Fleksibilni Tehnoloski Sistemi 1

Универзитет у Источном Сарајеву МАШИНСКИ ФАКУЛТЕТ Источно Сарајево

Гатало др Ратко ред проф Зељковић др Милан ред проф ,

.

.,

,

.

.

ФЛЕКСИБИЛНИ ТЕХНОЛОШКИ СИСТЕМИ (Ауторизовани рукопис предавања)

Забрањено је умножавање овог материјала у целини или у сегментима без дозволе аутора

Источно Сарајево, школска 2010/2011. год.

Материја изложена у наставку је прилагођена програмском садржају предмета ФЛЕКСИБИЛНИ ТЕХНОЛОШКИ СИСТЕМИ (ФТС ) који се изводи почев од школске 2007/2008 године у VII семестру са фондом часова 3+2 на Машинском факултету у Источном Сарајеву. Програмски садржај је изложен у једанаест поглавља почев од основа флексибилних технолошких структура (ФТс), преко технолошких подлога као базе за ефикасну експлоатацију ФТс, па затим кроз изучавање појединих компоненти као што су нумерички управљане машине алатке (НУМА), манипулациони системи (МС ), ), мерно-контролни системи (МКС ), ), системи за надзор и дијагностику (СНД ), ), транспортноскладишни системи (ТСС ) и управљачки системи (УС ) за потребе ФТс. На крају се даје осврт на принципе компоновања ФТс различитог нивоа сложености , те критеријуми вредновања и избора, да би се програмски садржај заокружио кроз дефинисање рачунаром интегрисане производње (CIM). Основу флексибилне аутоматизације , која се разматра у оквиру предмета, представља компјутерски нумерички управљана машина алатка (КНУ , CNC), што подразумева да су студенти претходно одслушали предмет НУМЕРИЧКИ УПРАВЉАНЕ МАШИНЕ АЛАТКЕ , али нажалост ово није случај по важећем наставном плану и програму на Машинском факултету у Источном Сарајеву. ФТс разматране у оквиру овог предмета се односе на структуре у подручју технологија обраде резањем (као доминантне технологије у индустрији прераде метала) при чему се упоредо посматрају структуре за обраду ротационих и призматичних делова, те се указује на већу варијантност код обраде ротационих делова. На одређеним местима се указује и на флексибилну аутоматизацију у технологији обраде лима. У највећем броју поглавља се на крају приказују изведена решења у циљу илустрације садржаја презентованог у датом поглављу. Слична материја се изучавала на Машинском факултету у Источном (Српском) Сарајеву почев од школске 1998/1999 године у оквиру предмета ПРОИЗВОДНИ ОБРАДНИ СИСТЕМИ -CIM -CIM у оквиру VIII и IX семестра са фондом часова 2+2 и 3+2 респективно. Имајући претходно у виду, основне подлоге за изложену материју чине рукописи предавања из CIM и ФТС проф. др Ратка Гатала који је предавао наведене предмете на Машинском факултету у Источном Сарајеву, и сличан предмет АУТОМАТСКИ ФЛЕКСИБИЛНИ АУТОМАТСКИ ФЛЕКСИБИЛНИ ТЕХНОЛОШКИ СИСТЕМИ (АФТС ) на Факултету техничких нуака Производном одсеку у Новом Саду, односно проф. др Љубомира Боројева који заједно са М . Зељковићем сада изводи овај предмет на ФТН у Новом Саду. Поред претходно поменутих на реализацији програмског садржаја наведених предмета на Машинском факултету у Источном Сарајеву у оквиру вежби учествовали су мр Жељко Зељковић, Бошко Кењић, мр Саша Продановић и аутори. Према евиденцији програмски садржај Производни обрадни системи – CIM одслушало је 124 студента, а програмски садржај ФТС до сада је одслушало 45 студената. Аутои се захваљују свима који су допримени развоју програмског садржаја наведених предмета како у Новом Саду тако и у Источном Сарајево , а корисницима на сугестијама везаним за евентуалне пропусте у презентованом програмском садржају.

Источно Сарајево, децембар 2010. год.

Аутори

MAŠINSKI FAKULTET Istočno Sarajevo Predmet: FLEKSIBILNI TEHNOLOŠKI SISTEMI Semestar: VII Fond časova: 3+2 (45+30)

GLOBALNI PROGRAM (SADRŽAJ) PREDMETA PREDAVANJA 1.0 UVOD U PREDMET: cilj i program predmeta, literatura, obaveze studenata 2.0. OSNOVE FLEKSIBILNIH TEHNOLOŠKIH STRUKTURA (FTs) i osnovni pojmovi 3.0 TEHNOLOŠKE PODLOGE ZA PROJEKTOVANJE I UVO ðENJE AUTOMATSKIH FLEKSIBILNIH TEHNOLOŠKIH STRUKTURA (AFTs) 4.0 NUMERIČKI UPRAVLJANE (NU) MAŠINE ALATKE (MA) KAO KOMPONENTE AFTs 5.0. MANIPULACIONI SISTEMI (INDUSTRIJSKI ROBOTI) KAO KOMPONENTE AFTs 5.a. Programiranje manipulacionih sistema (industrijskih robota) (ručno i automatizovano) 6.0 MERNO KONTROLNI SISTEMI (MKS) KAO KOMPONENTE AFTs 6.a.Programiranje merno kontrolnih sistema (ručno i automatizovano) a utomatizovano) 7.0 SISTEMI ZA NADZOR I DIJAGNOSTIKU (SND) KAO KOMPONENTE AFTs 8.0 TRANSPORTNO SKLADIŠNI SISTEMI (TSS) KAO KOMPONENTE AFTs 9.0 RAČUNARSKO UPRAVLJA ČKI SISTEMI ZA POTREBE AFTs 10.0 KOMPONOVANJE AFTs RAZLI ČITOG NIVOA SLOŽENOSTI 11.0 IZBOR FLEKSIBILNIH TEHNOLO ČKIH STRUKTURA (vrednovanje AFTs) 12.0 RAČUNAROM INTEGRISANA PROIZVODNJA – CIM

MAŠINSKI FAKULTET Istočno Sarajevo Predmet: FLEKSIBILNI TEHNOLOŠKI SISTEMI

Semestar: VII

Fond časova: 3+2

LITERATURA :

1. Gatalo, R., Zeljković, M., Borojev, Lj.: AUTOMATSKI FLEKSIBILNI TEHNOLOŠKI SISTEMI, FTN, Novi Sad, (u pripremi) 2. Rekecki, J., Gatalo, R., Zeljković, M., Borojev, Lj., Hodoli č, J.: FLEKSIBILNI TEHNOLOŠKI SISTEMI ZA OBRADU ROTACIONIH IZRADAKA, knjiga I, Stanje, tendencije i podloge za razvoj, FTN – IPM, Novi Sad, 1989. 3. Gatalo, R., Rekecki, J., Zeljković, M., Borojev, Lj., Hodoli č, J.: FLEKSIBILNI TEHNOLOŠKI SISTEMI ZA OBRADU ROTACIONIH IZRADAKA, knjiga II, Osnovne komponente za obradu i njihovo komponovanje u strukture višeg nivoa, FTN – IPM, Novi Sad, 1989. 4. Hodolič, J., Borojev, Lj., Rekecki, J., Gatalo, R., Zeljkovi ć, M.: FLEKSIBILNI TEHNOLOŠKI SISTEMI ZA OBRADU ROTACIONIH IZRADAKA, knjiga III, Manipulacioni i merno-kontrolni sistemi, FTN – IPM, Novi Sad, 1989. 5. Arsovski, S., Perović, M.: FLEKSIBILNA AUTOMATIZACIJA, CIM centar, Mašinski fakultet, Kragujevac, 1994. 6. Kovačević, R., Stanić, J.: RAČUNARI, NC, CNC, DNC – KOMPONENTE RAČUNAROM UPRAVLJANIH TEHNOLOŠKIH SISTEMA, Nau čna knjiga, Beograd, 1987. 7. Arsovski, S., Arsovski, Z., Perović, M.: RAZVOJ CIM SISTEMA, CIM centar, Mašinski fakultet, Kragujevac, 1995. 8. Kalajdžić, M., Gatalo, R., Glavonjić, M., Lukić, Lj., Milutinovi ć, D., Hodolič, J., Majstorović, V., Borojev, Lj.: FLEKSIBILNI TEHNOLOŠKI SISTEMI U OBRADI REZANJEM, STANJE I PERSPEKTIVE RAZVOJA, Nau čna konferencija sa meñunarodnim učešćem „Mašinstvo za XXI vek“, Monografija, Novi Sad, 1995. 9. Majstorović, V., Hodolič, J.: NUMERIČKI UPRAVLJANE MERNE MAŠINE, monografija, edicija NUMA-FTS, FTN, Novi Sad, 1998. 10. Balič, J.: CONTRIBUTION TO INTEGRATED MANUFACTURING, DAAAM International, Vienna (Beč), 1999. 11. Kief, H., Roschiwal, H.: NC/CNC HANDBUCH 2007/2008, Hanser Verlag, Munchen, 2007. 12. Weck, M., Brecher, C.: WERKZEUGMASCHINEN 3, Maschinenarten und Anvendungbereiche, Springer Verlag, Berlin Heidelberg, 2005. 13. Weck, M., Brecher, C.: WERKZEUGMASCHINEN 4, Automatisierung von Maschinen und Anlagen, Springer Verlag, Berlin Heidelberg, 2005.

MAŠINSKI FAKULTET Istočno Sarajevo Predmet: FLEKSIBILNI TEHNOLOŠKI SISTEMI Semestar: VII

Fond časova: 3+2

CILJEVI IZUČAVANJA PREDMETA Kroz predmet studenti stiču znanja o: - principima: - funkcionisanja, - gradnje i - izbora, te - upravljanja i - programiranja automatskih fleksibilnih tehnoloških struktura (AFTs) različitog nivoa složenosti. Pri tome se polazi od odre ñenih osnova i osnovnih pojmova, preko tehnoloških podloga za projektovanje i uvoñenje AFT struktura, te izučavaju ključne komponente/podsistemi AFTs - NUMA – numerički upravljane mašine alatke, - MS – manipulacioni sistemi (industrijski roboti), - MKS – merno-kontrolni sistemi, - SND – sistemi za nadzor i dijagnostiku, - TSS – transportno skladišni sistemi, - RUS – računarsko upravljački sistemi. Na bazi prethodnog izučavaju se principi komponovanja i izbora AFTs različitog nivoa složenosti. Na kraju se problematika zaokružuje u celinu/kompleks računarom integrisane proizvodnje (CIM-a).

FTN - DPM - Lama Predmet: FTS I. Sarajevo, oktobar 2010

2.0 OSNOVE FLEKSIBILNIH TEHNOLOŠKIH STRUKTURA (FTs) i osnovni pojmovi

1. Istorijat razvoja mašina alatki i tehnoloških sistema (Prikazano na odgovarajućim folijama)

2. Opšte o razvoju proizvoda

Sadržaj 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Istorijat razvoja mašina mašina alatki i tehnoloških sistema Opšte o razvoju razvoju proizvoda proizvoda Faze proizvodnog proizvodnog procesa procesa Projektovanje proizvoda – faze u procesu Mesto i uloga mašina alatki u širem širem okruženju Modeli obradnih obradnih i drugih drugih sistema sistema FT strukture, funkcionisanje i njihovo njihovo komponovanje 8. Mesto primene primene pojedinih mašina i sistema i ekonomičnost primene 9. Osnovni pojmovi, definicije i skraćenice

2. Opšte o razvoju proizvoda Proizvod se može definisati na razli čite načine u zavisnosti od stanovišta posmatranja koja mogu biti : sociološkog, tržišnog, ekonomskog i karaktera. č čkog tehni k og Definicija proizvoda : - sociološka -tržišna -ekonomska -tehnička


Socijološka definicija:

Ekonomska definicija:

“ Proizvod je rezultat rada, a rad je uravnoteženje prirode i čoveka ”

“ Proizvod je novostvorena vrednost

Tržišna definicija:

“ Razvoj proizvoda je uravnoteženje – smanjenje entropije - u sistemu potencijala: tržište –proizvodni sistem ”

koja, valorizovana na tržištu doprinosi bogastvu ljudskog društva ”

Tehni k č čka a definicija:

“ Proizvod je usmerena (imitirana)

priroda ” ( analogija bioloških – prirodnih i tehni čkih sistema)

1

2. Opšte o razvoju proizvoda Razvoj proizvoda kroz istoriju (analogija bioloških i tehničkih sistema ) : -oponašanje mehaničkog rada čoveka → MEHANIZMI - oponašanje metabolizma ljudskog organizma → TOPLOTNE MAŠINE - oponašanje nervnog sistema → KIBERNETIKA, UPRAVLJANJE - oponašanje umnog rada → VEŠTAČKA INTELIGENCIJA, INTELIGENTNI SISTEMI

2. Opšte o razvoju proizvoda Faze životnog veka (životnog ciklusa) proizvoda:

2. Opšte o razvoju proizvoda U teoriji sistema je, pod uticajem bioloških teorija, prihvaćen pojam životnog veka proizvoda. Proizvod = tehni čki sistem

2. Opšte o razvoju proizvoda Projektovanje (šire posmatrano Razvoj) = definisanje informacija o proizvodu; Proizvodnja = fizička realizacija proizvoda; Eksploatacija = fizička realizacija funkcije proizvoda; Reciklaža = vraćanje proizvoda u kružni ciklus životnog veka;



Razvoj proizvoda = vremenski period od postavljanja zadatka za razvoj proizvoda do generisanja svih potrebnih informacija za izradu, montažu, kontrolu, pakovanje, skladištenje, transport, instalisanje i puštanje u rad, upotrebu i rukovanje, održavanje, ...

Životni vek proizvoda (osnovni, ukupni)

= celokupnost faza životnog ciklusa proizvoda;

Tehnički vek proizvoda = vremenski period u kojem je proizvod sposoban da služi podmirenju ljudskih potreba, ili zadovoljenju ljudskih želja.

2


Ekonomski vek proizvoda = vremenski period u kojem je proizvod prisutan na tržištu kao roba.

2. Opšte o razvoju proizvoda Proizvod (kao veštački sistem) je nastao neposrednom intervencijom čoveka u prirodi s ciljem da se zadovolji nepodmirena ili na bolji način podmiri čovekova potreba.



Cilj razvoja jednog proizvoda (cilj), odnosno razvoj proizvoda, zavisi od :

Mogu n = definisane nivoom znanja i nivoom ć ćnosti osti ; tehnologija

1. zahteva tržišta , 2. mogu n i 3. uslova ćnosti ć osti

definisani kao : Uslovi = , skra enje vremena razvoja enje ć ć ć ć skra enje veka eksploatcaije, enje i povišenje efekata u eksploataciji sve strožije tržišne zakonitosti; Zahtevi savremenog tržišta = definisani kroz : kvalitet, rok i cenu .

2. Opšte o razvoju proizvoda Parametri zahteva tržišta: odnos zadatak/rešenje; odnos zadatak/realizacija; ….


Razvoj proizvoda zahteva uzimanje u obzir: - opštih zakonitosti u savremenim proizvodnim i društvenim procesima; - uticaj okoline okoline na razvoj proizvoda; proizvoda; - sistematizacija sistematizacija transformacija transformacija unutar procesa projektovanja; - ….

3

2. Opšte o razvoju proizvoda Najvažnije opšte zakonitosti u proizvodnim i društvenim procesima: procesima :

- zakonitost potencijala; - ekonomski vek proizvoda; - zakonitost razvoja proizvoda; - itd.

2. Opšte o razvoju proizvoda Zakonitost potencijala: Razlika potencijala tržište-proizvodni sistem je polazna neravnoteža čijom težnjom za uravnoteženjem se generiše proces razvoja proizvoda. Proces projektovanja proizvoda je proces uravnoteženja zahteva tržišta (a) i mogu ćnosti proizvodnog sistema (b) (to je proces smanjenja entropije sistema). Ako se ovaj proces posmatra “dinami čki” , neravnoteža se suprostavlja ovakom uravnoteženju, pa se generiše novi nivo neuravnoteženosti zbog porasta zahteva (uslovljenih kulturom, standardom, kupovnom mo ći, ...) tržišta.

2. Opšte o razvoju proizvoda -Razvoj i opstanak proizvodnog (poslovnog)

sistema je odre ñen uspehom proizvoda na tržištu; U cilju uspešne realizacije prethodnog neophodno je: 1. projektovati, proizvesti i lansirati proizvod na tržište; 2. upravljati ekonomskim vekom proizvoda; 3. ostvariti što veće učešće proizvoda na tržištu; 4. da proizvod u toku ekonomskog veka obezbedi što veću dobit;

2. Opšte o razvoju proizvoda Zakonitost potencijala: –Proizvodni sistem “Tržište (potrebe) –Proizvodni (mogućnosti)” nosti)” (T-PS)

2. Opšte o razvoju proizvoda Faze ekonomskog veka proizvoda: Faze: I- uvoñenje na tržište II - rast III - kulminacija rasta IV - zasićenje tržišta V - degeneracija

a- prihod po jedinici vremena b- ukupan prihod c- dobit po jedinici vremena d- ulaganja u marketing plasmana na tržište

2. Opšte o razvoju proizvoda ZAKLJUČAK:

Obzirom na postje ću neravnotežu (razliku potencijala) “tržište – proizvodni sistem” - proizvodni sistem reaguje u težnji porasta svojih proizvodnih mogućnosti, ali i prilago ñavanjem na niz drugih faktora, kao što je primena savremenih fundamentalnih i primenjenih znanja;

4


3. Faze proizvodnog procesa

ZAKLJUČAK: Razvoj savremenih fleksibilnih tehnoloških sistema ima za cilj objedinjavanje najboljih karakteristika svakog od klasičnih tipova proizvodnje: - pojedina n (maksimalna prilagodljivost čne č e razli i tim zahtevima tržišta - FLEKSIBILNOST FLEKSIBILNOST ), ), č čitim - serijske ( OGRANIZOVANOST OGRANIZOVANOST , kratki rokovi), - masovne ( MAKSIMALNA PRILAGODLJIVOST MAKSIMALNA TEHNOLOGIJA i maksimalni stepen amortizacije).

Da bi se mogao proizvodni proces realizovati (realizovati proizvod) tehni čki sektor preduze ća treba da omogu ći realizuje slede ćih faza: 1.Izrada dokumentacije za proizvod; 2.Priprema proizvodnje; 3.Proizvodni proces;



1. Izrada dokumentacije: - projektovanje proizvoda (definisanje glavnih

2. Priprema proizvodnje ( u širem smislu obuhvata) - proveru konstrukcije proizvoda kroz izradu i ispitivanje prototipa; prototipa ; - izradu tehnološke (proizvodne) dokumentacije za proizvodnju, izrada alata i pribora; - proveru tehnološke dokumentacije za proizvodnju, alata i pribora kroz izradu nulte serije;

karakteristika u toj meri da se posle može pristupiti konstruisanju sklopova i delova);

- konstruisanje ( neposredna izrada dokumentacije za proizvodnju svih delova (osim gotovih delova - r obe) potrebnih za izradu proizvoda;

3. Faze proizvodnog procesa 3. Proizvodni proces (proces proizvodnje) (u okviru ovog procesa se kao sredstva rada nalaze mašine alatke, FTs, )

-Izrada poluproizvoda (pripremaka) (pripremaka) -Obrada pripremaka (obradaka (obradaka)) i dobijanje gotovih delova (izradaka (izradaka)) -Montaža (sklapanje izradaka u podsklopove i sklopove) -Završna kontrola (regulisanje, kontrola i ispitivanje proizvoda) -Površinska zaštita -Pakovanje gotovih proizvoda (saglasno uslovima za

4. Projektovanje proizvoda – faze u procesu

Osnovni uticajni faktori na projektovanje proizvoda: proizvoda: 1. tehnološki nivo i struktura proizvodnih (tehnoloških) sistema; 2. struktura proizvodnih sistema prema koli i ni proizvoda; č čini 3. upravlja k i i organizacioni nivo poslovnih č čki sistema; 4. kadrovski i finansijski potencijal privrede;

uskladištenje, transportovanje transportovanje i sl. )

5

4. Projektovanja proizvoda – faze u procesu

Učestanost tipova proizvodnje u industriji mašinogradnje u Evropi ( devedesete godine XX veka)


Model projektovanja proizvoda prema R. Simon-u

4. Projektovanje proizvoda – faze u procesu Faze u projektovanju proizvoda prema VDI 2222 1. Koncipiranje: - Rasčlanjavanje zadatka i definisanje liste zahteva; - Koncepciono projektovanje; - Tehno-ekonomsko vrednovanje;


Ilustracija značaja faze projektovanja : Struktura troškova u ceni proizvoda kod pojedinačne i maloserijske proizvodnje

4. Projektovanje proizvoda – faze u procesu Aktivnosti u procesu projektovanja prema R. Simon-u; Početak (Start): Projektni zadatak Redosled aktivnost: 1.Stvaranje ideje; 2. Izrada skica; 3. Proračuni; 4. Provera da li je zadovoljena funkcija; 5. Oblikovanje konstrukcije; 6. Proračuni; 7. Projektovanje sklopova; 8. Provera da li projektovani proizvod zadovoljava; 9. Konstruisanje delova; 10. Izrada sastavnice delova; 11. Izrada montažnog crteža; Kraj (Cilj): Priprema proizvodnje i proizvodnja

4. Projektovanje proizvoda - faze u procesu Model projektovanja proizvoda (faze u procesu) prema Laboratoriji za mašine alatke, fleksibilne tehnološke sisteme i automatizaciju postupaka projektovanja (FTN-N. Sad)

2. Projektovanje: - Pojektovanje u razmeri; - Tehnoekonomsko vrednovanje; - Optimizacija;

3. Razrada: - Oblikovanje pojedinih delova (konstruisanje); - Kontrolni proračuni troškova; - Izrada konstrukcione dokumentacije;

6

4. Projektovanje proizvoda - faze u procesu

5. Mesto i uloga mašina alatki u širem okruženju

Savremeni pristup u projektovanju proizvoda:

Simultano projektovanje (simultani inženjering) - Paralelnost pojedinih faza procesa procesa projektovanja (omogućeno primenom savremenih kompleksinih (integralnih) programskih sistema); - Skraćenje vremena razvoja proizvoda

6. Modeli obradnog i drugih sistema Obradni sistem se može definisati kao mašinski sistem sa obradnim procesom kao osnovnom funkcijom.

6. Modeli obradnog i drugih sistema Ulaz u obradni sistem čine: - informacije; - energija; - materijal.

6. Modeli obradnog i drugih sistema Mašinski sistem čine: - mašina alatka; - alat; - pribor; - obradak.

6. Modeli obradnog i drugih sistema Ulazne informacije predstavljaju više skupova informacija: -skup informacija o glavnim (tehničkim) karakteristikama mašine; -skup informacija o alatu; -skup informacija o priborima; -skup informacija o pripremku; -skup informacija o režimima pobrade; -skup informacija o upravljanju obradnim procesom;

7

6. Modeli obradnog i drugih sistema Ulazna energija služi za savladavanje otpora u obradnom sistemu i obezbeñuje potrebna kretanja elemenata obradnog sistema pri ostvarivanju obradnog procesa.

6. Modeli obradnog i drugih sistema Izlaz iz obradnog sistem čine: - informacije; - energija; - materijal.

Ulazni materijal se sastoji od pripremka i pomoćnog materijala. U pomoćni materijal spadaju sredstva za hlañenje i podmazivanje, ulje u prenosnicima, itd.

6. Modeli obradnog i drugih sistema Izlazne informacije predstavljaju transformisane ulazne informacije, a odnose se na skup informacija koje definišu: - kvalitet obrade u smislu tačnosti ostvarenih mera, položaja i oblika površina i kvaliteta obra ñenih površina, -proizvodnost i - ekonomičnost obradnog sistema.

6. Modeli obradnog i drugih sistema

6. Modeli obradnog i drugih sistema Izlazna energija predstavlja transformisanu ulaznu energiju. Najveći deo energije se transformiše u toplotnu, a znatno manje u kinetičku i zvučnu. Izlazni materijal je transformisani ulazni materijal. Sastoji se od izradka i otpadnog materijala. U otpadni m aterijal spadaju utrošeno sredstvo za hlañenje i podmazivanje, utrošeno ulje za podmazivanje, strugotina pri obradi rezanjem, otpadni deo trake pri obradi lima itd. Izmeñu ulaza i izlaza iz obradnog sistema postoji povratna sprega. Tehnološki nivo obradnih sistema je jedan od osnovnih preduslova za projektovanje i osvajanje savremenih tehnoloških procesa sa pozitivnim izlaznim izlaznim efektima koji se odnose na kvalitet, proizvodnost i ekonomi čnost.


U nastavku se prikazuju modeli obradnih sistema sa satnovišta upravljanja.

č č Ru na na obrada

Model konvencionalne mašine alatke (Mehanizacija: (Mehanizacija: Funkciju preoblikovanje vrši motor i mehanizam)

8



č č Model numeri ki upravljane mašine alatke ki (Automatizacija: (Automatizacija: Mehanizovana i funkcija upravljanja)

č č Model kompjuterski numeri ki ki upravljane mašine alatke



č čki Model kompjuterski numeri ki upravljane mašine alatke sa adaptivnim upravljanjem


Principijelna koncepcija DNU sistema

7. FT strukture, funkcionisanje i njihovo komponovanje

Principijelna koncepcija fleksibilnog tehnološkog sistema (FTS)

9

8. Mesto primene pojedinih mašina i sistema i ekonomi čnost primene .

9. Osnovni pojmovi i njihove skra ćenice U automatizaciji postupaka projektovanja odomaćile su se skraćenice – akronimi koje većinom potiču iz engleskog jezika. U nastavku se one navode, pri čemu se uz skraćenicu navodi prvo pun naziv na engleskom jeziku, zatim direktni prevod na srpski jezik i na kraju slobodnija interpretacija odre ñenog pojma na srpskom jeziku u skladu sa uobi čajenom stručnom terminologijom u našoj školi.

9. Osnovni pojmovi i njihove skra ćenice


• CAD – Computer Aided Design Računarom podržano projektovanje (proizvoda) PROJEKTOVANJE PROIZVODA PRIMENOM RAČ UNARA UNARA • CADD - Computer Aided Design and Drafting Računarom podržano projektovanje i konstruisanje PROJEKTOVANJE PROIZVODA I KONSTRUISANJE PRIMENOM RAČ UNARA UNARA

• CAP - Computer Aided Planing Računarom podržano planiranje PROJEKTOVANJE TEHNOLOŠKOG PROCESA PRIMENOM RAČ UNARA UNARA • CAPP - Computer Aided Process Planing Računarom podržano planiranje proces PROJEKTOVANJE TEHNOLOŠKOG PROCESA PRIMENOM RAČ UNARA UNARA



• CAM - Computer Aided Manufacturing Računarom podržana proizvodnja PROIZVODNJA UZ PRIMENU RAČ UNARA UNARA • CAQ - Computer Aided Quality Računarom podržan kvalitet KONTROLA KVALITETA PRIMENOM RAČ UNARA UNARA

• CAE - Computer Aided Engineering Računarom podržano inženjerstvo PRORAČ UNI I ANALIZE UZ PRIMENU UNI RAČ UNARA UNARA • CIM - Computer Integrated Manufacturing Računarom integrisana proizvodnja RAČ UNAROM INTEGRISANA UNAROM PROIZVODNJA

10


• CG - Computer Graphics Računarska grafika RAČ UNARSKA UNARSKA GRAFIKA (RG ili KG) • SAP - Sistem za Automatizovano Programiranje (NU mašina alatki)

9. Osnovni pojmovi i njihove skra ćenice Gragička ilustracija povezanosti navedenih pojmova

11

FTN - DPM - Lama Predmet: FTS I. Sarajevo, oktobar 2010.

TEHNOLOŠKE PODLOGE ZA PROJEKTOVANJE I UVOðENJE AUTOMATSKIH FLEKSIBILNIH TEHNOLOŠKIH STRUKTURA (AFTs)

Sadržaj 1. Potrebe analize delova za projektovanje i uvoñenje AFTs 2. Metodologija analize 3. Rezultati analize - analiza geometrijskih parametara - analiza tehnoloških parametara

4. Mogućnost korišćenja rezultata analize

1. Potrebe analize delova za projektovanje i uvo ñenje AFTs

1. Potrebe analize delova za projektovanje i uvoñenje AFTs

Faze projektovanja AFTs :

Faze

• • • •

- Izbor ("pogodnog“) skupa delova i -Analiza skupa delova, zahtevaju analizu geometrijsko-

Izbor ("pogodnog“) skupa delova Analiza skupa delova Definisanje na čina obrade delova Projektovanje pojedinih alternativnih rešenja AFTs • Izbor “optimalne” varijante AFTs

1. Potrebe analize delova za projektovanje i uvo ñenje AFTs Ciljevi analize: - Definisanje Definisanje glavnih glavnih (tehni (tehničkih) karakteristika obradnih, manipulacionih i merno-kontrolnih sistema; - Definisanje podloga za razvoj programskih sistema za upravljanje AFT strukturom; - Definisanje podloga za razvoj programskih sistema za planiranje i upravljanje proizvodnjom; - Definisanje podloga za razvoj programskih sistema za automatizovano projektovanje proizvoda i tehnologije izrade;

tehnoloških parametara (karakteristika) delova.

2. Metodologija analize Metodologije (metode) analize: • metoda kodiranja delova i analiza skupa delova primenom ra čunara • matoda analize konstrukciono- tehnološke dokumentacije

12

2. Metodologija analize Karakteristike metode kodiranja delova i analize skupa delova primenom računara

2. Metodologija analize Karakteristike matode analize konstrukciono-tehnološke dokumentacije

• pogodna za za veliki skup skup delova; delova; • zahtev zahteva a definisanje definisanje ključa (pravila) za kodiranje;

• omogu ava snimanje svih parametara koje ava ć ć sadrži konstrukciono-tehnološka dokumentacija;

• zahteva zahteva razvoj razvoj računarskog programa za analizu;

• mogu nost analize složenih delova; nost ć ć • ne zahteva razvoj klju č č a za kodiranje i programa za analizu; • ograni čena č na na relativno mali skup delova; e

• složenost složenost delova delova ograni ograničena definisanim ključem za kodiranje;

2. Metodologija analize Matoda analize konstrukciono-tehnološke dokumentacije

Osnovno strukturisanje delova Grupisanje delova prema načinu obrade

Definisanje skupa delova za analizu ( u :

konkretnom primeru )

• 4 preduz preduze eća iz industrije prerade metala Vojvodine i to: - 3 proizv proizvo oñača mašina alatki; - 1 proizv proizvo oñač prenosnika, reduktora i varijatora

Grupisanje delova prema na činu obrade • Delovi u grupi “bez skidanja materijala” – ne sadrže ni jednu operaciju obrade skidanjem materijala; • Delovi u grupi “skidanjem materijala” – sadrže bar jednu operaciju obrade skidanjem materijala;

Grupisanje delova prema osnovnim geometrijskim karakteristikama • rotacioni delovi – spoljna konfiguracija se najbolje može opisati cilindrom prečnika “D” i dužine “L” ( obradni sistem – obradni centar za struganje); • prizmatični delovi- spoljna konfiguracija se najbolje može opisati paralopipedom paralopipedom dimenzija a x b x c (obradni sistem – obradni centar za glodanje, bušenje);

13

Osnovni parametri za grupisanje rotacionih delova

Grupisanje rotacionih delova • Prema maksimalnom prečniku dela

• Maksimalni prečnik dela; • Složenost konture; • Vitkost dela; Napomena: - Red sa faktorom stupnjevanja ϕ = 2 - Prve grupe sa malo D zbog automatskih strugova za rad iz šipke

Grupisanje delova prema složenosti konture • C – delovi sa cilindričnim osnovnim rotacionim oblicima; oblicima; • K – delovi delovi sa sa koničnim osnovnim rotacionim oblicima, oblicima, a obuhvataju i grupu “C” • T- delovi sa torusnim osnovnim rotacionim oblicima,, a obuhvataju i grupe “C”i “K” oblicima • E- delovi delovi sa ekscentričnim osnovnim rotacionim oblicima

Grupisanje delova prema vitkosti

Napomena: U literaturi postoje i drugačiji kriterijumi i to: L/D = do 1 – diskovi; L/D = 1- 2,5 (3) – vratila (kratka vratila); L/D > 3 (2,5 -6) – dugačka vratila

Grupisanje delova prema složenosti konture

Ovaj način grupisanja je uslovljen mogućnošću tehnološkog ostvarenja navedenih oblika konture, konture, odnosno zahtevom za mogućnost upravljanja kod NUMA.

Grupisanje delova prema vitkosti Ovaj način grupisanja definiše koncepciono rešenja obradnog sistema za struganje ( npr. strug za obradu u steznoj glavi, univerzalni strug, strug za obradu vitkih delova)

14

Algoritam snimanja rotacionih delova

Grupisanje prizmatičnih delova

• Dugi delovi (D); • Niski delovi (N); • Prostorni delovi (P); Napomena: - D i N se često razmatraju kao plačasti delovi; delovi; - P – delovi tipa kućišta;

3. Rezultati analize

• Analiza geometrijskih parametara; • Analiza tehnoloških parametara;

Algoritam snimanja rotacionih delova

3. Primer rezultata analize Odredjivanje učestanosti parametra u razmatranom skupu delova: pi = (ni / N) x 100 % pi – učestanost tražene veli čine u grupi “i” ni – broj pojavljivanja tražene veli čine u grupi “i” N- ukupan broj veli čina u svim grupama i svim proizvodima

Analiza geometrijskih parametara Kriterijumi za analizu: • Maksimalni Maksimalni prečnik radnog predmeta; • Složenost konture; • Vitkost radnog radnog predmata; • Veličina koraka navoja; • Vrsta navoja; navoja; • ...

15

Učestanost delova prema vrsti obrade

Napomena: Preko 80 % delova se obra ñuje tehnologijama obrade skidanjem materijala (U svetskoj proizvodnji 70 % su mašine za obradu rezanjem, a 30% za obradu deformisanjem)

Učestanost delova po grupama pre čnika

Napomena: 80 % rotacionih delova ima maksimalni pre čnika do 100 mm

Učestanost cilindričnih oblika po grupama prečnika

Učestanost delova prema osnovnim geometrijskim karakteristikama

Napomena: Oko 60% delova rotacionog oblika

Učestanost delova po složenosti konture

Napomena: Oko 50% (75 %) delova sa cilindri čnim rotacionih površinama

Učestanost konusnih oblika po grupama prečnika

16

Učestanost torusnih oblika po grupama pre čnika

Učestanost delova po grupama vitkosti

Učestanost ekscentričnih oblika po grupama pre čnika

Učestanost delova po grupama vitkosti za sve grupe pre čnika

Napomena: Preko 50% delova oblika diska i oko 40 % delova oblika vratila

Učestanost delova po složenosti konture za sve grupe pre čnika

Učestanost torusa po grupama prečnika

17

Učestanost torusa po veli čini radijusa torusa

Analiza navojnih oblika • Vrste analize: - grupe koraka navoja (ϕ = 1,6) po pojedinim grupama prečnika - učestanost korka navoja za sve grupe prečnika - vrste navoja po grupama grupama prečnika

Napomena: ćim od 2,5 - Torus je element sa radijusom ve - Grupisanje po standardnom redu R5 (ϕ = 1,6)

Učestanost navojnih oblika po grupama prečnika za sve grupe koraka

Učestanost vrsta navoja po grupama prečnika

Učestanost navojnih oblika po grupama koraka za sve grupe prečnika

Učestanost navojnih oblika • Za male prečnike delova do 100 mm najveća je učestalost koraka navoja do 1,6 mm; • Velika je zastupljenost milimetarskih navoja, dok se ostali pojavljuju sa učestanošću ispod 10 %;

18

Dodatna analiza geometrijskih parametara

Učestanost osnovnih i pomo ćnih oblika

• učestanost osnovnih geometrijskih oblika • učestanost pomoćnih geometrijskih oblika na osnovnim • učestanost kompleksnih elemenata oblika ( Kompleksni element oblika = ureñen skup više elementarnih oblika, nastao kao kombinacija osnovnih i pomoćnih oblika) oblika)

Učestanost kompleksnih oblika po grupama pre čnika

Analiza tehnoloških parametara • Vrste analiza: - vreme obrade struganjem; - vrste materijala m aterijala radnih predmeta; - vrste pripremaka; - kvalitet obrade (stepen površinske hrapavosti) - učestanost obrade brušenjem; - vrsta termičke obrade;

Učestanost vremena struganje po grupama pre čnika

Učestanost vremena struganje po složenosti konture

19

Učestanost vremena struganje

Učestanost vrste pripremaka za rotacione delove

• Preko 70 % vremena traju operacije obrade struganjem do pre čnika dela 100 mm; • Oko 66% vremena traju operacije struganje cilindričnih površina;

Napomena: Dominantno učešće valjanih i vučenih materijala (oko 75 %)

Učestanost vrste materijala za rotacione delove

Učestanost operacija termičke obrade, brušenja i kvaliteta obrade za preduzeće 2.

Napomena: Čelik oko 80 %, sivi liv oko 10 % i obojeni metali oko 4 %

Učestanost operacija brušenja i kvaliteta obrade za preduze će 3.

Učestanost operacija termičke obrade, brušenja i kvaliteta obrade za preduzeće 4.

20

Učestanost površina za brušenje

Učestanost oblika unutrašnjih površina za brušenje

Učestanost brušenih površina po vitkosti delova

Učestanost oblika spoljnih površina za brušenje

Učestanost prečnika površina koje se bruse

Učestanost materijala delova koji se obrañuju brušenjem

21

Učestanost vrste pripremaka delova koji se obrañuju brušenjem

Učestanost vrste termičke obrade kod delova koji se obrañuju brušenjem

Učestanost kvaliteta površina delova koji se obrañuju brušenjem

Učestanost tačnosti oblika brušenih površina delova

Poreñenje rezultata sa istraživanjima drugih autora


Napomena: DR Nema čka; Veliko učešće rotacionih delova (55%) i relativno veliko u češće vremena obrade (oko 30%)

Napomena: Čehoslovačka; Veliko učešće delova pre čnika do 100 mm koji se izra ñuju iz šipkastog polufabrikata;

22


Napomena: Čehoslova čka


Napomena: Čehoslova čka


Učestanost delova prečnika do 100 i do 200 mm

Učestanost delova oblika diska i vratila

4. Mogućnost korišćenja rezultata analize • Na osnovu prethodnog prethodnog konstatuje konstatuje se potreba za razvoj AFT struktura za obradu delova tipa: - vratila (prečnika do 100 mm); - diska (pre čnika do 200 mm);

23

4. Mogućnost korišćenja rezultata analize Karakteristiuke AFTS za obradu

vratila: • •

delova tipa

vrst vrsta a prip pripre remka mka:: - oblik šipke; potreb potrebne ne ope operaci racije je obrade: obrade: - odsecanje - obrada krajeva - struganje jedne strane - struganje druge strane - termička obrada - brušenje

4. Mogućnost korišćenja rezultata analize Orijentaciona u čestanost operacija obrade pri obradi delova tipa vratila na primeru delova mašina alatki

4. Mogućnost korišćenja rezultata analize Karakteristiuke AFTS za obradu delova

tipa diska:

• pripremak: - komadni; • potrebne operacije obrade: - struganje jedne strane - struganje druge strane - termička obrada - brušenje


Definisanje glavnih karakteristika obradnih sistema u sastavu AFTS : - maksimalni prečnik obrade; - maksimalna dužina obrade;



• Karakteristike Karakteristike NU NU mašina za odsecanje odsecanje

• Karakteristike NU mašina za obradu krajeva

24



• Karakteristike NU strugova

• Karakteristike NU brusilica

25

FTN - DPM - Lama Predmet: FTS I. Sarajevo, novembar 2010.

Sadržaj

MAŠINE ALATKE KAO KOMPONENTE FLEKSIBILNIH TEHNOLOŠKIH STRUKTURA

(FTs)

4.1 Od NUMA do AFT struktra 4.2 Tendencija rezvoja NUMA i njihovih podsistema 4.3 Potrebe-zahtevi od NUMA u okviru AFTs

4.1 Od NUMA do AFT struktra ...1. Uvod

Automatizacija mašina alatki je u po četku nalazila primenu samo u velikoserijskoj i masovnoj proizvodnji, zbog dugotrajnih i skupih priprema za obradu drugog obradka (veliko Tpz). Glavni uzrok toga su kruti sistemi za autimatizovano upravljanje sa mehani čkim nosiocima programskih informacija (bregaste ploče, doboši, kulise, šabloni itd.).

4.1 Od NUMA do AFT struktra ...1.Uvod

Automatozacija u oblasti pojedina čne i maloserijske proizvodnje se može ostvariti samo primenom kompjuterom (računarom) numeri ki upravljanih č čki , odnosno (KNU, CNC) mašina alatki obradnih i tehnoloških sistema baziranih na kompjutrskom numeri čkom upravljanju.


Učestanost proizvodnje po tipovima u industriji mašinogradnje u Evropi devedesetih godina dvadesetog veka Dominantno učešće pojedinačne i maloserijske proizvodnje !


Značaj uvoñenja numeri čkog upravljanja može se najbolje sagledati na primeru povećanja efektivnog kapaciteta obradnih – tehnoloških sistema.

26

4.1 Od NUMA do AFT struktra


...1. Uvod

...1. Uvod

Grubo posmatrano uvo ñenjem automatskih fleksibilnih tehnoloških sistema efektivni kapacitet se može povećati oko 10 puta u odnosu na konvencionalne mašine alatke (od 6 % kod konvencionalnih mašina alatki do 60-70 % kod FT sistema).

Definicija numeri čkog upravljanja

4.1 Od NUMA do AFT struktra Č Č ...2. Faze razvoja NUMERI KOG UPRAVLJANJA KOG

Prva generacija NU mašina alatki bazira na upravlja čkim jedinicama sa fiksnom logikom, odnosno hardverski realizovanom logikom obrade upravljačkih informacija.

Kod ovog sistema upravljanja se upravlja čke informacije zadaju u alfa-numeri čkom kodiranom obliku, a geometrijski elementi putanje kretanja se izvršavaju na bazi sopstvenog mernog sistema.

4.1 Od NUMA do AFT struktra ...2. Faze razvoja NUMERI Č Č KOG UPRAVLJANJA KOG

Klasična numeri čka upravljačka tehnologija je sredinom osamdesetih godina dvadesetog veka potpuno prevazi ñena i zamenjena sa tzv. , odnosno ć ćim č čkim im upravljanjem slobodno programiraju i m numeri k – KNU (CNC). č č kompjuterskim numeri kim kim upravljanjem

Model NU mašine alatke Informacioni tok kod KNU (CNC) mašina alatki

4.1 Od NUMA do AFT struktra Č ČKOG OG UPRAVLJANJA ...2. Faze razvoja NUMERI K

Kompjutersko numeričko upravljanje pored niže nabavne cene zahvaljujući softverskoj obradi upravljačkih informacija u ć ću okviru mini računarske jedinice, jedinice, pruža daleko ve u . fleksibilnost za primenu Osnovne prednosti KNU (CNC) u odnosu na NU (NC) su: - mogućnost direktnog programiranja na mašini, - mogućnost korekcije programa kroz komunikaciju (editovanje), - memorisanje više programa, - daleko šire mogućnosti u pogledu automatskog definisanja upravljačkih informacija za karakteristi čne cikluse obrade, - dijagnostika i sl.


Sledeću fazu u razvoju NU predstavlja razvoj obradnih centara. centara . Obradni centar je mašina alatki kod koje je omogu e ć ćena na automastka zamena alata i poseduje magacin alata (Obradni centar za glodanje i bušenje).

Prema položaju ose glavnog vretena obradni centri mogu biti: -horizontalni i - vertikalni. vertikalni. Postoje obradni centri i sa dva vretena.

27


4.1 Od NUMA do AFT struktra Primer: Horizontalni obradni centar

Primer: Horizontalni obradni centar

4.1 Od NUMA do AFT struktra Primer: Vertikalni obradni centar

4.1 Od NUMA do AFT struktra Primer: Obradni centar sa izmenjiva čem paleta- automatska ć ćenje ć ćnog izmena izmena radnog predmeta (skra e nje pomo n og vremena)


Primer: Vertikalni obradni centar

4.1 Od NUMA do AFT struktra - Automatska izmena alata

Postoji principijelno više koncepcionih rešenja magacina alata i više na čina sistematizacije istih. Razlikuju se dobošasti i lančasti magacini. Prema položaju ose magacini mogu biti sa vertikalnom, horizontalnom ili osom pod uglom.

28



Sistematizacija magacina alata


Magacin alata ima zadatak da obezbedi smeštaj većeg broja alata koji su predviñeni za izvoñenje tehnoloških operacija prema upravljačkim programima koji se realizuju na mašini alatki. Magacin alata ima veći broj gnezda sa istim konusnim prihvatom alata kao i u glavnom vretenu mašine, poseduje sistem zabravljivanja alata u magacinu, sopstveni pogonski sistem koji dovodi alat u poziciju za izmenu najkraćim putem i sistem identifikacije pozicije alata u magacinu; (logika kretanja magacina alata se rešava pomou PLC kontrolera).


Primer: Dobošasti magacin alata

Dobošasti magacini - gnezda za smeštaj alata su postavljena na perifernom krugu obrtnog doboša, koji ima sopstveni pogon i okrećući se u jednom ili u drugom smeru dovodi alat u poziciju za izmenu.

4.1 Od NUMA do AFT struktra -Automatska izmena izmena alata

Lančasti magacini - gnezda za smeštaj alata se izvode kao članci lanca koji ima pogonski i voñeni lančanik i čija je putanja izmeñu ovih lančanika pravolinijska, ili pak gde je putanja izme ñu lančanika krivolinijska, da bi se na manjem prostoru smestio veći broj alata, tkzv. magacini alata "zmijastog" oblika.


Primer: Lančasti magacin alata

29


4.1 Od NUMA do AFT struktra - Automatska zamena radnog predmeta

Varijante Varijante zamene paleta kod obradnih centara Primer: Lančasti magacin alata


Direktno numeričko upravljanje DNU (DNC) podrazumeva istovremeno ON-LINE centralizovano upravljanje upravljanje sa vi še mašina alatki, sistema. sa jednog mesta, pomoću centralnog ra čunarskog sistema.



U ukupnoj strukturi DNU sistema prisutne su sledeće funkcionalne celine: u č čunaski naski sistem - centralni procesni ra sa centralnom jedinicom, jedinicom perifernih memorija i ulazno-izlaznom ulazno-izlaznom jedinicom (U/I) – koji može biti povezan i sa ra čunarskim sistemom višeg nivoa. - moduli za povezivanje centralnog računarskog sistema i NU mašina - DNU modul ; NU mašina alatka sa svojim mašinskim, pogonskim i mernim sistemom.


Č ČKOG OG UPRAVLJANJA ...2. Faze razvoja NUMERI K

DNU modul čine sledeće komponente: (I) DNU dodatak; (II) Upravljački segment (III) Segment za prilago ñavanje.

Upravlja čki segment, segment, može biti realizovan u vidu: - konvencionalnog numeričkog upravljanja (NU) sa BTR (Behind Tape Tape Redaer) principom rada, u kojem se pri prenosu upravljačkih informacija od računara zaobilazi čitač trake; - rezidentnog NU modula (MTC – Machine Tool Controller), odnosno nekonvencionalnog neposrednog upravljanja. Kod rezidentnog NU modula je odre ñene funkcije kao što su dekodiranje, izračunavanje korekcije, pomoćne funkcije i sl., za razliku od NU i KNU, preuzeo centralni računar; - kompjuterskog numeričko upravljanje (KNU) sa BTR primcipom rada.

30

4.1 Od NUMA do AFT struktra ...2. Faze razvoja NUMERI Č Č KOG KOG UPRAVLJANJA UPRAVLJANJA

U težnji da se sve aktivnosti u okviru tehnološkog procesa obuhvate automatizacijom razvijeni su sistemi sa manjim ili većim stepenom integracije – tzv. fleksibilni tehnološki sistemi. Ovi sistemi podrazumevaju centralizovano upravljanje putem posebnog računarskog sistema kompleksom koga sačinjavaju sledeće komponente: - obradni sistem, - manipulacioni sistem, - merno-kontrolni sistem, - transportni i - skladišni sistem.


Primeri realizovanih rešenja FTS iz ranijeg perioda

4.1 Od NUMA do AFT struktra ...2. Faze razvoja NUMERI Č Č KOG KOG UPRAVLJANJA UPRAVLJANJA

Sistem ROTA AU -1 (SSSR 1972)


Tok informacija i materijala kod FTS (Model FTS)


Karakteristike: - Obrada rotacionih delova tipa diska, D=125 mm; - Kružni raspored obradnih sistema oko centralnog magacina; - Godišnji kapacitet: 130000 kom.; serijnost 300-600 kom/ser. - Komponente sistema: • NU strug strug za za kratke izradke izradke za grubu grubu obradu obradu (1 (1 kom.); kom.); • Revolv Revolver er strug strug – 3 kom.; kom.; • Regolverska Regolverska glodalica glodalica – 2 kom.; • Brusilica Brusilica za okruglo okruglo brušenje brušenje – 1 kom.; • Centralni Centralni magacin magacin – prečnik 5 m i 9 nivoa;


Karakteristike: - Obrada delova tipa vratila, vratila, D= 20-160 mm; L = 100 – 170 mm, i tipa diska Dmax = 250 mm; - Linijski raspored obradnih sistema; -Komponemte sistema (10 obradnih sistema): • NU vertikalna vertikalna glodalica glodalica – 3 kom.; • NU stru strugg – 6 kom.; kom.; • Mašin Mašinaa za obradu obradu krajeva krajeva;; • Manipulac Manipulacioni ioni sistem sistem za obradke; obradke; • Manipulac Manipulacioni ioni sistem sistem za alate; alate; • Upra pravlja vljački sistem; • Regalno Regalno skladi skladište šte kapaciteta kapaciteta 200 tehnološki tehnološkihh paleta paleta;; • Skladi Skladišni šni manipu manipulat lator; or;

31


FT ćelija FLEKSI 101 (ILR Železnik)


Meñusobni položaj pojmova FTM, FTĆ i FTS



Karakteristike: - Obrada prizmatičnih delova mase do 5 kg; - Komponente sistema: • Obradn Obradnii centar centar HGB 50; • Vertukalna Vertukalna bušilica-glodal bušilica-glodalica ica VBG 50 CNC; • Industrijski Industrijski robot ILROT 5Z; • Transpo Transportni rtni sistem; sistem; • Upra Upravl vlja jački sistemi CNC-LOLA 30 i CRC-LOLA 42; • TV kamer kamera; a; • Siste Sistem m za kontro kontrolu lu;;


Fleksibilni tehnološki modul (FTM): Automatskom manipulacijom obuhvaćeni su slede ći radovi: - Manipulacija sa obradcima u okviru FTM koja obuhvata: - hvatanje pripremka - hvatanje obradka - prenošenje pripremka od satelitskog magacina do mašine - prenošenje obradka od mašine do satelitskog magacina - postavljanje pripremka u stezni pribor - postavljanje obradka u merni poribor - postavljanje obradka u satelitski satelitski magacin - Stezanje obradaka na mašini se vrši - automatskim samocentriraju ćim steznim glavama, neposredno - izmeñu povlačnih i rotiraju ćih šiljaka, neposredno - posrednim stezanjem pomo ću specijalnih pribora. - Orijenracija pripremaka na mašini se vrši automatski.


...2. Faze razvoja NUMERI Č Č KOG KOG UPRAVLJANJA UPRAVLJANJA

Primer: Fleksibilni tehnološki modul za obradu struganjem

FT modul (FTM) za obradu struganjem

32



FT ćelija (FTĆ) za obradu struganjem

Definicija FT ćelije (FTĆ): - 2-5 NU mašina povezane u funkcionalnu celinu koja čini zaokruženost tehnologija; - Manipulacioni sistem za alate i obradke; - Merno-kontrolni sistem; - Transportni sistem;



...2. Faze razvoja NUMERI Č Č KOG KOG UPRAVLJANJA UPRAVLJANJA

Primer: Fleksibilna tehnološka ćelija za obradu prizmati čnih delova

Č Č ...2. Faze razvoja NUMERI KOG UPRAVLJANJA KOG

Definicija: FTS omogućava zaokruženost tehnologije proizvoda; Više FTM ili FTĆ povezanih u funkcionalnu celinu sa automatskim transportno-skladišnim sistemom, računarskim prepoznavanjem delova, NU mernom mašinom, senzorskim sistemima za alat, dijagnostikom otkaza itd.


FT sistem (FTS) za obradu delova tipa vratila


Primer:

33


4.2 Tendencija razvoja NUMA i njihovih podsistema

...2. Faze razvoja NUMERI Č ČKOG K OG UPRAVLJANJA UPRAVLJANJA

Primer: Primer: Fleksibilni tehnološki sistem za obradu prizmatičnih delova Upravlj. sistem

Skladište steznih pribora

Upravlj. sistem

Skladište alata

Radna stanica PRIBORI Transportni sistem steznih pribora Dupla fleksibilna proizvodna ćelija sa automatskom izmenom alata

Radna stanica Priprema Priprema setova alata ALATI alata Mašina za pranjeMerna mašina

Radni prostor

Glodalica

Transportni sistem alata

Radni prostor

Upravlj. sistem Baferi za odlaganje paleta

Radna stanica TRANSPORTNI SISTEM

Priprema obradaka

Baferi za odlaganje paleta

Upravljaki sistem za transport

Upravlj. sistem

4.2 Tendencija razvoja NUMA i njihovih podsistema 4.2.1. GLOBALNI ZAHTEVI OD NUMA I UOPŠTE MAŠINA ALATKI I GLOBALNI POGLED NA TENDENCIJE U POGLEDU NJIHOVIH KARAKTERISTIKA KARAKTERISTIKA Postoje tri osnovna zahteva koja svaka mašina alatka treba da ispuni, a to su: - TA TAČNOST, - PROIZVODNOST - EKONOMIČNOST. Navedena tri zahteva mogu se iskazati u slede ćem smislu: "Mašina alatka treba da zadovolji zahtev TAČNOSTI (što je uslovljeno tehnološkom namenom same mašine) i da odreñene radne operacije u okviru namene obavlja u što kraćem roku (PRODUKTIVNO) i uz najnižu cenu (EKONOMI (EKONOMIČNO)”

4.2 Tendencija rezvoja NUMA i njihovih podsistema 3. TENDENCIJA POVE ĆANJA PROIZVODNOSTI (Q) Ova tendencija je rezultat povećanja brzine rezanja i preseka strugotine i ugrañene pogonske snage Q = f5 (v, A) ↑. U cilju što boljeg iskoriš ćenja snage mašine i karakteristika alata, a radi postizanja što ve će proizvodnosti mašine nove – sveremene mašine iziskuju: - primenu kontinualne regulacije brzine rezanja, odnosno broja obrtaja; ć ć ć ć - pove anu KRUTOST nose anu eg sistema mašine; eg ć ć Ć Ć č čan n sistem prenosa - pove anu PRENOSNU MO anu (poja a obrtnog momenta).

Numerički upravljane mašine alatke (NUMA) (NC MA) predstavljaju osnovne komponente automatskih fleksibilnih tehnoloških struktura (AFTs). Razvojem novim materijala alata, računarske podrške, posebno mikroprocesorske tehnike i informacionih tehnologija, u poslednje triipo decenije došlo je i do vrlo intenzivnog razvoja i samih NUMA. Ovde će se pažnja zadržati, prvo na globalnim zahtevima koje savremena mašina alatka treba da ispuni i na globalnom pogledu na tendencije u pogledu njihovih karakteristika, a nakon toga na dostignu ćima i daljem razvoju NUMA i njihovih podsistema.

4.2 Tendencija rezvoja NUMA i njihovih podsistema 1. TENDENCIJA PORASTA BRZINE REZANJA (v) i PRESEKA STRUGOTINE (A). To se može m ože predstaviti: v ↑ i A= f ↑ 1 (a,s) 2. TENDENCIJA PORASTA UGRA ðENE POGONSKE SNAGE (P) Ova tendencija proizilazi iz pove ćanih preseka strugotine i brzine rezanja. To se može predstaviti na sledeći način: -sila rezanja F 1 = f2 (A) ↑, - snaga P = f 3 (F1, v) ↑. Usko u vezi sa prethodnim je i tendencija povećanja OBRTNOG MOMENTA (M) M = f4 (F, D) ↑

4.2 Tendencija rezvoja NUMA i njihovih podsistema 4.2.2 DOSTIGNU NUMA I Ć ĆA I DALJI RAZVOJ NJIHOVIH PODSISTEMA Dostignu ća i tendencije daljeg razvoja NUMA i njihovih komponenti posmatraće se kroz: - mašinu alatku kao celinu - karekteristične podsisteme mašine alatke.

34

4.2 Tendencija rezvoja NUMA i njihovih podsistema ...1. Mašina alatka kao celina

Razvoj mašine alatke kao celine može se posmatrati u dva pravca i to: - globalna konstrukcija mašine i - koncepcija načina gradnje – komponovanje mašine.

4.2 Tendencija rezvoja NUMA i njihovih podsistema a) Multifunkcionalne mašine alatke

Primer: Obradni centar za struganje (8 NU osa)

4.2 Tendencija rezvoja NUMA i njihovih podsistema b) Jedna posebna tendencija u gradnji m ašina za obradu rotacionoh delova odnosi se na koncepciju vertikalih izvedbi mašina. Takva koncepcija doprinosi uštedi rednog prostora u pogonu i stvara uslove za jednostavnije i jeftinije posluživanje mašine (putem odgovarajućeg manipulacionog i transportnog sistema). c) Mašine alatke grañene po principima paralelnih mehanizama d) CE norme (Norme Evropske ekonomske zajednice), koje se odnose na kvalitet mašine u pogledu njene bezbednosti za eksploataciju, su primenjene i poštovane od strane svakog proizvoñača koji plasira svoje mašina na svetsko tržište.

4.2 Tendencija rezvoja NUMA i njihovih podsistema ..1.1 Globalna konstrukcija mašine može se posmatrati : kroz nekolio aspekata

a) Današnje mašine alatke postaju vrlo složene. One sv e više obezbeñuju obradu složenih delova – skoro u potpunosti. To im omogućava novi prilaz u gradnji. Na primeru mašina za obradu rotacionih delova (m ašine na bazi strugova) moguće je konstatovati: - bez upravljanja "C" osom više se ne može ni zamisliti iole ozbiljnija NUMA. Isto je i sa koriš ćenjem tzv. "gonjenih alata". - upravljanje "Y" osom je tako ñe prisutno. Česta su rešenja upravljanja i sa "B" osom, što u kom binaciji sa "Y" osom omogućava npr. obradu i ozubljenja na "strugu".

4.2 Tendencija rezvoja NUMA i njihovih podsistema a) Multifunkcionalne mašine alatke

Primer: Obradni centar za struganje sa 8 NU ose

4.2 Tendencija rezvoja NUMA i njihovih podsistema b)Vertikalni strugarski centri Još 1992. je firma EMAG postavila "struganje na glavu". Koncept VSC (vertikalni strugarski centri) - vertikalnih konstrukcionih rešenja ima dve bitne prednosti u odnosu na konvencionalnu horizontalno koncipiranu mašinu za struganje: pomeranjem glavnog vretena obradak se može podići od i ponovo vratiti do transportnog sredstva. Da bi se omogućila „čista“ obrada, vertikalno rešenje nudi pored toga i “idealno” mesto za odvodjenje strugotine. Kratki ciklusi procesa obrade i proširene oblasti upotrebe omogućuju integraciju drugih postupaka na mašini.

35

4.2 Tendencija rezvoja NUMA i njihovih podsistema 4.2 Tendencija rezvoja NUMA i njihovih podsistema c) CNC mašine alatke sa paralelnom kinematikom

4.2 Tendencija rezvoja NUMA i njihovih podsistema c) CNC mašine alatke sa paralelnom kinematikom

c) CNC mašine alatke sa paralelnom kinematikom kinematikom

4.2 Tendencija rezvoja NUMA i njihovih podsistema č č 1.2 Koncepcija na ina gradnje-komponovanja ina mašine

Posebno se naglašava modularni koncept projektovanja i gradnje mašina alatki. Uvoñenjem standardizovanih i tipiziranih elemenata i sklopova odnosno tzv. modula omogućeno je jednostavnije projektovanje, izrada, montaža, dijagnostikovanje i servisiranje ovakvih mašina, što opet ima velikog značaja i na sniženje troškova izrade mašine.

4.2 Tendencija rezvoja NUMA i njihovih podsistema


Modularno projektovanje projektovanje mašina alatki

…2. Karakteristični podsistemi mašine alatki Od karakteristi karakterističnih podsiste podsistema ma (sistema (sistema)) mašine mašine alatke prikazaće se osvrta na: • mehanički podsistem (sistem); • sistem pogona. Source: Index

Source: A. Wörn und J. Bauer

36

4.2 Tendencija rezvoja NUMA i njihovih podsistema č čki …2.1 Mehani ki podsistem podsistem (sistem) (sistem)

U području mehaničkog podsistema posebno se ističu sledeće tendencije: - povećanje statičke i dinamičke krutosti; - povećanje tačnosti; - tipizacija elemenata i sklopova; - povećanje pogodnosti za povezivanje i montažu; - jednostavnost izrade; - pogodnost za dijagnostiku i servisiranje; - povećanje sigurnosti mehanizama; - ispunjenje ergonomskih zahteva.


4.2 Tendencija rezvoja NUMA i njihovih podsistema ...2.2 Sistem pogona

- povećanje krutosti i dinamičkih karakteristika; - povećanje specifične snage; - smanjenje buke; - povećanje robusnosti i trajnosti konstrukcije.

4.3 Potrebe- zahtevi od NUMA u AFTs

- Torque motori – motori ssaa velikom dinamikom

Potrebni zahtevi se mogu sistematizovati u dve grupe: 1. mehaničko-električni zahtevi (hardverskosoftverski) 2. informacioni.



1. Mehaničko-električni zahtevi (aktivnosti) - Posluživanje (zamena-izmena) : - radnog predmeta (pripremak, obradak, izradak); – alata; - pribor (stezna glava, paleta); - merne glave; - hvataljke manipulacionog sistema; - Merenje u radnom prostoru : - obradka; - alata - Nadzor : - alata; - obradka - Dijagnostika rada sklopova mašine - Transport strugotine 2. Informacioni zahtevi (aktivnosti) - Programi za automatski rad - Informacije o stanju NUMA, njenih komponenata i njenom radu.

37


38


5.0 MANIPULACIONI SISTEMI KAO KOMPO KOMPONEN NENT TE FTs FTs

1. Uvodne napomene Definicija: Manipulacija predstavlja proces promene položaja nekog objekta. U okviru FTs objekat je: radni predmet, alat, pribor za stezanje, merni instrument, hvatalje MS, kao i strugotina. Pri promeni položaja je važno odakle, kojim putem, gde i kada, kao i za koje vrem e se to realizuje. Slična pitanja se pojavljuju i kod procesa pod nazivom transport i skladištenje, no zadaci takvih sistema kao komponenti FTs su ipak značajno različiti. Jasno razgraničenje pomenutih procesa i sistema mogu će je na bazi proizvodnog i komadnog vremene.

1. Uvodne napomene

Struktura vremena pri obradi na konvencionalnim obradnim sistemima pokazuje da u strukturi ukupnog vremena proizvodnje se obradak 6% vreme nalazi u fazi preoblikovanja i operacione manipulacije ( 30% obrada, 70% pomo ćno vreme), a 94% meñuoperaciona manipulacija – transporta, čekanje, ... Značajno je moguće skratiti vreme, a time povećati proizvodnost, pre svega: - automatizacijom transporta, - automatizacijom oparacione manipulacije.

Sadržaj

1. Uvodne napomene 2. Sistematizacija zadataka MS 3. Karakteristike MS 4. Koncepcija gradnje MS 5. Primeri izvedenih rešenja MS 6. Programiranje MS

1. Uvodne napomene Globalna struktura ptoizvodnog vremena

1. Uvodne napomene Skraćivanje pomoćnog vremena se postiže automatizacijom manipulacije kao manipulacije u užem smislu – u kontekstu manipulatora i industrijskih robota. r obota.

39

1. Uvodne napomene Trend razvoja FTs u pogledu primene manipulatora i industrijskih robota se odvija u slede ćim pravcima: -Uvoñenje NUMA kao preduslova za primenu MS; - Inovacija konstrukcije NUMA radi lakše integracije ostalih komponenti FTs - Razvoj FTs (FTM) kod kog obradni sistem, MS, dopunske periferije (paletni sistem) upravljački sistem čine kompaktan blok (sistem). Ovde MS postaje ugrañeni deo sistema kao npr. pogon pomoćnog ili glavnog kretanja. Ovakve promene zbog odsustva čoveka, npr. ne vode računa o ergonomskim zahtevima (spuštanje ose mašine, veća statička i dinamička stabilnost, ...)

1. Uvodne napomene

1. Uvodne napomene

Osnovni pojmovi: zamena i izmena Zamena: promena objekta manipulacije nekim drugim istog oblika i karakteristika; Izmena: promena objekta manipulacije nekim drugim razli čitog oblika i karakteristika;

1. Uvodne napomene

Osnovni pojmovi: elementi industrijskog robota

Osnovni pojmovi: elementi portalnog manipulatora

upravljački sistem, pokretni elementi, izvršni organi (aktuatori), ruka, završni element (efektor- hvataljka), prsti,

upravljački sistem, noseća konstrukcija (portal, stubovi), klizači, hvataljka, prsti,

2. Sistematizacija zadataka manipulacionih sistema sistema

U zavisnosti od objekta m anipulacije zadaci manipulacije se mogu podeliti na: -manipulacija radnim predmetima; -manipulacija alatima; -manipulacija priborima za stezanje; -manipulacija mernim glavama; - manupulacija strugotinom;


Zahvati manipulacije radnim predmetom Razlikuju se dve podoperacije manipulacije obradcima: - zamena obradka i - premeštanje obradka.

40


2. Sistematizacija zadataka MS Zahvati manipulacije radnim predmetom

Zamena obradka: Grupa zahvata: - uzimanje izradka sa mašine i njegovo smeštanje u me ñuoperaciono skladište; Grupa zahvata: - uzimanje pripremka iz me ñuoperacionog skladišta i njegovo postavljanje u pribor za stezanje na mašini;


Ciklus zamene obradka se karakteriše brojem funkcionalnih položaja (krajnjih tačaka putanje). Mogu se pojaviti dva ciklusa zamene obradka: - ciklus zamene obradka sa 2 položaja - ciklus zamene obradka sa 3 položaja


Ciklus zamene obradka sa 3 položaja ( Koordinate položaja ostavljanja izradka i koordinate položaja uzimanja pripremka nisu iste.)


Ciklus zamene obradka sa 2 položaja (Mesto uzimanja sledećeg pripremka i mesto ostavljanja prethodnog izradka imaju iste koordinate.)


Podoperacija premeštanja obradka obradka se koristi kod: - premeštanja iz jednog u drugo me ñuoperaciono skladišta; - premeštanja premeštanja iz meñuoperacionog skladišta do okretača obradka i td. Kretanje se obavlja izme ñu dva položaja.

41

2. Sistematizacija zadataka manipulacionih sistema


Zahvati manipulacije alatom


Objekat manipulacije i prate ća neophodna oprema su:

Alati: - monolitni (rezni deo je u kompaktnom sklopu sa drškom posredstvom koje se alat steže u držač alata);

alat – drža č alata – nosa č alata – magacin alata

- modularni (rezni deo je razdvojiv od drške alata);





Monolitni alati- neki od standardnih držača alata

Modularni alati- neki od na čina stezanja


Zahvati manipulacije alatom Držači alata – zbog razli čite geometrije monolitnih alata bilo bi složeno njihovo stezanje pri manipulaciji kao i pri r adu i skladištenju. Zbog toga se ovi alati u pr ipremnoj fazi postavljaju u držače alata koji su standardizovani i koj i sa alatom predstavljaju celinu, kako pri manipulaciji tako i pri stezanju (pri radi i skladištenju). Takav sklop je relativno velikih dimenzija što zahteva povećanje radnog, a naročito skladišnog prostora. To je bio i j edan od razloga da proizvoñači alata razviju MODULARNE alate, kod kojih je samo modul “rezni deo” prenosiv i promenljiv. Rezni deo je standardizovanog oblika na delu njegovog prihvatanja i stezanja. Zbog toga je moguća primena većeg broja ovih alata i u radnom prostoru i u skladištu. Naravno ovakvi alati imaju i neke nedostatke: krutost, tačnost, cena, ..



Nosač alata je sklop na mašini koji prihvata i steže alate preko njihovih drža ča. On nosi alat u radnom prostoru mašine. Zbog potrebe za više alata za obradu radnog predmeta u jednom stezanju kao i što kraćeg vremena zastoja pri promeni alata nosa či alata su višepozicioni. Broj pozicija je ograni čen veličinom radnog prostora mašine alatke pa nosač alata ne može biti mnogopozicioni. (Postoje mašine i sa dva i više višepozicionih nosa ča alata).

42



2. Sistematizacija zadataka manipulacionih sistema - Automatska izmena alata

Dobošasti magacin alata

Magacin alata je skladište alata uz mašinu sa kojom je u sinhronizovanom radu. Primenjuje se kod mašina kod kojih je potreban veći broj alata od broja alata u višepozicionom nosa ču ili kada se alat sa držačem postavlja u glavno vreteno.


Lančasti magacin alata



Za manipulaciju alatom se koriste: - manupulatori za manipulaciju alatom i - industrijski roboti (1.namenski razvijeni za manipulaciju alatom, 2. modularno gra ñeni roboti i 3. primena univerzalnih univerzalnih industrijskih robota).



Strugarski obradni centri (karakteristike sa stanovišta manipulacije alatom): - Višepozicioni nosa či alata sa monolitnim alatima: kapacitet ne odgovara potrebama dužeg bezposlužnog rada FTs; - NUMA opremljena sa višepozicionim nosa čem alata i dodatnim magacinom alata sa odgovarajućim manipulatorom: moguć duži bezposlužni rad FTs; - Višepozicioni nosa či alata sa modularnim alatima: ve ći kapacitet magacina alata i manja masa objekta kojim se manipuliše;


Zahvati manipulacije alatom Razlikuju se dve podoperacije manipulacije alatom: - izmena alata i - zamena i premeštanje alata.

43

2. Sistematizacija zadataka manipulacionih sistema Način izmene alata

1

2

3

4

2. Sistematizacija zadataka manipulacionih sistema Zahvati manipulacije alatom – na čin stezanja držača alata u glavnom vretenu

2

4

2. Sistematizacija zadataka MS Zahvati manipulacije alatom

2. Sistematizacija zadataka manipulacionih sistema Zahvati manipulacije priborom za stezanje obradka Primer rotacionih obradaka: -Šipkasti pripremci se kod automatske manipulacije dodaju primenom automatskih dodavača u glavno vreteno, automatski se stežu, tačno pozicioniraju i vode. Koriste se elasti čne čaure za pomeranje i stezanje. - Delovi tipa diska i kratka vratila se stežu u steznim glavama, kod kojih se pakne za stezanje mogu automatski menjati po sli čnoj proceduri kao zamena radnog predmeta. Pri tome se može vršiti zamena samih pakni ili samo nastavka osnovnih pakni. Ciklusi su prakti čno isti kao kod zamene obradka ili izmene alata. Primer prizmatičnih obradaka: - Pribori – tehnološke palete pa se problem svodi na manipulaciju radnim predmetima.


Zahvati manipulacije mernim glavama Postoje dve varijante: -FTM poseduje (samo) obradni sistem (kontrola obradka, alata,) - FTM sadrži i mernu stanicu (obradnu i mernu stanicu)

Manipulacija: manipulatorom ili industrijskim robotom. U prvom slučaju (MKS integrisan na mašini) pri kontroli obradka se merna glava postavlja u nosa č alata i manipulacija je ista kao i manipulacija alatom. Merne glava za merenje obradka na m ašini autonomnim MKS moraju imati poseban (relativno jednostavan) manipulator. U slučaju kontrole alata postoji poseban manipulator sa mernom glavnom pa ovde treba imati u vidu da postoje zahvati ulaženja manipulatora u radni prostor mašine provere alata i izlaženja iz radnog prostora.


U drugom slučaju (merna stanica pridružena obradnom sistemu) se vrši manipulacija radnim predmetom, odnosno alatom i mernim glavama sa posebnim (složenijim) manipulacionim sistemom.

44


3. Karakteristike (osnovni parametri) MS

Zahvati manipulacije strugotinom

Uobičajeno se rešava sistemom transportera strugotine koji predstavljaju celinu mašine. Rešavanje problema je usmereno na stvaranje strugotine kojom se lako manipuliše (drobljenje strugotine, usisavanje, ...).

Osnovne karakteristike MS su: - kinematska struktura; - broj stepeni slobode kretanja završnog završnog organa MS; - manipulacioni prostor; - nosivost MS - tačnost pozicioniranja MS; - brzina pokretnih elemenata elemenata MS

3. Karakteristike (osnovni parametri) MS 3. Karakteristike (osnovni parametri) MS

Kinematska struktura MS Kinematska struktura odreñuje tip, broj i redosled pokreta završnih organa. Važan parametar za predstavljanje kinematske strukture MS je pokretljivost kinematskog lanca izražena mogu ćnošću obilaska prepreka u radnoj zoni. Kinematska struktura odreñuje oblik radnog prostora MS.

Kinematska struktura MS Kinematske strukture manipulacionih sistema sa 3 stepena slobode kretanja



Kinematska struktura MS

Kinematska struktura MS

Kinematske strukture manipulacionog sistema ima odreñenu meñuzavisnost sa ostalim karakteristikama (tačnost pozicioniranja, pokretljivost, zahtevi za upravljačkim sistemom, troškovi izrade) i odreñuje oblik radnog prostora ovih sistema.

Uticaj tipa kinematske strukture na ostale geometrijske, tehnološke i eksploatacione karakteristike MS

45


Broj stepeni slobode kretanja završnog organa MS Broj stepeni slobode kretanja završnog organa MS dominantno utiče na cenu i tačnost pozicioniranja. Veći broj stepeni slobode zna či povećanje cene i smanjenje ta čnosti. Dovoñenje objekta manipulacij u radni prostor mašine, meñuskladište, i njegovo pozicioniranje zahteva minimum tri stepena slobode.


Ukoliko je potrebna i orijentacija objekta (npr. orijentacija obradka u odnosu na osu glavnog vretena) treba 4 SSK. Većina MS u FTs ima 4 stepena slobode kretanja.

č čestanost stanost MS u % U e u zavisnosti od broja stepeni slobode


Manipulacioni Manipulacioni prostor MS Manipulacioni prostor se definiše zapreminom prostora koji je dostupan završnom organu industrijskog robota kao i maksimalnim pravolinijskim i ugaonim pomeranjima pokretnog elementa. Kod portalnih manipulatora manipulacija se obavlja po odre ñenoj putanji koja je definisana konstrukcionim rešenjem i ovde se ne govori o manipulacionom prostoru. Manipulacioni prostor se može podeliti na: -Manevarski prostor ( prostor u kojem se kreće robot premeštajući se za vreme manipulacije sa objektom); - Operacioni prostor (prostor koji je dostupan završnom organu robota za vreme kretanja pokretnog elementa - ruke) - Suboperacioni prostor (prostor koji može zauzeti manipulisani objekat držan hvataljkom pri njenom kretanjau) (radna zona)


Nosivost MS Predstavlja sposobnost manipulacije sa objektom odreñene mase. Nosivost savremenih MS se kreće u intervalu 15-100 kg. Povećanje nosivosti poskupljuje konstrukciju MS.

U estanost MS č čestanost u % u zavisnosi od nosivosti


Manipulacioni prostor MS Primeri radnih zona pri pojedinim koordinatnim sistemima


Tačnost pozicioniranja MS Pod pojmom tačnost pozicioniranja MS podrazumeva se tačnost ponavljanja postavljanja objekta manipulacije u radni položaj. Kod više od 50% industrijskih robota je neta čnost veća od +- 1 mm, što ograničava primenu za precizne obrade. Tačnost pozicioniranja usko zavisi od broja stepeni slobode kretanja, brzine manipulacije i mase objekta manipulacije. Sa njihovim porastom netačnost se povećava.

46


Ta n č čnost ost pozicioniranja izvedenih rešenja MS

č čestanost U estanost MS u % u zavisnosti od č čnosti ta nosti pozicioniranja

3. Karakteristike (osnovni parametri) MS Brzina pokretnih elemenata MS

č čestanost U estanost MS u % u zavisnosti od brzine kretanja

4. Koncepcija gradnje manipulacionih sistema


Brzina pokretnih elemenata MS Brzina linearnih pokreta industrijskih robota ne prelazi 1000 mm/s, ugaona brzina 90 -180 o/s. Brzina pokretnih elemenata utiče na ekonomičnost i proizvodnost FTs. U cilju povećanja proizvodnosti, a time i ekonomičnosti manipulacionog sistema pogodnije je ići na skraćenje vremena ciklusa optimizacijom putanje kretanja nego povećanjem brzine.

4. Koncepcija gradnje manipulacionih sistema Koncepcija gradnje MS zavisi od: -Tipa i veli čine FTs zbog mogu ćnosti uklapanja MS; - Raspoloživog i potrebnog ma nipulacionog prostora (veli čine i oblika); -Objekat manipulacije imaji ći u vidu karakteristike MS. Osnova za ovo je detaljna analiza zahvata manipulacije i osnovnih karakteristika MS. Pri tome treba imati u vidu mogu ća varijantna rešenja i primere izvedenih rešenja.

4. Koncepcija gradnje manipulacionih sistema MS za radne predmete

Razmatraju se pojedini primeri MS za slučaj najčešćih objekata manipulacije: -Radni predmet; - Alat.

Ako se posmatra koncepcija i konstrukcija MS, oni se globalno mogu klasifikovati prema sledećem: - Manipulator kao deo mašine; - Manipulator ili specijalni namenski industrijski robot koji je kao celina integrisan sa mašinom; - Satcionarni namenski industrijski robot; - Stacinorani univerzalni industrijski robot; - Portalni namenski manipulator; - Portalni višenamenski manipulator;

47


Manipulator kao deo mašine Minimalni zahtevi u vezi sa konstrukcijom mašine. Ograničava mogućnost pristupu radnom prostoru mašine.


Specijalni namenski industrijski robot koji je kao celina integrisan sa mašinom Najčešća primena kod vertikalnih strugova; Obradci manjih dimenzija;


Satcionarni namenski industrijski robot


Manipulator koji je kao celina integrisan sa maš inom Veća fleksibilnost pristupa zoni radnog prostora; Mogućnost promene hvataljki i prihvatanje različitih oblika i dimenzija obradka;


Specijalni namenski industrijski robot koji je kao celina integrisan sa mašinom


Stacinorani univerzalni industrijski robot

Nezavisni MS za operacionu manipulaciju bez automatskog toka materijala

48


Stacinorani univerzalni industrijski robot


Portalni namenski manipulator

MS povezan sa MS za ñ ñuoperacionu operacionu manipulaciju me u -transport (automatizovan tok materijala)


Portalni višenamenski manipulator


MS za alate Kod sistema za manipulaciju alatima mogu će su razne koncepcije, uz osnovni zahtev automatske izmene – zamene što većeg broja alata. Koncepciona rešenja zavise od: -broja alata u magacinu i nosaču alata; - dimenzija alata sa drža čem; - položaja osa alata u magacinu i (na mašini) u nosaču; - rastojanja alata u magacinu i nosaču; - načinima stezanja/otpuštanja alata u magacinu i nosa ču; - potrebnog vremena izmene alata.


MS za alate Osnovni podsistemi MS za izmenu/zamenu alata su: -magacin alata; - podsistem za izmenu/zamenu alata; - podsistem za fiksiranje alata u vretenu ili nosa ču.


MS za alate Tipovi MS za izmenu/zamenu alata su: - MS kao deo mašine; - MS integrisan sa mašinom; Reñe se koriste: - Stacionarni namenski industrijski robot; - Portalni namenski MS - Univerzalni industrijski robot.

49


MS za alate - MS kao deo mašine


Hvataljke kao završni element manipulacionih sistema Imajući u vidu da postoji neposredna interakcija interakcija hvataljke sa objektom i ok okolinom olinom manipulacionog podsistema hvataljke su najvarijabilniji element konstrukcije manipulacionih sistema, koji mora odgovarati objektu manipulacije. m anipulacije.


Hvataljke kao završni element manipulacionih sistema Hvataljke preme konstrukciji mogu biti: -standardne (jednostavne); - specijalne (sa eventualno sopstvenim pogonom); Prema vezi sa MS: - fiksne i - izmenljive. Prema pogonu (prema fizičkom principu rada pogona): - mehanički - hidraulični - pneumatski


MS za alate - MS integrisan sa mašinom


Hvataljke kao završni element manipulacionih m anipulacionih sistema Samo optimalna konstrukcija hvataljke omogućava potpuno iskoriš ćenje osobina manipulatora kao što su nosivost, tačnost itd.


Hvataljke obradka Obradak mora u svakom trenutku biti u odreñenom položaju bez ijednog stepena slobode kretanja (da su mu oduzeti svih 6 stepeni slobode kretanja).

50


Hvataljka obradka – način eliminisanja neta čnosti površine hvatanja u odnosu na tehnološku bazu


Hvataljka za manipulaciju šipkom


Uticaj parametara obradka na elemente hvataljke


č Hvataljka sa fleksibilnim eljustima za rotacione eljustima ñ ñenim nim obradke sa varijabilnim dimenzijama u odre e granicama



Hvataljka za rotacione obradke sa senzorima

Hvataljke alata Alati u FT strukturama mogu biti: - sistem alata od monolitnih alata; - sistem alata od modularnih alata. Manipulacija se može obaviti posebnim manipulatorom za manipulaciju samo alatima ili preko zajedni čkog manipulatora ili industrijskog robota za manipulaciju i drugim objektima manipulacije radnim predmetima, merno kontrolnim glavama, steznim priborom, ...

51



Hvataljke alata Površine preko kojih se alat prihvata hvataljkama su definisanog (standardnog) oblika i dimenzija, pa je oblik hvataljki za manipulaciju alatima jednostavniji od hvataljki za manipulaciju obradcima.

Drža monolitnih alata (jedno od rešenja) č č



Hvataljke alata

Postoje različita rešenja hvataljki alata: -sa okretnim hvataljkama; - hvataljke sa translatornim t ranslatornim kretanjem. Modularni alat



Okretna hvataljka za alate Hvataljka za alate sa translatornim kretanjem

52


Hvataljke mernih glava Kada su merne glave postavljene na nosa ču alata njihovu zamenu obavlja sistem za manipulaciju alatom, odgovarajućim hvataljkama za alat. Ako su merne glave na posebnom fiksnom manipulatoru one se ne menjaju u okviru automatskog ciklusa. Merenje sa mernim glavama smeštenim u odgovaraju ćim hvataljkama u automatskom ciklusu zbog problema tačnosti za sada je ograni čeno.

5. Primeri izvedenih rešenja

Kod rešenja stojećih industrijskih robota prisutna su dva prilaza: -kombinovano rešenje od translatornih i rotacionih elemenata; - rešenje na bazi samo rotacionih elemenata (zglobni industrijski robot); Zastupljenost pojedinih rešenja: Rešenje portalnog oblika- Evropra; Stacionarno rešenje – Japan I jedno i drugo rešenje - SAD

5. Primeri izvedenih rešenja – portalni manipulacioni sistemi

Hidraulični pogon, bez rotacije obradka, obradni sistem za obradu karjeva

5. Primeri izvedenih rešenja

Na osnovu analize potreba za automatsku manipulaciju, razvijeno je niz rešenja koja se u konstrukcionom smislu dele na: - pokretna rešenja ( najčešće portalnog oblika); - nepokretna (stacionarna) rešenja. Kod rešenja portalnog oblika, zbog zahteva za uklapanje u FTs nametnulo se koriš ćenje uglavnom rešenja sa samo jednom gredom (traverzom). Ovde se javlja problem krutosti što se rešava odgovaraju ćim dimenzionisanjem ili pove ćanjem broja nosećih stubova.


č Hidrauli ni ni pogon, bez rotacije obradka, obradni sistem za obradu karjeva


Portalni MS - manipulacija obradcima tipa diska i vratila

Portalni MS sa mogu noš ć ćnoš ć ću okretanja obradka (primena na NU strugu)

53


5. Primeri izvedenih rešenja – stacionarni manipulacioni sistemi

Višenamenski portalni manipulator

Industrijski robot sa tarnslacijom i rotaciom pokretnih elemenata

5. Primeri izvedenih rešenja – stacionarni manipulacioni sistemi

6. Programiranje MS

Sadržaj: Industrijski robot sa rotacijom pokretnih elemenata

6. Programiranje MS 6.1. Uvodne napomene

Manipulacioni Manipulacioni sistemi se u okviru FTs pojavljuju u razli čitoj složenosti i: - po koncepciji gradnje; - po načinu programiranja.

6.1. Uvodne napomene 6.2. Direktno (radioni čko-pogonsko) programiranje 6.3. Indirektno (eksterno) programiranje


Programiranje manipulacionih sistema, kao i programiranje NUMA, predstavlja niz aktivnosti koje je potrebno obaviti da bi se za konkretan radni zadatak definisao upravljački program za upravljanje datim MS sa odgovarajućom uptavljačkom jedinicom.

54


Programiranje manipulacionih sistema može biti: - Direktno (radioni čko-pogonsko); - Indirektno (eksterno).

6. Programiranje MS 6.2. Direktno programiranje programiranje - Ručnim zadavanjem i pomeranjem po željenoj putanji

Način programiranja:

Ruka manipulacionog sistema na kojoj se nalazi hvataljka ručno se vodi duž putanje od strane operatora. U toku ove faze upravljačka jedinica sama odabira i memoriše signale pozicije (praktično generiše putanju kretanja- geometrijske informacije). Primena:

Programiranje manipulacionih sistema za farbanje;

6. Programiranje MS

6.2. Direktno (radioničko) origramiranje

Kod ove vrste programiranje postoje dve metode: -Ručnim zadavanjem i pomeranjem pom eranjem po željenim putanjama; -Programiranje primenom jedinice za obučavanje.

6. Programiranje MS 6.2. Direktno programiranje programiranje - Ručnim zadavanjem i pomeranjem po željenoj putanji

Nedostaci ovog na čina programiranja:

- Brzina i kvalitet programiranja zavise od operatera; -Nije pogodno za velike manipulacione sistema; -Teško se postiže velika tačnost i oblik putanje; -Za vreme programiranja manipulacioni sistem je zauzet; -Ne može se koristiti u sredinama štetnim po zdravlje operatera; -Otežana sinhronizacija sa drugim operacijama;

6. Programiranje MS

6. Programiranje MS

6.2. Direktno programiranje -Programiranje pomoću jedinice za obučavanje Način programiranja:

6.2. Direktno programiranje - Programiranje pomoću jedinice za obučavanje

Primenom jedinice za obu čavanje se zadaju zahvati koje upravlja čka jedinica manipulacionog sistema izvršava neposredno po njihovom unošenju. Zadavanje zahvata (kretanje hvataljke u definisanu poziciju, otvaranje hvataljke, zatvaranje hvataljke, itd.) se vrši pomoću funkcionalnih tastera ili komandne palice – joystik-a. Jedinica za obučavanje može biti prenosna ili ugrañena u glavni pult za programiranje.

Primena:

Kod relativno prostih putanja kretanja hvataljke (npr. farbanje i tačkasto zavarivanje); -Za velike manipulacione sisteme; -U sredinama štetnim po zdravlje rukovaoca;

55

6. Programiranje MS 6. Programiranje MS

6.3. Indirektno (eksterno) programiranje

Kod ove vrste programiranje postoje dva načina: -Ručno programiranje; -Automatizovano programiranje;

6. Programiranje MS

6.3. Indirektno (eksterno) programiranje - Ručno programiranje Primena:

Kod manipulatora sa manjim brojem stepeni slobode kretanja, odnosno kod relativno jednostavnijih manipulacionih zahvata. Manipulacioni sistem ukomponovan u obradni sistem i u principu se upravlja istim upravljačkim sistemom kao i NUMA.

6. Programiranje MS

6.3. Indirektno (eksterno) programiranje - Ručno programiranje

Primer: FTĆ INDEX GU 600 + Portalni manipulacioni sistem WHU 160

6.3. Indirektno (eksterno) programiranje

Prednosti indirektnog u odnosu na direktno programiranje: -Smanjuje se vreme stajanja manipulacionog sistema zbog programiranja (veća proizvodnost); - Veći kvalitet programiranja; -Mogućnost korigovanja upravljačkih informacija primenom editorskih programa; - Mogućnost provere kolizije;

6. Programiranje MS

6.3. Indirektno (eksterno) programiranje - Ručno programiranje Način programiranja:

U upravljačkom sistemu (jedinici) NUMA postoje gotovi potprogrami – ciklusi za odre ñene zahvate manipulacije. Zahvati manipulacije se pozivaju na odre ñenim mestima u upravljačkom programu za operacije obrade. Pre pozivanja ciklusa za odre ñene zahvate manipulacije potrebno je definisati niz parametara.

6. Programiranje MS

6.3. Indirektno (eksterno) programiranje - Ručno programiranje

Ciklusi za delove tipa – diska: L970 – sinhronizacija hvataljki – provera da li je hvataljka prazna i dovoñenje u startnu poziciju L973- podaci vezani za delove na paleti L974- tok manipulacije L965 – startovanje manipulacije u upravlja čkom programu za obradu

56

6. Programiranje MS

6.3. Indirektno (eksterno) programiranje -Ručno programiranje Primer: Ciklus L970 (sinhronizacija hvataljki – provera da li je hvataljka prazna i dovo ñenje u startnu poziciju)

Parametri: R03xx R05yy R10zz R11ww L970 R03 stezanje pripremka, xx-hod hvataljki R05 stezanje izradka, yy – hod hvataljki R10 način stezanja pripremka zz= 1 stezanje spolja, zz=2 stezanje iznutra; R11 način stezanja izradka: ww=1 stezanje spolja, ww= 2 stezanje iznutra;

6. Programiranje MS

6. Programiranje MS

6.3. Indirektno (eksterno) programiranje -Ručno programiranje

Primer pozivanja ciklusa za manipulaciju: N5 G0 G53 X290 Z690 N10 R03 50 R05 60 R10 1 R11 1 L970 N15 G59 Z138.3

6. Programiranje MS

6.3. Indirektno (eksterno) programiranje -Automatizovano programiranje

6.3. Indirektno (eksterno) programiranje -Automatizovano programiranje

Prema načinu definisanja polaznih informacija razlikuju se dve grupe programskih jezika (sistema):

Eksplicitni programski programski jezici (sistemi):

1.Eksplicitni programski jezici (sistemi) 2.Implicitni programski jezici (sistemi).

Zahtevaju definisanje svakog manipulacionog koraka manipulacionog sistema, tj. pri definisanju putanje kretanja treba definisati kretanje od tačke do tačke. Programer mora da zamišlja sve objekte u prostoru manipulacije u cilju spre čavanja kolizije. Primer: Programski sistem SINGLA, VAL itd.

6. Programiranje MS 6.3. Indirektno (eksterno) programiranje -Automatizovano programiranje

6. Programiranje MS 6.3. Indirektno (eksterno) programiranje -Automatizovano programiranje

Implicitni programski programski jezici (sistemi):

Omogućavaju problemski orijentisano definisanje manipulacionih zadataka korišćenjem informacija sadržanih u opisu modela. Pri formiranju modela definisan je i model okoline koji se ne menja prilikom prelaska na manipulaciju drugim izradkom. Model programskog sistema

57

6. Programiranje MS

6.3. Indirektno (eksterno) programiranje -Automatizovano programiranje Izvorni program za zadatak manipulacije se naj češće formira u interaktivnom načinu rada, pri čemu se izvornim programom opisuje i okolina. Procesor sistema, na osnovu informacija iz izvornog prigrama i informacija iz tehnoloških datoteka projektuje upravljačke informacije u neutalnom obliku nezavisno od upravljačkog sistema manipulatora (IRDATA). U okviru postprocesora vrši se prilago ñavanje upravljačkih informacija za konkretnu upravlja čku jedinicu manipulacionog sistema. Primer: ROBEX – Aachen; AUTOPASS (IBM); RPL ( TU Berlin); AL (Stanford), itd.

58


6.0 MERNO KONTROLNI SISTEMI KAO KAO KOMPONE KOMPONENT NTE E FTs FTs

1. Uvodne napomene Razvoj obrade rezanjem i metroloških sistema

1. Uvodne napomene

Sadržaj

1. Uvodne napomene 2. Merenje radnog predmeta 3. Merenje alata 4. Poreñenje karakteristika taktilnih mernokonstrolnih postupaka 5. Programiranje merno-kontrolnih sistema

1. Uvodne napomene Osim razvoja u smislu automatizacije metroloških zadataka, težnja je bila i ka primeni rezultata merenja za upravljanje mašinom alatkom. U prvom slučaju cilj je da se izbegne subjektivnost rukovaoca (uz moguće greške), a u drugom je cilj ostvarivanje (u manjoj ili većoj meri) automatskog upravljanja mašinom alatkom. Takvi sistemi upravljanja su: - upravljanje pomoću graničnika, - upravljanje po principu kopiranja, - upravljanje po principu aktivnog merenja.

1. Uvodne napomene Definicije termina:

Revolu Revolucion ciona a promena promena u razvoju razvoju mašina mašina alatki alatki dogodila se oko 1952. god. stvaranjem koncepta NUMERIČKOG UPRAVLJANJA. To se zna čajno odrazilo odrazilo i na koncepci koncepciju ju mernih mernih sistema. Naime rezultati rezultati merenja mogli su se sada koristiti kao upravlja čke informacije. Takva Takva koncepci koncepcija ja upravlj upravljanj anja a pojavl pojavljuj juje e se oko 19 60 . god. i naziva se ADAPTIVNO UPRAVLJANJE mašinama alatkama.

Merenje: utvr ñ ñivanje i vanje vrednosti neke fizi č č ke ke veli č č ine ine na osnovu njenog pore e nja sa usvojenom ñ ñenja jedinicom; Kontrola: provera da li je vrednost neke fizi ke ke č č veli ine unutar odre enih enih granica; č čine ñ ñ ć ćenje č č enje vrednosti neke fizi ke ke Nadzor: nadgledanje – pra č č veli ine; ine; ñ ñivanje ñ ñene i vanje odre e ne pojave po Dijagnoza: prepoznavanje i utvr njenim bitnim simptomima tj. karakteristikama; Dijagnostika: postupak dijagnoze; č čina ñ ñivanja ć ć ina uskla i vanja ili ako je mogu e e Terapija: propisivanje na č čene ublažavanja uo ene pojave, ili bar prisutnih neželjenih posledica.

59

1. Uvodne napomene

2. Merenje radnog predmeta

Objekt merenja su osnovni elementi procesa obrade, a to su RADNI PREDMET i ALAT. Drugim rečima, metrološki zadaci koji se izvode u okviru FTs, mogu se podeliti u dve osnovne grupe: - merenje delova (dimenzija radnog predmeta) i merenje (položaja) alata (u držaču i/ili nosa ču); - nadzor i dijagnostika stanja pojedinih komponenti procesa obrade (prvenstveno alata alata,, u smislu prepoznavanja kolizije, loma i habanja, kao i predmeta obrade, obrade , u smislu njegovog prepoznavanja).


Kad se razmatra radni predmet kao objekt merenja, evidentno je da postoje tri karakteristi čna mesta, u vremenskom toku materijala, na pojedinim mašinama: - pre procesa obrade; - u toku procesa obrade; - posle procesa obrade. obrade . Ako se prethodno razmatranje izvede prema , onda postoje dva prostornom toku materijala karakteristi čna mesta: - van mašine (nezavisno mesto); - na mašini.


Kako su vremenski i prostorni tokovi materijala jedinstveni, mogu se prethodna razmatranja objediniti, tako da kad je u pitanju radni predmet, merno-kontrolna operacija može da se izvede za slučajeve prema šemi

Mesto i objekat merno-kontrolne operacije


...1. MERENJE PRIPREMKA Ispravni pripremci se tako ñe razlikuju unutar propisanih dopuštenih granica, i ukoliko se na njih primeni identi čan proces obrade (razli čit naravno u okvirima dejstva poremećajnih veli čina tokom obrade) efekti i ostvareni rezultati ne će biti isti. Iz tog razloga se može primeniti merna operacija na pripremku sa ciljem dobijanja informacija kojima se može modifikovati predvi ñeni tok procesa obrade za svaki konkretan deo.

...1. MERENJE PRIPREMKA Merno-kontrolne operacije primenjene na pripremku imaju zna čaj u smislu eliminacije delova čiji je kvalitet, nastao u nekoj prethodnoj obradi na drugoj mašini, van dopuštenog podru čja, te se takvi delovi ili moraju vra ćati na doradu, ili ako je to neizvodljivo, eliminisati iz daljeg toka materijala kao škart. Ovo predstavlja kontrolnu operaciju pripremka, a izvodi se u cilju smanjenja vremena izrade na delovima koji predstavljaju škart.

2. Merenje radnog predmeta ...1. MERENJE PRIPREMKA Potreba za ovakvim merno-kontrolnim operacijama je izraženija kod završnih obrada obzirom da se nakon njih postiže konačan kvalitet izradka koji se želi ostvariti sa visokim nivoom ujednačenosti. Ovde treba napomenuti da ukoliko se govori o mernokontrolnoj operaciji pripremka izvedenoj van mašine, to može biti merno-kontrolna operacija izradka na nekoj drugoj mašini prethodne obrade. Ako se pak na samoj mašini vrši identifikacija stanja pripremka, potrebno osnovno vreme se povećava, ali se time povećava kvalitet informacija obzirom da one sadrže i uticaje pojedinih grešaka (npr. greška stezanja pripremka).

60


...2. MERENJE OBRADKA Merno-kontrolne operacije na obradku, u vremenskom intervalu od prvog do poslednjeg zahvata na jednoj mašini, vrše se u okviru obradnog sistema. Njihova automatizacija danas je mogu ća obzirom na dostignuti visok nivo komponenti obradnog sistema uključujući i njegov upravlja čki sistem, kao i elemente merno-kontrolnog sistema, prvenstveno aktivnih procesnih senzora.


Istovremenost procesa obrade i merenja


2. Merenje radnog predmeta Informacije koje treba da obezbede ovakvi mernokontrolni sistemi odnose se na stvarno stanje obradka (prvenstveno dimenzije) da bi se na osnovu njih povratnom spregom delovalo na propisani program procesa obrade, a u skladu sa promenljivim uticajem poremećajnih faktora.

Poreme a jni faktori = ƒ(procesa obrade) ćajni ć

2. Merenje radnog predmeta Vreme intervencije u ovakvim slučajevima odgovara samo odzivu sistema obzirom da nema vr emenske razlike izmeñu procesa obrade i izvoñenja merno-kontrolne operacije. Osim te pogodnosti, ovakva koncepcija je praćena i nizom nepovoljnih uticaja na sam merni sistem što otežava, ili čak onemogućava stvaranje pouzdane informacije o dimenziji obradka. Ovde je u prvom redu reč o prisustvu strugotine u prostoru gde treba vršiti merenje, prisustvu rashladnog sredstva, rasporedu pojedinih elemenata obradnog sistema oko radnog prostora, prisustvu vibracija, konfiguraciji obradka, položaju površine na kojoj treba izvršiti merenje, itd. Osim toga i sam postupak obrade često otežava ili onemogućava izvoñenje merno-kontrolne operacije bez prekida procesa rezanja i odmicanja alata od obradka.


ć ć ñenja ñ Mogu nost izvo nost e nja merenja u toku procesa obrade

Sa slike je očigledno da iako se radi o mernokontrolnim operacijama na obradku tokom procesa obrade, merenje je moguće izvoditi paralelno sa procesom rezanja i tada je re č o strogoj istovremenosti merenja i obrade, obrade , ili prekidajući ga – redosledno, što se može nazvati kvaziistovremenost merenja i obrade.

61



Položaj procesa merenja u odnosu na obradu

Kakav će se tip merno-kontrolne operacije primen primeniti iti u konkre konkretno tnom m slučaju aju zavi zavisi si u prvom redu od vrste obrade, karakteristika i konstr kon strukc ukcije ije ob obrad radnog nog sis sistem tema a, analize

konfigur konfi gurac acijijee sp spek ektra tra de delo lova va koj koji i ć e se obra ivati ivati kao i zahtevanog kvaliteta izrade. ñ ñ


Primeri za struganje i brušenje – struganje Sami uslovi koji se javljaju i prate proces obrade s truganjem u najvećem broju slučajeva otežavaju ili onemogućavaju izvoñenje merno-kontrolne operacije paralelno sa procesom rezanja. Razloga za to ima više, a najizraženiji su prisustvo strugotine, eventualno prisustvo rashladnog sredstva, prisustvo vibracija, ograničen radni prostor, relativno veliki broj elemenata obradnog sistema oko radnog prostora i dr. Zbog toga je koncepcija merno-kontrolnih operacija za identifikaciju dimenzija obradka postavljena na kvaziistovremenom principu, principu, tj. redoslednom izvoñenju pojedinih zahvata obrade i zahvata merenja.

2. Merenje radnog predmeta Primeri za struganje i brušenje – str uganje

Sam merni ureñaj može funkcionisati na bazi raznih metoda merenja geometrijskih veličina, no današnji stepen razvoja aktivnih procesnih senzora posebno pogodnih za praktičnu primenu na obradnim sistemima, je takav da taktilna metoda predstavlja jedno od najpogodnijih rešenja. To znači da odgovarajući pogonski sistem obezbeñuje kretanje mernog ureñaja sa taktilnim senzorom do momenta njegovog dodira sa obradkom. Zauzeta pozicija se tada registruje i u poznatom koordinatnom sistemu izračunava dimenzija obradka. Ako se za merno-kontrolnu operaciju koristi autonoman sistem , on mora sadržati sve pogonske elemente sa sopstvenim mernim sistemom za registrovanje zauzete pozicije u koordinatnom sistemu mašine, u trenutku dodira sa obradkom.


Primeri za struganje i brušenje – struganje U takvom slučaju, nakon završetka obrade jednim alatom i njegovog odmicanja, obrtanje radnog predmeta se zaustavlja, merni ureñaj dovodi u radni prostor mašine, vrši merenje dimenzije obradka, vrši eventualno merenje temperature obradka u cilju kompenzacije izmerene dimenzije, i odvodi merni ureñaj iz radnog prostora, nakon čega se nastavlja proces obrade, ukoliko merenje nije izvoñeno nakon poslednjeg zahvata. Za ovakvo izvoñenje merno-kontrolne operacije neophodan je pogonski sistem koji će obezbediti potrebna kretanja mernom ureñaju.


Primeri za struganje i brušenje – struganje Merenje prečnika može se vršiti prema poziciji u k i momentu dodira pipka i obradka u samo jednoj ta čki č (jednoosni pipak). Druga moguća koncepcija merenja pre čnika obradka k e bazira na registrovanju pozicije dve ta čke č kontakta pipka i obradka i izra čunavanju prečnika iz razlike koordinata (dvoosni pipak). Nepogodnosti ovakve koncepcije merenja pre čnika obradka izražene relativnom složenoš ću kretanja praćenim dugim vremenom potrebnim za jedan ciklus merenja, mogu se eliminisati primenom merne glave . sa dva pipka , tj. glave sa mernom č eljusti eljusti

62


Primeri za struganje i brušenje – str uganje Zahvati merno-kontrolnih operacija i redosled njihovog izvo ñenja imaju sli čnosti sa kretanjima potrebnim za struganje jednim alatom. Ovo ukazuje na mogu ćnost primene višepozicionog aja.. nosača alata umesto autonomnog mernog ure ñaja U tom slu čaju se mora samo merni pipak ili glava nalaziti u jednoj poziciji nosa ča alata, a ovaj obezbeñuje potrebna kretanja.

2. Merenje radnog predmeta Zahvati merno-kontrolne operacije kada je merna glava u nosaču alata: 1. okretanje nosa ča alata radi dovo ñenja pozicije sa mernom glavom u radni položaj (ovo se vrši nakon obrade jednim alatom) 2. kretanja nosa ča (alata) merne glave do ta čke bliske predvi ñenoj mernoj poziciji na obradku 3. usporeno kretanje do kontakta mernog pipka, koji se nalazi u mernoj glavi, sa obradkom 4. generisanje signala kontakta na osnovu koga se zaustavlja kretanje 5. registrovanje zauzete pozicije 6. eventualno merenje temperature obradka 7. kretanje nosa ča merne glave do po četnog položaja 8.okretanje nosa ča radi dovo ñenja slede ćeg alata u radnu poziciju


Šematski prikaz tokova signala u MA koja izvodi metrološke operacije


Merni pipak montiran kao jedan od alata u višepozicioni nosa č č alata

2. Merenje radnog predmeta Ovakav merno-kontrolni sistem je jednostavniji i j eftiniji od autonomnog, no zahteva odgovarajuća hardverska i softverska prilagoñavanja obradnog sistema. Prisutno je takoñe i pitanje ostvarive tačnosti izmerene dimenzije naročito u odnosu na autonomni merno-kontrolni sistem sa mernom čeljusti. U ovakvom slučaju je zbog dobijanja pouzdanije informacije o dimenziji obradka merenjem u jednoj tački moguće postavljanje reperne mere vezane za stabilnu tačku na samoj mašini, i tada bi prethodna gr upa zahvata bila dopunjena: 1a. kretanje do reperne tačke sa registrovanjem pozicije kontakta

2. Merenje radnog predmeta ñaja ñ č č Struktura mernog ure a ja sa frikcionim to kom za kom ñivanje ñ č č indirektno odre i vanje pre nika merenjem broja obrtaja nika

63

2. Merenje radnog predmeta Elementarni zahvati, u slu čaju ovakve koncepcije merno-kontrolne operacije, su slede ći:

1.dovo e nje mernog ure a ja u aksijalnu poziciju ñ ñenje ñ ñaja merenja 2.dovo e nje mernog to ka u kontakt sa obradkom ka ñ ñenje č č pri odre e nom mernom pritisku ñ ñenom 3.registrovanje broja impulsa obrtanja 4.izra unavanje unavanje pre nika nika obradka č č č č 5.odmicanje mernog ure a ja od obradka ñ ñaja 6.dovo e nje mernog ure a ja u po e tni položaj ñ ñenje ñ ñaja č četni


Primeri za struganje i brušenje - brušenje Iako je jedan od pravaca razvoja obrade brušenjem u smislu preuzimanja i prethodnih obrada, ona ipak predstavlja tipičan primer završne obrade, koja još uvek sledi nakon završetka prethodne obrade. Zbog toga je očigledan značaj ostvarenog kvaliteta obradka pri brušenju. Ako se na mikrogeometriju obradka može uticati izborom alata i elemenata režima obrade, onda se tačnost dimenzija ostvaruje prvenstveno relativnim položajem alata u odnosu na obradak. Visoku tačnost ovog položaja nije lako ostvariti zbog prisustva poremećaja koji prate proces obrade, izraženih naročito u vidu elastičnih i toplotnih deformacija elemenata obradnog sistema i samog obradka i promenom dimenzije tocila usled trošenja. Iz tog razloga merno-kontrolne operacije imaju poseban značaj kod obrade brušenjem.


Primeri za struganje i brušenje - brušenje

2. Merenje radnog predmeta Ukoliko Ukoliko se navedena navedena merno-kontr merno-kontrolna olna operacija operacija izvodi izvodi autonomnim sistemom, onda je postupak merenja prečnika moguće izvoditi i paralelno sa procesom obrade.

Merni ure ñaj D&B EG 40


Primeri za struganje i brušenje - brušenje Specifičnost samog procesa obrade u smislu stvaranja strugotine i njenog oblika omogućava primenu merno-kontrolnih operacija istovremeno sa brušenjem. Ovo je veoma pogodno sa stanovišta mogućnosti primene informacija o trenutnoj dimenziji obradka u povratnoj sprezi sa upravljačkim sistemom. Da bi se ovakva merno-kontrolna operacija mogla ostvariti automatski, potreban je merni ure ñaj sa odgovarajućim kretanjem u okviru radnog prostora mašine. Za slu čaj merenja dužina i pre čnika obradka pri spoljnom okruglom brušenju, mora se obezbediti nezavisno upravljanje mernog ure ñaja.

2. Merenje radnog predmeta Brušenje - Zahvati pri merenju pre č č nika obradka pri brušenju nika

Merenje Merenje prečnika nika obra obradk dka a u jedn jednoj oj tački, zbog visoke zahtevane zahtevane tačnosti dimenzija dimenzija,, izbegava se, i prisutno je jedino kod veoma velikih prečnika. Po pravilu se primenjuje merna glava sa dva merna pipka - merna čeljust.

64


Primeri za struganje i brušenje - br ušenje Zahvati merno-kontrolne operacije u slučaju merenja spoljnog prečnika obradka su sledeći: 1.pozicioniranje merne glave do ose obradka (a) 2.merenje dimenzije pripremka. Na osnovu ove dimenzije ostvaruje se kretanje alata u brzom hodu do neposredne blizine obradka (b). Ovim se izbegava nepotrebno "brušenje vazduha" pri variranju prečnika pripremka. Od te mere počinje radni hod tocila koji odgovara grubom brušenju (c) . 3.generisanje signala ostvarene dimenzije obradaka pri grubom brušenju, i na osnovu njega prelazak u režim finog brušenja (d) 4.generisanje signala ostvarene konačne dimenzije obradka, na osnovu njega zaustavljanje primicanja tocila 5.odmicanje merne glave iz merne pozicije (i odmicanje tocila) (e)


Primeri za struganje i brušenje - br ušenje Merna glava SCHAUDT


Primeri za struganje i brušenje - brušenje Brušenje konačne dimenzije pre čnika moguće je ostvariti na bazi indirektne mere prethodno odre ñene brušenjem referentnog pre čnika. Na takav na čin se uzimaju u obzir i odstupanja dimenzije koja nastaju zbog elasti čnih i toplotnih deformacija obradka pri brušenju. Aksijalne dimenzije obradka tako ñe je mogu će meriti tokom samog procesa brušenja, analogno postupku merenja prečnika, jedino što je u tom slu čaju posebna merna glava sa jednim pipkom.


...2. MERENJE IZRADKA

Treći tip merno-kon merno-kontrol trolnih nih operacija operacija,, tj. onih koje se izvode na obrañenom delu - izradku, mogu se vršiti u okviru obradnog sistema - na mašini mašini,, ili van njega njega - na posebn posebnoj oj mernomernokontrolnoj stanici.

2. Merenje radnog predmeta ...2. MERENJE IZRADKA NA MAŠINI

Ako nije u pita pitanj nju u kona kona čna obrada obrada onda ovakve operacije obezbeñuju, osim informacija informacija o uspešnosti uspešnosti izvoñenja prethodne prethodne obrade, obrade, i informa informacije cije o stanju stanju dela - pripremka za narednu obradu u okviru drugog obradnog sistema. Očigledno je da se primena takvih merno-kontrolnih operaci ope racija ja mora razmatr razmatrati ati u smislu smislu najpog najpogodni odnijeg jeg načina izvoñenja: na prethodnoj ili slede ćoj mašini. Na ovo u veli velikoj koj meri meri uti uti če i celokupn celokupna a struktu struktura ra merno-kontrolnog sistema u FTs, odnosno njegovo eventualno prisustvo u okviru obradnog sistema za merenje obradka.

2. Merenje radnog predmeta ...2. MERENJE IZRADKA NA MAŠINI

Izvesno je me ñutim, to da ukoliko se merno-kontrolne operacije izvode na obradnom sistemu, one ne mogu biti biti takve takve da obezbe obezbe ñuju komplet kompletne ne informa informacij cije e o kvalitetu obradaka, naro čito u slu čaju kompleksnijih kompleksnijih konf konfig igur urac acij ija a isti istih, h, jer jer bi to zaht zahtev eval alo o veli veliko ko vrem vremen ensk sko o anga angažo žova vanj nje e obra obradn dnog og sist sistem ema a i smanjivalo proizvodnost. Drugi bitan razlog za to je prisutna prisutna težnja za jednostavnoš jednostavnošću samog samog mernog mernog sistema, što u opštem slu čaju onemogućava primenu kompleksnih kompleksnih merno-kontroln merno-kontrolnih ih operacija. operacija. Zato se u slučajevima nakon konačne obrade delova mernokont ko ntro roln lne e op oper eraci acije je pr prve venst nstve veno no ob obavl avlja jaju ju va van n obradnog sistema u okviru posebne merno-kontrolne stanice što odgovara završnoj kontroli.

65

2. Merenje radnog predmeta ...2. MERENJE IZRADKA VAN MAŠINE

Zasebna merno-kontrolna stanica uklju čena u tok materijala, i kao takva predstavlja me ñufaznu kontrolu izradka (složenijih oblika), koji je ujedno i pripremak na sledećoj mašini u toku materijala. Vrlo često se takva stanica postavlja u neposrednu blizinu obradnog sistema kako bi se smanjila vremenska razlika procesa obrade i merenja. Osnovna komponenta ovakve stanice, nazivane i fleksibilna metrološka ćelija, je numeri čki upravljana merna mašina, ili pak poseban merni ure ñaj prilago ñen prihvatanju i merenju predvi ñenog spektra delova.

2. Merenje radnog predmeta Merno kontrolna stanica pridružena procesu obrade

1. Opsluživanje i programiranje merno-kontrolne stanice 2. Upravljanje obradnim sistemom 3. Upravljanje merno-kontrolnom stanicom 4. Informacije korekcije 5. Program merenja


Merno-kontrolna stanica dislocirana od procesa obrade

2. Merenje radnog predmeta ...2. MERENJE IZRADKA VAN MAŠINE Stanica je tako ñe opremljena sistemom za manipulaciju delovima izme ñu mernog i obradnog sistema, kao i odgovaraju ćim računarskim sistemom za upravljanje, obradu informacija i komuniciranje sa obradnim sistemom ili ra čunarom višeg nivoa. U ovakvim slučajevima radi se o merno-kontrolnim sistemima pridruženim procesu obrade.


...2. MERENJE IZRADKA VAN MAŠINE

Zasebna merno-kontrolna stanica stanica može biti i na kraju toka materijala koncipirana kao posebna celina sa jednom ili više NU mernih mašina, magacinom paleta sa radnim predmetima, sopstvenim transportnim sistemom i sistemom za manipulaciju merenim predmetima i mernim senzorima, kao i centralnim računarom za upravljanje, i kao takva na kraju materijalnog toka predstavlja završnu kontrolu.

3. Merenje alata

Ako se radi o alatu kao objektu merenja, merno-kontrolne operacije operacije odnose se na obezbeñenje informacija o njegovim dimenzijama, koje su bitne radi pozicioniranja klizača sa nosačem alata u cilju obezbeñenja tačnog relativnog položaja alata i obradka. Ovakve merno-kontrolne operacije se naj češće primenjuju na obradnim sistemima za struganje, pa se u nastavku prikazuje ovaj slučaj.

66

3. Merenje alata Obzirom da je kod struganja prisutan jednose čni alat, i da je obradni sistem snabdeven odre ñenim brojem alata smeštenih u nosa ču ili magacinu alata, mernokontrolne operacije je mogu će izvoditi na slede ćim mestima: 1. ispred magacina alata, na posebnom mernokontrolnom punktu 2. na obradnom sistemu. Bilo koje drugo mesto nema puno smisla, obzirom da informacije koje bi se dobile ne mogu biti višeg nivoa od navedenih slu čajeva.

3. Merenje alata ñaj ñ Ure a j za prethodno podešavanje alata

3. Merenje alata

...2 Merenje alata u okviru radnog prostora m ašine Merno-kontrolnim operacijama vezanim za alat, a izvršavanim u okviru obradnog sistema, stvara se mogućnost „aktivizacije" dobivenih informacija. Osim činjenice o pouzdanijim informacijama relevantnim za tačnost dimenzije obradka, ovakvom koncepcijom praćenja stanja alata se stvara mogu ćnost upravljanja kvalitetom u realnom vremenu. Praćenje dimenzije alata vrši se merno-kontrolnim operacijama koje mogu bazirati na raznim mernim metodama: - direktno merenje dimenzija taktilnom metodom, - merenje dimenzija opti čkom metodom.

3. Merenje alata

...1 Merenje alata na samostalnom MK sistemu Merno-kontrolne operacije koje se izvode na alatu van obradnog sistema priklju čuju se pripremi alata. One se izvode prvenstveno u okviru sistema za prethodno podešavanje alata, na kojima se vrši usaglašavanje potrebnih dimenzija sklopa alata i njegovog držača, i ujedno vrši kontrola alata. Ovi podaci o dimenzijama, zajedno sa drugima, pridružuju se identifikacionoj oznaci alata, i tako memorišu. Pri pozivu odre ñenog alata za pojedine zahvate obrade koriste se ti podaci radi usaglašavanja sa koordinatnim sistemom mašine.

3. Merenje alata Ovakav sistem, osim visokog nivoa fleksibilnosti, eliminiše veliki deo pomo ćnog vremena, no njegovi glavni nedostaci su što ne obuhvata dimenzije alata postavljenog u nosa č. Stvarni položaj alata u odnosu na obradak zavisi i od nosa ča alata, što za udovoljavanje zahtevima pove ćanja tačnosti obrade predstavlja nepovoljnu okolnost, u nekim slučajevima čak i limitiraju ću. Iako je zbog usavršavanja metoda i ure ñaja takve tehnike pripreme alata, danas teško govoriti o njenoj nesvrsishodnosti, ipak se čini da budu ćnost pripada merno-kontrolnim operacijama vršenim na alatu u okviru obradnog sistema.

3. Merenje alata

...2 Merenje alata u okviru radnog prostora mašine Taktilna metoda ima danas izvesnu prednost u odnosu na druge, naro čito iz razloga dostignutog nivoa u razvoju odgovaraju ćih senzora, no pri tome ne treba zaboraviti usavršavanje i drugih postoje ćih metoda, kao i razvoj novih. Razlike položaja vrha alata koje nastaju zbog tolerancija dimenzija reznih plo čica, tela alata i njegovog držača mogu se kompenzovati postupkom prethodnog podešavanja.

67

3. Merenje alata

3. Merenje alata

...2 Merenje alata u okviru radnog prostora m ašine No stvarni položaj alata na mašini može se odrediti jedino kad je on u nosa ču alata. Ovo je izvodljivo merno-kontrolnim ure ñajem sa taktilnim senzorom, koji se nalazi u radnom prostoru obradnog sistema. U cilju zaštite merne glave od strugotine, rashladnog sredstva i eventualne kolizije sa nekim pokretnim elementom u toku samog procesa obrade, opravdano je njeno postavljanje van radnog prostora u koji se dovodi samo radi merenja položaja vrha alata neposredno pre obrade.

3. Merenje alata

...2 Merenje alata u okviru radnog prostora m ašine

...2 Merenje alata u okviru radnog prostora mašine Zahvati u okviru ovakve merno-kontrolne merno-kontrolne operacije su sl ede ći: poziv alata (odnosno odgovaraju će pozicije nosa ča alata)

• • • • • • • • • •

uv oñenje mernog senzora u radni prostor mašine kretanje kretanje nosača alata do ta čke bliske mernom senzoru usporeno kretanje nosa ča alata do kontakta vrha alata i mernog senzora generisanje signala kontakta na osnovu koga se zaustavlja zaustavlja kretanje nosa ča alata registrovanje zaustavne pozicije nosa ča alata izra izračunavanje aktuelne mere položaja vrha alata odmicanje odmicanje nosača alata od mernog senzora odvo odvoñenje mernog senzora iz radnog prostora mašine izra izračunavanje potrebne korekcije položaja alata i aktiviranje odgovarajuće instrukcije, ili generisanje signala za izmenu alata

3. Merenje alata

Položaj merne glave sistema za nadzor alata

Uspešnost primene merno-kontrolnog ure ñaja ovakve koncepcije zavisi od ta čnosti pozicioniranja mernog senzora i rasipanja zaustavne pozicije nosača alata. Ovakav sistem, baziran na taktilnoj metodi, osim korekcije položaja vrha alata zbog greške postavljanja ili pak habanja alata ( TLM – Tool Life Monitoring , funkcija) može da konstatuje i lom alata (TBR – Tool Breakage Recovery , funkcija).

3. Merenje alata

4. Poreñenje karakteristika taktilnih mernokontrolnih postupaka

Senzor za merenje alata

68

5. Programiranje merno-kontrolnih sistema

Sadržaj: 1. Uvod Uvod 2. Programiranje merenja u radnom radnom prostoru NUMA 3. Programiranje merenja van radnog radnog prostora NUMA


5.2. Programiranje merenja u radnom prostoru NUMA

5. Programiranje merno-kontrolnih sistema 5.1. Uvod Merenje dimenzionih karakteristika radnog predmeta i alata u okviru FT struktura može se izvoditi: - u radnom prostoru NUMA - van radnog prostora NUMA U oba slučaja potrebno je obezbediti upravlja čki program za izvo ñenje pojedinih funkcija mernih pipaka, prijem i obradu mernih signala.



Za merenje se koristi NUMA. Merni zahvat realizuje merni pipak kojim se može mo že ma mani nipu puli lisa sati ti kao kao i sa alat alatom om za obradu. U ovom slučaju program za merenje je deo upravljačkog programa za operaciju obrade ili ili pose poseba ban n prog progra ram m koji koji se pozi poziva va iz upravljačkog programa za obradu.

1. Programiranje merenja u radnom prostoru NUMA


Za projektovanje upravlja čkih programa za merenje u radnom prostoru važe isti postupci i metode koje važe kod programiranja NUMA:

- ručno i - automatizovano programiranje.


Ovaj način programiranja se koristi uglavnom za jednostavne zahvate merenja. U principu se svodi na pozivanje gotovih potprograma - ciklusa za merenje smeštenih u memoriji upravlja čke jedinice i definisanje njihovih parametara. Tako npr. firma SIEMENS je razvila za svoje upravljačke jedinice SINUMERIK SYSTEM 3/8/800 merne cikluse za merenje na NU strugovima i obradnim centrima npr.

a) merenje spoljašnjih dimenzija u jednoj č ta ki ki b) merenje unutrašnjih dimenzija u dve ta k e č čke

69


Merenje prečnika u jednoj i dve ta čke

5.2. Programiranje merenja u radnom prostoru NUMA-

Ru čno č n o programiranje

Ru n o programiranje merenja u radnom č čno prostoru NUMA se koristi uglavnom kod jednostavnih zahvata merenja. U principu se svodi na pozivanje gotovih potprograma ciklusa za merenje smeštenih u memoriji upravljačke jedinice i definisanje njihovih parametara.

5.2. Programiranje merenja u radnom prostoru čno č o programiranje NUMA- Ru n

Primer: SINUMERIK SYSTEM - merenje spoljačnjih dimenzija u jednoj tački - merenje unutrašnjih unutrašnjih dimenzija u dve tačke Merni ciklusi: L70 do L93



Parametri ciklusa merenja spolja čnjeg pre čnika obradka u dve ta čke – L 93 R10 – broj memorije sa podacima o alatima za automatsku kompenzaciju alata; R18 –zaštitna zona oko radnog predmeta u smeru x-ose; R24- merenje pre čnika u dve ta čke; R27- broj merenja u istom položaju; R30- broj merne ose (1- x-osa; 2 – z – osa); R35-definisana tolerancija dimenzije, R40-gornja granica tolerancije (prema radioni čkom crtežu); R42- nazivna mera (prema radioni čkom crtežu);

5.2. Programiranje merenja u radnom prostoru NUMA5.2. Programiranje merenja u radnom prostoru NUMA-


čno č o programiranje Ru n

Parametri ciklusa merenja spolja čnjeg pre čnika obradka u dve ta čke – L 93

Varijante pre čnika merenja radnog predmeta: - Merenje u jednoj ta čki - Merenje u jednoj ta čki sa rotacijom - Merenje u 2 ta čke na pre čniku cilindra - Merenje u više ta čaka sa obrtanjem cilindra - Merenje u više ta čaka duž cilindra

70

5.2. Programiranje merenja u radnom prostoru NUMA -


Primer: CNC 300 (PHILIPS) Merni ciklusi: - ciklus za merenje obradka obradka ili alata (G43) (G43) - kontrola tolerancija tolerancija obradka ili alata (G48) - obrada rezultata rezultata merenja (G49)



Primer: CNC 300 N 100 G48 U0.002 I 0.03 W 0.03 K 0.08 N125 gde su parametri: U – relativna vrednost tolerancije u pozitivnom smeru x-ose I- relativna vrednost tolerancije u negativnom smeru x-ose W- relativna vrednost tolerancije u pozitivnom pozitivnom smeru z-ose z-ose K- relativna vrednost tolerancije u negativnom smeru z-ose N125- skok na programsku rečenicu 125


Ru čno č n o programiranje Primer: CNC 300


Automatizovano programiranje

Primer: WMESS- programski sistem za automatizovano programiranje zahvata merenja na NUMA (Nemačka) Sistem omogućava: 1.definisanje geometrijskih elemenata koji se mere; 2.definisanje mernog zadatka; 3.definisanje obrade rezultata merenja; 4.manipulaciju rezultatima merenja (memorisanje i izdavanje mernog protokola); 5. izvodjenje aktivnih korektivnih zahvata u procesu obrade na osnovu rezultata merenja



Primer: Obradak za merenje i izvorni program u simboli čkom jeziku WMESS



Primer: Izvorni program u jeziku WMESS 1. TRANS/100,100,100 (translacija kord. sistema) 2. KR1=CIRCLE/0,0,20 (R=20) 3. KR2=CIRCLE/0,100,10 (R=10) 4. P1=POINT/0,45,0 5. K=MEASFT CIR,DEPTH,4,POSX,POSY, PT, NEGZ,CIR,DEPTH,4,POSX,POSY 6. L=MEASER,MITRANS,MEM,1,2 7. WORK/K,L 8. MEASUR/KR1,P1,KR2 9. FINI

71



TRANS (1) – pomeranje koordinatnog po četka – definisanje nulte ta čke CIRKLE, POINT- definisanje geometrijskih elemenata koji se mere; MEASFT (5)- definisanje postupka merenja; Rečenica 6- manipulisanje rezultatima merenja (koordinate centra otvora se memorišu u memoriji 1, a radijusa u memoriji 2); WORK-aktiviranje meranja MEASUR- izvoñenje merenja

5.3. Programiranje merenja van radnog prostora NUMA- Radioničko programiranje

5.3. Programiranje merenja van radnog prostora NUMA Svodi se na programiranje višekoordinatnih NU mernih mašina (NUMM): -direktno (radioničko- pogonsko); -indirektno (eksterno);


Programiranje obu čavanjem Radioničko programiranje van radnog prostora NUMA može biti: -programiranje obu čavanjem; -programiranje pomo ću autonomne programske podrške



Programiranje obučavanjem izvodi operater pokretanjem merne glave, pomoću joystick-a ili sličnog ureñaja i upravljačkog pulta na kome se nalaze funkcijske i komandne tipke. Prvi izrañeni radni predmet neke serije ili prethodno izrañeni etalon meri se ručno. Sva kretanja koja operater izvodi na mernoj mašini u toku proseca merenja, sve naredbe koje unosi u upravljački sistem mašine ili upravljački pult memorišu se na nosiocu informacija. Ovi podaci, kod drugog i svakog sledećeg radnog predmeta koji treba da se meri, se sekvencijalno učitavaju sa nosioca upravljačkih informacija i na bazi njih se automatski upravlja mernom mašinom.

Programiranje obu č čavanjem a vanjem Prednost: - jednostavno programiranje Nedostaci: - zauzetost merne merne mašine u toku postupka postupka programiranja programiranja (manja (manja proizvodnost); - mo mogu gućnost programiranja tek nakom izrade prvog radnog predmeta ili etalona; - zahteva visokokvalikikovanog poslužioca mašine; - memor memorisanje isanje upra upravlja vlja čkog programa je u internom kodu merne mašine te je onemogu ćen prenos programa sa jedne na drugu mernu mašinu;

72

5.3. Programiranje merenja van radnog prostora NUMA- Radioničko programiranje ć ću autonomne Programiranje pomo programske podrške

Korisnik na upravlja čkoj jedinici koja je uz mernu mašinu ima na raspolaganju meni funkcije kojima se definišu osnovni geometrijski pojmovi i elementi, njihov me ñusobni odnos, oblik i položaj u ravni i prostoru.

5.3. Programiranje merenja van radnog prostora NUMARadioničko programiranje

Programiranje pomoću autonomne programske podrške – Fukncijska tastatura

5.3. Programiranje merenja van radnog prostora NUMA- Eksterno programiranje Ručno programiranje NUMM-

programiranja

Model ru nog nog č č


Programiranje pomo ć ću autonomne programske podrške Postupak programiranja se sastoji od generisanja nominalnih vrednosti i pozivanja odgovarajućeg meni podprograma. Pozivanje željene rutine vrši se pritiskom na odgovarajuću tipku funkcionalne tastature koja se pojavljuje na ekranu zajedno sa instrukcijama kako treba definisati postupak merenja.

5.3. Programiranje merenja van radnog prostora NUMA- Eksterno programiranje Eksploatacija NUMM je pokazala de je radioni čko programiranje obučavanjem i pomoću autonomne programske podrške nepovoljno u smislu efikasnijeg koriš ćenja mernih mašina. Iz tog razloga se pristupilo razvoju programskih sistema za eksterno programiranje. Eksterno programiranje podrazumeva programiranje koje se izvodi u tehnološkom birou odvojeno od merne mašine, gde se izvodi generisanje programa merenja koji omogu ćuje potpuno automatizovanu kontrolu obradka i definisanje protokola rezultata merenja.

5.3. Programiranje merenja van radnog prostora NUMA- Eksterno programir programiranje anje č čno o programiranje NUMM Ru n

Karakteristike: - visokosubjektiv visokosubjektivno; no; - radno intenzivno; intenzivno; - zahteva veliko vremensko angažovanje; - zahteva visokoobrazovanog programera sa iskustvom;

73

5.3. Programiranje merenja van radnog prostora NUMA- Eksterno programir programiranje anje

Sistemi za poluautomatizovano programiranje NUMM

5.3. Programiranje merenja van radnog prostora NUMA- Eksterno programiranje

Sistemi za poluautomatizovano programiranje NUMM

Primer: AVAIL, JOHANSON SOFTWARE 301; MFTPROG; CAPP;

Razvili proizvo ñ ña a č č i mernih mašina za eksterno programiranje samo za svoje NUMM i za odre e ne ñ ñene tipove ra č čunarskih unarskih sistema.

5.3. Programiranje merenja van radnog prostora NUMA- Eksterno programiranje AVAIL – sistem za automatizovano programiranje Proizvodjač: TESA Karakteristike računarskog sistema: UNIX operativni sistem; Karakteristike sistema za programiranje: -baziran na osnovnim geometrijskim elementima i njihovim odnosima; - razvijen u programskom jeziku PASCAL

5.3. Programiranje merenja van radnog prostora NUMA- Eksterno programiranje MFTPROG – sistem za automatizovano programiranje Proizvoñač: OPTON Karakteristike računarskog sistema: HP 300; Karakteristike sistema za programiranje: -baziran na geometrijskim elementima;

5.3. Programiranje merenja van radnog prostora NUMA- Eksterno programiranje JOHANSON SOFTWARE 301 – sistem za automatizovano programiranje Proizvodjač: JOHANSON Karakteristike računarskog sistema: ---; Karakteristike sistema za programiranje: -baziran na kodiranju elemenata; - razvijen u programskom jeziku BASIC

5.3. Programiranje merenja van radnog prostora NUMA- Eksterno programiranje CAPP – sistem za automatizovano programiranje Proizvoñač: DEA Karakteristike računarskog sistema: Micro PDP 11/23; Karakteristike sistema za programiranje: -baziran na interaktivnom radu izme ñu računara i projektanta; - razvijen u programskom jeziku FORTRAN

74


Sistemi za poluautomatizovano programiranje NUMM Karakteristike sistema: -koriste različite računarske i operativne sisteme ; -koriste različite programske jezike i razli čite jezike upravljačkih jedinica NUMM; -različit stepen automatizacije;

5.3. Programiranje merenja van radnog prostora NUMA- Eksterno programiranje Sistemi za automatizovano programiranje NUMM – SAP NUMM


Sistemi za automatizovano programiranje NUMM – SAP NUMM Primeri: č čka); -NCMES (VDI Nema k a); -METROLOG (Zeiss Nema ka); ka); č č -SCAI-CNC ( Oliveti Italija); -HELP (DEA Italija); -MIKRON (Rusija);

5.3. Programiranje merenja van radnog prostora NUMA- Eksterno programiran programiranje je

Izvorni program sadrži: -opšte instrukcije; geometrijske instrukcije za opis obradka; tehnološke instrukcije; instrukcije za kretanje merne glave i instrukcije vezane za analizu izmerenih podataka; Procesor sistema definiše upravljačke instrukcije u neutralnom formatu (GMDATA); Postprocesor vrši prilago ñavanje za konkretnu upravljačku jedinicu NUMM;

5.3. Programiranje merenja van radnog prostora NUMA- Eksterno programiranje Primer: Deo za merenje i izvorni program u simboli čkom jeziku NCMES

5.3. Programiranje merenja van radnog prostora NUMA- Eksterno programiran programiranje je Primer: Primer : Izvorni program NCMES PARTNO/TEST naziv MACHIN/NC11 mašina CLDIST/3 siguronosno odstojanje odstojanje čki sistem SYST/METR metri TOLNO/23401 metrni pipak MANMES/M1,M2,M3,BIND,Z XW=LINE/M1,M2 YW=LINE/M3,ATANGL,XW,90 TRANS/XW,YW,0 RAPID GOTO/(P1=POINT/-10,10,15) MESUR/A,0,10,15 GOTO/P1 GOTO/-10,10,40 GOTO/90,10,40 GOTO/(P2=POINT/90,10,15) MESUR/B,80,10,15 RAPID GOTO/P2 GOTO/90,10,100 DISTL/L1,A,B PRINT/NORM,L1 FINI

75

5.3. Programiranje merenja van radnog prostora NUMA- Eksterno programiranje Uopšteni model CAD/SAP NUMM

76


7.0 SISTEMI ZA NADZOR I DIJAGNOSTIKU

Uvodne napomene • Definicije termina:

• Nadzor: nadgledanje – pra enje enje vrednosti ć ć neke fizi ke ke veli i ne; č č č čine; • Dijagnoza : : prepoznavanje i utvr ivanje ivanje ñ ñ odre e ñ ñene ne pojave po njenim bitnim simptomima tj. karakteristikama; • Dijagnostika : : postupak dijagnoze; č č ñ ñivanja • Terapija : : propisivanje na ina ina uskla i vanja ili ako je mogu ene ene pojave, ili ć će ublažavanja uo č č bar prisutnih neželjenih posledica.

Uvodne napomene Imajući u vidu definicije nadzora i dijagnostike, u slučaju alata reč je o nadgledanju – pra ćenju njegove dimenzije, tj. promene dimenzije zbog habanja (TLM-Tool Life Monitoring ) ili loma ( TBRm ože nastati u Tool Brucakage Recovery), koji može okviru procesa obrade, ili zbog kolizije. Kad je u pitanju radni predmet, reč je takoñe o nadgledanju – pra ćenju njegove dimenzije (tu funkciju imaju MK sistemi), kao i nadgledanju njegovog prisustva i eventualno prepoznavanju radnog predmeta. Zato se ovi sistemi izlažu u temi sa nazivom PREPOZNAVANJE PREDMETA OBRADE.

Sadržaj 7.1 Uvodne napomene 7.2 Sistemi za nadzor i dijagnostiku alata 7.2.1 Metode sistema za nadzor i dijagnostiku 7.2.2 Metode merenja otpora rezanja 7.2.3 Primeri izvedenih rešenja 7.3 Sistemi za nadzor i dijagnostiku radnog predmeta 7.3.1 Sistemi za prepoznavanje prisustva/odsustva predmeta 7.3.2 Sistemi za prepoznavanje predmeta

Uvodne napomene Kao što je kod merno-kontrolnih sistema bila podela prema objektu merenja, tako se i u ovom slu čaju SISTEMI ZA NADZOR I DIJAGNOSTIKU (zbog značajne razlike primenjene koncepcije i konstrukcije) dele, i razmatraju u okviru dve grupe: - Sistemi za nadzor i dijagnostiku alata - Sistemi za nadzor i dijagnostiku radnog predmeta

1. Sistemi za nadzor i dijagnostiku alata

Nadzor i dijagnostika alata vrši se na osnovu praćenja njegovog stanja. Nadzor i dijagnostika se izvodi odreñenim merno-kontrolnim operacijama.

77

1. Sistemi za nadzor i dijagnostiku alata .


Merenje u okviru obradnog sistema, taktilnom metodom (izloženom kod merno-kontrolnih m erno-kontrolnih sistema) može dobiti oblik praćenja stanja alata, ako odgovaraju ći sistem „pamti“ sve prethodne dimenzije i upore ñuje ih te time postaje sistem za nadzor i dijagnostiku habanja i/ili loma alata.

1. Sistemi za nadzor i dijagnostiku alata Opti ki merno-kontrolni sistem za nadzor habanja ki č č alata


Prva grupa ovih operacija odnosi se na dimenzije alata i izložene se u okviru teme Merno-kontrolni Merno-kontrolni sistemi. I kod njih se može pojaviti slučaj „praćenje stanja alata“, ukoliko se merno-kontrol m erno-kontrolna na operacija izvodi češće, i izmereni rezultati porede. Ovako nešto dolazi u obzir isključivo pri merenju na obradnom sistemu jer je povremena provera stanja alata na posebnom merno-kontrolnom merno-kontrolnom punktu besmislena.


Merenje dimenzija optičkim metodama nije razmatrano u poglavlju poglavlju MK sistemi, jer ima im a malu primenu u praksi, a kada se primeni, koristi se ne samo sam o za merenje dimenzija alata, već i za nadzor.


Opti k čki č i merno-kontrolni sistem za merenje položaja i pra e ćenje ć nje habanja alata

78

1. Sistemi za nadzor i dijagnostiku alata Prvi sistem registruje opti čki trenutno stanje alata, koje uz pore ñenje sa prethodnim, daje dovoljno ta čne informacije o trendu promene, tj. o habanju alata. Drugi sistem predstavlja u neku ruku „profil projektor“, gde se rezultati merenja automatski obra ñuju i prikazuju u smislu trenutnog – aktuelnog položaja vrha alata, kao i njegove promene što zapravo predstavlja funkciju habanja alata u vremenu. Problem kod ovih sistema je naslaga na grudnoj i leñnoj površini.


Metode merenja otpora rezanja


Metode merenja otpora rezanja Pojava porasta komponenti sila, odnosno otpora rezanja koja prati habanje alata, dovela je do razvoja merno-kontrolnih operacija operacija za nadzor stanja alata praćenjem otpora rezanja. Pojedine njegove komponente imaju pri tome različite poraste.


Metode merenja otpora rezanja Relativna promena priraštaja pojedinih komponenti usled habanja u odnosu na po četnu veličinu prikazana je na prethodnoj slici za kriterijum širine pojasa habanja 0,5 mm ili dubinu kratera 0,25 mm. Iako imaju širok pojas rasipanja dobijen eksperimentalno (30% - 270%), ipak je relativan porast komponenti F3 i F2 izraženiji nego kod glavnog otpora rezanja, te se prvenstveno njihovim merenjem vrši indirektan nadzor habanja alata.


Metode merenja otpora rezanja Osim habanja alata na ta čnost dimenzija obradka ima uticaj i pojava mikro lomova, ili čak potpunog loma alata. U takvim slučajevima obavezna je hitna izmena alata. Praćenjem sila rezanja mogu se konstatovati i ove pojave, kod kojih dolazi do naglog lokalnog porasta.

1. Sistemi za nadzor i dijagnostiku alata Metode merenja otpora rezanja Prikaz eksperimentalno odre ñenih veličina pojedinih komponenti otpora rezanja za slu čajeve potpunog i mikro loma.

79

1. Sistemi za nadzor i dijagnostiku alata Identifikacija stanja alata pre enjem otpora rezanja enjem ć ć

1. Sistemi za nadzor i dijagnostiku alata Metode merenja otpora rezanja Kada je reč o TLM funkciji pri kojoj se prati veličina komponente otpora rezanja i u momentu dostizanja neke granične vrednosti konstatuje istrošenost alata, te aktivira potreba njegove izmene, bitno pitanje predstavlja baš poznavanje te granične veličine. Ona može biti zadata na osnovu proračuna ili eksperimentima utvrñene vrednosti, no poteškoće koje sputavaju ovakva izvoñenja nastaju zbog rada alata sa raznim elementima režima rezanja. Za razliku od fiksno postavljene granice otpora rezanja kao kriterijuma identifikacije dopuštenog habanja alata, postoje rešenja kod kojih se ova granica automatski odreñuje na bazi praćenja porasta komponenti otpora rezanja i registrovane početne vrednosti sa novom oštricom alata.

1. Sistemi za nadzor i dijagnostiku alata Metode merenja otpora rezanja

1. Sistemi za nadzor i dijagnostiku alata Strategija identifikacije loma alata i prekida rezanja

Još složeniji slučaj nastaje kada je u pitanju TBR funkcija merno-kontrolnog sistema. I tada se može zadati gornja granična vrednost čije prekoračenje prouzrokuje generisanje signala loma alata. Problem koji se pri tome javlja je sama veličina granične vrednosti, obzirom da alat vrši obradu većeg broja zahvata sa raznim elementima režima rezanja praćenih različitim opterećenjima. Takoñe je moguća pojava lokalnih odstupanja svojstava materijala što uzrokuje povećanje otpora rezanja koja ne smeju biti identifikovana kao lom. Otežavajuću okolnost predstavlja i mogućnost pojave loma alata bez povećanja otpora rezanja, već samo sa naglim padom, što se dešava kod alata sa keramičkim pločicama.

1. Sistemi za nadzor i dijagnostiku alata Metode merenja komponenti otpora rezanja

1. Sistemi za nadzor i dijagnostiku alata Primeri izvedenih rešenja Za kontinualno praćenje stanja alata veći broj izvedenih merno-kontrolnih sistema bazira na merenju otpora r ezanja pomoću piezoelektričnih davača. Firma KISTLER razvila je niz komponenti koje se mogu primeniti u ovu svrhu na obradnim sistemima. Na slici su prikazani neki od njih, i to merna platforma sa četiri piezoelektrična davača (a) pogodna za postavljanje izmeñu osnovne ploče nosača alata i klizača (b). Drugi tip davača bazira na registrovanju elastičnih deformacija uzrokovanih silama rezanja. Takav element postavlja se na obradni sistem, a njegovo mesto odreñuje se razmatranjem konkretne konstrukcije mašine uz eksperimentalnu proveru.

80

1. Sistemi za nadzor i dijagnostiku alata KISTLER komponente MKS za merenje otpora rezanja

1. Sistemi za nadzor i dijagnostiku alata Primeri izvedenih rešenja Firma PROMETEC PROMETEC koristi opisane davače pri izvoñenju modularnih merno kontrolnih sistema za praćenje stanja alata za struganje, bušenje i glodanje. Prateći softver bazira na sistemu WZL razvijenom na TH Aachen. Praćenje habanja alata izvedeno je prema posebnoj strategiji, a otkrivanje loma alata je na osnovu prekoračenja granice od strane merenog otpora rezanja prema slici (a). Ove granične vrednosti gornjeg i donjeg praga obezbeñuju se automatski u zavisnosti od izmerenih vrednosti. Ovo je na primeru jednog zahvata obrade prikazano na slici (b).

1. Sistemi za nadzor i dijagnostiku alata PROMETEC strategija prepoznavanja loma alata

1. Sistemi za nadzor i dijagnostiku alata Primeri izvedenih rešenja Firma KRUP W IDIA takoñe koristi piezoelektri čne davače u svojim konstrukcijama merno-kontrolnih sistema tipa WIDATRONIC za nadzor alata. Različita rešenja, sa funkcijama nadzora koje obezbeñuju, prikazana su na slici. Prateći softver baziran na rešavanju funkcija nadzora prikazanih na drugoj slici primenom odgovaraju će strategije.

1. Sistemi za nadzor i dijagnostiku alata Varijante rešenja sistema za nadzor alata KRUP WIDIA

1. Sistemi za nadzor i dijagnostiku alata Funkcija nadzora alata sistema WIDATRONIC

81

1. Sistemi za nadzor i dijagnostiku alata Nadzor habanja alata pra enjem vremena zahvata enjem ć ć

1. Sistemi za nadzor i dijagnostiku alata ć ć Pra enje stanja alata preko vremena zahvata enje

Najjednostavniji na čin sticanja uvida u habanje alata je registrovanje parcijalnih vremena rezanja, njihovo sabiranje i pore ñenje sa zadatim predvi ñenim vremenom rada - postojanoš ću. Dolaskom do informacije u programu o potrebi novog alata poziva se iz memorije podatak o ukupnom dotadašnjem vremenu rezanja tog alata i izra čunava njegovo preostalo raspoloživo vreme do propisane postojanosti.



Nadzor habanja alata pra enjem vremena zahvata enjem ć ć

Nadzor habanja alata pra enjem vremena zahvata enjem ć ć

Najjednostavniji na čin sticanja uvida u habanje alata je registrovanje parcijalnih vremena rezanja, njihovo sabiranje i pore ñenje sa zadatim predvi ñenim vremenom rada - postojanoš ću. Dolaskom do informacije u programu o potrebi novog alata poziva se iz memorije podatak o ukupnom dotadašnjem vremenu rezanja tog alata i izra čunava njegovo preostalo raspoloživo vreme do propisane postojanosti.

Ukoliko je ono pozitivno, alat se dovodi u radnu poziciju i obrada u okviru tog zahvata nastavlja se po programu. U slučaju kad je postojanost dostignuta, ili prekoračena, generiše se signal o potrebi izmene tog alata i po njenom izvo ñenju nastavlja se obrada. Ovde se može javiti slu čaj dostizanja postojanosti za vreme trajanja zahvata, što se tada ne registruje i obrada se nastavlja do kraja tog zahvata, a izmena alata vrši tek pre slede ćeg.

1. Sistemi za nadzor i dijagnostiku alata Nadzor habanja alata pra e ćenjem ć njem vremena zahvata Primenom ovakve koncepcije nema nikakvih direktnih informacija o dimenziji obradka, nego se ona održava u propisanim granicama pravovremenom izmenom alata. Obzirom da se i u predvi ñenom zadatom vremenu rada jednog alata može javiti razli čita promena njegovog reznog klina usled habanja, to se mogu javiti i ve ća odstupanja dimenzija obradka. Ovo se može eliminisati smanjenjem dopuštenog vremena rada jednim alatom, ali uz pra ćeno povećanje troškova.

1. Sistemi za nadzor i dijagnostiku alata Nadzor habanja alata pra enjem vremena zahvata enjem ć ć Ovakvim postupkom praćenja stanja alata tako ñe se ne dobijaju informacije o njegovom eventualnom lomu, tako da se ovde radi isklju čivo o tzv. TLM sistemu (Tool Life Monitoring system - sistem nadzora veka alata).

82

2. Sistemi za nadzor i dijagnostiku radnog predmeta

Ovi sistemi dele se u dve osnovne grupe: - Sistemi za prepoznavanje prisustva/odsustva predmeta - Sistemi za prepoznavanje (razli čitog) predmeta

2. Sistemi za nadzor i dijagnostiku radnog predmeta

Sistemi za prepoznavanje prisustva/odsustva predmeta Navedeni sistemi baziraju naj češće na FOTO ĆELIJI i služe da aktiviraju odgovaraju ći proces, ako su utvrdili da je predmet prisutan u radnom prostoru.

2. Sistemi za nadzor i dijagnostiku radnog predmeta Sistemi za prepoznavanje predmeta Sistemi čiji je zadatak da aktuelizuju razli čite programe upravljanja u zavisnosti od informacije dobijene na osnovu „prepoznavanja predmeta“. Metode „prepoznavanja“ mogu bazirati na: - Optičkom „prepoznavanju“, utvr ñivanjem prisustva odreñene površine - Kôdnom „prepoznavanju“ b.1) BAR kôd b.2) EPC – Electronic Product Code

83


8.0. TRANSPORTNO SKLADIŠNI SISTEMI (TSS)

1. Uvodne napomene Zadatak ovih sistema je manipulacija odre ñenim objektima, no za razliku od MANIPULACIONIH SISTEMA čiji je zadatak bila "operaciona , ovi sistemi su vezani za manipulacija" . "me u ñuoperacionu ñ operacionu manipulaciju" Na osnovu globalne strukture proizvodnog vremena, očigledan je veliki zna čaj TSS u okviru arhitekture FTs, i to u pogledu fleksibilnosti, proizvodnosti i nivoa automatizacije (što se prvenstveno odnosi na integraciju i komponenti manipulacionih sistema u celokupnu strukturu).

2. TSS za radne predmete Osnovne funkcije ovih sistema su: - povezivanje FTM ili tehnoloških radnih mesta sa skladištem odnosno radnim mestima za pripremu (paletiziranje i depaletiziranje) delova; - meñusobno povezivanje FTM; - formiranje meñusladišta delova; - obezbeñivanje interakcije transport - ostali delovi FTs. Prikazani model transportno skladišnog sistema jasno odreñuje navedene funkcije i njihove meñusobne veze.

Sadržaj 1. Uvodne napomene

2. Transportno skladišni sistemi za radne predmete 3. Transportno skladišni sistemi za alate

1. Uvodne napomene Treba imati u vidu da segment razmatranog proizvodnog vremena, sadrži i druge komponente, npr. "čekanja", koja mogu biti vezana i za MKS, SND, a prvenstveno za celokupnu usaglašenost rada svih komponenti FTs. Na osnovu objekta koji treba transportovati i/ili skladištiti, ovi sistemi se svrstavaju na: - TSS za radne predmete i - TSS za alate.

2. TSS za radne predmete Model transportno skladišnog sistema

84

2. TSS za radne predmete Kod projektovanja i eksploatacije transportno skladišnog sistema u FTs treba respektovati sledeće komponente i njihova moguća rešenja: - palete; - sisteme automatske zamene/izmene paleta sa delovima; - transportna sredstva; - skladišta; - oblik staze transportnog sredstva.

2. TSS za radne predmete

Neka od rešenja transportnih paleta

2. TSS za radne predmete b) Sistemske palete Za razliku od transportnih paleta, u njima se delovi postavljaju tačno u odreñeni položaj. Na taj na čin je moguća primena automatizovane operacione manipulacije. Transportnim sredstvom se paleta dovodi na definisano mesto u okviru FTs, a delovi se robotom ili manipulatorom premeštaju u radni prostor. Savremene sistemske palete su modularne konstrukcije sa podešljivim elementima koji dozvoljavaju iskorištenje njenog prostora i kod raznolikih delova.

2. TSS za radne predmete 1. Palete

Raznoliki oblik delova uslovljava neminovnu primenu paleta. Palete kao nosa či delova mogu se podeliti na: -transportne palete, -sistemske palete i -tehnološke palete .

2. TSS za radne predmete a) Transportne palete U njima ne postoji zakonitost rasporeda delova. Iz ovih paleta paleta delove delove vadi, vadi, ili stavlja stavlja u njih, čovek (izuzetno robot sa vizuelnim sistemom upravljanja). Paleta se doprema blizu radnog mesta transportnim sistemom a daljnji rad je ručni. Primenjuje se kod FTs sa nižim nivoom auto automa matitiza zaci cije je kada kada sist sistem em ima ima auto automa mats tski ki tran transp spor ortt upra upravl vlja jann računar unarom om,, a oper operac acijijuu manipulacije obavlja čovek.

2. TSS za radne predmete b) Sistemske palete

85

2. TSS za radne predmete c) Tehnološke palete

2. TSS za radne predmete c) Tehnološke palete

Na ovim paletama se postavljaju i stežu delovi (paletiziraju) na posebnom radnom mestu, na način koji dozvoljava da se ona preda manipulacionom sistemu palete na obradnoj stanici i automatski postavi i stegne u radnom prostoru mašine. Na paleti sa delom se odvija tehnološki pr oces. Primena tehnoloških paleta znatno smanjuje pomoćna vremena na radnom mestu, povećava proizvodnost i obezbeñuje tačno i brzo postavljanje delova u r adnom prostoru. Nedostatak ovih paleta je povećanje proizvodnih troškova paleta i elemenata za stezanje. Tehnološke palete se najčešće koriste za prizmati čne delove, pre svega srednjih i velikih dimenzija.

2. TSS za radne predmete c) Tehnološke palete -primer stazanja pripremka

2. TSS za radne predmete č č 2.Sistem za automatsku zamenu paleta - izmenjihva i i paleta (tehnoloških) Ovi sistemi obezbeñuju minimalno vreme zamene, tačno i čvrsto stezanje palete na radnom stolu mašine alatke. Pored toga ima mogućnost automatskog upravljanja iz upravljačke jedinice mašine na bazi programa. Ovaj sistem povezuje mašinu sa centralnim transportnim sistemom. Drugi način je povezivanje ovog sistema sa meñuskladištem (magacinom) paleta. Sistemi za automatsku zamenu paleta su tipični podsistemi kod obradnih centara za obradu prizmatičnih delova. delova. Obradni centri u ovom slučaju imaju jedan radni sto sa stezačem paleta na kojem se zamena odvija pomo ću dva manipulaciona stola, ili jednog duplog manipulacionog stola.


Za postavljanje delova u sistemske palete kao i pričvršćivanje delova na tehnološke palete u FTs postoje posebna radna mesta. Delovi se iz transportnih paleta premeštaju na sistemske i tehnološke palete ru čno. Pri paletizaciji jednostavnih delova u sistemske palete se u najmodernijim FTs FTs primenjuju roboti sa vizuelnim sistemom prepoznavanja.

2. TSS za radne predmete č č 2.Sistem za automatsku zamenu paleta - izmenjihva i i paleta (tehnoloških)

Sistem sa dva manipulaciona stola se primenjuje u raznim varijantama. Osnovna izvedba ima dva manipulaciona stola locirana na dva kraja kliza ča za X-osu po kojem se pomera okretni sto. Na manipulacionim stolovima i radnom okretnom stolu su voñice za paletu.

86



č č 2. Sistem za automatsku zamenu paleta - izmenjihva i i paleta (tehnoloških)

č č 2. Sistem za automatsku zamenu paleta - izmenjihva i i paleta (tehnoloških)



Obradni centar sa izmenjiva čem paleta

Varijante Varijante zamene tehnoloških paleta



- Automatska zamena radnog predmeta

Način zamene palata Prostor mašine i zaštitne kabine

Prostor izmenjiva ča paleta

Leva paleta

Mesto operatora

Desna paleta Komandna tabla

87

2. TSS za radne predmete č č 2. Sistem za automatsku zamenu paleta - izmenjihva i i paleta (tehnoloških)

2. TSS za radne predmete č č 2. Sistem za automatsku zamenu paleta - izmenjihva i i paleta (tehnoloških)

Kod sistema sa magacinom paleta se paleta sa gotovim delom (izradkom) pomeri sa radnog stola na prazno mesto u magacinu, magacin se zaokrene za jedno mesto. Nakon toga paleta sa pripremkom se pomeri na sto mašine. Manipulacioni dupli sto se primenjuje samo za zamenu paleta u magacinu. Oblik i veli čina magacina su različiti (kružni, ovalni, uzdužni u odnosu na kliza č mašine, ili poprečni) sa četiri, osam ili većim broja mesta.



3. Transportna sredstva

3.Transportna sredstva

Najznačajnija transportna sredstva su: - valjčasti transporteri - šinska vozila - automatski voñena vozila - induktivno voñena vozila - viseće transportne staze (kranovi – mostne dizalice) - regalni transporteri

a) Valj a sti transporteri časti č Objekt transporta (paleta) se kre će preko valjaka postavljenih u nosa če koji čine stazu. Pogon je pojedina čni u vidu motora na pojedinim valjcima, ili centralni najčešće preko lanaca i lan čanika na valjcima. Ovakav transporter može imati i funkciju meñuoperacionog uoperacionog skladišta. Osnovni nedostatak je mala fleksibilnost.





b) Šinska vozila Šinska vozila mogu biti sa autonomnim ili zajedni čkim pogonom. Ovaj transportni sistem ima i funkciju meñuoperacionog skladišta bez zahteva za posebnu površinu. Automatsko povezivanje sa NUMA, ili nekim drugim radnim mestom je pomo ću robota kao manipulacionog sredstva. Fleksibilnost sistema obezbeñuje sistem skretnih šina.

b) Šinska vozila

88





c) Automatski vo ena vozila ena ñ ñ Način voñenja koji se ovde primenjuje je prema optičkom ili magnetnom principu praćenja postavljene staze. Loša osobina optički voñenih vozila (npr. bela linija na podu) je problem održavanja potpune čistoće, što je u FTs dosta teško. Slični problemi se javljaju i kod vo ñenja po magnetnom tragu, gde se smetnje javljaju zbog prisustva metalnih čestica na tragu (npr. strugotine).

d) Induktivno vo e na vozila ñena ñ

Ovim vozilima se upravlja signalima iz provodnika smeštenog u podu, po principu magnetne indukcije. Vozilo se, pra ćenjem signala u žici, kreće po predvi ñenoj putanji.




3.Transportna sredstva ñ ñ d) Induktivno vo ena vozila ena

Princip induktivnog voñenja

U sklopu pogonskog točka se nalaze: servo-motori za pogon i zakretanje, odgovarajući prenosnici i antena sa dva kalema. U sklopu točka se mogu nalaziti i granični prekidači za regulisanje brzine kretanja pri različitim uglovima zakretanja. Pri kretanju vozila, detektuje se magnetno polje pomoću antene pozicionirane iznad žice za vo ñenje. Signal se prenosi do jedinice za upravljanje vo ñenjem vozila, gde se porede intenziteti magnetnog polja iz oba senzorska kalema. Ako se uoči razlika, generiše signal za aktiviranje servo-motora za zakretanje, kako bi se vozilo usmerilo levo ili desno. Osetljivost sistema za zakretanje se povećava sa udaljavanjem antene od pogonskog točka. Maksimalni ugao zakretanja za vozila koja se mogu kretati napred i nazad je približno 60-70 stepeni.



3.Transportna sredstva ñena ñ d) Induktivno vo e na vozila

ñena ñ d) Induktivno vo e na vozila

Prednost induktivno voñenih vozila je velika fleksibilnost dispozicije transportnih staza i stanica koje se mogu jednostavno menjati, produžavati, skra ćivati i na taj način stvoriti fleksibilnu vezu izmedju mesta postavljanja mašine i transportnog sredstva.


Ostale prednosti su: - odstustvo šina omogućuju lakše kretanje; -povećanja kapaciteta transporta se jednostavno rešava uvoñenjem novih vozila; - mogućnost ručnog upravljanja; - sigurnost pri radu i mala bučnost; -mogućnost transporta izmeñu prostora različitog nivoa;

89











e) Kranovi - mostne dizalice

f) Regalni transporteri

Slične prednosti kao i induktivno voñena kolica imaju i kranovi. Radi se, pre svega, o mogu ćnosti proizvoljnog rasporeda mašina i drugih radnih mesta, sa mogućnošću promene rasporeda, ili uvoñenja novih mašina. Probleme predstavlja tačno pozicioniranje na mašinama ili tehnološkim stanicama.

Predstavljaju sredstva koja povezuju transportni i skladišni sistem ili preuzimaju i ulogu transportnog sistema. To su po pravilu tzv. regalne dizalice. Njihovom primenom se postiže visoko iskorišćenje proizvodnog prostora. U slučaju izvoñenja i zadatka transporta, ova sredstva se vode prema nekom od prethodno navedenih principa (opti čki, magnetni, indukcioni).



ñenje ñ g) Pore e nje transportnih sredstava

4.Skladišta To su sistemi za odlaganje delova nakon izvedene obrade. Imajući u vidu vremenski tok materijala u proizvodnom procesu, skladišta mogu biti: - decentralizovana (meñjuskladišta); - centralizovana (skladišta). Decentralizovana skladišta predstavljaju u neku ruku "magacine" delova, locirane u neposrednoj blizini obradnog sistema. Pojavljuju se u obliku: - višepozicionih okretnih stolova; - linijski postavljenih staza paleta; - sistemskih paleta; - lančastih magacina; - regala.

90



4. Skladišta

4. Skladišta

Centralizovana skladišta u okviru FTS predstavljaju sisteme za odlaganje paleta sa delovima nakon celokupne obrade, i po pravilu su regalnog tipa i snabdeveni regalnim transporterom. U njima mogu biti smešteni i pripremci na paletama.



4.Skladišta

4.Skladišta



4.Skladišta

5. Oblik staze transportnog sredstva

Kod do sada realizovanih FTs su prisutni slede ći oblici (strukture) staza transportnih sredstava: - sa pravolinijskim kretanjem delova (paleta); - sa grananjem transporta; - sa zatvorenim (kružnim) tokom delova; - razuñene - proizvoljne strukture.

91

2. TSS za radne predmete 5. Oblik staze transportnog sredstva

a) Pravolinijske staze kretanja delova Ova izvedba strukture se primenjuje često kod manjih FTS. Transportno sredstvo se tada kreće paralelno izmeñu centralnog skladišta i tehnoloških radnih mesta. U ovakvom rešenju kao transportna sredstva najčešće su regalni transporteri. Oblik izvedenih varijanti ove osnovne strukture zavisi od rešenja meñuoperacionih skladišta i tehnoloških mesta.


2. TSS za radne predmete 5.Oblik staze transportnog sredstva a) Pravolinijske staze kretanja delova



5.Oblik staze transportnog sredstva

b) Staze sa grananjem transportnog toka

b) Staze sa grananjem transportnog toka

Ovakva rešenja predstavljaju nadgradnju prethodne (pravolinijske) strukture. Kod njih se na glavni transportni tok nadovezuju pojedine dodatne grane. Oko tih grana se grupišu slične NUMA sa pratećim komponentama.





c) Zatvoreni (kružni) tok transporta


Palete sa delovima se kod ove koncepcije kreću po tzv. kružnom ili zatvorenom toku sa stanovišta transportnog toka. Karakteristika ovakvog rešenja je veliki transportni kapacitet.

92




d) Razu e na (kompaktna) struktura transporta ñena ñ U ovom slučaju je oblik staza u potpunosti prilago ñen rasporedu tehnološke opreme, koji može biti veoma različit (iz odreñenih opravdanih razloga). Transportna sredstva su u takvim rešenjima po pravilu induktivno vo ñena vozila. Dobra strana ovakvih struktura je davanje prednosti prostornog toka materijala u tehnološkom smislu, a nedostatak je izražen povećanjem proizvodnog prostora. Ovakva varijanta omogućuje najlakšu integraciju sa sistemom za transport alata.



5. Oblik staze transportnog sredstva ñena ñ d) Razu e na (kompaktna) struktura transporta

5. Oblik staze transportnog sredstva ñena ñ d) Razu e na (kompaktna) struktura transporta

3. TSS za alate

3. TSS za alate

Ovi sistemi imaju zadatak da snabdevaju NUMA (u ovkiru FTs), odnosno njihove magacine, alatima i to prvenstveno u slučaju: - neispravnosti postojećeg alata, zbog njegove pohabanosti, ili loma - prelaska na obradu novog radnog predmeta, naravno u oba slu čaja ako odgovaraju ćeg alata nema u višepozicionom nosaču ili magacinu.

Imajući u vidu da se ovakvi sistemi primenjuju prvenstveno kod viših nivoa FTS njihovoj strukturi se može pridružiti i s ama priprema alata. U takvom konceptu su zadaci razmatrnog sistema sledeći: - Priprema alata: Obuhvata pripremu pojedinih elemenata alata (držač, pomo ćni elementi, rezni deo – plo čica i sl.), sastavljanje alata od elemenata, kodiranje alata i davanje informacije o pripremljenosti alata. - Priprema sistema alata prema zahtevima upravljačkog sistema i izlaz iz skladišta - Ulaz alata u skladište alata i njegovo skladištenja - Umetanje - stavljanje alata u m agacin alata mašine - Transport korištenih alata na radno mesto za pripremu alata - Obnova alata, demontaža ili njegovo eliminisanje.

93

3. TSS za alate Na osnovu prethodnog razmatranja sledi da je osnovni cilj ovog sistema da obezbedi odgovaraju ći ispravan alat za obradu radnih predmeta. U tu svrhu je potrebno razmotriti i na adekvatan način rešiti niz pitanja kao: - strategija zamene alata; - kodiranje alata; - automatska zamena alata; - transport alata i - skladištenje alata. alata.

3. TSS za alate 1.Osnovne strategije koriš e nja i zamene alata ćenja ć a) Potpuno iskoriš ć ć enje alata enje Pri ovoj strategiji svaka mašina je snabdevena svim potrebnim alatima i njih može koristiti sve do njihove granice habanja ili eventualne pojave loma. U jednoj FTs visokog nivoa, ovakva koncepcija zahteva veliki broj (velike rezerve) alata.

3. TSS za alate

3. TSS za alate Šema toka alata u FTs

3. TSS za alate 1. Osnovne strategije koriš e nja i zamene alata ćenja ć b) Šaržiranje (dostavljanje u serijama) Alati se u ovom slučaju dostavljaju obradnom sistemu samo na odreñeni period (kad su neophodni). Sve drugo vreme alati su na raspolaganju drugim obradnim sistemima. Alati se dostavljaju grupno, tj. ceo skup alata zajedno.

3. TSS za alate

1. Osnovne strategije koriš enja i zamene alata enja ć ć c) Kontinualno dopunjavanje alata

1. Osnovne strategije koriš e nja i zamene alata ćenja ć d) Iskoriš e nje istog nivoa ćenje ć

Obradni sistem nije u ovom slučaju snabdeven ć se oni na svim potrebnim alatima, ve odgovarajući zahtev dostavljaju, i to pojedinačno.

Imajući u vidu prvenstveno kriterijum habanja, alati se dostavljaju obradnom sistemu na kojem još uvek mogu biti koriš ćeni.

94

3. TSS za alate 1. Osnovne strategije koriš ć ć enja i zamene alata enja e) Strategija slobodnih i blokiranih (zauzetih- rezervisanih) alata

Iz centralnog skladišta se "slobodni" alati mogu distribuirati na bilo koje obradne sisteme, a "blokirani" samo na odre ñene.

3. TSS za alate 3. Automatska zamena/izmena alata Uslov automatizovanog transporta alata je opremljenost obradnog sistema manipulacionim sistemom za alat a njegova rešenja zavise od tri komponente: čan • Radni magacin nosi nosi alate i direktno učestvuje u radnom ciklusu. Tipi predstavnik radnih magacina su revolverske glave (višepozicioni nosa či alata) • Pomo Pomoćni magacini se primenjuju samo u kombinaciji sa spoljašnjim. Njihov zadatak je da drže alate u pripravnom položaju za stezanje u nosač alata. Pomoćni magacini se realizuju kao namenski manipulatori sa automatskim stezanjem i otpuštanjem alata. Za vreme radnog ciklusa mašine, priprema se slede ći alat iz spoljašnjeg magacina u položaj za stezanje u glavno vreteno. • Spoljašnji magacini magacini skladište veliki veliki broj alata (i nekoliko stotina). Alati se u radni položaj dovode direktno, ili pomo ću pomoćnog magacina.

3. TSS za alate 4. Transport alata Osim navedene koncepcije, moguće je primeniti i transport celih magacina alata koji pripadaju odgovaraju ćem obradnom sistemu. Nedostatak ove koncepcije je znatna masa izmenljivih magacina, mala brzina transporta i manipulacije i mali kapacitet (20-40 alata). Ovaj sistem transporta se primenjuje u manjim FTS u kojem su instalisane slične ili iste mašine sa ustaljenim spektrom delova.

3. TSS za alate 2. Kodiranje alata Da bi jedan TSS za alate mogao ispravno funkcionisati, moraju se prepoznavati alati, ne samo po vrsti, nego i svaki pojedinačno. Zbog toga je potrebno posebno obeležje, tj. pridruživanje alatu odgovaraju će identifikacione oznake, oznake, il i kodiranje. Postoji nekoliko na čina za to: • kodnim prstenovima smeštenim na drža držaču alata. Razli čiti raspored tih prstenova daje kod za prepoznavanje alata • fotoelektri fotoelektričnim elementima smeštenim u zadnji deo drža ča alata. Ovaj element čini specijalna plo čica u kojoj je, u BCD (Binar Code Decads) kodu definisan alat. Kapacitet plo čice je 10 podataka. Pri tome je uobi čajeno da se podaci odnose na: sam držač, vrstu i veličinu alata, položaj vrha alata itd. • programab programabilnim ilnim čipovima u držaču alata. Oni su ugrañeni od proizvodjača držača alata, a njihov sadržaj se kreira programira od strane korisnika

3. TSS za alate 4.Transport alata Transport alata u FTs se realizuje razli čitim sredstvima. Najčešće korišćena su induktivno voñena vozila sa transportom alata u paletama. Prednost ovog načina je što se za transport koristi zajedničko vozilo kao i za delove. Posebnu vrstu čine specijalizovani transporteri alata koji su rešeni kao portalni sistemi sa robotom. Ovo ima smisla primeniti u okviru grupe mašina koje koriste iste alate.

3. TSS za alate 5. Skladištenje alata Na izvedenim FTS se primenjuju dva na čina skladištenja alata: - decentralizovan; - centralizovan.

95

3. TSS za alate

3. TSS za alate Decentralizovano skladištenje alata

5. Skladištenje alata

Kod decentralizovanog sistema skladištenja svi potrebni alati se skladište pored pojedinih NUMA. Za ovo rešenje su najbolja linearna skladišta u kojima se može smestiti nekoliko stotina alata. Nedostatak je niže iskorišćenje alata u odnosu na centralizovan sistem skladištenja.

3. TSS za alate 5. Skladištenje alata

3. TSS za alate Centralizovano skladištenje alata

Centralizovano skladištenje integriše centralnu pripremu alata za ceo FTS . Prednost je centralizovana organizacija organizacija i visoki nivo korišćenja alata, povezivanje sa pripremom i mogu ćnost transprota alata i delova istim transportnim sredstvom. Nedostatak su relativno dugi transportni putevi.

96

FTN - DPM - Lama Predmet: FTS I. Sarajevo, decembar 2010.

9.0 UPRAVLJAČKO RAČUNARSKI SISTEMI (URS) u okviru FTs

Sadržaj 9.1. UPRAVLJANJE NA NIVOU MAŠINE 9.2. UPRAVLJANJE NA NIVOU FT MODULA I FT Ć ELIJE ELIJE č čkom 9.2.1. Upravljanje FT modulom uprvlja kom jedinicom NUMA (ili robota) č čunarom narom 9.2.2. Upravljanje posebnim mikrora u č čke 9.2.3. Višeprocesorske upravlja ke strukture ć č čunarskoj narskoj 9.2.4. Upravljanje FT elijom elijom u lokalnoj ra u mreži 9.3. UPRAVLJANJE NA NIVOU FTS a) Zvezdasta struktura b) Linijska struktura c) Struktura po principu LAN

1. Uvod

UPRAVLJANJE NA NIVOU MAŠINE

Razmatranje upravljanja odnosi se na pojedine nivoe AFT struktura prema sl.1.

Informacioni tok kod NU (NC) upravljanja mašinama alatkama prikazan je na slici

Sl. 1. Nivoi AFT struktura

UPRAVLJANJE NA NIVOU MAŠINE Upravljačka jedinica kod kompjuterskog (računarskog) numeri čkog upravljanja (KNU, CNC) sadrži kao centralni element procesni mini računar

UPRAVLJANJE NA NIVOU MAŠINE Kompjutersko numeričko upravljanje, pored niže nabavne cene zahvaljuju ći softverskoj obradi upravlja čkih informaciju u okviru mini ra čunarske jedinice, pruža daleko ve ću fleksibilnost za primenu. Pri tome posebno treba istaći:

mogućnost direktnog programiranja na mašini , mogućnost korekcija programa kroz komuniciranje (editiranje), memorisanje više programa, daleko šire mogućnosti u pogledu

automatskog definisanja upravljačkih informacija za karakteristične cikluse obrade , dijagnostiku i slično.

97

UPRAVLJANJE NA NIVOU FT MODULA I FT ELIJE ELIJE Ć

Ć UPRAVLJANJE NA NIVOU FT MODULA I FT ELIJE ELIJE

Za definisanje načina i strukture upravljanja na nivou FTM i FT Ć od značaja su: • broj i složenost upravljanih funkcija; • upravljačke jedinice osnovnih komponenata kom ponenata FTs (mašina alatki, robota, mernih mašina, AV - kolica itd.); • način grupisanja modula u složenije FTs FT ćelije;

I pored velike šarenilosti postojećih načina upravljanja FT modulima i ćelijama, kao i dinamike njihovog usavršavanja, moguće je izdvojiti četiri osnovna tipa (strukture): •upravljanje FT modulom upravlja čkom jedinicom NUMA ili robota; •upravljanje posebnim mikroračunarom (FTM eventualno FTĆ); •višeprocesorske upravljačke strukture (FTĆ, eventualno FTM); •upravljanje FT ćelijom u lokalnoj ra čunarskoj mreži.

č č Upravljanje FT modulom upravlja kom jedinicom NUMA (ili robota) kom

Upravljanje FT modulom upravlja k om jedinicom NUMA (ili robota) č čkom

Ovaj pristup upravljanja po čiva na značajnim i veli veliki kim m mogu mogućnost nostim imaa savr savrem emen enih ih CN CNC C upravljačkih jedinica, koje kroz ulazno-izlazne kanal kanalee upra upravl vlja janj njaa maši mašina nama ma,, robo robotitima ma i drug drugim im peri perife fern rnim im sist sistem emim imaa i regi registr struj ujuu informacije o bitnim stanjima u FT modulu.

Upravljanje posebnim mikrora č č unarom unarom

Primenjuje se u slu čaju povećanih zahteva u pogledu upravljanja na nivou FT modula ili eventualno FT ćelije. Često se primenjuje struktura upravljanja različitih nivoa: NC, CNC, PLC,....

Osnovne karakteristike ovog načina upravljanja su: • prenos podataka izmeñu upravljačke jedinice NUMA i drugih komponenata; • prenos upravlja upravljačkih i kontrolnih signala od upravljačke jedinice ka drugim upravljanim ureñajima; • memorisanje memorisanje programa programa u upravlja upravljačkoj jedinici. Ako u FT modulu postoje i druge programiraju će komponente, npr. robot, paletni sistem itd., one imaju svoje programe a glavna upravlja čka jedinica NUMA obezbeñuje start i indikaciju programa drugih komponenata FT modula.

Upravljanje posebnim mikrora unarom unarom č č

Šema ovakvog sistema je prikazana na slici.

Sl. 4. Upravljanje posebnim mikrora unarom unarom č

98

Upravljanje posebnim mikrora u č čunarom narom Osnovne karakteristike upravljanja posebnim mikroračunarom: – prenos podataka iz mikroračunara u upravljačke jedinice NUMA, robota, paletnog sistema. Suprotni prenos se ne primenjuje. primenjuje.

Povratni prenos se primenjuje samo za podatke koji govore o stanju u FT strukturi; – memorisanje programa i njihova distribucija iz centralnog mikrora čunara.

Višeprocesorske upravlja č čke k e strukture

• Radi se o paralelnom prenosu podataka, adresa i komandnih signala izme ñu proizvoljnih komponenata koje su priklju čene na sabirnicu. • Komunikacijom kroz zajedničku sabirnicu upravlja ra čunar.

Višeprocesorske upravlja k e strukture č čke

Primenjuju se ako u FT modulu, ili u FT Ć postoje komponente koje zahtevaju dvosmerni prenos podataka (npr. vizuelni senzori za prepoznavanje objekata manipulacije kod robota). Koncipira se upravlja čki sistem kao kompleks sa zajedni čkom memorijom i sabirnicom adresa i podataka.

Višeprocesorske upravlja k e strukture č čke Blok šema višeprocesorskog sistema upravljanja FT modula ili FTĆ, prikazana je na slici.

č Ć Ć Blok sema višeprocesorske upravlja ke strukture kod F TM ili F T ke

Višeprocesorske upravlja č čke k e strukture Karakteristike višeprocesorske upravljačke strukture su: •dvosmerni prenos podataka izmeñu upravljanih komponenti; •memorisanje programa u centralnoj memoriji; •distribucija programa centralnim procesorom; •mogućnost komunikaicje sa nadreñenim računarom; •mogućnost korekcije programa na bazi informacija dobijenih od senzora; •razvijen sistem komunikacije sa operaterom (alfanumerički, eventualno grafički terminali).

ć č čunarskoj narskoj mreži Upravljanje FT elijom elijom u lokalnoj ra u

Razlikuje se od višeprocesorske upravlja čke strukture u tome što upravlja čke jedinice pojedinih komponenata (mašina, robot, paletni sistem itd.) ne komuniciraju meñusobno preko zajedničke memorije, ve ć ć č ine ine nezavisne ra č čunarske u narske sisteme (upravljački sistem ima multira čunarski karakter a ne multiprocesorski).

99

Upravljanje FT elijom elijom u lokalnoj ra u ć č čunarskoj narskoj mreži

Informaciono-upravljačke funkcije u okviru sistema se dele isto kao kod strukture sa zajedničkom sabirnicom. Ako je meñusobna komunikacija u okviru lokalne računarske mreže, pojedine upravljačke jedinice NUMA, robota, AV kolica, imaju specijalni komunikacioni modul preko kojeg upravlja čka jedinica postaje satelit računarske mreže.

UPRAVLJANJE NA NIVOU FTS

Osnovne koncepcije upravljanja FTS su na bazi tzv. direktnog numeri čkog upravljanja DNU (DNC), a kod kompleksnijih k ompleksnijih sistema se upravljanje povezuje povezuje u tzv. lokalnu računarsku mrežu (LAN - Local Area Network).

Upravljanje FT elijom elijom u lokalnoj ra unarskoj unarskoj mreži ć č č

Šematski prikaz ovakvog sistema dat je na slici.

UPRAVLJANJE NA NIVOU FTS č čko Direktno numeri ko upravljanje DNU (DNC) podrazumeva istovremeno ONLINE centralizovano upravljanje sa više NU mašina alatki, sa jednog mesta, odnosno pomoću centralnog računarskog sistema.

Principijelna koncepcija DNU sistema



U ukupnoj strukturi DNU sistema prisutne su slede će funkcionalne celine: • centralni centralni procesn procesnii računarski sistem sa centralnom jedinicom, jedinicom perifernih memorija i ulaznoizlaznim jedinicama (U/I) – koji može biti povezan i sa računarskim sistemom višeg nivoa; • moduli za povezivanje povezivanje centralnog centralnog računarskog sistema i NU mašina, uslovno nazvan DNU modul; • NU mašine alatke sa svojim mašinskim, pogonskim i mernim sistemom. U okviru DNU modula prisutne su slede će komponente: č čki I) DNU dodatak, (II) upravlja I) ki segment, ( (III) segment za prilagodjavanje.

Upravljački segment, odnosno upravljanje može biti realizovano u vidu: • konvencionalnog numeričkog upravljanja (NU), sa BTR (Behind Tape Reader) principom rada , u kojem se pri prenosu upravljačkih informacija od računara zaobilazi čitač trake; • rezidentnog NU modula (MTC – Machine Tool Controller), odnosno nekonvencionalnog neposrednog upravljanja. Kod rezidentnog NU modula je odre ñene funkcije kao što je dekodiranje, izračunavanje korekcije, pomoćne funkcije i sl., za razliku od NU i KNU, preuzeo centralni računar; • kompjuterskog numeričkog upravljanja (KNU), sa BTR principom rada.

100

UPRAVLJANJE NA NIVOU FTS Osnovni zadaci upravljanja na nivou FTS: 1.0 Područje upravljanja NU programima; 2.0 Područje upravljanja tokom materijala i proizvodnjom 3.0 Područje upravljanja u vezi sa alatom 4.0 Područje izveštavanja

UPRAVLJANJE NA NIVOU FTS 2.0 Područje upravljanja tokom materijala i -

proizvodnjom: Nadzor-kontrola izvršavanja zadatih normativa (nadzor vremena obrade) Praćenje ukupnog sistema i njihovo prikazivanje na displeju Odre Odreñivanje i izdavanje upravljačkih informacija za optimiranje zauzetosti pojedinih komponenti sistema Odre Odreñivanje i optimizacija redosleda obrade, unošenje i startovanje odgovarajućih NU programa, ciklusa zamene paleta i sl.,

UPRAVLJANJE NA NIVOU FTS 4.0 Područje izveštavanja: - Optrećenje mašine, transportno-manipulacionog ... i ukupnog sistema - Statisti Statistički izveštaj o vremenu zastoja ukupnog sistema - Izveštaj o planskom planskom stanju stanju istrošenosti istrošenosti alata - Proračun cene izrade obradka - Plan preventiv preventivnog nog održavanja održavanja - Liste za izmenu izmenu ( setova setova alata u magacinu magacinu na osnovu planskog stanja istrošenosti)

UPRAVLJANJE NA NIVOU FTS 1.0 Područje upravljanja NU programima: - Učitavanja, memorisanje, izdavanje, kopiranje, brisanje i editovanje programa; - Upravljanje katalogom NU programa - Pretraživanje, fiksiranje-blokiranje i deblokiranje programa - Prenos NU programa preko BTR BTR interfejsa u memoriju upravljačke jedinice - Povratni Povratni prenos prenos NU NU programa programa - Izrada Izrada NU programa programa

UPRAVLJANJE NA NIVOU FTS 3.0 Područje upravljanja u vezi sa alatom: - Nadzor vremena vremena rada rada alata u odnosu odnosu na unapred zadatu postojanost - Automatska zamena zamena istrošenih istrošenih alata sa novim novim - Upravljanje Upravljanje sa korekcijskim korekcijskim memorijama, memorijama, prenos korekcionih vrednosti do i od upravlja čke jedinice - Staregija Staregija izmene alata alata po isteku predvi predviñenog vremena rada


Način veze pojedinih upravljanih komponenti k omponenti sa centralnim računarom može biti sledećeg oblika: a) Zvezdasta struktura ; b) Linijska struktura ; c) Struktura po principu LAN

101



Zvezdasta struktura , predstavlja klasičan

Linijska struktura , podrazumeva komuniciranje

način DNU strukture strukt ure upravljanja.

UPRAVLJANJE NA NIVOU FTS Lokalna računarska mreža je po pravilu dovoljno "široka" da obuhvati veći broj raznih radnih mesta, tj. korisnika sa centralnim računarom. Konfiguracija ovakvog sistema upravljanja može biti različita, a u zavisnosti od položaja korisnika u odnosu na nadreñeni računar.

korisnika sa računarom putem zajedničkih komunikacionih veza, prema pojedinim upravljačkim funkcijama, tj. magistralama.


R - računar RS - računar - server RTS - računar - terminal server T - terminal (korisnik)

Varijante strukture LAN koncepcije upravljanja a - zvezdasta; b – kružna; c - linijska; d - kombinovana



Primer kombinovane LAN koncepcije upravljanja Primer kombinovane LAN koncepcije upravljanja sa magistralama

102


Konfiguracija LAN na IPM (Koncepcija rešenja iz 1995. godine)

103


Komponovanje FTs različitog nivoa složenosti

Sadržaj:

10.0 KOMPONOVANJE FT STRUKTURA RAZLIČITOG NIVOA SLOŽENOSTI

Komponovanje FTs razli čitog nivoa složenosti – Uvodne napomene U težnji da se sve aktivnosti u okviru tehnološkog procesa obuhvate obuhvate automatizacijom razvijeni razvijeni su sistemi sa manjim i li ve ćim stepenom integracije – tzv. fleksibilne tehnološke strukture. Ovi sistemi podrazumevaju centralizovano centralizovano upravljanje putem posebnog ra čunarskog sistema kompleksom koga sa činjavaju slede će komponente : - obradni sistem, - manipulacioni sistem, - merno-kontrolni sistem, - transportni i - skladišni sistem. Pri tome ceo kompleks služi za kompletnu obradu odre ñene familije delova, i omogu ćuje optimizaciju celog tehnološkog sistema, a princip upravljanja odgovara DNU.

Komponovanje FTs razli čitog nivoa složenosti – Uvodne napomene ñ ñusobni sobni odnos pojedinih FT struktura Me u

10.1 Uvod 10.2 FTs za obradu rotacionih delova 10.3 FTs za obradu prizmati čnih delova 10.4 FTs u području obrade deformisanjem 10.5 Primeri izvedenih rešenja FTs

Komponovanje FTs razli čitog nivoa složenosti – Uvodne napomene Osnovu fleksibilne automatizacije čini kompjuterski (računarski) numerički upravljana mašina alatka (CNC (CNC). ). Imajući u vidu grupisanje obradaka u dve osnovne grupe na rotacione i prizmatične, može se konstatovati da su za njihovu obradu (sem obrade brušenjem), u današnjem trenutku praktično razvijene dve grupe mašina alatki i to: strugarski obradni centri i obradni centri (za glodanje i bušenje). Najnovija istraživanja pokazuju da je učešće obradnih centara i strugova (uključujući i strugarske obradne centre) u svetskoj proizvodnji vrlo ujednačeno i iznosi nešto preko 30%. Ovde je potrebno još jednom konstatovati da je kod ove dve vrste mašina alatki obezbedjena automatska . manipulacija alatom u toku obrade datog obradka

Komponovanje FTs različitog nivoa složenosti – Uvodne napomene

Ako se, ovako koncipiranoj, mašini alatki doda merno kontrolni sistem i autonomni manipulacioni sistem za manipulaciju predmetom obrade (manipulacija alatima je ve ć ranije rešenja) dolazi se do fleksibilnog tehnološkog modula (FTM). Treba imati u vidu da je upravljanje manipulacionim sistemom na principu KNU ili PC upravljanja. Takoñe treba konstatovati da u okviru FTM postoji autonomno skladište izradaka i magacin alata, a po potrebi i skladište pribora za stezanje izradaka, hvataljki za manipulacioni sistem i sli čno.

104

Komponovanje FTs razli čitog nivoa složenosti – Uvodne napomene

Na osnovu prethodnog može se zaklju čiti da su automatskom manipulacijom obuhva ćeni sledeći radovi: 1. Manipulacija radnim predmetom u okviru FTM, koja obuhvata: – hvatanje pripremka, – hvatanje izradka, – prenošenje pripremka od satelitskog magacina do do mašine, – prenošenje izradka od mašine do satelitskog magacina, – postavlanje pripremka u stezni pribor mašine, – postavljanje izradka u merni pribor, – postavljanje izradka u satelitski magacin;



2.Stezanje obradka na mašini se vrši: – automatskim samocentrirajućim steznim glavama, neposredno; – izme izmeñu povlačnih i obrtnih šiljaka automatski posredstvom konjića, neposredno; – posrednim stezanjem pomoću specijalnih pribora, na prethodna dva načina. ina.

3.Orijentacija pripremka na mašini vrši se automatski


Fleksibilni tehnološki sistem (FTS), za Ako se nekoliko NU mašina (to je naj češće 25) poveže u jednu funkcionalnu f unkcionalnu celinu (koja čini zaokruženost tehnologije) sa odgovarajućim manipulacionim sistemom za alata i predmet obrade, transportnim sistemom i merno – kontrolnim sistemom dolazi se dao fleksibilne tehnološke ćelije (FTĆ).

Komponovanje FTs razli čitog nivoa složenosti – Uvodne napomene Nivo fleksibilnih tehnoloških struktura

razliku od FTĆ, podrazumeva zaokruženost zaokruženost tehnologije proizvoda. proizvoda. Radi se o više istih ili različitih FTĆ i FTM povezanih u funkcionalnu celinu sa automatskim transportnoskladišnim sistemom, sistemom, računarskim prepoznavanjem delova, NU mernom mašinom, senzorskim sistemom za alat, ONLINE optimizacijom režima rezanja, dijagnostikom otkaza itd.

2. FTM za obradu rotacionih delova

U skladu sa ranije konstatovanim u nastavku su definisana koncepciona rešenja FTM za obradu rotacionih delova i to: -na bazi obrade delova tipa vratila iz šipkastog materijala i -obrade delova tipa diska. diska. Koncepciona rešenja su funkcija manipulacionog sistema i meñuoperacionog skladišta. skladišta.

105


2. FTM za obradu rotacionih del ova

Mogeće varijante FTM za pojedine operacije obrade

Prikazane osnovne varijante dozvoljavaju da se na osnovu njih po principu eliminacije pojedinih sastavnih delova do ñe do izvedenih varijanti FT modula odreñene vrste. To se npr. odnosi na magacine pripremaka i izradaka, NU merni sistem i sl. Raspored elemenata unutar FTM prvenstveno je koncipiran da omogući pretežno linijsko komponovanje fleksibilnih tehnoloških struktura višeg nivoa složenosti.


2.1 FTM za obradu rotacionih delova struganjem

U vezi sa prikazanim osnovnim varijantama FTM za obradu odsecanjem neophodno je napomenuti da su one prvenstveno zamišljnene da koriste vertikalno skladište šipkastog materijala sa automatskim izborom i doturom šipke u položaj za odsecanje. To ipak ne isključuje mogućnost korišćenja magacina šipki manjeg kapaciteta sa poluautomatskim doturom šipke.


2.1 FTM za obradu rotacionih delova struganjem 3. Varijanta

2. Varijanta

1. NU strug 2. Portalni manipulator 3. Magacin alata, steznih glava, hvataljki manipul. 4. NU merni sistem 5a. Sistemske palete za delove tipa vratila 5b. Sistemske palete za delove tipa diska 6. Industrijski robot 7. Induktivno vo ñena kolica

5a- Lančasti magacin delova tipa vratila 5b- Lančasti magacin delova tipa diska

106


4. Varijanta

2.1 FTM za obradu rotacionih delova brušenjem .

2. varijanta FTM za obradu brušenjem

2.1 FTM za obradu krajeva rotacionih delova

2.1 FTM za obradu rotacionih delova odsecanjem .

2. varijanta FTM za obradu krajeva

2.2 FTĆ za obradu rotacionih delova

U nastavku se prikazuje komponovanje kom ponovanje FTĆ na osnovu dve NU mašine alatke. Kao primeri karakterističnih rešenja prikazane su FTĆ komponovane od FTM za obradu struganjem. Sem toga, naveden je i jedan primer FTĆ komponovane od FTM za odsecanje i FTM za obradu krajeva. Praktično u ovom primeru se radi o FTĆ za pripremne operacije, odnosno pripremu šipkastoga materijala.

2. varijanta FTM za obradu odsecanjem

2.2 FTĆ za obradu rotacionih delova Varijante FTĆ su praktično funkcije transportnog sredstva. sredstva. Kao transportno sredstvo se koristi: 1.Viseći portalni manipulator; 2.Paletni transporter; 3.Induktivno voñena kolica. Pri prethodnom razmatranju treba imati u vidu da se u okviru FTM mogu koristiri različiti manipulacioni sistemi što povećava mogući broj kombinacija FTĆ na osnovu samo dve NUMA. Iz tog razloga se prethodno ilustruje samo na NUMA za obradu struganjem.

107

2.2 FTĆ za obradu rotacionih delova struganjem


1. varinata:

2. varijanta: TS zajednički višenamenski portalni manipulator

TS viseći portalni manipulator, MS

višenamenski portalni

manipulator



3. varijanta:

4. varijanta: TS paletni transporter; MS višenamenski portalni

TS viseći portalni manipulator, MS industrijski robot

manipulator

2.2 FTĆ za obradu rotacionih delova struganjme

2.2 FTĆ za obradu rotacionih delova struganjme

5. varijanta: TS paletni transporten, MS- višenamenski portalni

6. varijanta: TS induktivno vo ñena transportna kolica; MS industrijski

manipulator; FTM bez meñufaznog skladišta

robot

108

2.2 FTĆ za pripremne operacije obrade rotacionih delova

2.3 FTS za obradu rotacionih delova

1. varija varijanta nta:: TS viseći portalni manipulator; MS vise ći portanmi

Razvijajući dalje komponovanje pojedinih FTM i FT Ć u složenije strukture kao što su fleksibilni tehnološki sistemi (FTS) dolazi se do varijantnih rešenja FTS.

manipulator

Varijantna rešenja odnose se na fiksan sastav u pogledu broja i vrsta FT modula u FT sistemu. To su sistemi namenjeni za obradu rotacionih izradaka u obliku vratila kao složenije tehnološko rešenje u odnosu na obradu diskova. Za razliku od njih dato je samo jedno rešenje sistema namenjenog za obradu izradaka u obliku diska.

2.3 FTS za obradu rotacionih delova

2.3 FTS za obradu rotacionih delova tipa vr atila

I ovde, kod razvoja varijanti suština je bila da se ukaže sa jedne strane na mogu ćnost komponovanja raznih varijanti a sa druge na složenost, odnosno brojnost varijanti. Zato se i ovde pošlo u komponovanju FT sistema od prvih osnovnih varijanti pojedinih FT modula. Može se konstatovati da su varijante FTS u prvom redu funkcije rasporeda komponenti i vrste transportnog sredstva. Sa stanovišta rasporeda komponenti može se grubo posmatrati da postoje dva osnovna rasporeda i to:

1. varijanta: Linijski raspored, TS vise ći portalni manipulator; MS – višenamenski portalni manipulator

1. linijski i 2. kompaktni.

2.3 FTS za obradu rotacionih delova tipa v ratila


2. varijanta: Linijski raspored, TS vise ći portalni manipulator; MS

3. varijanta: Linijski raspored, TS paletni transporter; MS višenamenski

industrijski robot;

portalni manipulator

109



4. varijanta: Linijski raspored, TS induktivno vo ñena kolica; MS

5. varijanta: Kompaktni raspored, TS paletni transporter,MS

industrijski robor;

višenamenski portalni manipulator; FTM bez me ñufaznog skladišta


2.3 FTS za obradu rotacionih delova tipa diska

6. varijanta: Kompaktni raspored, TS induktivno vo ñena kolica; MS

1. varijanta: Linijski raspored, TS vise ći portalni manipulatot ; MS

industrijski robot

2.3 FTS za obradu rotacionih delova tipa v ratila Tok materijala za 3. varijantu FTS

višenamenski portalni manipulator

2.3 FTS za obradu rotacionih delova tipa vr atila Tok materijala za 4. varijantu FTS

110


3.1 FTM za obradu prizmati čnih delova

Tok materijala za 5. varijantu FTS

3.2 FTĆ za obradu prizmati čnih

d elova

3.3 FTS za obradu prizmačtinih delova Linijski raspored komponenti i linijsko skladište paleta

3.3 FTS za obradu prizmati čnih delova Kompaktni raspored komponenti i visokoregalno skladište

3.4 FTM za probijanje i prosecanje Obradni centar za probijanje i prosecanje

111

3.5 Primeri izvedenih rešenja FTM za obradu rotacionih delova

3.5 Primeri izvedenih rešenja FTM za obradu prizmati čnih delova

3.5 Primeri izvedenih rešenja FTĆ za obradu prizmati čnih delova

3.5 Primeri izvedenih rešenja FTM za obradu prizmati čnih delova

3.5 Primeri izvedenih rešenja FTĆ za obradu rotacionih delova

3.5 Primeri izvedenih rešenja FTS za obradu rotacionih delova

112

3.5 Primeri izvedenih rešenja FTS za obradu prizmati čnih delova

3.5 Primeri izvedenih rešenja FTM za probijanje i prosecanje

3.5 Primeri izvedenih rešenja

3.5 Primeri izvedenih rešenja

FTĆ za obradu lima

FTS za obradu lima

113

11.0 IZBOR FLEKSIBILNIH TEHNOLOŠKIH TEHNOLOŠKIH STRUKTURA (vrednovanje FTs)

114


Računarom integrisana proizvodnja - CIM

Sadržaj:

12.0 RAČUNAROM INTEGRISANA PROIZVODNJA - CIM

1. Uvodne napomene

Savremeni tržišni uslovi zahtevaju stalno preispitivanje poslovnih ciljeva i strategija preduzeća i brzo prilago ñavanje novonastalim uslovima. To znači da se aspekt FLEKSIBILNOSTI mora ugraditi u sve nivoe upravljanja i sve poslovne procese. Na taj način poslovni sistem postaje sve složeniji i pove a ć ćava va se potreba za koordinacijom i integracijom poslovnih aktivnosti.

1. Uvodne napomene

1.1 Uvodne napomene 1.2 Pojam CIM sistema 1.3. Modeli CIM sistema 1.4 Od AFT sistema do CIM sistema sistem a i fabrika budućnosti – “fabrika bez ljudi”

1. Uvodne napomene Nove generacije industrijskih fabrika (poslovnih sistema) sa kraja 20. veka treba da poseduju sledeće karakteristike: a. fleksibilnost, b. integrabilnost, c. koordinacija, d. inteligencija.

1. Uvodne napomene Fleksibilnost je jedna od najvažnijih karakteristika savremenih poslovnih sistema.U sistema.U nastvaku se navodi šest segmenata koji su interesentni za razmatranje fleksibilnosti.

115

1. Uvodne napomene 1. Fleksibilnost u izradi i montaži Vidovi fleksibilnosti: -Slučajni redosled dolaženja dolaženja delova delova na pojedine pojedine obradne obradne sisteme sisteme ili montažne stanice predpostavlja da je dobro osmišljena familija delova tako tako da nema nema vrem vremen ensk skih ih gubi gubita taka ka za prip pripre remu mu obra obradn dnog og sistema/montažne stanice bez obzira na redosled dolaženja delova na obradu ili montažu iz jedne familije. -Dalje -Dalje proširen proširenje je fleksibiln fleksibilnosti osti se ostvaruje ostvaruje ako se postojećoj fami familiji liji dodaju novi delovi čime se vrši ublažavanje ograni čenja koja su uvedena pri formiranju familije. Feksibilnost tehnoloških postupaka

-Različiti delovi se obrañuju na pojedinim obradnim sistemima primenom različitih tehnoloških postupaka. -Drugi aspekt ove fleksibilnosti ja da se jedan deo može obra ñivati po različitim tehnološki tehnološkim m postupcima postupcima zavisno od raspoloživi raspoloživihh obradnih obradnih č č promene veli ine ine serije serije koja sistema. sistema. Ukoliko iko dolazi dolazi do promene koja se lansira lansira č fleksibilan sistem treba da zadrži istu jedini nu nu cenu izrade , da zadrži ñ ñ ć nivo produktivnosti ne do e do opadanja stepena iskoriš enja enja i uz to da

1. Uvodne napomene 2. Fleksibilnost procesa projektovanja : :

U okviru okviru osvojen osvojenee (serijsk (serijske) e) proizvo proizvodnj dnjee sistem sistem izmena je stalno prisutan. U konstrukcionom birou se takoñe vrše izmene na crtežima delova (izradaka) ili sklopova koji su već u proizvodnji. Proizvodni pogon treba da je projektovan tako da može može da fleks fleksibi ibiln lnoo reag reaguje uje na sve promene promene iz konstrukcionog biroa.

obradnih sistema.

1. Uvodne napomene

1. Uvodne napomene

3. Fleksibilnost merenja i kontrole kvaliteta

razvoj voja a 4. Fle Fleksib ksibiln ilnost ost raz sistema)

Prvo Prvo je razvij razvijen en fleksib fleksibila ilann koncep konceptt obrade obrade rezanjem, koji je zatim proširen i na druge vrste obrada, obrada, deformisa deformisanjem, njem, zavarivan zavarivanjem, jem, termičkom obradom itd. Pose Posebn bnoo je zna značajna fleksibilno fleksibilnost st kontrole kontrole dimenzija, npr. kao kod mernih m ernih mašina. Ovoo ob Ov obez ezbe beñuje flflek eksi sibi biln lnos ostt me mere renj njaa i kontrole kvaliteta. kvaliteta.

Fleks Fleksib ibililno nost st razv razvoj ojaa fabri fabrike, ke, kao pogo pogona, na, se ogleda u njenom ponašanju u pogledu promena koje nastaju tokom vremena. Te promene se odnose na postoje će komponente i informacioni sistem u odnosu hardvera, hardvera, softvera softvera na onaj koji može da se uvede u budu ćnosti. Potrebe za ovim promenana su sve veće obzirom da se nova ova rešen šenja javl avljaj jaju u sve sve kraćim vremenskim periodima.

1. Uvodne napomene

fabrik fab rike e (proizvodnog

1. Uvodne napomene

5. Fleksibilnost organizacije

6. Fleksibilnost softvera i baze podataka

Organizaciona struktura jedne fabrike treba da bude sposobna da blagovremeno blagovremeno reaguje na sve promen promenee koje koje nasta nastaju ju u relat relativn ivnoo kratko kratkom m vremen vremenuu i da ima organi organiza zacio cionu nu fleksibilnost koja omogu ćava prilagoñavanje raspoloživim resursima, zahtevima tržišta i ostvarivanju povoljnih poslovnih efekata.

Info Inform rmaci acion onii siste sistem m i baza baza poda podata taka ka jednom uspostavljeni u fabrici prilikom promena treba da se . fleksibilno ponašaju To zna znači da tre treba da je mog moguće d a s e u z minimalne minimalne promene u postojećem softveru i u bazi

podataka podataka uspostav uspostavii novi novi informac informacioni ioni sistem sistem sa novim zahtevima. Ne post postoj ojan anje je ove ove flek fleksi sibi biln lnos ostiti mož može da predstavlja usko grlo na današnjem nivou razvoja fleksibilnih tehnoloških sistema.

116

1. Uvodne napomene Integrabilnost ovek,, Čovek

kao kao gosp gospod odar ar svih svih doga dogañaja, aja, je uvek uvek tež težio individulanosti, ali je to bila samo polazna ta čka njegovog njegovog cilja koji se zove integracija. To se ogleda i kod proizvodnje obradnih sistema (mašina alatki alatki), ), kao svojih svojih proiz proizvod voda. a. Tu tako takoñe čini napor napor da sprovede integraciju, jer u nemogućnosti da drži pod svojom kontrolom sve aktivnosti čini napor da jedan deo aktivnosti prenese na svoje proizvode – obradne sisteme. Prvi korak je da prenese izvoñenje operacija preoblikovanja radnog predme predmeta ta na obradn obradnii sistem sistem.. Ovi proiz proizvod vodii su mnogo mnogo superiorniji u ovladavanju materijalom i energijom. Tako da je čovek pored integracije integracije materijala materijala i energije energije na obradni obradni sistem, sistem, došao do mašine koja može sprovesti sprovesti i integraciju integraciju informacija – a to je računar.

1. Uvodne napomene Inteligencije Ako se krene iz ta čke u kojoj ne postoji znanje onda je moguće uspostaviti dve magistrale sticanja znanja i to: •magistrala heurističkog znanja, •magistrala znanja na bazi učenja. č č se odnosi na poznatu oblast, na bazi Heuristi ko znanje ko znajnja koje se može smatrati površinskim znanjem. č č ima za cilj da utvrdi principe, aksiome Znanje na bazi u enja enja i odgovarajuće zakone kako bi se formirale opšte teorije. Po ovoj liniji se formiraju znanja po dubini. Ova dva pravca predstavljaju celinu pri formiranju savremenih fabrika (inteligentnih fabrika, fabrika budućnosti).

1.1 Uvodne napomene

1. Uvodne napomene Koordinacija

CIM predstavlja složenu strukturu koja predpostavlja razne metode koordinacije i to: hijerarhijske i heterhijske strukture. To se odnosi na funkcionalnu i informacionu str ukturu CIM-a. Drugi aspekt se odnosi na razne vr ste fizičkih objekata: obradne sisteme, robote, transportne sisteme, itd. Nesumljivo da ova koordinacija koordinacija projektantsko - inženjerskih aktivnosti, administrativnih aktivnosti i izvoñačkih aktivnosti predpostavlja razvoj odgovarajućih protokola, ali i fizičkih jedinica za komunikaciju na bazi me ñuveza ukupne strukture sistema.

1. Uvodne napomene Informacija o stanju sistema predstavlja osnovni preduslov za efikasnu komunikaciju, organizaciju i upravljanje jednim sistem sistemom. om. Ulazne Ulazne i izlazn izlaznee veli veličine u informa informacio cionom nom sistemu su podaci i informacije. •Podatak predstavlja konkretno obeležje nekog

objekta, odnosno vrednost koju obeležje ima (poprima). •Informacija je podatak koji primaocu (korisniku) dostavlja neku relativnu novost. Teorijski govoreći podatak “živi“, dok informacija "umire" u samom trenutku nastanka. nastanka.

1.Uvodne napomene

č č Zna ajniji koraci u razvoju CAD/CAE/CAM (CAx) tehnologija ajniji

117

1. Uvodne napomene

1. Uvodne napomene

Konvencionalne Konvencion alne tehnolog tehnologije: ije: Tehnologije koje se realizuju u okvi okviru ru obra obradn dnih ih i tehn tehnol ološ oški kihh sist sistem emaa sa ručnim upravl upravljan janjem jem,, u okviru okviru automa automatsk tskih ih sistem sistemaa sa krutim krutim nosiocima upravljačkih informacija, agregatnih sistema, i sl. Svakaa osvo osvoje jena na tehn tehnol olog ogijijaa koja koja Nove tehno tehnolog logije: ije: Svak doprinosi razvoju proizvoda, pogona, fabrike, industrijskog kompleksa i ukoliko je ekonomski ekonomski celishodna. Napredne (visoke) tehnologije: Podrazumevaju visok nivo hardvera, softvera i orgvera, i odnosi se na tehnologije u okviru KNU, DNU, FTS, ITS, nanotehnologije i sl. Agilne ili tehnologije brzog dejstva: Posebne proizvodne tehnologije koje se odnose na brzu izradu prototipa i brzu izradu alata.

Strukturni razvoj tehnologija

2. Pojam CIM sistema


Definicija CIM je savremeni koncept razvoja proizvodnih sistema koji nudi pravac rešavanja problema koristeći računar ( C – computer) za integraciju (I – Integrated) proizvodnih (M – Manufacturing) ili u opštem slučaju svih poslovnih aktivnosti. Naglašava se izraz pravac , jer CIM ne predstavlja gotovo rešenje. Osnovno pravilo kod CIM sistema je globalizacija rešenja koja se sprovodi u lokalnom ambijentu sa svim ograni čenjima u datom poslovnom sistemu. Pri razvoju CIM sistema važi posulat “Misli globalno - radi lokalno” . Zbog toga da je potrebno prvo prvo definisati model razvoja i implementacije CIM sistema, a zatim isti primeniti u konkretnom okruženju.

Uopšteni model CIM sistema


Razv Razvoj oj i opst opstan anak ak jedn jednog og savr savreemeno menogg preduze ća predp redpoosta stavlja vlja resp respeekto ktovan vanje osnovnih postavki CIM sistema, što se može efikasno ostvariti samo razvojem modela CIM sistema.

2. Pojam CIM sistema .

Osnovni zadatak modeliranja je analiza tokova informacija, materijala (proizvoda) (proizvoda) i energije .

118


Prema Prof. Mer čantu (Merchant) CIM je nov pristup u proizvodnim tehnologijama integrisanim na bazi ra čunara i novih informacionih tehnologija. Koncept CIM sistema ini ini č 5 osnovnih elemenata koji grade zatvoreni sistem sa povratnom spregom (regulacioni sistem – regulaciono kolo) koji je fleksibilan, potpuno

2. Pojam CIM sistema .

automatizovan i samooptrimiraju i . ći. ć Koncept CIM-a prema Merčantu



Prema Prof. Špuru (Spur) CIM predstavlja integraciju informacionih tokova svih oblasti u proizvodnji u kojoj informacione tehnologije imaju ključnu ulogu. Postoje dva osnovna informaciona toka i to : inženjersko-tehnički i administrativno orijentisan informacioni tok.

Tokovi informacija u CIM sistemu

2. Pojam CIM sistema č č Da bi se sagledao zna uvoñenjem CIM sistema – aj aj promena CIM koncepta - koncept komponovanja (novog koncepta – nove nove filo filozo zofifije je)) isti isti je pore poreñen sa raniji ranijim m (dosad (dosadašn ašnjijim) m) konc koncep epto tom m – TEJ TEJLOR LOROVI OVIM M kon koncep ceptom tom - konceptom

dekomponovanja.

2. Pojam CIM sistema CIM koncept vodi ka informatičkom društvu (novi izraz za postindustrijsko društvo) koje će se u znatnoj meri razlikovati od industrijskog društva. Ove razlike se mogu uo čiti poredjenja data u tabeli.

119

2. Pojam CIM sistema CIM sistem predstavlja koncept integracije svih procesa u poslovnom sistemu. Zato se u akronomu CIM posebno isti če I (integracija). Oznaka M se odnosi na proizvodnju u širem smislu , a ne samo na neposrednu izradu i č unara unara montažu. Oznaka C znači da je reč o integraciji primenom ra . Proizvoñači računara često ističu ovaj preduslov C (računar). Računar ovde služi kao sredstvo za ostvarivanje integracije uz povećanje nivoa fleksibilnosti i automatizacije. Pojam CIM sistema je vremenom evoluirao i danas se koriste četiri izvedena pojma: -HOCIM – naglašava se značaj ljudskih resursa u kreiranju i

korišćenju CIM sistema - CIE – umesto pojma preduze preduzeće je oblast primene CIM č č sistema proširena na celu grupaciju proizvodja a (korporaciju) što se izražava pojmom CIE ( Enterprize) - CAI CAI – u ovom ovom slu slučaju se pojam odnosi na celu industriju (Industry) (Industrija podržana računarom) - CIB CIB – koncept je proširen sa prvobitno orijentisanih proizvodnih funkcija na integraciju ostalih poslovnih funkcija (marketing, finansije, biznis, itd.) (Busniess)

3. Modeli CIM sistema

3. Modeli CIM sistema . Prvi model CIM sistema Prva celovita definicija CIM sistema (CASA/SME) (CASA/SME) datira iz 1980. godine, prema kojoj je CIM sistem prikazan u vidu točka, č č gde se u središtu točka nalazi zajedni ka baza podataka i ka č č ostali zajedni ki informacioni resursi. Sve poslovne funkcije ki imaju pristup ovim zajedničkim informacionim resursima. Prema ovom modelu sve poslovne funkcije su grupisane u četiri funkcije: - inženjering proizvoda (1) - planiranje proizvodnje (2) - upravljanje proizvodnjom (3) - automatizovana proizvodnja (4).

3. Modeli CIM sistema Drugi model CIM sistema

Ovaj model CIM sistema je razvilo nema čko udruženje AWF 1985. godine. Prema ovom modelu CIM sistem obuhvata sve informacione i tehnološke interakcije izmedju CAD, CAP (CAPP), CAM i PPC – (proces upravljanja proizvodnjom).

AWF model CIM sistema

CASA/SME model CIM sistema


3. Modeli CIM sistema U okviru programa ESPRIT (Europen Strategic Programme of Researc and Development in Information Technology) u okviru Evropske zajednice razvijen je referentni model CIM sistema. 21 evropska kompanija iz 7 zemalja formirala je konzorcijum AMICE (akronim od čitajući odnazad naziva Europen CIM Arhitecture) sa zadatkom da se razvije referentni model CIM sistema otvorene arhitekture (Open System Architecture).

Helbergov model CIM sistema

Kao rezultat istraživanja u okviru ovog projekta razvijen je referentni CIM/OSA model na bazi kojeg svako preduze će može da gradi svoj model CIM preduze ća. Arhitektura modela je definisana u tri dimenzije: -nivo opštosti; - nivo primene; - nivo poslovanja.

120


3. Modeli CIM sistema Model CIM sistema Mašinskog fakulteta u Beogradu

CIM/OSA referentni model


Model CIM sistema Mašinskog fakulteta u Beogradu je definisan na bazi modela JUPITER sistema (Jedinstveno Upravljanje Informacionim i Tehnološkim Resursima), koji je definisan sredinom sedamdesetih godina dvadesetog veka u obliku piramide. Osnovu (bazu) piramide čini proizvodna oprema i proizvodnja, a vrh upravljanje proizvodnjom. Drugi nivo predstavlja projektovanje proizvoda, a treći projektovanje za proizvodnju (projektovanje tehnoloških procesa)

3. Modeli CIM sistema Ovaj model CIM sistema u opštem slučaju sadrži 16 podsistema i to: 1.Opšti podsistemi (zajedni ki ki podsistemi) č č

- označavanje elemenata ( činilaca) poslovanja, - simulacije i statistike. 2. Podsistemi upravljanja proizvodnjom

- upravljanje inženjerskim poslovima, - planiranje proizvodnje, - terminiranje i poslovi u pogonu, - upravljanje zalihama i dijagnostika, - upravljanje kvalitetom proizvoda, - poslovanje sastavnicama.

3. Modeli CIM sistema 3.Podsistemi projektovanja - projektovanje proizvoda, - projektovanje tehnološkog procesa izrade i montaže. 4. Podsistemi komercijalnih poslova - nabavka i prodaja, - upravljanje troškovima. 5. Podsistemi fleksibilne proizvodnje -upravljanje mašinama, -upravljanje transportom i skladištenjem.

4. Od AFT sistema do CIM sistema i fabrika budućnosti – “fabrika bez ljudi

”

Informacioni tokovi u AFT sistemu i negovo prerastanje u CIM prikazani su na donjoj slici. Ovaj proces integriše proces projektovanja proizvoda (CAD), projektovanje tehnologije (CAPP/CAM), izrade i montaže .

121


”

Globalni koncept tokova informacija ja i tokova materijala u CIM sistemu baziranom na distribuiranom upravljanju i bazi podataka dat je na slici. Kako se sa slike vidi u ovaj koncept nije uklju čen samo koncept proizvodnih pogona nego i kompletan sistem fabrike, sa funkcijama finansija, komercijale, istraživanja i razvoja i sli čno.


”

Integracija u proizvodni sistem budućnosti prikazana je na slici . Istraživanja pokazuju da je za ovakvu integraciju posebno važna visoka fleksibilnost. U datom momentu je posebno važna fleksibilnost obradnih sistema, što je dovelo do stvaranja rekonfigurabilnih mašina alatki.

122

Fleksibilni Tehnoloski Sistemi 1

Recommend Documents