Charakteristika
Počítačom riadené (CNC) výrobné stroje spolu s priemyselnými robotmi predstavujú v dnešnej dobe neodmysliteľnú súčasť automatizovaných výrob. Už sa neuplatňujú len v hromadnej výrobe ale výrazne sa rozšírili aj v oblastiach stredno či malosériovej výroby. Umožnila to aplikácia nových prístupov pri realizácii výroby zahŕňajúcich aj technológie označované ako Industry 4.0 či využívanie umelej inteligencie, čo kladie vyššie nároky na kvalifikáciu pracovníkov. Našim zámerom bolo vytvoriť laboratórium, kde sa študenti v rôznych predmetoch oboznámia s konštrukciou, programovaním a aplikáciou CNC strojov a priemyselných robotov.
Makino A40
MAKINO A40 predstavuje moderné CNC frézovacie centrum s vodorovnou osou vretena konštrukčne optimalizované na obrábanie odliatkov. Vyrábaná plocha vzniká ako výsledok riadenia štyroch nezávislých pohybov. Tie sú rozdelené medzi nástroj a obrobok, pričom dva lineárne pohyby vykonáva nástroj upnutý vo vretene – posuvy v rovine kolmej na os vretena. Stôl s obrobkom sa posúva v smere osi rotácie vretena a súčasne sa môže otáčať okolo zvislej osi. Táto kinematika je výhodná pre výrobu tvarovo zložitých výrobkov. Obrobky sú umiestnené na technologických paletách, ktoré sa upínajú na dva otočné stoly. Na jeden stôl možno upnúť paletu s maximálnymi rozmermi 400 x 400 mm alebo obrobok s rozmermi neprekračujúcimi Ø 630 x 900 mm, pričom maximálna nosnosť stola je 400 kg.
Nástroje sa upínajú do vretena s kužeľom HSK-A63. Obrábanie môže byť realizované v širokom rozmedzí rezných rýchlosti, ktoré odpovedajú rozsahu otáčok 50 až 20 000 ot/min, pričom maximálne otáčky sa dosiahnu za 1,5 s. Pracovné posuvy pri obrábaní sú voliteľné v rozsahu 1 až 60 000 mm/min, maximálna rýchlosť rýchloposuvu je obmedzená na 60 000 mm/min.
Súčasťou stroja je systém automatickej výmeny nástrojov so zásobníkom s kapacitou 40 nástrojov. Ich veľkosť nesmie presiahnuť maximálne rozmery dané priemerom 170 mm a dĺžkou 360 mm a hmotnosťou 8 kg. Samotná výmenu nástrojov trvá kratšie ako 1 sekunda, pričom pred samotnou výmenou je nástroj očistený od triesok prúdom reznej kvapaliny. Poškodenie, resp. zlomenie nástroja detekuje optický systém, čím sa zabráni jeho ďalšiemu použitiu.
Program riadiaci činnosť stroja počas výroby súčiastky musí byť vytvorený vo FANUC verzii G-kódu, pričom do riadiaceho systému môže byť zadaný ručne cez klávesnicu alebo nahraný cez USB port v prípade programu vygenerovaného CAD/CAM systémom.
Stroj je doplnený odmeriavacím systémom firmy BLUM s dotykovou sondou slúžiacim na zameranie nulového bodu na obrobku alebo rozmerovú kontrolu vyrábaného kusa. Systém umožňuje realizovať meranie dĺžky v jednotlivých osiach, zistiť polohu rohu, určiť stred, resp. priemer vnútornej i vonkajšej valcovej plochy, stanoviť stred drážky či výstupku. Meranie – kontrola rozmerov môže byť vykonané počas výroby súčiastky alebo jej kontrolu uskutočniť po ukončení výroby prostredníctvom špeciálneho programu.
Horizontálne frézovacie CNC centrum MAKINO a40 má pôdorysné rozmery 2424 x 4249 mm, výšku 2503 mm a hmotnosť 6000 kg.
CNC sústruh SUI 500 COMBI s riadiacim systémom Sinumerik 810 D
CNC sústruh SUI 500 COMBI je univerzálny hrotový CNC sústruh určený pre obrábanie prírubových a hriadeľových súčiastok s uplatnením v prevádzkach s malo a stredne sériovou výrobou. Súbor vyrobiteľných plôch zahŕňa vonkajšie a vnútorné valcové, guľové a kužeľové plochy, vonkajšie a vnútorné závity.
Súbor vyrobiteľných plôch zahŕňa vonkajšie a vnútorné valcové, guľové a kužeľové plochy, vonkajšie a vnútorné závity. Konštrukcia stroja sa vyznačuje jednoduchou obsluhou, takmer na úrovni klasického sústruhu.
Na stroji možno pracovať buď v režime ručného ovládania pomocou koliesok alebo vďaka CNC riadiacemu systému vykonávať technologické operácie v automatickom režime či pomocou preddefinovaných cyklov. Posuvný pohyb nástrojovej hlavy zabezpečujú dva AC-servomotory v spojení s guľkovými skrutkami. Riadenie pohonu vretena umožňuje obrábanie konštantnou reznou rýchlosťou a orientované zastavenie vretena.
Hlavné funkčné a prevádzkové vlastnosti sústruhu SUI 500 COMBI
- design s dokonalým zakrytovaním pracovného priestoru ,
- umiestnenie riadiaceho systému je ergonomicky optimálne a jeho obsluha je veľmi jednoduchá a prehľadná ,
- vysokodimenzované AC-servomotory a guľkové skrutky umožňujú rozmerovo presné posuvy,
- regulácia otáčok AC - hlavného motora poskytuje obrábanie konštantnou reznou rýchlosťou,
- automatické mazanie priečneho suportu, pozdĺžnych saní ako aj guľkových matíc,
- orientované zastavenie vretena ,
- presnosť stroja podľa STN ISO 1708 (DIN 8605),
- optimálne rozmiestnenie ovládacích prvkov na pohyblivom suportovom paneli ,
- digitálne zobrazovanie otáčok vretena a posuvu suportov.
Robot KUKA KR 180-2
KUKA KR 180-2 predstavuje univerzálny typ priemyselného robota najčastejšie nasadzovaného vo výrobe na manipuláciu s predmetmi vyššej hmotnosti alebo na bodové zváranie karosérií automobilov. Sériová kinematická štruktúra ramena so 6 riadenými osami na báze servomotorov zabezpečuje dobrú pohyblivosť ramena.
Robot je schopný prenášať bremená s maximálnou 180 kg, jeho rameno má dosah 2700 mm a koncovú polohu dosahuje s opakovateľnosťou +/- 0.06 mm. Cez užívateľské výstupy možno ovládať manipulačnú hlavicu alebo iné periférne zariadenia (zásobníky súčiastok, dopravník a pod.).
Prezentované vybavenie laboratória sa využíva v pedagogickom procese pri vyučovaní predmetov ako Programovanie CNC strojov, Programovanie výrobnej a manipulačnej techniky, Priemyselné roboty a manipulátory, Automatizačné prostriedky.
Ing. Andrej Červeňan, PhD.
zodpovedný vedúci laboratória
