PL170877B1 - Uklad do obróbki pólwyrobu PL - Google Patents

Abstract

Uklad do obróbki pólwyrobu zbudowany z obrabiarki polaczonej ze stacja robocza, zawierajaca elementy sterujace, kom puter i m onitor, znamienny tym, ze obrabiarke (1) sta- nowi szlifierka, zas miedzy stacja robocza (9) a obrabiarke (1) jest wlaczony zespól (7) stero- wania numerycznego polaczony z kom pute- rem (11) poprzez interfejs (8), przy czym kom - puter (11) ma uklady pamieciowe przecho- wujace zadany model matematyczny wytwa- rzanego ksztaltu oraz uklady wyznaczania, na podstawie modelu matematycznego i nomi- nalnych param etrów geometrycznych pólwy- robu (4), wspólrzednych punktów okreslaja- cych tor przemieszczania narzedzia (6) obra- biarki (1) oraz przekazywania do zespolu (7) sterowania numerycznego obrabiarki (1) wspól- rzednych punktów tych torów w miare ich obliczania. F I G . 1 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest układ do obróbki półwyrobu, zwłaszcza układ do szlifowania.

W znanym sposobie obrabiania półwyrobu, zwłaszcza matrycy nadwozia pojazdu silnikowego zostaje wykreślony projekt, a następnie definiowany zostaje jego model matematyczny, na przykład za pomocą instrumentów CAD (projektowania wspieranego komputerowo). Model matematyczny, zwykle związany z kształtem półwyrobu zostaje wykorzystany do opracowania programu obróbczego i do zdefiniowania toru, po którym ma poruszać się narzędzie obrabiarki. Tor ten jest określany z uwzględnieniem wymiarów nominalnych półwyrobu wymiarów obrobionego wyrobu użytego narzędzia, dopuszczalnych granic toleracji, rodzaju przesuwów narzędzi itd.

Po napisaniu i sprawdzeniu programu opisującego tor narzędzia, jest on przenoszony do systemu sterowania numerycznego obrabiarki.

W opisanym powyżej sposobie może zdarzyć się, że zaprogramowany wstępnie tor narzędzia nie jest całkowicie odpowiedni do wytworzenia żądanego kształtu. Może to być spowodowane np. tym, że stosowany półwyrób posiada wymiary odbiegające od wymiarów nominalnych uwzględnianych przy programowaniu toru. Może to oznaczać np. że celem wytworzenia wymaganego kształtu maszyna musi usunąć większą ilość materiału wyjściowego niż przewidziana, jest zatem konieczne zatrzymanie obróbki i przeprogramowanie jej z uwzględnieniem stwierdzonych różnic lub błędów. Często zatrzymanie obróbki wiąże się z usunięciem półwyrobu matrycy z maszyny, dzięki czemu może być ona ewentualnie zastosowana dla innych celów podczas przeprogramowania toru narzędzia. Po zakończeniu tego przeprogramowania ponowna obróbka sterowana numerycznie wymaga w tym momencie ponownego zamocowania i ponownego pozycjonowania półwyrobu w maszynie.

Również przeprogramowywanie obróbki sterowanej numerycznie może mieć miejsce w wypadku wystąpienia uszkodzenia (uszkodzenia obrabianego półwyrobu, uszkodzenia narzędzia obrabiającego). We wszystkich przypadkach każda interwencja przeprogramowania toru narzędzia wiąże się z zatrzymaniem maszyny, co jest niekorzystne dla wydajności i rytmiczności pracy.

Z opisu patentowego USA nr 5 033 005 znany jest wspomagany komputerowo zespół obróbczy, w którym blok elektroniczny zawiera jednostkę centralną CPU otrzymującą informacje z bazy danych narzędzia, informację o powierzchni obrabianej części z bazy danych geometrii części, informację sterującą z programu komputerowego oraz rozkazy użytkownika z terminalu graficznego. Informacje i rozkłazy powodują podawanie przez CPU za pośrednictwem odpowiedniego interfejsu rozkazów dotyczących obróbki przez frezowanie części. W tym rozwiązaniu w celu automatycznego generowania torów sterowania narzędzia implementuje się sposób wyznaczania miejsc geometrycznych przecięcia powierzchni obrabianych i powierzchni prowadzących. Obra170 877 biarka jest sterowana przez określenie kształtu frezowanej części, z wykorzystaniem jej reprezentacji matematycznej, w której wylicza się przybliżony kształt frezowanej powierzchni zewnętrznej, z uwzględnieniem właściwości charakterystycznych wykorzystywanego narzędzia, pobranych z bazy danych narzędzia. Zespół tego typu wymaga ciągłych interwencji operatora, co powoduje zwolnienie pracy i podwyższenie kosztów.

Z opisu patentowego EP 389 587 znane jst stanowisko obróbcze zawierające elektrodrążarkę (drążarkę elektroiskrową), sterownik NC (sterowania numerycznego - Numerical Control) lub CNC (komputerowego sterowania numeryczego - Compterized Numerical Control), stanowisko CAM (komputerowo wspomaganego wytwarzania - Computer Aided Manufacturing), konsolę zapewniającą współdziałanie człowiek-maszyna przy stosowaniu sterownika NC lub CNC, jak również współdziałanie ze stanowiskiem CAM. Dwa komputery procesowe przyporządkowane są, odpowiednio, do sterownika NC lub CNC i stanowiska CAM, i są w sposób trwały połączone ze sobą i z konsolą, za pośrednictwem łącza w celu dwukierunkowego przekazywania danych między komputerami procesowymi i konsolą.

Łącze może być uruchamiane podczas obróbki w celu przekazywania informacji odnoszących się do maszyny, do narzędzia i/lub do przedmiotu obrabianego, ze sterownika do stanowisk CAM. Podczas pracy komputer procesowy sterownika NC przetwarza w czasie rzeczywistym przynajmniej część krytycznych pod względem czasowym parametrów obróbki, a komputer procesowy stanowiska CAM przetwarza wszystkie wymagające dużej ilości obliczeń, lecz nie krytyczne pod względem czasowym wielkości obróbcze, oraz ewentualnie część krytycznych pod względem czasowym parametrów obróbki.

Stanowisko to jest dość kosztowne ze względu na koszt stosowanego stanowiska CAM, który dodaje się do kosztu sterownika NC. Ponadto, każda modyfikacja narzędzia lub przedmiotu obrabianego, która wymaga przeprogramowania torów ruchu narzędzia powoduje konieczność w zasadzie ręcznego kasowania przez stanowisko CAM programów NC dotyczących operacji, bez możliwości wykorzystania w przyszłości do programowania obróbki innych przedmiotów.

Celem niniejszego wynalazku jest opracowanie układu do obróbki półwyrobów ułatwiającego i przyspieszającego tę obróbkę.

Układ do obróbki półwyrobu według wynalazku zbudowany z obrabiarki połączonej ze stacją roboczą, zawierającą elementy sterujące, komputer i monitor, charakteryzuje się tym, że obrabiarkę stanowi szlifierka, zaś między stację roboczą a obrabiarkę jest włączony zespół sterowania numerycznego połączony z komputerem poprzez interfejs, przy czym komputer ma układy pamięciowe przechowujące zadany model matematyczny wytwarzanego kształtu oraz układy wyznaczania, na podstawie modelu matematycznego i nominalnych parametrów geometrycznych półwyrobu, współrzędnych punktów określających tor przemieszczania narzędzia obrabiarki oraz przekazywania do zespołu sterowania numerycznego obrabiarki współrzędnych punktów tych torów w miarę ich obliczania.

W przypadku układu według wynalazku, przeprogramowanie torów narzędzia, które może stać się konieczne, może być wykonywane w czasie rzeczywistym, bezpośrednio przy narzędziu obrabiającym.

Z tego względu układ według wynalazku umożliwia całkowicie optymalizację stosowania narzędzia obrabiającego sterowanego numerycznie i ponadto umożliwia najlepsze zastosowanie wiedzy i doświadczenie pracownika obsługującego układ.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania jest przedstawiony na rysunku przedstawiającym schemat układu do obróbki półwyrobu.

Na rysunku odnośnik 1 wskazuje ogólnie obrabiarkę, zwłaszcza szlifierkę, z łożem 2, platformą 3 nośną, na której zamontowany jest półfabrykat 4 i ruchomą głowicę 5, przesuwną wzdłuż trzech lub pięciu osi i na której jest umocowane narzędzie 6.

Z obrabiarką 1 połączony jest skomputeryzowany zespół 7 sterowania numerycznego, z których za pomocą interfejsu 8 jest sprzężona stacja robocza 9 CAD z grafiką interakcyjną. Stacja robocza 9 składa się z zespołu sterującego 10 stanowiącego klawiaturę komputera 11 z dołączonymi urządzeniami pamięci i z monitorem 12.

W urządzeniach pamięciowych komputera 11 sjacji roboc Z9j 9 znajduje się określo ny z góry model matematyczny kształtu wytwarzanego detalu, modelu lub matrycy.

170 877

W przypadku znanych technik programowania, komputer 11 jest przystosowany do określania, na podstawie modelu matematycznego, wytwarzanego kształtu i nominalnych własności geometrycznych półwyrobu 4, współrzędnych punktów określających tory, po których ma się przesuwać narzędzie 6 obrabiarki 1 w celu umożliwienia wytworzenia wymaganego kształtu z półwyrobu.

Komputer 11 jest ponadto, dogodnie, połączony interfejsem 8 ze skomputeryzowanym systemem sterowania numerycznego 7 obrabiarki 1, według określonych z góry protokołów. Ponadto, jednostka jest wstępnie przystosowana, za pomocą odpowiedniego oprogramowania, do transmitowania do systemu sterowania numerycznego 7 obrabiarki 1 współrzędnych punktów torów narzędzia 6 w miarę ich obliczania, celem niezwłocznego ich wykonania przez obrabiarkę 1.

Z tego względu w opisanym wyżej systemie, zwłaszcza szlifowanie półwyrobu 4 odbywa się w czasie rzeczywistym. Komputer 11 stacji roboczej 9 za pomocą odpowiedniego oprogramowania aplikacyjnego, ma możliwość modyfikacji i/lub integracji w czasie rzeczywistym, na podstawie bezpośredniej obserwacji postępującej obróbki półwyrobu, torów narzędzia 6, które od czasu do czasu są przeliczane celem skompensowania ewentualnych ich nieodpowiedniości, które musiały powstać, na przykład w wyniku rozbieżności wynikowych wymiarów geometrycznych względem jego rzeczywistych wymiarów geometrycznych, albo z innych powodów.

W tym układzie, gdy takie niedostosowania staną się widoczne, nie ma konieczności zatrzymywania narzędzia obrabiarki i przeprogramowywania torów, natomiast niedostosowania te mogą być niezwłocznie skorygowane w czasie rzeczywistym. Umożliwia to optymalizację zastosowania narzędzia obrabiającego i umożliwia także uniknięcie konieczności przetwarzania w celu postępowania mającego na celu przeróbkę dokumentacji obróbki dla maszyny i warsztatu.

Stacja robocza 9 może być na przykład stacją roboczą SUN wyposażoną w oprogramowanie CAD Computervision CAD lub w inne specjalne oprogramowanie aplikacyjne. Narzędzie obrabiające 1 jest na przykład szlifierką firmy JOBS i współpracujący zespół 7 sterowania numerycznego może być systemem Fidia CNC.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 2,00 zł

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Układ do obróbki półwyrobu zbudowany z obrabiarki połączonej ze stacją roboczą, zawierającą elementy sterujące, komputer i monitor, znamienny tym, ze obrabiarkę (1) stanowi szlifierka, zaś między stacją roboczą (9) a obrabiarkę (1) jest włączony zespół (7) sterowania numerycznego połączony z komputerem (11) poprzez interfejs (8), przy czym komputer (11) ma układy pamięciowe przechowujące zadany model matematyczny wytwarzanego kształtu oraz układy wyznaczania, na podstawie modelu matematycznego i nominalnych parametrów geometrycznych półwyrobu (4), współrzędnych punktów określających tor przemieszczania narzędzia (6) obrabiarki (1) oraz przekazywania do zespołu (7) sterowania numerycznego obrabiarki (1) współrzędnych punktów tych torów w miarę ich obliczania.