Примери машина алатки високе...
TRANSCRIPT
1
2 5 5
http://cent.mas.bg.ac.rs
Машински факултет Београд
Катедра за производно машинство
http://www.mas.bg.ac.rs
2.5.5МАШИНЕ АЛАТКЕ
и РОБОТИ НОВЕ ГЕНЕРАЦИЈЕ
Примери машина Примери машина алатки високе тачностиалатки високе тачности
МАШИНЕ АЛАТКЕ И РОБОТИ НОВЕ ГЕНЕРАЦИЈЕ 2015
АР-4+АР-5 Разрада тема АН-10
Консултације - семинарски
МАШИНЕ АЛАТКЕ И РОБОТИ НОВЕ ГЕНЕРАЦИЈЕ 2015
2
Примери машина алатки Примери машина алатки високе тачностивисоке тачности
МАШИНЕ АЛАТКЕ И РОБОТИ НОВЕ ГЕНЕРАЦИЈЕ 2015
Примери спирала развојаПримери спирала развојаЗа машине алатке високе тачности За машине алатке високе тачности
МА високе Тачности за
МА високе Тачности за мезоТачности за
брушење
Технологија БРУШЕЊЕ
Тачности за мезо и микро обраду
Технологија МИКРО глодања
МАШИНЕ АЛАТКЕ И РОБОТИ НОВЕ ГЕНЕРАЦИЈЕ 2015
Огледала
Делови врло великих димензија
Микро делови
Делови врло малих димензија
3
Пример брусилица за брушење Пример брусилица за брушење огледалаогледала
• Производ је огледало великих
• Површина огледала често није деоогледало великих
димензија
• Израда огледала се реализује из сегмената
• Геометрија и
често није део сфере, већ је параболична.
• Тачност брушене површине сегмената огледала треба да јеГеометрија и
квалитет обрађене површине огледала треба да буду савршени.
огледала треба да је око 1 микрона.
МАШИНЕ АЛАТКЕ И РОБОТИ НОВЕ ГЕНЕРАЦИЈЕ 2015
Велико огледало из деловаВелико огледало из деловаZ
Производ :огледало великих
ј
X
Y
x
z
димензија
Један сегмент огледала
y
МАШИНЕ АЛАТКЕ И РОБОТИ НОВЕ ГЕНЕРАЦИЈЕ 2015
4
Машина за брушењеМашина за брушење
• Задатак је направити машину која бруси сегменте под следећим условима:сегменте под следећим условима:
• Програмира се у координтном систему огледала (x,y,z)
• Мерење тачности обраде се остварује на самој машини и у координтном систему (X Y Z)(X,Y,Z).
• Машина треба да има велики радни простор (2.5х2.5 x0.6m)
МАШИНЕ АЛАТКЕ И РОБОТИ НОВЕ ГЕНЕРАЦИЈЕ 2015
Концепција машинеКонцепција машине• Портална брусилица
• Кинематички ослонци
• Посебан метролошки еталонПосебан метролошки еталон
• Носећа структура од полимер бетона (Granitan)
• Компензација грешака
• Хидростатичке вођице са мирним ходовима и великом крутошћу за X и Y осе са температурно контролисаним уљем
• Аеростатичке вођице за Z осу.
• Фрикциони актуатори на осама Х и Y са великим ходом.
• Актуатор за краћу Z осу је завојно вретено са навртком и директно везаним мотором. Комплетна оса је уравнотежена противтегом.
МАШИНЕ АЛАТКЕ И РОБОТИ НОВЕ ГЕНЕРАЦИЈЕ 2015
5
Кинематички ослонциКинематички ослонциКинематички ослонац типа 3-2-1.Омогућава прецизно базирање.
V жлеб - 2
Помоћу ових ослонаца одузимају се степени слободе објекту.
МАШИНЕ АЛАТКЕ И РОБОТИ НОВЕ ГЕНЕРАЦИЈЕ 2015
Раван ослонац - 1 Конусно удубљење - 3
Портална брусилицаПортална брусилица• Машина : троосна
портална глодалица
• Интегрисан метролошки систем за мерење обрађеног дела
• Радни простор
2.5 х 2.5 х 0.6 m
• Габарити машине
8 х 6 х 5 m
МАШИНЕ АЛАТКЕ И РОБОТИ НОВЕ ГЕНЕРАЦИЈЕ 2015
• Укупна тежина машине 130 t
6
Референтни мерни еталони Референтни мерни еталони и кинематички ослонции кинематички ослонци
МАШИНЕ АЛАТКЕ И РОБОТИ НОВЕ ГЕНЕРАЦИЈЕ 2015
Референтни мерни еталони и Референтни мерни еталони и кинематички ослонцикинематички ослонци
МАШИНЕ АЛАТКЕ И РОБОТИ НОВЕ ГЕНЕРАЦИЈЕ 2015
7
Упрошћени Упрошћени CAD CAD модел порталнемодел порталнебрусилице брусилице OAGMOAGM 25002500
МАШИНЕ АЛАТКЕ И РОБОТИ НОВЕ ГЕНЕРАЦИЈЕ 2015
X
Y
Z
Портална брусилица Портална брусилица OAGMOAGM 25002500
Мерни еталониРеферентни стаклени лењири
Систем за мерењеМерни еталонРеферентни стаклени лењир за Y осу
Фрикциони актуатори на Х оси
Радни сто
стаклени лењири за Х осу OAGM 2500
Y осу
МАШИНЕ АЛАТКЕ И РОБОТИ НОВЕ ГЕНЕРАЦИЈЕ 2015
Хидростатичка вођица
Пнеуматски ослонци који амортизују
сопствену тежину стола
Кинематички ослонци
8
Погон Х осе машинеПогон Х осе машине
МАШИНЕ АЛАТКЕ И РОБОТИ НОВЕ ГЕНЕРАЦИЈЕ 2015
Y Y ии ZZ оса машинеоса машине
МАШИНЕ АЛАТКЕ И РОБОТИ НОВЕ ГЕНЕРАЦИЈЕ 2015
Z
9
Вретениште брусилицеВретениште брусилице
• Мах број обрта 3000 о/мин• Хлађење мотора циркулацијом воде• Ротор мотора прецизно динамички балансиран• Ефективни контакт тоцила и обратка са нагибом од 7 степени.
МАШИНЕ АЛАТКЕ И РОБОТИ НОВЕ ГЕНЕРАЦИЈЕ 2015
Референтне базе на машиниРеферентне базе на машини
МАШИНЕ АЛАТКЕ И РОБОТИ НОВЕ ГЕНЕРАЦИЈЕ 2015
10
Метролошки систем на машиниМетролошки систем на машини
МАШИНЕ АЛАТКЕ И РОБОТИ НОВЕ ГЕНЕРАЦИЈЕ 2015
Метролошки систем на машиниМетролошки систем на машиниМерни еталониРеферентни стаклени лењири
yL
xL
Z
a
b
yD
z od MSose Z
МАШИНЕ АЛАТКЕ И РОБОТИ НОВЕ ГЕНЕРАЦИЈЕ 2015
XY
Z
xD
Користе се три ласера са троструким дељењем зрака L1, L2 и L3.
x= fx (xL, xD) = X koordinata
z= fz (a,b, z, y) = Z koordinata
z od MS ose Z
y= fy (yL, yD) = Y koordinata
11
Пример путање алата за Пример путање алата за брушење сегмента огледалабрушење сегмента огледала
МАШИНЕ АЛАТКЕ И РОБОТИ НОВЕ ГЕНЕРАЦИЈЕ 2015
Симулација брушења Симулација брушења огледалаогледала
МАШИНЕ АЛАТКЕ И РОБОТИ НОВЕ ГЕНЕРАЦИЈЕ 2015
12
Мерење на самој машиниМерење на самој машини
Мерна глава
МАШИНЕ АЛАТКЕ И РОБОТИ НОВЕ ГЕНЕРАЦИЈЕ 2015
Мерни пипак
Систем за мерење има свој посебан погон и вођице за кретање мерне главе по Z оси.Приликом брушења мерна глава се увлачи.
Мерење на самој машиниМерење на самој машини
МАШИНЕ АЛАТКЕ И РОБОТИ НОВЕ ГЕНЕРАЦИЈЕ 2015
13
OAGMOAGM 25002500
МАШИНЕ АЛАТКЕ И РОБОТИ НОВЕ ГЕНЕРАЦИЈЕ 2015
МАШИНЕ АЛАТКЕ И РОБОТИ НОВЕ ГЕНЕРАЦИЈЕ 2015
14
Примери савремених ултрапрецизних Примери савремених ултрапрецизних машина алаткимашина алатки за мезо и микро обрадуза мезо и микро обраду
• Ултрапрецизни хоризонтални струг за б б бобраду-израду разних врста бубњева
• Moore Nanotech - Струг 250UPL• Nanotech 350FG
• Ултрапрецизна вишеосна брусилица
• Ултрапрецизна брусилица• Ултрапрецизна брусилица
МАШИНЕ АЛАТКЕ И РОБОТИ НОВЕ ГЕНЕРАЦИЈЕ 2015
Ултрапрецизни хоризонтални струг за обраду-израду разних врста бубњева
Ultra-Precision CNC Horizontal Drum Lathe
• Производ: бубањ који се користи као калуп за израду микро сочиваизраду микро сочива.
• Бубањ на себи има микроструктуре са слободним површинама.
• За израду ових бубњева је потребан специјалан вишеосни струг, са високом крутошћу стабилношћи и тачношћу
МАШИНЕ АЛАТКЕ И РОБОТИ НОВЕ ГЕНЕРАЦИЈЕ 2015
крутошћу, стабилношћи и тачношћу.
• Метод обраде: Вишеосна обрада стругањем помоћу дијамантског врха алата
15
Ултрапрецизни хоризонтални струг за обраду-израду разних врста бубњева
Ultra-Precision CNC Horizontal Drum Lathe
МАШИНЕ АЛАТКЕ И РОБОТИ НОВЕ ГЕНЕРАЦИЈЕ 2015
Ultra-Precision CNC Horizontal Drum Lathe
Kaрактеристике • Управљање на PC платформи са Windows OS и програмерском
резолуцијом од 0 01 nmрезолуцијом од 0.01 nm.• Резолуција 0.034 nm за Х осу, 1 nm за Z осу и 100 nm за W осу
(померање задњег шиљка).• Резолуција С осе је 0.000005˚.• Програмирана оса померања задњег шиљка као W оса, са
хидрауличним кочионим системом, који обезбеђује максималну крутост задњег шиљка током машинске обраде, и флексибилно и брзо постављање обратка.
• Линеарни мотори.• Број оса управљања: 4 или 5. CZXW или CZXW + В• Обрада до 2,0 метра широких оптичких патерна (шара)уз
максимално 2,6 метара дугих бубњева.• Максимални пречник бубњева 600 мм.
МАШИНЕ АЛАТКЕ И РОБОТИ НОВЕ ГЕНЕРАЦИЈЕ 2015
16
Ултрапрецизни хоризонтални струг за обраду-израду разних врста бубњева
МАШИНЕ АЛАТКЕ И РОБОТИ НОВЕ ГЕНЕРАЦИЈЕ 2015
Пример конфигурисане машине са додатном В осом
CZXW + В
Машина ради у условима контроле температуре ваздуха туширањем расхлађеним ваздухом (клима).
Хидростатичка вретена, на главном вретену и на коњићу (задњем шиљку), за добро пригушење, мирноћу рада, правилност кретања, геометријску тачност, избегавање хабања, високу крутост... +активна термичка стабилизација вретена
МАШИНЕ АЛАТКЕ И РОБОТИ НОВЕ ГЕНЕРАЦИЈЕ 2015
17
Ултрапрецизни хоризонтални струг за обраду-израду разних врста бубњева
Ultra-Precision CNC Horizontal Drum Lathe
https://www.youtube.com/watch?v=UPH5IJF2-H0
Ултрапрецизни хоризонтални струг за обраду-израду разних врста бубњева
Ultra-Precision CNC Horizontal Drum Lathe
https://www.youtube.com/watch?v=MMcxOIGRZ4E
18
Обрађени делови
Moore Nanotech - Струг 250UPL
http://www.nanotechsys.com/machines/nanotech-250uplv2-ultra-precision-lathe/
МАШИНЕ АЛАТКЕ И РОБОТИ НОВЕ ГЕНЕРАЦИЈЕ 2015
Moore Nanotech - Струг 250UPL
Kaрактеристике
• Управљање на PC платформи са Windows OS и програмерском р ф р р р ррезолуцијом од (0.01 nanometer linear / 0.0000001º rotary)
• Постоље машине је од гранита постављена у пасивни систем ваздушне изолације.
• Линеарни мотори.• Аеростатички улежиштено ГВ са 50-10000 min-1, са опцијом течног
хлађења.• Пречник обраде до 250 mm, • Ходови: Х и Z оса по 200 mm. (опционо оса Y 100 mm).• Број оса управљања: 2, 3 или 4. Опционо додатне осе Y, B i C.• Софтвер за програмирање.• Софтвер за компензацију грешака - Workpiece Error Compensation
System (WECS)
МАШИНЕ АЛАТКЕ И РОБОТИ НОВЕ ГЕНЕРАЦИЈЕ 2015
19
МАШИНЕ АЛАТКЕ И РОБОТИ НОВЕ ГЕНЕРАЦИЈЕ 2015
Single point diamond turning aspheric mold core pin
Diamond flycutting with optional B Axis
МАШИНЕ АЛАТКЕ И РОБОТИ НОВЕ ГЕНЕРАЦИЈЕ 2015
Diamond flycutting with optional B-Axis
Diamond micro-milling with optional Y-Axis
20
Струг 350UPL Y X
Z
МАШИНЕ АЛАТКЕ И РОБОТИ НОВЕ ГЕНЕРАЦИЈЕ 2015
Држач алата са алатом
http://mdrl.mne.psu.edu/equip.htm
Moore Nanotech - Струг 350UPL
МАШИНЕ АЛАТКЕ И РОБОТИ НОВЕ ГЕНЕРАЦИЈЕ 2015
Хидростатичка обртна В оса
21
Примери савремених ултрапрецизних Примери савремених ултрапрецизних машина алатки машина алатки -- Nanotech 350FG
Moore Nanotech® 350FGUltra-Precision Freeform® GeneratorGenerator
(Configurable as a 3, 4, or 5 axis machine)
http://www.nanotechsys.com/
МАШИНЕ АЛАТКЕ И РОБОТИ НОВЕ ГЕНЕРАЦИЈЕ 2015
3, 4 or 5-Axis Freeform® Generator
Примери савремених ултрапрецизних Примери савремених ултрапрецизних машина алатки машина алатки -- Nanotech 650FG
http://www.nanotechsys.com/Nanotech 650FG
МАШИНЕ АЛАТКЕ И РОБОТИ НОВЕ ГЕНЕРАЦИЈЕ 2015
22
База
МАШИНЕ АЛАТКЕ И РОБОТИ НОВЕ ГЕНЕРАЦИЈЕ 2015
Базна структура машине је од монолитног композитног полимера
Production Diamond Turning
Slow Slide Servo( XZC)
МАШИНЕ АЛАТКЕ И РОБОТИ НОВЕ ГЕНЕРАЦИЈЕ 2015
23
Raster milling
МАШИНЕ АЛАТКЕ И РОБОТИ НОВЕ ГЕНЕРАЦИЈЕ 2015
Raster milling of multi-faceted reflector mold
Спољашње попречно брушење
Микро-глодање
МАШИНЕ АЛАТКЕ И РОБОТИ НОВЕ ГЕНЕРАЦИЈЕ 2015
Freeform / Lens Array / Micro-Milling
24
Raster-flycutting
Raster-flycutting of reflector mold
HMI - Nanotech
25
Примери различитих метода обраде
https://www.youtube.com/watch?v=25XLvll6Gw4
Примери савремених ултрапрецизних машина алатки Примери савремених ултрапрецизних машина алатки Nanotech 350FG
https://www.youtube.com/watch?v=25XLvll6Gw4
26
Елеменати за дискусију вештине прављења и коришћења ултрапрецизних МА
• Постоље од гранита, или од полимерног бетона, за ниско б бтежиште, добро пригушење, термичку стабилност...
• Хидростатичке вођице, за миран рад, високо пригушење, термичку стабилизацију оса...
• Оптимално постављени активни ваздушни подметачи, за добру изолацију и сигуран рад сервоситема.
• Хидростатичка, или аеростатичка вретена, према врсти машине, за добро пригушење, мирноћу рада, правилност кретања, геометријску тачност, избегавање хабања, високу крутост...
• Транслаторни мотори, за велике брзине позиционирања, миран рад, избегавање хабања, фине мале ходове.
МАШИНЕ АЛАТКЕ И РОБОТИ НОВЕ ГЕНЕРАЦИЈЕ 2015
Елеменати за дискусију вештине прављења и коришћења ултрапрецизних МА
• Брзо нумеричко управљање на бази РС, за умрежавање, рад са дугим програмима, рад са туђим програмима, подршку модерним погонима и мерним системима у достизању потребног квалитета обраде...
• Фини мерни системи, за нанометарско инкрементално померање оса, високу тачност обраде...
• Мерење обрађеног дела на машини, за компензацију грешака обраде до њихове скоро потпуне елиминације.
• Термичка стабилизација обрадног система помоћу адекватне кабине, туширања машине добро припремљеним ваздухом, активна термичка стабилизација мотора, вретена и других покретних елемената...
МАШИНЕ АЛАТКЕ И РОБОТИ НОВЕ ГЕНЕРАЦИЈЕ 2015