijo gibanja konstruiranih mehanizmov. Ta
postopek konstrukterju olajša vizualizacijo obratovanja mehanizma in pomaga pri
preprečevanju neželenega stika z drugimi komponentami [2].
Avtomatizirano risanje
Avtomatizirano risanje pomeni direktno ustvarjanje inženirskih risb iz CAD modela in baze
podatkov. To risanje obsega kotiranje, risanje v merilu, šrafiranje, sposobnost izdelave risbe v
več pogledih, detajliranje, izdelavo kosovnic, izdelavo montažnih risb in izdelavo eksplozijskih
risb [2].
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
13
3.2 CNC stroji in programiranje
3.2.1 CNC stroji
Razvoj numerično krmiljenih (NC) strojev se je začel v štiridesetih letih 19. stoletja v Združenih
državah Amerike. Prva generacija NC strojev je imela numerične kontrolne enote s fiksno
logiko, zato je bila njihova uporaba omejena. Numerično krmiljene stroje upravljamo z
numeričnimi ukazi preko elektronske krmilne naprave. Za izvedbo in izdelavo NC programa
moramo poznati poti orodij in naloge orodij na teh poteh. Poti orodja določimo na osnovi
delavniške risbe oz. CAD modela [3].
Prednosti numerično krmiljenih strojev pred klasičnimi so večja produktivnost, večja kakovost,
lažje in točnejše terminiranje ter lažje načrtovanje proizvodnje in lažja izdelava zahtevnejših
izdelkov [6].
Numerično krmilje je predhodnik računalniškega numeričnega krmiljenja (CNC). Po razmahu
elektronike in računalništva so CNC krmilja zamenjala klasična NC krmilja [4].
Vodilo in cilj pri razvoju CNC strojev so bili:
povečati produktivnost,
izboljšati kvaliteto in natančnost izdelkov,
zmanjšati proizvodne stroške,
izdelava zahtevnih delov, ki jih drugače ni mogoče izdelati [4].
CNC stroj je sestavljen iz dveh glavnih delov, iz mehanskega dela, ki izvaja obdelavo delov, in
CNC krmilnika, ki obdelavo krmili. V sodobnem času se uporablja le še CNC krmiljene stroje,
saj cena krmilnih enot v sodobnem času predstavlja približno 10 % do 20 % celotne cene stroja.
CNC krmilje opravlja enake naloge kot NC krmilje, vendar lahko zaradi vgrajenega računalnika
prevzame vrsto posebnih nalog:
višje vrste interpolacije,
programsko povezavo krmilja s strojem,
korekcijo radia rezalnega roba,
Diplomsko delo Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo
14
tehniko podprogramov,
več drugih specializiranih nalog [5].
Največja prednost CNC strojev je prilagodljivost, možnost preureditve stroja iz ene do druge
obdelave. Menjavo lahko naredimo hitro že z manjšimi preureditvami stroja oz. programa, zato
so CNC stroji primerni tudi za malo in srednje serijsko proizvodnjo.
3.2.2 Programiranje
Uvajanje NC strojev v proizvodnjo zahteva niz novih metod v pripravi dela in izkoriščanju
strojev. Poveča se obseg priprave dela ter kompliciranost konstrukcij. Stroški programiranja za
NC stroje predstavljajo tretjino proizvodnih stroškov za izdelek, zato je racionalno
programiranje strojev zelo pomembno.
NC programiranje zajema aktivnosti, ki si sledijo v sledečem zaporedju:
določitev osnovnega zaporedja operacij,
izdelava podrobnega tehnološkega načrta z izbiro oz. določitvijo vseh tehnoloških
vrednosti,
programiranje,
prenos programa v krmilje obdelovalnega stroja.
Preden programer pristopi k izvajanju naštetih aktivnosti, mora pridobiti:
geometrijske podatke o izdelku (delavniške risbe izdelka),
podatke o strojnem parku,
podatke o stanju orodnega skladišča.
Ko ima vse podatke, lahko predvidi osnovne operacije, njihovo zaporedje in stroje, na katerih
se bodo izvedle. Nato izdela tehnološki načrt, v katerem opiše vse delovne operacije, orodja,
način vpenjanja obdelovanca in obdelovalni stroj [6].
Poznamo tri načine programiranja:
ročno programiranje,
programiranje s pomočjo računalnika,
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
15
avtomatsko programiranje.
Ročno programiranje
Ročno programiranje je ročno sestavljanje NC programov, ki ga opravlja programer – tehnolog.
Poteka brez pomoči namenskih računalniških programov. Vse podatke o poteh orodij
izračunamo ročno, na podlagi strojnih in orodnih kartonov, na katerih so podatki o
razpoložljivih orodjih in strojih. Potrebujemo tudi navodila za programiranje določenega stroja
oz. specifikacijo ukazov, ki jih razume krmilje stroja. Z razvojem računalniško podprtega
programiranja ročno programiranje izgublja na pomenu, saj je zelo zamudno in včasih tudi
mukotrpen postopek. Prenos programa na obdelovalni stroj lahko izvedemo na več načinov.
Nekoč je prenos potekal s pomočjo luknjanega traka, disket in magnetnih trakov, danes se
podatki prenašajo preko računalniške mreže, z USB ključi in pomnilniškimi karticami. Novejši
stroji imajo vgrajeno programsko podporo, s katero programer programira stroj preko menijev
in opcij. Programer vnese vhodne podatke za operacijo, ki bi jo rad izvedel, program v stroju
pa nato iz teh podatkov sam ustvari NC kodo. Stroji omogočajo simulacijo poti orodja, nekateri
pa tudi popolno 3D simulacijo [5].
Za zagotovitev najboljših rezultatov glede porabe časa in zanesljivosti delovanja se lotimo
izdelave programa v določenem vrstnem redu:
1. Izdelava delovnega načrta.
Določanje zaporedja operacij,
izbira orodij in strojev.
2. Geometrijsko programiranje.
Prevajanje geometrijskih vrednosti iz risbe v program,
določanje zaporedja poti orodja glede na delovni načrt.
3. Tehnološko programiranje.
Izbira rezalnih parametrov (podajanje, rezalna hitrost, globina rezanja) iz
razpredelnic z rezalnimi podatki,
upoštevanje obdelovalnega in rezalnega materiala ter moči pogonskega motorja.
Diplomsko delo Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo
16
4. Vnos programa v krmilje.
Prenos programa na enega od podatkovnih nosilcev,
vnašanje v krmilje.
5. Preverjanje delovanja programa.
Brez pomikov stroja,
s pomiki stroja.
6. Odstranjevanje napak.
Vnašanje sprememb in dodatkov,
ponovno preverjanje – vrnitev na točko 5.
7. Opremljanje obdelovalnega stroja za obdelavo.
Vpenjanje surovca,
postavljanje ničelne točke obdelovanca,
odmerjanje in vstavljanje orodij.
8. Preverjanje delovanja v avtomatskem režimu obdelave.
Nastavljanje podajanja na nižjo stopnjo,
opazovanje delovanja v pripravljenosti za preprečitev trkov.
9. Preverjanje tehnoloških vrednosti v avtomatskem režimu obdelave.
Optimiranje podajalne in rezalne hitrosti glede na kakovost površine in obliko
odrezkov,
nadzor obrabe orodij,
preverjanje natančnosti in ponovljivosti obdelave [5].
Računalniško podprto programiranje
Pri računalniško podprtem programiranju večino opravil opravi računalnik. Zaradi tega je delo
hitrejše, manj naporno, programer lahko preizkusi več različnih možnosti za dosego istega cilja.
Tako kot pri ročnem programiranju tudi tukaj osnovno informacijo predstavljajo geometrijski
podatki, ki morajo biti v elektronski obliki, pripravljeni z enim izmed mnogih programskih
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
17
orodij za računalniško podprto konstruiranje. Drugi vir informacij so orodni in strojni podatki,
ki so shranjeni v tehnološki podatkovni bazi. Naslednji dejavnik pri računalniško podprtem
programiranju je programska oprema. Lahko je samostojen programski paket, ki geometrijske
in tehnološke podatke prejema iz zunanjih virov, lahko pa je del integrirane programske
opreme, ki v enotnem sistemu obsega tako geometrijsko modeliranje kot hranjenje tehnoloških
podatkov. Najpomembnejši dejavnik računalniško podprtega programiranja je človek, ki
poskrbi za delovni načrt in potek dela, pri čemer mu pomagajo zgoraj opisani elementi sistema.
Ključni elementi programske opreme za računalniško podprto programiranje so:
oprema za geometrijsko modeliranje,
tehnološka podatkovna baza,
oprema za programiranje,
uporabnik.
Uporabnik s svojimi odločitvami pomembno vpliva na celoten potek programiranja, saj
predpiše potek operacij in izbere orodje. Opisana oprema mu je pri tem v veliko pomoč, saj se
z njo izvedejo vsi izračuni rezalnih parametrov in izbor primernih orodij. Programska oprema
za programiranje je sestavljena iz petih modulov, ki skrbijo za potek prvih šestih točk postopka
ročnega programiranja:
geometrijski modul,
tehnološki modul,
procesor,
postprocesor,
simulator.
Geometrijski modul prenese geometrijske podatke med opremo za geometrijsko modeliranje in
procesorjem. Njegova osnovna funkcija je pretvarjanje geometrijskega zapisa zunanjih
programov v zapis, ki ga razume procesor sistema za računalniško podprto programiranje.
Tehnološki modul geometrijskim podatkom doda tehnološke vrednosti (premeri orodij, rezalne
in podajalne hitrosti in načini gibanja).
Procesor združi podatke geometrijskega in tehnološkega modula ter jih v predpisanem
zaporedju zapiše v datoteko.
Diplomsko delo Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo
18
Postprocesor je neke vrste prevajalnik, ki procesorjevo datoteko prevede v NC kodo, kakršnega
zahteva krmilje obdelovalnega stroja. Prevajanje poteka po navodilih, ki jih procesorju predpiše
uporabnik. Postprocesor je posebnost računalniško podprtega programiranja, ki bo lahko
odpravljena šele s principielno spremembo krmilij in komunikacije med obdelovalnimi stroji
in računalnikom.
Simulatorji sami po sebi niso sestavni del opreme za programiranje, jih pa vse pogosteje
srečujemo v tej zvezi. Njihov namen je prenesti vse pripravljalne faze iz obdelovalnih strojev
na računalnike, s katerimi programiramo. Simulacijski programi so opremljeni s
tridimenzionalno računalniško grafiko, ki omogoča prikaz dogajanja med postopkom obdelave.
Pred simulacijo določimo obliko surovca, orodij in osnovne parametre obdelave. Simulatorji
lahko zaznajo trke orodij ob obdelovanec, ki so posledica napak pri programiranju [5].
Avtomatsko programiranje
Za avtomatsko projektiranje tehnologije se je razvilo približno 150–200 sistemov, ki
predstavljajo različne nivoje avtomatizacije procesa programiranja. Nekateri sistemi rešujejo
samo geometrijo, nekateri geometrijo in delno tudi tehnologijo, obstajajo pa tudi že sistemi, ki
v celoti obdelajo geometrijske in tehnološke informacije. Sistem za strojno programiranje
razdelimo na štiri podsisteme:
1. podsistem za oblikovanje vhodnih informacij o izdelku in surovcu,
2. baza podatkov kot informacijska osnova celotnega procesa,
3. procesor,
4. prilagajanje izhodnih informacij, oblikovanje dokumentacije (postprocesor).
Vhodne informacije oblikujemo v posebnem simboličnem programskem jeziku, ki bistveno
vpliva na lastnosti in način dela celotnega sistema strojnega programiranja.
Baza podatkov je osnova in predpogoj za uspešno delo s sistemom. Vsebuje vse važne
tehnološke podatke, ki omogočajo avtomatsko določanje tehnologije. Geometrijsko orientirani
programski sistemi nimajo baze podatkov v takšni obliki.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
19
Procesor je niz programov, ki ob upoštevanju vhodnih informacij in baze podatkov določa pot
orodja po vnaprej programirani strategiji (minimalni čas obdelave, minimalni stroški, ...).
Večina procesorjev nima modula za določanje optimalne obdelave.
Postprocesor obdela od procesorja dobljene informacije za določen stroj in NC krmilno enoto,
izdela tudi razno spremno dokumentacijo, kot so orodni listi, nastavni listi, izpis programa [2].
Struktura programa
Program je zaporedje ukazov, ki stroju določa postopek izvajanja delovnih operacij za izdelavo
določenega izdelka. Program je sestavljen iz posameznih programskih stavkov, ki opisujejo
točno določene operacije oz. gibanje na stroju. Vsak programski stavek je sestavljen iz ene ali
več NC besed. NC beseda je sestavljena iz črkovnega in številskega dela z ustreznim
predznakom. Posamezne NC besede so veljavne le v stavku, kjer so programirane, nekatere pa
veljajo do preklica in jih imenujemo modalne NC besede [5].
3.3 Strega in montaža
Področje strege in montaže je bilo veliko let zanemarjeno, saj so bili njuni stroški in relativni
časi v končni ceni in v končnem izdelovalnem času relativno nizki. Po optimizaciji izdelovalnih
procesov in avtomatizacijo delovnih postopkov se je začelo zniževati stroške in krajšati čase
izdelave v izboljšanju strege in postopkov montaže. Cilj avtomatizacije montaže in strege je
izdelati več, boljše in ceneje, ter na drugi strani humanizirati delo. Vse več sredstev se vlaga v
oblikovanje delovnih postopkov in naprav, ki razbremenijo človeka težkega, zdravju
škodljivega ali monotonega dela, ki zahteva enostranske fizične obremenitve. Humanizacija
dela omogoča varnejše delo, zmanjšuje število nezgod in poklicnih obolenj. Že z manjšimi
vloženimi sredstvi v razvoj strežnih in montažnih naprav dosežemo izboljšanje delovnih razmer
[7].
3.3.1 Montaža
Montaža je del proizvodnega sistema, kjer se izdelane in/ali kupljene komponente sestavijo v
module in končne proizvode. Za izvedbo montažnega procesa moramo imeti na voljo vire –
Diplomsko delo Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo
20
stroje in ljudi, ki skupaj tvorijo montažni sistem. Montaža je neločljivo povezana z ostalimi
dejavnostmi podjetja kot so planiranje, nabava, izdelava, vodenje, krmiljenje in prodaja. Na
uspešnost procesa montaže ima velik vpliv povezovanje z ostalimi dejavnostmi podjetja.
Montažni sistemi so glede na avtomatizacijo in delež delavcev lahko ročni, mehanizirani in
avtomatizirani. Glede možnosti prilagajanja so togi in prilagodljivi.
Montažni sistem pretvarja vhodne veličine v izhodne (slika 3.1). Skozi montažni sistem prehaja
tok materiala, informacij in energije. V montažni sistem vstopajo:
sestavni deli,
podsestavi,
pripomočki,
proizvodna sredstva,
pomožni materiali.
Iz montažnega sistema izstopajo:
končni izdelki,
delovna sredstva,
moduli,
ostanki.
Vhodne informacije so:
naročila,
risbe,
montažni postopki,
programi.
Energija, ki je potrebna za izvajanje procesa montaže je lahko:
mehanska,
električna,
pnevmatična,
hidravlična,
toplotna.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
21
Slika 3.1: Vhodne in izhodne veličine montažnega procesa.
Osnovna naloga procesa montaže je združevanje sestavnih delov, podsklopov in snovi v
kompleksen izdelek. Združevanje dosežemo :
z obliko sestavnih delov (uporaba vodil, podpor, vstavljanje, privijanje),
s silo (težnost, magnetne sile, trenje),
z dodajanjem materiala (lepljenje, lotanje, varjenje),
z deformacijo sestavnega materiala (krivljenje, kovičenje).
Povezave so lahko razstavljive ali nerazstavljive.
Ob osnovnih montažnih funkcijah povezovanja, montažni proces sestavljajo še sekundarne
montažne funkcije (strega, kontrola, justiranje ter posebne montažne operacije). Pri planiranju
montaže strmimo k temu, da je delež sekundarnih montažnih operacij v skupnem montažnem
času čim manjši. Posebno mesto v procesu montaže ima justiranje. Justiranje je izravnava
odstopkov, ki so načrtovano ali nenačrtovano nastali v procesu montaže s ciljem, zagotoviti
predvideno funkcijo izdelka, natančnost funkcije ali lastnosti izdelka v predvidenih mejah.
Montažni sistem sestavljajo:
objekt montaže (sestavni del, podsklop, končni izdelek),
montažne naprave in stroji,
planiranje montaže,
krmiljenje montaže,
delavci v montaži,
proces montaže [7].
Diplomsko delo Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo
22
Objekt montaže
Zasnovo montažnega sistema narekuje izdelek, ki je večinoma sestavljen iz več posameznih
delov, ki jih na osnovi zgradbe, funkcije, možnosti povezovanja, strege, justiranja in kontrole
združimo v skupine oz. izdelamo strukturo poteka montaže predvidenega izdelka. Posamezne
izdelke sestavljamo v sklope, da bi jim dodali nove sestavne dele ali dodajne materiale ter tako
sestavili končni izdelek. Končni izdelek lahko gre v prodajo ali pa se vgradi kot podsklop v
kompleksnejše izdelke. Razčlenitev izdelka na podsklope in s tem povezano oblikovanje
podmontaže pogosto omogoča poenostavitev avtomatizacije končne montaže. Pravilno
oblikovanje strukture montaže je pomembno posebno takrat, ko predvidimo spremembe.
Sprememba naj zajame čim manj podmontažnih mest, če je mogoče tik pred ravnijo montaže
izdelka. Konstrukter mora na izdelku predvideti, kolikor je le možno malo montažnih operacij,
ki jih je mogoče lahko in hitro izvesti [7].
Montažne naprave in stroji
Montažne naprave in stroji so pomembni predvsem v mehanizirani in avtomatizirani montaži.
Pri ročni montaži delavci za sestavljanje uporabljajo predvsem ročna orodja ter enostavne
mehanizirane naprave. Montažni stroji in sistemi so po svoji funkciji namenski stroji, tudi takrat
ko so grajeni modularno in so fleksibilni. Njihova življenjska doba je enaka življenjski dobi
izdelka, s prenehanjem montaže stroj izgubi svojo vrednost. Vrednost ohranijo le
standardizirane komponente, ki jih je mogoče uporabiti pri gradnji novih montažnih strojev.
Montažni stroji in sistemi se gradijo za določenega naročnika ali razvijejo v lastni delovni
organizaciji.
Planiranje montaže
Osnova za planiranje poteka montaže so montažne funkcije in njihova povezava v montažnem
procesu. Pri planiranju montaže obravnavamo planiranje montaže glede na ostale dejavnosti
delovne organizacije, na terminske plane prodaje in izdelave ter planiranje poteka montaže
izdelka. Planerji montaže morajo izdelati optimalen potek montaže določenega izdelka ter pri
tem določiti montažna opravila, določiti redosled montažnih opravil, izbrati montažne naprave
in stroje, določiti čas ter kapaciteto montažnega sistema.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
23
Krmiljenje montaže
Osnovna naloga krmilnega sistema je koordinacija in regulacija poteka montaže. Krmilje mora
tekoče reagirati na motnje v montažnem sistemu, ki so nastale zaradi materiala, terminov ter
delavcev v montaži, krmiliti mora pretok materiala in skladišče, montažnih strojev in ostalih
delovnih enot ter nadzor stanja v montaži. Krmilje mora vsa opravila izvajati tekoče. Krmiljenje
montaže je neločljivo povezano s planiranjem ter krmilnim sistemom delovne organizacije.
Delavci v montaži
Posebno pozornost je potrebno posvetiti delavcem v montaži, saj še vedno velik del montaže
poteka ročno. Delavec s svojimi psihičnimi in fizičnimi lastnostmi neposredno vpliva na
oblikovanje poteka montaže, oblikovanje izdelkov, montažnih naprav in okolja, kjer montaža
poteka. V procesu montaže predstavlja izvor energije, vodi orodja, krmili, nadzoruje ter
optimira proces montaže.
V procesu montaže se prepletajo funkcije sestavljanja in funkcije strege. Poudarek pri
planiranju montaže je na zasnovi postopka, s katerim najhitreje in najceneje sestavimo
kvaliteten izdelek.
Avtomatizacija montaže se je uveljavljala predvsem v velikoserijski montaži, kjer so visoko
produktivni avtomati z majhno ali nobeno prilagodljivostjo. Ker je večina industrije malo in
srednje serijske so se razvili prilagodljivi montažni sistemi, ki jih je mogoče preurediti za drug
izdelek ali variantno izvedbo. Tu so svoje aplikacije našli predvsem industrijski roboti [7].
3.3.2 Strega
Strega je vrsta opravil, vezanih na transport, pripravo in menjavo obdelovancev v procesu
obdelave, montaže, varjenja itd. Strego lahko primerjamo s srčno žilnim sistemom pri živih
organizmih. Primarna naloga strege je zagotovitev surovcev, orodja in potrošnega materiala v
proizvodnem sistemu. Sama strega končnemu izdelku ne doda dodane vrednosti, predstavlja pa
med 13 % in 30 % proizvodnih stroškov. Dolgoročno gledano bi bilo najbolje, da bi se strege
v proizvodnji znebili, vendar tega ne bo mogoče nikoli doseči, zato strmimo k minimizaciji
Diplomsko delo Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo
24
potrebe po stregi. To lahko dosežemo z zasnovo izdelkov. Idealno bi bilo, če bi lahko izdelek
izdelali na enem stroju (one-shot manufacturing). Sistem strege naj bo nastavljen tako, da se
minimizira čas transporta in čas, ko kos čaka na naslednjo operacijo [8].
Po standardu VDI 3300 je notranji pretok materiala povezava vseh dogajanj, kot so transport
od skladišča do delovnega mesta, priprava obdelovancev za obdelavo, menjava, pozicioniranje
in vpenjanje, obdelava, prenos do naslednje obdelave ter transport v vmesno skladišče ali
skladišče za odpremo. Ločnice med transportom in prenosom ni mogoče natančno opredeliti. S
pojmom strega pogosto označujemo opravila, ki so neposredno vezana na sam proces obdelave
oz. montaže. Strežna opravila je mogoče razvrstit v tri skupine:
pripravo obdelovancev,
menjavo pred in po obdelavi,
priprava za naslednjo obdelavo.
S strego poskrbimo, da so obdelovanci v pravilnem položaju, v ustrezni količini in v ustreznem
času na določenem mestu pripravljeni za obdelavo in montažo. Strežne funkcije so:
urejanje,
dodajanje,
odvzemanje,
pozicioniranje,
vpenjanje,
ločevanje,
vodenje,
prenašanje.
Strežne funkcije lahko opravlja človek (ročna strega) ali naprava (mehanizirana in
avtomatizirana strega). V procesu strege uporabljamo različne strežne naprave, ki so lahko
standardne ali posebne. To so lahko enostavne strežne naprave ali računalniško vodeni strežni
sistemi.
Dejavnost strežnega sistema se deli v tri osnovne skupine:
preskrbo s strežnimi sredstvi in materialom,
planiranje strege,
krmiljenje oz. upravljanje strege [7].
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
25
4 NOSILEC GRELCEV
Izdelek nosilec grelcev je del polnilnega stroja Repleo TBC.
4.1 Opis stroja Repleo TBC
Polnilni stroj Repleo TBC (slika 4.1) je namenjen polnjenju sipkih materialov (mivka, lesni
peleti, …) v vreče. Stroj samodejno oblikuje vrečo iz v rolo zvite folije, jo napolni do zahtevane
količine in zapre. Obravnavan izdelek je del polnilnega sklopa stroja.
Slika 4.1: Polnilni stroj Repleo TBC.
Sestavni deli stroja so:
1. Jeklen okvir.
2. Priprava vreče (slika 4.2):
a. nosilec folije z odvijalnim sistemom,
3. Polnilni del
4. Dozirni sistem
2. Priprava vreče
1. Jeklen okvir
Diplomsko delo Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo
26
b. vlečenje folije ob formirni enoti,
c. formiranje vreče.
Slika 4.2: Priprava vreče.
3. Polnilni del:
a. Vertikalno varjenje (slika 4.3).
Slika 4.3: Vertikalno varjenje.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
27
b. Horizontalno varjenje (slika 4.4).
Slika 4.4: Horizontalno varjenje.
c. Nož za rezanje folije.
4. Avtomatski tehtalni in dozirni sistem (slika 4.5):
Slika 4.5: Tehtalni in dozirni sistem.
a: transporter
b: tehtnica
c: dozirna
loputa
d: tehtalni
koš
e: zalogovnik
Diplomsko delo Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo
28
Opis delovanja
Na stroj se umesti v rolo zavita folija. Folija se odvija in potuje do formirnega seta za
oblikovanje vreč, kjer se konca folije prekrijeta ter vertikalno vlečeta in varita po dolžini na
način, da oblikujemo »neskončno cev«. Kontrastni senzor skrbi, da je potisk na vreči vedno na
pravem mestu. Sklop za dodajanje folije je prikazan na sliki 4.6.
Slika 4.6: Priprava vreče.
Vzdolžni var lahko poteka po sredini zadnjega dela vreče ali na strani vreče. Kasneje s
horizontalnim varom nastane končna forma plastične vreče. Vreča se med fazo prvega
horizontalnega varjenja in rezanja napolni s pomočjo dozirne naprave na vrhu. Ta odmeri
(masovno in volumetrično) material, ki ga polnimo. Za natančno doziranje materiala skrbijo tri
lopute (slika 4.7), ki se posamično zapirajo in tračni transporter s frekvenčnim regulatorjem.
Dozirne lopute delujejo v treh fazah, in sicer glavno doziranje, počasno doziranje in zapora
materiala. Material se s traka vsuje v tehtalni koš, ki je opremljen z natančnim elektronskim
tehtalnim sistemom. Ko je v tehtalnem košu zahtevana količina materiala, se zaprejo vse tri
Odvijanje folije
Pogon za
odvijanje
Sklop spajanja
folije
Napenjanje
folije
Vodenje
napenjanje
Nosilec
kontrastnega
senzorja in foto
celice
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
29
dozirne lopute, odprejo pa se pnevmatska vrata na dnu tehtalnega koša in spustijo material v
vrečo.
Slika 4.7: Dozirna loputa.
Napolnjena vreča se spusti na nižji nivo, v višini vrha vreče pa slednjo zapremo z drugim
horizontalnim varom, hkrati pa zavarimo tudi dno nove vreče, v katero se bo polnil material.
Sledi pomik noža, ki loči polno vrečo od prazne med obema varoma in prebadanje polne vreče,
da se iz vreče izpusti zrak. Prekucnik vreč polno vrečo prevrne v ležeč položaj na tekoči trak.
Po traku potuje naprej do stresalnika, ki material v vreči enakomerno razporedi in dalje do
paletizerja. Polnilni del s prekucnikom vreč je prikazan na sliki 4.8.
Diplomsko delo Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo
30
Slika 4.8: Polnilni del s prekucnikom vreč.
Prednosti in značilnosti stroja
Stroj odlikuje kompakten design,
lahka dostopnost za vzdrževanje,
uporabniku prijazno upravljanje s strojem,
zanesljivo delovanje,
visoki varnostni standardi,
visoka zanesljivost tehtanja in doziranja ,
minimalni stroški montaže.
4.2 Opis izdelka
Nosilec grelcev je del pakirnega stroja Repleo. Izdelek nosi dva električna grelca. Grelca se
privijačita v utora globine 43 mm in širine 12 mm s štirimi M6 inbus vijaki. Spodnji grelec
termično zvari polno vrečo, zgornji grelec pa dno nove vreče. Na zunanji strani utorov so štirje
vrhi, ki stisnejo folijo in jo zadržijo na mestu. Za poravnavo vreče in da na varu ni gub je na
obeh fazah 4 mm/45° 71 lukenj premera 1 mm, skozi katere piha zrak, ki poravna in ohladi
Vertikalno
varjenje Vlečenje folije
Formiranje vreč
Horizotalno
varjenje
Formiranje vreč
Dvig prekucnika
Prekucnik vreč
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
31
folijo. Na zadnji strani nosilca so 4 navojne luknje G1/8˝, skozi katere dovajamo komprimiran
zrak. Med obema grelcema je utor širine 4 mm in globine 15 mm v katerega se vstavi teflon.
Teflon služi kot naslon za nož, ki po končanem varjenju loči polno vrečo od prazne. Nosilec
grelcev je na letev pritrjen s tremi vijaki M10.
4.3 Modeliranje
Model nosilca grelcev pripravimo v programskem paketu SolidWorks. Najprej skiciramo
surovec, to je kvadrat 60 mm × 53 mm na ravnini y-z in ga z ukazom extrude izvlečemo na
dolžino 540 mm (slika 4.9).
Slika 4.9: Model surovca.
Na isti ravnini naredimo skico dveh utorov širine 13 mm in globine 43 mm, ki sta od roba
oddaljena 12 mm, utor širine 4 mm in globine15 mm, ki je v sredini kosa in fazi 1,5 mm × 45°.
S pomočjo ukaza extruded cut odvzamemo material od surovca. Izgled modela po tem ukazu
je prikazan na sliki 4.10.
Diplomsko delo Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo
32
Slika 4.10: Model z utori.
Naredimo še eno skico. Na tej skici narišemo 8 zobcev 1 mm × 90° in 2 fazi 4 mm × 45°.
Ponovimo ukaz »extruded cut«, da odvzamemo še ta material (Slika 4.11).
Slika 4.11: Model z zobci.
Sedaj še na spodnji strani (slika 4.12) narišemo luknje ϕ 6,6 mm, s sedežem ϕ 11 mm in ϕ 7
mm ter navojni luknji M10 in G1/8˝. Luknje narišemo s pomočjo ukaza »hole wizard«. Z istim
ukazom naredimo še luknji ϕ 7 mm na stranskem risu in luknjo ϕ 1 mm na obeh fazah 4 mm/45°.
Nato z ukazom »linear pattern«, s katerim naredimo niz 71-ih lukenj ϕ 1 mm, ki so med seboj
oddaljene 6,4 mm.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
33
Slika 4.12: Spodnja stran.
4.4 CNC programiranje
Najprej proučimo delavniško risbo in določimo vrstni red obdelav. Odločil sem se, da se najprej
izdela spodnja stran nosilca grelcev (slika 4.4) na kateri so luknje ϕ 6,6 mm, ϕ 7 mm, M10,
G1/8˝ ter sedeži ϕ 11 mm. Nato kos obrnemo in izdelamo zgornjo stran. Nazadnje še zvrtamo
luknje ϕ 1 mm. Za tak potek obdelav sem se odločil, ker če bi najprej obdelali zgornjo stran, na
kateri odvzamemo precej materiala, bi lahko v naslednjem vpetju kos s strojnim primežem
plastično deformirali, saj so primeži mehanski in nimajo indikatorja vpenjalne sile. Tako je sila
vpenjanja odvisna od občutka operaterja. Lukenj ϕ 1 mm ne moremo zvrtati, dokler nimamo
narejena faze 3/45°, zato luknje vrtamo v zadnji operaciji.
4.4.1 Programiranje s pomočjo 2D skice
Stran A
Najprej narišemo točke na koordinatah, na katerih so luknje in s funkcijo za risanje krogov
narišemo luknje ϕ 11 mm, ϕ 8,6 mm za G1/8˝, ϕ 10 za M10. Lukenj ϕ 7 mm in ϕ 6,6 mm ni
potrebno risati, ker so na istih koordinatah kot sedeži ϕ 11 mm oz. navoj G1/8˝. Nato v zavihku
»chain« uporabimo funkcijo, ki nam samodejno poveže luknje enakih premerov. Potem
vnesemo vsa orodja, ki jih bomo uporabili za obdelavo strani A. Potrebovali bomo naslednja
orodja:
sredilni sveder ϕ 10 mm, št. izdelka 111050 4,
sveder ϕ 6,6 mm, št. izdelka: 114200 6,6,
sveder ϕ 7 mm, št. izdelka: 114200 7,
sveder ϕ 8,5 mm; št. izdelka: 114200 8,5,
navojni sveder M10, št.izdelka: 134200 M10,
Diplomsko delo Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo
34
navojni sveder G1/8˝, št.izdelka: 1373140 G1/8˝,
stebelni rezkar ϕ 8 mm, št. izdelka: 202244 8 [8].
Sledi določitev operacij. Operacije določimo v zavihku »Solidmill«. Označimo »chain« »Navoj
M10« in v podmeniju izberemo operacijo vrtanje (»Drilling«). Na levi strani zaslona se pojavi
pogovorno okno (slika 4.13), v katerem vnesemo, s katerim orodjem bomo naredili operacijo,
delovne režime, globine vrtanja, odmike, …
Slika 4.13: Pogovorno okno Drilling.
Enako storimo še za vse druge »chain-e«. Skica z »chain-i« je prikazana na sliki 4.14.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
35
Slika 4.14: Skica in "chin-i" stran A.
Sedaj zaženemo simulacijo, da preverimo, če je program napisan v redu. V pogovornem oknu
Simulacija nastavimo parametre za naš surovec. Vnesti moramo naslednje podatke:
dolžina kosa (v našem primeru 540 mm),
širina kosa (60 mm),
višina kosa (53 mm),
ter položaj ničelnih točk (X = 0, Y = -30 mm, Z = -53 mm).
Model po končani simulaciji je prikazan na sliki 4.15.
Slika 4.15: Model po končani simulaciji.
Diplomsko delo Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo
36
Stran B
Za skico si narišemo konture, po katerih oz. ob katerih bodo poti orodja. Potrebujem 13 kontur,
8 za zobce 1 mm × 90°, 4 konture za oba utora širine 13 mm in globine 42 mm ter 1 konturo za
utor širine 4 mm in globine 15 mm. Konture, »chain-i« in položaj ničelnih točk so prikazani na
sliki 4.16.
Slika 4.16: Konture in »chain-i« za stran B.
Za izdelavo bomo uporabili naslednje orodje:
Stebelni rezkar ϕ 10 mm, št. izdelka: 202244 10,
Stebelni rezkar ϕ 4 mm, št. izdelka: 202244 4,
45° fazni rezkar ϕ 6 mm, št. izdelka: 208162 6 [8],
45° fazni rezkar ϕ 16 mm, št. izdelka: CFSPR 041S16L [9].
Za rezkanje utorov 12 mm × 43 mm v meniju »Solidmill« izberemo »pocketing«, to je operacija
za rezkanje žepov in utorov. V pogovornem oknu »pocketing« določimo:
orodje – stebelni rezkar ϕ 10 mm,
način gibanja orodja (one way, zig-zag, concentric in, concetric out, trochoid in
profitmilling), izberemo profitmilling, saj je najprimernejši za rezkanje odprtih
utorov, izkoristimo celotno dolžino rezalnega dela rezkarja in dosežemo najkrajši
čas obdelave,
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
37
skupno globino in globino enega reza (43 mm in 21,5 mm),
rezalne parametre,
dodatke na steno in globino ,
vteke, izteke in odmike.
Za utor 4 mm × 15 mm izberemo operacijo »pocketing«, izberemo orodje (rezkar ϕ 4 mm), za
način gibanja orodja izberemo »one way«. Za izdelavo zobcev uporabimo operacijo
»countoring«, v zavihku »strategy« izključimo kompenzacijo polmera orodja, da je pot orodja
po sredini konture. Na koncu naredimo še faze s 45° faznim rezkarjem. Model po končani
simulaciji je prikazan na sliki 4.17.
Slika 4.17: Model po simulaciji.
Stran C
Zadnja operacija je vrtanje lukenj ϕ 1 mm. Najprej si narišemo točko na kooridnatah X = 46 in
Y = 2,8. Za hitro določitev položaja lukenj uporabimo funkcijo Niz točk, ang. »point array«. V
pogovornem oknu vnesemo število točk, v našem primeru potrebujemo 71 točk, razmak med
točkami (6,4 mm), kot glede na os X (0°) in obkljukamo okence »create PTOP«, s tem nam
program poveže vse točke v »chain«. Sedaj s klikom na točko, ki smo jo naredili na začetku,
dobimo vse točke, kjer je potrebno vrtati. Potrebovali bomo samo sveder ϕ 1 mm, št. izdelka:
114200 1 [8]. Naredimo še operacijo za vrtanje. Program uporabimo za vrtanje lukenj na obeh
Diplomsko delo Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo
38
straneh kosa. Program za luknje bi lahko naredili tudi direktno na stroj, saj stroj omogoča
osnovne funkcije programiranja (vrtanje, cirkularno rezkanje, poravnavo, …).
4.4.2 Programiranje s 3D modelom
Stran A
Najprej odpremo model izdelka v programu Esprit. S funkcijami »orient part« in »align« X, Y,
Z orientiramo 3D model izdelka, nato s funkcijo »move origin point« določimo ničelno točko
izdelka. V zavihku »create features – edit features« izberemo ikono »holes«, odpre se nam
pogovorno okno za samodejno prepoznavo lukenj (slika 4.18), v pogovornem oknu izberemo
razpon, v katerem iščemo luknje ter povezavo lukenj z istim premerom v en »chain«.
Slika 4.18: Pogovorno okno "holes".
Nato izdelamo operacije in izberemo orodje na enak način kot pri programiranju s pomočjo 2D
skice.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
39
Stran B
Spet odpremo model izdelka in ga orientiramo s funkcijami »align«. V zavihku »create features
– edit featuress« izberemo funkcijo »pocket« in izberemo oba utora širine 12 mm in globine 43
mm ter utor širine 4 mm in globine 15 mm, da dobimo tri »pocket-e« (žepe). Nato naredimo še
8 »chain-ov« za rezkanje zobcev 1 × 45°. 3D model s potmi orodja je prikazan na sliki 4.19.
Slika 4.19: 3D model.
Nato naredimo še vse operacije enako kot pri programiranju s pomočjo 2D skice. Pri
programiranju s pomočjo 3D modela lahko v simulaciji vidimo končni izdelek in vidimo, če
obdelovanec ni popolnoma obdelan. 3D model in surovec sta prikazana med simulacijo na sliki
4.20. Surovec je modre barve in je transparenten, da lahko vidimo 3D model zelene barve.
Diplomsko delo Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo
40
Slika 4.20: 3D model in surovec.
Stran C
Poravnan model iz strani B zavrtimo za 45° okrog osi X in določimo nov položaj ničelne točke.
Odpremo okno za samodejno prepoznavo lukenj, obkljukamo opcijo »manual selection« in
izberemo površino, na kateri so luknje ϕ 1 mm (slika 4.21). Sedaj imamo povezane vse luknje
v en »chain«. Naredimo še operacijo za vrtanje s funkcijo »drilling«. Program uporabimo za
vrtanje lukenj na obeh straneh.
Slika 4.21: Izbira površine.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
41
4.5 Izdelava
Surovec za izdelek je kvadratna palica, dimenzij 60 mm × 60 mm, iz aluminija EN AW-5754,
ki se odreže na dolžino 545 mm na tračni žagi.
4.5.1 Prvo vpetje
Obdelovanec vpnemo v dva poravnana strojna primeža. Prvo vpetje je prikazano na sliki 4.22.
Na obdelovalnem stroju obdelovanec najprej ročno porezkamo na dolžino l = 540 mm, s
stebelnim frezalom ϕ 12 mm. Nato z rezkalno glavo obdelovanec porezkamo na mero 53 mm.
Obe meri preverimo s kljunastim merilom.
d
Slika 4.22: Prvo vpetje.
Po prvem vpetju kos pošljemo zunanjemu izvajalcu, da prevrta luknji ϕ 7 mm, ki potekata skozi
celotno dolžino kosa, saj na podjetju nimamo obdelovalnega stroja, ki bi po osi Z imel dovolj
pomika.
4.5.2 Drugo vpetje
Obdelovanec vpnemo v dva strojna primeža. Pri vpenjanju moramo paziti, da obdelovanec
obrnemo tako, da sta luknji ϕ 7 mm spodaj. V drugem vpetju izvrtamo luknje ϕ 6.6 mm, ϕ 7
Diplomsko delo Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo
42
mm, navojne luknje M10 in G1/8˝ ter sedeže ϕ 11 za glavo imbus vijaka na spodnji strani
nosilca grelcev. Drugo vpetje je prikazano na sliki 4.23.
Slika 4.23: Drugo vpetje.
4.5.3 Tretje vpetje
Obdelovanec obrnemo za 180°, tako da sta luknji ϕ 7 mm zgoraj. Tudi v tretjem vpetju
obdelovanec vpnemo v dva strojna primeža. V tretjem vpetju izdelamo utora širine 13 mm,
globine 43 mm skozi celotno dolžino, utor širine 4 mm, globine 15 mm, zobce 1 mm × 90°, ter
faze 1,5 mm × 45° in 3 × 45°. Izgled kosa po končani obdelavi v tretjem vpetju je prikazan na
sliki 4.24.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
43
Slika 4.24: Izgled po obdelavi 3. strani.
4.5.4 Četrto in peto vpetje
V četrtem in petem vpetju še zvrtamo luknje ϕ 1 mm. Za ti dve vpetji uporabimo mehansko
nagibno mizo. Mizo naravnamo na 45° (slika 4.25) in na njo s pomočjo vpenjalnih stremen,
vijakov in matic vpnemo obdelovanec (slika 4.26).
Slika 4.25: Nastavitev nagibne mize.
Diplomsko delo Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo
44
Slika 4.26: Četrto in peto vpetje.
4.6 Diskusija
Večina kosov za pakirne linije podjetja, ki se obdelujejo na CNC obdelovalnih centrih, je dokaj
enostavnih za programiranje in se jih z lahkoto sprogramira direktno na stroju, za zahtevnejše
kose bi zadostovalo že, če bi programer imel delavniške risbe v elektronski obliki (dxf, step,
iges), ki jih je mogoče uvoziti v Esprit. Za še zahtevnejše izdelke, kot je obravnavan v
diplomskem delu, pa bi bilo boljše, če bi imeli 3D model izdelka, saj smo za programiranje z
2D modelom porabili skupaj 90 minut, pri programiranju s 3D modelom pa samo 45 minut.
Ostale prednosti programiranja s 3D modelom so:
boljša predstava kosa,
ni potrebno izbirati posamičnih kontur, ampak izberemo samo značilnost površine (čelni
profil, žep, luknje) in kliknemo na površino,
pri simulaciji vidimo končni model in obdelan model ter vidimo, če je kje ostalo kaj
materiala,
avtomatsko prepoznavanje odprtih žepov (pomembno pri strategiji Profit milling),
končne globine so že določene, vnesti je potrebno samo globino posameznega reza in
morebiten dodatek za fino obdelavo.
Vizija podjetja v prihodnosti je širitev programa ob lastnih proizvodih, na usluge strojne
obdelave, varjenja in montaže0. Tako smo že sodelovali z nekaterimi velikimi podjetji kot so
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
45
Andritz, Teup, Krones, Rofa, … Načrtuje se tudi nabava novih CNC obdelovalnih strojev, ob
tem bi bilo potrebno razmisliti o posodobitvi računalniško podprtega programiranja CNC
strojev za avtomatsko programiranje. Tako bi en programer lahko izdelal programe za več
strojev in ne bi imel toliko ponavljajočega se in monotonega dela.
Naslednja stvar, pri kateri bi lahko prihranili veliko časa, je delo na zalogo. Pripravljalno-
zaključni čas je enak, če operater izdela enega ali več kosov. Operater na stroju mora vsakič,
ko kos izdeluje, storiti naslednje:
na vpenjalno mizo vpeti dva primeža na pravo dolžino in ju poravnati,
vpeti in odmeriti orodje, ki manjka za izdelavo kosa, po potrebi zamenjati orodje za
jeklo z orodjem, namenjenim obdelavi aluminija,
ko se izdeluje en kos, je vedno treba določiti ničte točke, pri izdelavi več kosov v seriji
uporabimo fiksen naslon,
vpetje, poravnava in nastavitev nagibne mize.
Pripravljalno-zaključni čas za izdelek nosilec grelcev je 30–50 minut, odvisno od obstoječe
postavitve primežev in orodja v orodnem skladišču stroja, skupni čas obdelave pa 160 minut.
Vidimo, da pripravljalno-zaključni čas predstavlja približno 25 % časa, potrebnega za izdelavo
kosa, zato bi bilo smotrno, če bi se izdelovalo npr. 5 kosov v seriji (približna letna potreba). S
tem bi se pripravljalno-zaključni čas razdelil na 5 kosov in bi predstavljal samo 5–10 %
skupnega časa, potrebnega za izdelavo enega kosa.
Diplomsko delo Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo
46
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
47
5 SKLEP
V diplomskem delu smo predstavili modeliranje, programiranje in izdelavo izdelka nosilec
grelcev, ki je del polnilnega stroja Repleo TBC. Električna grelca zavarita vrh polne vreče in
dno prazne vreče.
Ker v podjetju v bazi podatkov ni 3D modelov izdelkov, smo za prikaz programiranja s 3D
modelom tega najprej izdelali s programskim paketom SolidWorks. Do sedaj so se vsi programi
izdelovali na podlagi 2D delavniških risb. Tako smo lahko primerjali čas in težavnost izdelave
programa pri obeh načinih programiranja. Za lažje in hitrejše programiranje bi bilo treba
vzpostaviti računalniško bazo podatkov z vsemi risbami, tako bi programer lahko uvozil 2D
risbo v Esprit. S tem bi lahko programer program izdelal hitreje, rešen bi bil ponavljajočega se
prerisovanja in zmanjšala bi se možnost za pojavo napak pri vnašanju podatkov oz. prerisovanju
iz delavniške risbe. Če na risbi manjka kakšna kota, bi si jo programer lahko sam kotiral. Za
kompleksnejše kose bi programiranje lahko še poenostavili, če bi imeli 3D modele za te kose.
Diplomsko delo Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo
48
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
49
6 SEZNAM UPORABLJENIH VIROV
[1] Robotika Kogler, Dosegljivo: http://www.robotikakogler.si/ [Datum dostopa:
13.3.2016]
[2] J. Balič, CAD/CAM postopki: univerzitetni učbenik. Maribor: Fakulteta za
strojništvo, Univerza v Mariboru, 2002
[3] J. Balič, I. Pahole, Proizvodne tehnologije: univerzitetni učbenik. Maribor:
Fakulteta za strojništvo, Univerza v Mariboru, 2008
[4] J. Balič, Računalniška integracija proizvodnje: univerzitetni učbenik. Maribor:
Fakulteta za strojništvo, Univerza v Mariboru, 2001
[5] STŠ Koper, Dosegljivo: http://www2.sts.si/arhiv/cncpro/ [Datum dostopa
4.4.2016]
[6] I. Pahole, I. Drstvenšek, M. Ficko, Programiranje numerično krmiljenih strojev –
rezkanje: navodila za vaje. Maribor: Fakulteta za strojništvo, Univerza v Mariboru,
2006
[7] J. Kopač, D. Noe: Strega in montaža: univerzitetni učbenik. Ljubljana: Fakultera za
strojništvo, Univerza v Ljubljani, 1989
[8] J.M.A. Tanchoco, Material Flow Systems in Manufacturing: priročnik. London:
Chapman & Hall, 1994
[9] Hoffmann Group, Dosegljivo: https://www.hoffmann-group.com/SI/sl/hsi/ [Datum
dostopa 20.5.2016]
[10] Mitsubishi General catalouge, Dosegljivo: http://mhg-
mediastore.net/epaper/C006/EN/#956 [Datum dostopa 20.5.2016]
[11] B. Kraut, Krautov strojniški priročnik 14 izdaja. Ljubljana: Littera picta, 2007
Diplomsko delo Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo
50
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
51
7 PRILOGE
MACHINING REPORT Milling report generated by marta on 12.7.2016 17:28.
Part Name: NOSILEC GRELCEV 11 4309.02.16
ESPRIT File Path:M:\Polnilec\NOSILEC GRELCEV 11 4309.02.16.001a.esp
NC Program Number: Name: Unit:
60,000 NOSILEC GRELCEV Metric
Overall Cycle Time: 00:14:13
Material Class: Condition:
Comment: -
OP #
OPERATION TOOL# TOOLSPEED RPM/SPM
FEED (XY/Z)
WORK COORD. ANGLES
NC COMP
CYCLE TIME
COMMENT
4 VRTANJE FI6.6 14,000 SVEDER6.61600,000 33,000
100,000 -
XYZ (0,000,0,000)
- -
00:03:02 -
3 VRTANJE FI6.6 14,000 SVEDER6.61600,000 33,000
100,000 -
XYZ (0,000,0,000)
- -
00:05:02 -
1VRTANJE FI8.5 ZA M10
13,000 SVEDER8.61400,000 38,000
100,000 -
XYZ (0,000,0,000)
- -
00:02:19 -
2VRTANJE FI8.5 ZA G1/8
13,000 SVEDER8.61400,000 38,000
100,000 -
XYZ (0,000,0,000)
- -
00:01:35 -
13REZANJE NAVOJA M10
19,000 NAVOJNI M10200,000 6,000
300,000 -
XYZ (0,000,0,000)
- -
00:00:20 -
5 REZKANJE FI11 8,000 REZKAR82096,000 79,000
224,571 1048,000
XYZ (0,000,0,000)
Off 0,000
00:00:20 -
6 REZKANJE FI11 8,000 REZKAR83143,000 79,000
336,750 1571,500
XYZ (0,000,0,000)
Off 0,000
00:00:13 -
7 REZKANJE FI11 8,000 REZKAR83143,000 79,000
336,750 1571,500
XYZ (0,000,0,000)
Off 0,000
00:00:13 -
8 REZKANJE FI11 8,000 REZKAR83143,000 79,000
336,750 1571,500
XYZ (0,000,0,000)
Off 0,000
00:00:13 -
9 REZKANJE FI11 8,000 REZKAR83143,000 79,000
336,750 1571,500
XYZ (0,000,0,000)
Off 0,000
00:00:13 -
10 REZKANJE FI11 8,000 REZKAR83143,000 79,000
336,750 1571,500
XYZ (0,000,0,000)
Off 0,000
00:00:13 -
11 REZKANJE FI11 8,000 REZKAR83143,000 79,000
336,750 1571,500
XYZ (0,000,0,000)
Off 0,000
00:00:13 -
12 REZKANJE FI11 8,000 REZKAR83143,000 79,000
336,750 1571,500
XYZ (0,000,0,000)
Off 0,000
00:00:13 -
MACHINING REPORT Milling report generated by marta on 12.7.2016 21:45.
Part Name:NOSILEC GRELCEV STRAN B 4309.02.015
ESPRIT File Path:D:\ALEŠ\diplomska naloga\NOSILEC GRELCEV STRAN B 4309.02.015.001A.esp
NC Program Number: Name: Unit:
1,000 Metric
Overall Cycle Time: 01:42:57
Material Class: Condition:
Comment: -
OP #
OPERATION TOOL# TOOLSPEED RPM/SPM
FEED (XY/Z)
WORK COORD. ANGLES
NC COMP
CYCLE TIME
COMMENT
8REZKANJE ZOBCEV 1/45
6,000 FAZNI REZKAR 64000,000 38,000
200,000 5000,000
XYZ (0,000,0,000)
- -
00:22:00 -
11 UTOR 4 4,000 REZKAR46000,000 75,000
600,000 900,000
XYZ (0,000,0,000)
Left 0,000
00:35:27 -
12 UTOR 4 FAZA 6,000 FAZNI REZKAR 66000,000 57,000
1000,000 5000,000
XYZ (0,000,0,000)
Left 0,000
00:01:06 -
13UTOR 12 mm x 43 mm
10,000 REZKAR103200,000 101,000
500,000 5000,000
XYZ (0,000,0,000)
Left 0,000
00:18:36 -
14UTOR 12 mm x 43 mm
10,000 REZKAR103200,000 101,000
500,000 5000,000
XYZ (0,000,0,000)
Left 0,000
00:19:26 -
15REZKANJE FAZE 4/45
23,000FAZNI REZKAR 16
4173,000 118,000
1088,609 4346,875
XYZ (0,000,0,000)
Off 0,000
00:01:00 -
16REZKANJE FAZE 4/45
23,000FAZNI REZKAR 16
3600,000 102,000
750,000 3750,000
XYZ (0,000,0,000)
Off 0,000
00:02:10 -
17REZKANJE FAZE 4/45
23,000FAZNI REZKAR 16
3600,000 102,000
750,000 3750,000
XYZ (0,000,0,000)
Off 0,000
00:02:10 -
MACHINING REPORT Milling report generated by marta on 12.7.2016 19:39.
Part Name: NOSILEC GRELCE FI 1
ESPRIT File Path:D:\ALEŠ\diplomska naloga\NOSILEC GRELCE FI 1.esp
NC Program Number: Name: Unit:
1,000 Metric
Overall Cycle Time: 00:22:56
Material Class: Condition:
Comment: -
OP #
OPERATION TOOL# TOOLSPEED RPM/SPM
FEED (XY/Z)
WORK COORD. ANGLES
NC COMP
CYCLE TIME
COMMENT
1 VRTANJE FI 1 14,000 SVEDER 15000,000 16,000
100,000 -
XYZ (0,000,0,000)
- -
00:22:56 -