Sterowanie - kierowanie pracą maszyn i urządzeń (oparte na wykorzystaniu informacji) przez oddziaływanie na mechanizmy wykonawcze sterowanych maszyn w celu zrealizowania zamierzonego działania. Do podstawowych funkcji sterowania pracą każdej obrabiarki należą:
Ø nastawianie (przed rozpoczęciem obróbki) lub zmiana (w czasie wykonywania operacji) prędkości ruchów głównych i posuwowych
Ø włączanie i wyłączanie ruchów zespołów roboczych i pomocniczych w określonych chwilach lub położeniach
Tradycyjne obrabiarki dzieli się na sterowane:
Ø ręcznie
Ø półautomatycznie
Ø automatycznie
Z systemów sterowania automatycznego wyróżnia się sterowanie programowe (numeryczne). Jest to automatyczne sterowanie przebiegiem pracy obrabiarki według z góry ustalonego programu, zawierającego niezbędne informacje dotyczące przebiegu i parametrów obróbki. Program taki wprowadza się jako dane wejściowe do układu sterującego przez nastawienie na tablicy programowej lub w formie zakodowanej na nośniku informacji. W najnowszych rozwiązaniach obrabiarek OSN do sterowania i programowania stosuje się
komputery
W systemach sterowania numerycznego rozróżnia się:
Ø sterowanie punktowe, mające na celu ustawianie narzędzia lub przedmiotu w punkcie o określonych współrzędnych, przy czym nieistotna jest droga dojścia do punktu
Ø sterowanie odcinkowe, polegające na prowadzeniu narzędzia po torze łamanym (odcinkach)
Ø sterowanie kształtowe umożliwiające prowadzenie narzędzia po dowolnym torze (krzywiźnie)
Obrabiarki sterowane numerycznie (OSN) znajdują największe zastosowanie w produkcji małoseryjnej i jednostkowej, w przypadku, gdy istnieje powtarzalność obrabianych przedmiotów.
Rys. 1 Schemat przebiegu przygotowania programu obróbki dla obrabiarek z ładem sterowania numerycznego
1 - miejsce przygotowania karty programu i obróbki. 2 - dzilub dalekopis. 3 - taśma dziurkowana. 4 - szafa sterownicza
Zaletami OSN (w porównaniu z obrabiarkami konwencjonalnymi);
Ø skrócenie czasów jednostkowych poprzez skrócenie czasów pomocniczych i
Ø zwiększenie udziału czasu maszynowego w czasie jednostkowym
Ø zwiększenie wydajności obróbki
Ø wyeliminowanie niektórych prac przygotowawczych, jak trasowanie
Ø zwiększenie dokładności wykonania części i powtarzalności wymiarów
Ø uproszczenie i obniżenie kosztów wykonania pomocy warsztatowych
Ø skrócenie okresu przygotowania produkcji
Ø skrócenie czasu nastawiania części
Na rys. l pokazano schemat przebiegu przygotowania programu obróbki dla obrabiarek z układem sterowania numerycznego. W celu opracowania programu niezbędny jest podział operacji na elementy składowe, łącznie z funkcjami pomocniczymi, a następnie ułożenie tych składowych wg określonego schematu, tj. zaprogramowanie.
Narzędziami stosowanymi w obrabiarkach sterowanych numerycznie są na ogół narzędzia typowe, lecz wymaga się, aby były one nowoczesne, dokładne, umożliwiały obróbkę wydajną, łatwe w obsłudze i ustawieniu. Prawie wszystkie OSN wymagają dokładnego nastawienia narzędzi na odpowiedni wymiar. W związku z tym są stosowane gniazda narzędziowe, imaki i oprawki specjalnej konstrukcji. Cechą znamienną stosowanych oprawek, trzpieni i tulei pośrednich jest możliwość regulacji osiowego położenia narzędzi.
Do toczenia na tokarkach SN zaleca się stosowanie noży z wieloostrzowymi płytkami nakładanymi, a coraz częściej z nakładanymi ceramicznymi płytkami wieloostrzowymi.
W Polsce są produkowane tokarki sterowane numerycznie:
Ø kłowe
Ø uchwytowe
Ø karuzelowe
Na rys. 2 pokazano tokarkę uchwytową sterowaną numerycznie typ TZC 32N.
Rys. 2 Tokarka uchwytowa SN typ TZC 32N
1 - szafa sterująca. 2 - szafa stycznikowa. 3 - wrzeciennik, 4 - pulpit sterowniczy, 5 - uchwyt.
6 - głowica narzędziowa 7 - pulpit sterowniczy. 8 - zasilacz hydrauliczny
W wiertarkach sterowanych numerycznie są stosowane narzędzia wykonane ze stali szybkotnącej lub z węglików spiekanych. W kraju są produkowane wiertarki rewolwerowe typ WAE 40N (rys. 3), typ WAB 25N (rys. 4) oraz wiertarko-wytaczarki typ WKE 40N
Rys. 3 Wiertarka rewolwerowa WAE 40N
1 - głowica rewolwerowa. 2 - stół 3 - zasilacz hydrauliczny. 4 - układ dopasowująco-sterujący. 5 - układ sterowania, 6 - tyrystorowy układ napędowy. 7 - pulpit sterowniczy
Rys. 4 Wiertarka rewolwerowa SN typ WAB 25N
l - pulpit sterowniczy. 2 - wrzeciono robocze.
3 - zderzaki ograniczające ruch głowicy rewolwerowej. 4 - głowica rewolwerowa. 5 - stół wiertarki. 6 - regulator posuwu. 7 - nastawianie prędkości obrotowej w wrzeciona. 8 - układ dopasowująco-sterujący. 9 - układ sterowania
W kraju produkuje się frezarki pionowe typ FYF 50N, poziome jednostojakowe typ FXK 63 N oraz dwustojakowe typ FEA 63 N. Na frezarkach dokonuje się obróbki (frezowania) górnych płaszczyzn przedmiotu i obróbki otworów.
Wytaczarko-frezarki sterowane numerycznie (zwane wiertarko-frezarkami) są przeznaczone przede wszystkim do obróbki płaszczyzn i otworów sprężonych warunkiem dokładnego wzajemnego położenia. Cechą charakterystyczną obróbki na tych obrabiarkach jest to, że przedmiot podczas obróbki jest nieruchomy, a wszystkie operacje są wykonywane przy jednym zamocowaniu. Jest to możliwe dzięki temu, ze na obrabiarkach tych można wykonywać znaczną liczbę różnorodnych zabiegów, jak: wytaczanie, toczenie czół, wiercenie, pogłębianie, rozwiercanie, toczenie gwintów oraz frezowanie wielopozycyjne.
Nie zawsze obrabiarki sterowane numerycznie mogą w pełni zaspokoić potrzeby produkcji małoseryjnej, bowiem dla wielu typów części, produkowanych w niewielkich partiach, konieczne jest wykonywanie dużej ilości zabiegów w jednej operacji z zastosowaniem różnych narzędzi. Dlatego produkuje się obrabiarki, w których wszystkie funkcje technologiczne, łącznie z wymianą narzędzi, są wykonywane wg określonego programu, bez udziału operatora. Są to obrabiarki wielocelowe, zwane centrami obróbkowymi.Obrabiarki te umożliwiają wykonywanie dużej liczby różnych zabiegów, zapewniając w ten sposób pełną obróbkę złożonych części wg programu z małą liczbą zmian ustawienia przedmiotu, a niekiedy ― w jednym ustawieniu. Ponadto istnieje możliwość wykonywania w jednej operacji zabiegów zgrubnych i wykańczających. W centrach obróbkowych potrzebne narzędzia są umieszczane w magazynach stanowiących integralną część obrabiarki. Na rys. 5 pokazano widok centrum obróbkowego typu Iidic-H6B, a na rys. 6 ― magazyn narzędzi tego centrum.
Rys. 1 Schemat przebiegu przygotowania programu obróbki dla obrabiarek z układem sterowania numerycznego
1 - miejsce przygotowania karty programu i obróbki. 2 - dziurkarka lub dalekopis. 3 - taśma dziurkowana. 4 - szafa sterownicza
(rys. 5).
Nie zawsze obrabiarki sterowane numerycznie mogą w pełni zaspokoić potrzeby produkcji małoseryjnej, bowiem dla wielu typów części, produkowanych w niewielkich partiach, konieczne jest wykonywanie dużej ilości zabiegów w jednej operacji z zastosowaniem różnych narzędzi. Dlatego produkuje się obrabiarki, w których wszystkie funkcje technologiczne, łącznie z wymianą narzędzi, są wykonywane wg określonego programu, bez udziału operatora. Są to obrabiarki wielocelowe, zwane centrami obróbkowymi. Obrabiarki te umożliwiają wykonywanie dużej liczby różnych zabiegów, zapewniając w ten sposób pełną obróbkę złożonych części wg programu z małą liczbą zmian ustawienia przedmiotu, a niekiedy — w jednym ustawieniu. Ponadto istnieje możliwość wykonywania w jednej operacji zabiegów zgrubnych i wykańczających. W centrach obróbkowych potrzebne narzędzia są umieszczane w magazynach stanowiących integralną część obrabiarki. Na rys. 5 pokazano widok centrum obróbkowego typu Iidic-H6B, a na rys. 6 — magazyn narzędzi tego centrum.
Rys.5 Widok centrum obróbkowego typ Iidic-H6B Rys. 6 magazyn części centrum obróbkowego typu Iidic-H6B
madafak1