Odgovori i Pitanja,cnc masine

1) Dati skicu i kratko objasniti pojmove:  Mašina sa CNC upravljanjem,  Adaptivni sistem upravljanja. CNC (Computer Numeric Control) mašine alatke predstavljaju novu generaciju NC mašina alatki sa značajnim poboljšanjem sistemskog softvera i hardverskih performansi računarskog upravljačkog sistema, sa aplikativnim softverom prilagođenim potrebama projektanata NC tehnologije. Svaka CNC mašina alatka treba da ispuni osnovne i dopunske uslove. Osnovni uslovi su da prvenstveno ostvari odgovarajuću tačnost obrade i kvalitet obrađene površine a pri tome ostvari visok nivo produktivnosti i ekonomičnosti. Najvažniji dopusnki uslovi su:  Velika brzina rezanja,  obrada sa velikim poprečnim presekom strugotine,  velika pogonska snaga,  velika krutost mašinskog sistema,  veliki stepen mehanizacije i automatizacije u manipulacionim procesima izmene alata i obradaka, i  izmenjivost modula i funkcionalnih sklopova. Mašine alatke sa CNC upravljanjem, kao i konvencionalne mašine alatke se izvode za određenu metodu obrade. Prema obliku glvanog kretanja mogu biti:  CNC mašine alatke sa glavnim obrtnim kretanjem-neprekidno kretanje(strugovi, bušilice, glodalice), i  CNC mašine alatke sa glavnim pravolinijskim kretanjem – prekidno kretanje kao radni i povratni hod(rendisaljke, mašinske testere).

Adaptivni sistemi upravljanja-AdSU (AC-Adaptive Control)su sistemi upravljanja mašinama, kod kojih se tokom obradnog procesa automatski menja algoritam izvođenja procesa upravljanja. Adaptivno upravljanje je vid upravljanja koji se zasniva na svojstvu adaptacije sistema,a a adaptacija ili prilagođavanje sistema je

proces menjanja osobina sistema radi postizanja najboljeg, ili u krajnjoj meri, prihvatljivog funkcionisanja u promenljivim uslovima okruženja. Izvode se u slučajevima kada se karakteristike obradnog procesa ili dejstvo spoljnih uticaja na isti nekontrolisano menjaju i danas se uglavnom izvode na bazi CNC upravljanja. Karakterišu se postojanjem dopunskog bloka koji vrši korekciju procesa obrade kako bi se isključili ili maksimalno smanjili spoljni uticaji na tok obradnog procesa. Adaptivni blok sadrži niz modula za razne proračune kojima se dobija informacija na osnovu koje se izvodi upravljanje. Zavisno od principa funkcionisanja AdSU mogu se svrstati u dve grupe: 1) sistemi graničnog upravljanja-AdSGU(ACCAdaptive Control Constraint) i 2) sistemi optimalnog upravljanja AdSOU(Adaptive Control Optimisation). Obradni proces se izvodi saglasno programu upravljanja koji je zadat nekim od poznatih načina preko adaptivnog regulatora vodeći računa o graničnim i referentnim vrednostima, vršeći korekciju nekog od elemenata obrade. AdSGU omogućuje iskorišćenje pune snage mašine.

AdSOU pri izvođenje obradnog procesa prema zadatom programu upravljanja automatski obezbeđuje veličine elemenata obrade tako da se dobije ekstremna vrednost kriterijuma optimizacije, odnosno funkcije cilja, a uzimajući u obzir poremećaje i tehnička ograničenja. Optimizator varira upravljive faktore sve dok funkcija cilja ne bude u optimalnom području. 2) Skicom prikazati i ukratko objasniti mašinu sa paralelnom kinematikom. Paralelni mehanizam je meh. sa zatvorenom petljom kod koga su baza i platforma povezane sa najmanje dva kinematska lanca. Potpuni paralelni mehanizam je meh. sa zatvorenom petljom, sa određenim brojem stepeni slobode pokretne platforme povezane sa bazom pomoću nezavisnih kinematskih lanaca sa po jednim osnaženim translatornim ili obrtnim zglobom. Mašine alatke sa paralelnim mehanizmima mogu se podeliti prema: 1) načinu izvođenja štapova mehanizma(par.meh.sa promenljivom dužinom štapova i par.meh. sa konstanom dužinom štapova), 2) putanji po kojoj se kreću štapovi konstantne dužine(pravolinijske putanje i krivolinijske), 3) broju osa koje čine paralelni mehanizam(troosne, šestoosne i hibridne strukture).

CAD model petoosne mašine (dvoosna serijska glava) 3) Skicom prikazati i na slici označiti osnovne module obradnih centara U osnovne ili kinematičke module spadaju: modul glavnog vretena koji izvodi glavno kretanje, modul linearnih kretanja u pravcu koordinatnih NC-osa koji izvode pomoćna kretanja tokom obradog procesa i moduli za obrtna pomoćna kretanja, tzv. Obrtni stolovi koji se najčešće vezuju za neki od modula horizontalnog linearnog kretanja.

4) Dati skicu osnovne strukture industrijskog robota sa nazivima odgovarajućih elemenata

Mehaničko kinematski modul-definiše oblik i veličinu radnog prostora. Hvatač ili ruka-da bi se uspešno obavljali zadaci hvatanja, stezanja, transportovanja, pozicioniranja i otpuštanja delova raznih oblika. Upravljačka jedinica-za upravljanje operacijama premeštanja, tačka po tačku ili kontinuirano. Pogondanašnjih robota uglavnom se izvodi sa DC i AC servomotorima. Merni sistem- služi za merenje stvarne pozicije, brzine kretanja i ubrzanja. Senzorikako bi ind.roboti razlikovali boje ili niajnse, oblik delova za manipulaciju, silu stezanja predmeta za hvatanje i sl.

5) Blok šema aktivnosti CAD/CAM tehnološke pripreme mašina sa CNC upravljanjem

Слика 1. Ток активности у технологији CAD/CAM програмирања CNC машина 6) Rekonfigurabilni tehnološki sistemi Pored visoke fleksibilnosti, modularni sistem projektovaja omogućuje i povećanje konfigurabilnosti fleksibilnih tehnoloških sistema, a time i definisanje jednog novog tipa tehnoloških sistema koji se postepeno uvode u proizvodnu praksu i nazivaju se Rekonfigurabilni tehnološki sistemi. Oni spadaju u sisteme otvorene arhitekture gde se kombinacijom različitih modula realizuju različita varijantna rešenja i konfiguracije prilagođavaju potrebnim funkcionalnim karakteristikama tehnološkog sistema, njegovom proizvodnom kapacitetu i planiranim proizvodnim troškovima. RTS omogućavaju da se proizvod pojavi na tržištu u dosta kraćem vremenskom periodu. DML i FMS su statički proizvodni ssitemi, a RMS dinamički razvojni sistemi pošto se tokom vremena razvijaju prema zahtevima tržišta za proizvodom. Neke osobine DML i FMS su: -DML nisu fleksibilni sistemi, proizvodni kapacitet praktično nije moguće menjati, imaju relativno nižu cenu koštanja u odnosu na FMS i u izvođenju tehnoloških operacija učestvuju više alata. –FMS su skuplji proizvodni sistemi, proizvodni kapacitet im je uslovljen propusnom moći pojedinih mašina, fleksibilne su i imaju promenljivu strukturu.

Princip konfiguracije FTS obradnim jedinicima linijskog tipa.

7) Pojam tehnološkog sistema 1. Tehnološki sistem, opšti model tehnološkog sistema -Tehnološki sistem je deo šireg sistema i rezultat je integralnog delovanja ljudi u raznim vrstama radnih procesa. Tehnološki sistemi se po svojoj prirodi ubrajaju u veštačke, otvorene, dinamičke i stohastičke sisteme. -Strukturu tehnološkog sistema odreĎuju tri faktora: složenost tehnologije, složenost proizvoda i sistem upravljanja.-Tehnološki sistemi se dele na proizvodne i neproizvodne: (1) Neproizvodni tehnološki sistemi – vezuju se za oblast usluga u kojima sve više uticaja ostvaruju savremene IKT (oblasti: obrazovanja, zdravstva, turizma itd.) (2) Proizvodni tehnološki sistemi – skup objekata sa relacijama koje postoje izmeĐu ulaznih (alata, materijala sredstava za rad, projektovane tehnologije i ljudskog rada) i izlaznih elemenata (gotovih proizvoda), posmatranih preko njihovih atributa (cene, količine i kvaliteta). -Osim mašina, alata i ureĐaja, elementi tehnološkog sistema su sirovine i drugi ulazni materijali, energija, kadrovi, gotovi proizvodi i tehnološki poroces. -Tehnološki sistem podrazumeva meĐuzavisnost svih elemenata prilikom transformacije materijala u drugi korisniji oblik, pri čemu je njegova upotrebna vrednost na izlazu daleko veća pod dejstvom svrsishodnog, organizovanog korisnog ljudskog rada. 2. Struktura tehnološkog sistema – model (slika) -Struktura tehnološkog sistema zavisi pre svega od prirode tehnologije, složenosti proizvoda i delom od sistema upravljanja. Strukturu tehnološkog sistema odreĐuju tri osnovna faktora: 1) složenost tehnologije, 2) složenost proizvoda, 3) sistem upravljanja. -Osnovni elementi tehnološkog sistema su: (1) Ulazni elementi – materijal, oprema, energija, ljudski rad, tehnološka dokumentacija

(2) Izlazni elementi – gotovi proizvodi, škart, gubici u materijalu i energiji, (3) Tehnološki proces – sastoji se od tehnoloških operacija, zahvata, pokreta, mikropokreta. -Osnovne karakteristike ulaznih elemenata su ujedno i determinante izlaza – kvaliteta, količine, cene. TakoĐe i željene karakteristike izlaza utiču povratno na ulazne veličine. 8) CNC/DNC u fleksibilnom tehniliškom sistemu Direktno numeričko upravljanje (DNC–Direct Numerical Control) prema se definiše kao “sistem za direktno numeričko upravljanje većeg broja alatnih mašina preko pridodatog procesnog računara”. DNC sistem čine dva računara: 1. nadređeni ili “veliki” računar jedan 2. podređeni ili “mali” računar dva, koji preuzima odgovarajuće programe od računara jedan i memoriše ih u svojoj eksternoj memoriji. Računar dva dostavlja odgovarajući program obrade odgovarajućoj NC alatnoj mašini. 9) Fleksibilne tehnološke ćelije Fleksibilna tehnološka ćelija (eng. Flexible Manufacturing Cell) predstavlja integrisan tehnološki sistem koji se sastoji od obradnog centra i grupe dodatnih modula sa automatizovanim sistemom opsluživanja i manupulisanja alatima i obratcima. Fleksibilna tehnološka ćelija (FTC) je zaokružena tehnološka celina za obradu jedne vrste mašinsklh delova, obradu limova, delova složenog prizmatičnog ili cilindričnog oblika, različitim vrstama obrade (rezanjem, deformacijom, isecanjem, laserskim i gasnim sečenjem). Osnovnu nadgradnju obradnog sistema u fleksibilnim ćelijama predstavlja programabilni automatski sistem manipulacije alatima i obratcima. Najčešće se realizuje paletni sistem sa kružnom ili linijskom manipulacijom obratcima. Veoma često se u fleksibilnim tehnološkim ćelijama za opsluživanje obradnih centara primenjuju robotski sistemi. Kružnim (slika 1.4) Ili linijskim (slika 1.5) kretanjem paleta na kojima su obratci u različitim fazama obrade, kao i paletnim sistemom se postiže visoka produktivnost maksimalnim iskorišćenjem kapaciteta mašinskog sistema.

Slika 1.4. Fleksibilna tehnološka ćelija sa kružnim sistemom izmene paleta

Fleksibilna tehnološka ćelija ima dva nivoa upravljačkog sistema. Upravljački sistem prvog nivoa ima distribuiranu arhitekturu, pri čemu su upravljački sistemi potpuno nezavisni jedan od drugoga. Upravljački

sistem drugog nivoa, ćelijski "cell" kontroler (eng. Cell Controller), vrši monitoring i upravljačku funkciju fleksibilne tehnološke ćelije, pa je nadredjeni nad sistemima upravljanja prvog nivoa i predstavlja glavni upravljački sistem - "mozak" koji upravlja radom tehnološke ćelije.

Slika 1.5. Fleksibilna tehnološka ćelija sa linijskim sistemom izmene paleta

10) Objaniti šta znači TTR i TTT Minimalna konfiguracija pravougaone ili TTT sheme ima tri translatorna zgloba. Na slici 2.14 prikazan je primer ovakve minimalne konfiguracije i to izgled robota i njegov shematski prikaz.

11) Objaniti sledeće pojmove: a) G kod b) APT/EXAPT APT je prvi programski jezik za NC programiranje iz koga je kasnije razvijeno nekoliko drugih programskih jezika, ali se APT uz izvesne modifikacije zadržao u primeni do danas. APT kao simbolički programski jezik ima svoje elemente, aritmetiku, geometriju, instrukcije za definisanje alata i tehnoloških karakteristika, instrukcije za definisanje svih vrsta kretanja alata po konturi obratka opisanoj pomoću više geometrijskih elemenata, instrukcije za početni i završni deo NC programa. Procesiranjem i postprocesiranjem izvornog programa u APT-u, koordinate koje predstavljaju karakteristične tačke elemenata konture obratka i druge instrukcije generišu se eksplicitno u NC-kod u formatu za CNC upravljački sistem obradnog centra. Da bi se napisao NC program u APT-u, moraju se poznavati elementi jezika, način definisanja ulaza i izlaza, način definisanja koordinatnih sistema, aritmetika i geometrija jezika. Mora se znati kako se u APT-

u definišu tolerancije i ograničenja, alat, kretanje i putanja alata, transformacije, programski ciklusi i podprogrami. APT omogućuje da se programiraju sekvence kretanja sa definisanim položajem ose alata za višeosnu NC obradu. NC programi napisani u simboličkim programskim jezicima (slika 9.3) su kraći, pregledniji i jednostavniji za kontrolu i otkrivanje grešaka. NC program u APT-u ima sledeću strukturu:  Početni deo programa  Opis geometrijskih elemenata konture obratka  Tehnološki deo programa  Opis putanje alata  Završni deo programa Kraj programa c) CAD/CAM CAD (енгл. Cоmputer-Аided- Dеsign) представља компјутерски подржано пројектовање, а омогућава лакше и брже пројектовање и конструисање производа почевши од концепције или модела па до прототипа. Даје нам могућност брже анализе најразличитијих конструкција (од једноставне полуге па све до аеро-профила).Уз помоћ компјутерски подражног инжењерства могуће је неку структуру симулирати и тестирати на статичко, динамичко као и топлотно понашање итд… CAМ (енгл. Computer-Aided-Manufacturing) je компјутерски подржана производња и обухвата све фазе производње у смислу оптимизације коришћења великог броја података. Основна идеја оваквог начина развоја технологије је да се компјутер користи у сврху генерисања програма за CNC (компјутерски нумерички управљане) машине алатке. Потреба за развојем оваквих програмских пакета проистекла је из потребе да се на CNC машинама алаткама израђују делови сложене геометрије брзо, квалитетно и ефикасно. Последња фаза у развоју ових технологија довела је до интеграције CAD и CAM система у компактну целину односно CAD/CAM систем што омогућава кориснику интеграцију функција. d) CAPP Projektovanje tehnoloških procesa primenom računara je veoma složeno i ostvaruje se primenom CAPP (Computer Aided Process Planning) sistema. CAPP modul sadrži tri osnovna segmenta: 1. ulaz geometrije, 2. opis tehnologije, 3. generisanje upravljajućih informacija i prateće dokumentacije. Hardver CAM sistema je sličan hardveru CAD sistema, a softver CAM sistema obuhvata softver: 1. CAPP sistema, 2. za izvođenje operacija na CNC mašinama i IR.