Laboratorium Systemy wytwarzania ćw. nr 4 Temat ćwiczenia: Sprawdzenie czasu wymiany narzędzia na centrum frezarskim Centra frezarskie są obrabiarkami przeznaczonymi do półautomatycznego wytwarzania, głownie, przedmiotów klasy korpus. Ze względu na koszta wytwarzania dąŝy się do jak najkrótszego cyklu wytwarzania. Na czas cyklu, obok czasów głównych, maja wpływ równieŝ czasy pomocnicze, związane z przygotowaniem przedmiotu, przygotowaniem narzędzi do obróbki, a takŝe z ruchami narzędzi bez kontaktu z materiałem obrabianym. Te pomocnicze ruchy są zbędne z punktu widzenia kształtowania przedmiotu, jednak nieodzowne w pracy obrabiarki. Stanowią one często powaŝny udział w czasie wytwarzania. Sta dąŝenie do ich skracania szczególnie, Ŝe prędkości tych ruchów wynikają przede wszystkim z cech konstrukcyjnych maszyny, a nie z moŝliwości skrawnych narzędzi. Jedną z dróg skracania czasów pomocniczych jest skracanie czasu wymiany narzędzia. O tym, Ŝe czas ten stanowi powaŝny problem w dąŝeniu do intensyfikacji pracy obrabiarki, świadczy to, Ŝe jednym z kryteriów efektywności maszyny jest tzw. wskaźnik czasu wymiany narzędzia, określany często w potocznym języku czasem od wióra do wióra. Pod pojęciem tym kryje się czas zawarty pomiędzy zakończeniem pracy w materiale przez jedno narzędzie, a rozpoczęciem pracy przez kolejne narzędzie. Wymiana narzędzia w centrum frezarskim obsługiwana jest przez specjalny program wymiany, albo często stosowane określenie: cykl wymiany narzędzia, uruchamiany z programu technologicznego określonymi słowami instrukcjami, języka programowania. Na cykl ten składają się: 1 ustawienie magazynu narzędziowego w pozycji narzędzia wywołanego do załadowania, 2 odjazd wrzeciennika obrabiarki z zamocowanym narzędziem od materiału w osi Z, 3 wyłączenie obrotów wrzeciona, 4 podjazd do narzędzia magazynu lub łapy manipulatora i uchwycenie narzędzia, 5 odmocowanie narzędzia, 6 wysunięcie narzędzia z wrzeciona, 7 przeniesienie narzędzia do magazynu, 8 pobranie nowego narzędzia z magazynu, 9 przeniesienie narzędzia do wrzeciona, 10 wsadzenie narzędzia do wrzeciona, 11 zamocowanie narzędzia, 12 odsunięcie magazynu lub łapy manipulatora w pozycję bezpieczną. Standardowo cykl wymiany kończy się w pozycji odsuniętego wrzeciennika, w osi Z, od materiału i z wyłączonymi obrotami wrzeciona. Kontynuacja pracy wymaga więc zadania i włączenia odpowiedniej, dla zamocowanego narzędzia, prędkości obrotowej wrzeciona oraz dojazdu do materiału obrabianego. Przedstawionego powyŝej cyklu wymiany narzędzia jednoznacznie wynika, Ŝe praktycznie w kaŝdym momencie trwania cyklu wykonywane są ruchy zespołów obrabiarki, a więc na całkowity czas wymiany wpływają czasy ruchów
poszczególnych zespołów. Szczególnie, Ŝe ruchy tych zespołów nie są wykonywane jednocześnie ale z zachowaniem określonej sekwencji. Typy magazynów narzędziowych: We frezarskich centrach obróbkowych spotykane są róŝne rozwiązania magazynów narzędziowych. Z reguły stanowią one kompromis pomiędzy potrzebami wynikającymi z potrzebnych liczby narzędzi, a koniecznością skracania czasu wymiany. PoniŜej przedstawiono schematy magazynów narzędziowych i przykłady ich zabudowania w centrach frezarskich magazyn łańcuchowy, zastosowanie duŝe centra obróbkowe, pozwala na pomieszczenie duŝej liczby narzędzi. Magazyny takie mogą spełniać zadanie magazynu bezpośredniego obrabiarki. Mogą być równieŝ magazynami z których automatycznie moŝe być uzupełniany magazyn obrabiarki. Magazyn tego typu wymaga manipulatora do przeładowywania narzędzia z magazynu do magazynu lub z magazynu do wrzeciona Magazyn łańcuchowy Poziome Centrum Frezarsko-Wytaczarskie Yasda - YMC-240CF-40 magazyn łańcuchowy
Magazyny tarczowe lub talerzowe: a) umieszczany z reguły nad wrzeciennikiem. Często narzędzie przed pobraniem do wrzeciona jest obracane do pozycji poziomej. Narzędzia pobierane są za pośrednictwem manipulatora który jednym uchwytem łapie narzędzie w magazynie drugim zaś narzędzie we wrzecionie. Obrót ramienia manipulatora o 180 0 powoduje przełoŝenie narzędzia z wrzeciona do magazynu, a z magazynu do wrzeciona. Przy takiej wymianie narzędzia narzędzie nie wraca na swoją poprzednią pozycje w magazynie. Układ sterowania pamięta nr zmienionej pozycji narzędzia. Ramię manipulatora dwu chwytakowego Przykład centrum frezarskiego z tarczowym magazynem umieszczonym nad wrzeciennikiem b) c) magazyn talerzowy o poziomej b) lub pionowej c) osi obrotu
Przykład magazynu o pionowej osi obrotu Mocowanie narzędzi w magazynie d) Magazyn tarczowy z narzędziami ustawionymi promieniowo, Narzędzie przywołane w programie nie opuszcza magazynu, W pozycji roboczej narzędzia gniazdo magazynu pełni rolę wrzeciona. W pozycji roboczej gniazdo magazynu jest napędzane. Te magazyny budową swoją przypominają rewolwerowe magazyny tokarskich centrów obróbkowych. Przykład magazynu rewolwerowego w nowoczesnym centrum frezarskim
Cel ćwiczenia: Sprawdzenie czasu wymiany narzędzia na centrum frezarskim typu MINI MILL firmy Haas. Cel dodatkowy : Zapoznanie się z obsługą obrabiarki i wdraŝaniem programu technologicznego. Przebieg ćwiczenia Obrabiarka ta to pionowe centrum frezarskie wyposaŝone w 10 pozycyjny talerzowy magazyn narzędziowy o pionowej osi obrotu. W trakcie wymiany magazyn podjeŝdŝa do narzędzia zamocowanego we wrzecionie Obrabiarka posiada moŝliwość wyświetlania czasu realizowanego programu. NaleŜy więc napisać program, który będzie realizował następujący cykl. 1. Symulacja pracy maszyny narzędziem nr 1: Automatyczne zamocowanie we wrzecionie narzędzia nr1, zadanie i włączenie obrotów wrzeciona, zjazd narzędzia na pozycję pracy. 2. Wymiana narzędzia nr 1 na narzędzie z kolejnej pozycji magazynu: Zadanie w programie cyklu wymiany narzędzia, włączenie obrotów wrzeciona dla nowego narzędzia, przejazd narzędzia na pozycję pracy. 3. Zakończenie cyklu: Wpisanie w programie instrukcji końca programu, Przeczytanie tej instrukcji przez układ sterowania spowoduje zakończenie cyklu pracy obrabiarki i wyświetlenie czasu realizacji napisanego programu. Ćwiczenie naleŝy powtórzyć dla kolejnych pozycji magazynu narzędziowego.