Gyártócellák állapotfelügyelete
Magyarkúti JózsefBGK-AGI
2010
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
2
Figyelem!Az előadásvázlat nem helyettesíti a
tankönyvetDr. Nagy P. Sándor: Gyártóberendezések
és rendszerek I.-II., BMFCzéh Mihály – Hervay Péter – Dr. Nagy P.
Sándor: Megmunkálógépek, Műszaki Könyvkiadó
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Gyártás fejlődése
• CNC gépek• Megmunkáló központok• Gyártócellák• Rugalmas gyártórendszerek
3
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Megmunkáló központok
• Megmunkáló központoknak nevezzük az olyan CNC gépeket, amelyeknél a munkadarab egy felfogása közben különböző fúrási, marási, esztergálási műveleteket tudnak elvégezni.
4
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
GyártócellákÁll egy megmunkáló központból és az azt kiszolgáló
munkadarab és szerszámellátó rendszerből, melynek megvalósítási módja valamilyen kiszolgáló robottal történő adagolás.
Jellemzi:• Moduláris felépítés• Automatikus munkadarab, illetve szerszámkezelés• Cellavezérlés• Állapotfelügyelet, és diagnosztika• Automatikus forgácskezelés
5
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Cellavezérlés feladata
Összetett feladat:• Össze kell hangolni az alrendszerek tevékenységét
(munkadarab ellátás, szerszámellátás, forgácselvezetés stb.)
• Az alrendszerek fölé van rendelve a cellavezérlő• Kapcsolatot tart a magasabb szintű külső rendszerrel
(CÍM)• Rögzíti a cella üzeme során történt eseményeket (pl.
gépkihasználás, állásidők)
Golyósorsó 6
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Cella üzem fajtái
• Emberi felügyelet nélküli• Előkészítő• Szerviz
Golyósorsó 7
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Emberi felügyelet nélküli üzemmód
• A cella önmagában dolgozik• A vezérlés a cellában lévő eszközök fölött
rendelkezik, intézkedik• A külvilág számára naplózást végez• Hiba esetén diagnosztikát végez, majd saját
hatáskörben intézkedik
Golyósorsó 8
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Előkészítő (kézi) üzemmód• Van emberi közreműködés is• Új programok beindítása, ellenőrzése
Különböző modulok a saját vezérlésükkel működtethetők pl. hagyományos NC üzemmóddal:
• referenciapont felvétel kézi üzemmódban, • szerszámbemérés, korrekciózás• programfuttatás folyamatosan vagy mondatonként
Golyósorsórsó9
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Szerviz üzemmód
• A cél a hiba elhárítása• Utána magasabb üzemszintbe visszatérés
előkészítése• Emberi részvétel és felügyelet elengedhetetlen
Golyósorsórsó10
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Központi vezérlőberendezés kiemelt feladatai:
• Termelési adatok fogadása (munkadarab típusa, darabszáma, határidők)• Szükséges alkatrészprogramok aktivizálása DNC számítógépben• Szerszámellátó rendszer felé információcsere (szerszám illetve
szerszámcsere igény)• Munkadarab szállító rendszer felé szállítási feladatok kiadása (melyik
munkadarab hová?)• Mérőprogramok aktivizálása• Információszolgáltatás a gépkezelő számára (előkészítő feladatok,
rendszerállapot, gépkiesést áthidaló stratégiák)• Folyamatos rendszerfelügyelet és diagnosztika
Golyósorsó 11
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Diagnosztizáló rendszer
• A hibák felderítését és megszüntetését segíti• A vezérlés tesztprogramok lefuttatásával
ellenőrzi a rendszer moduljainak állapotát
Golyósorsó 12
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Felügyelet, diagnosztika alkalmazásának oka
Ma már elengedhetetlen mert,• A gyártórendszerek nagy értékű gépekből állnak, hiba esetén túl nagy a
termeléskiesésből származó veszteség• Gépek nagy teljesítménye miatt súlyos kárt okozhatnak a
munkadarabban, szerszámban és a berendezésben• A nagy automatizáltsággal együtt járó sok állapotjelző emberi
érzékszervekkel már nem felfogható vagy feldolgozható• A berendezések így több műszakban dolgozhatnak emberi felügyelet
nélkül, gazdaságossági szempont
Golyósorsó 13
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Állapotfelügyelet feladata
• A termelésben szereplő gépek és a termelési folyamat figyelése
• A gép szerszám és a munkadarab károsodásának megelőzése
• A folyamatos működés biztosítása
Golyósorsó 14
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Az állapot felügyelet részfeladatai
• Mérés• Feldolgozás• Döntés• Beavatkozás
Golyósorsó 15
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Állapotfelügyelet gazdasági kihatásai
Golyósorsó 16
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
A real-time (valós idejű) állapotfelügyelet biztosításának főbb szempontjai:
• Az állapotfelügyelet bevezetése nem lassíthatja a gép működését
• A rendszernek a változások trendjének alapján a tényleges károsodás előtt be kell avatkoznia úgy hogy az intézkedések (pl. szerszámcsere) után a megmunkálás minél gyorsabban folytatódhasson
Golyósorsó 17
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Felügyeleti rendszerek
Lehet:• Munkadarab (vagy minőségi) felügyelet• Berendezés (vagy gép) felügyelet• Szerszámfelügyelet• Folyamatfelügyelet
Golyósorsó 18
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Felügyeleti rendszerek
Golyósorsó 19
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Folyamatelemek legfontosabb kondíciói, működőképességüket meghatározó tulajdonságai
Golyósorsó 20
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Munkadarab-felügyelet
• A munkadarab-felügyeletet mindig elsődlegesen kell biztosítani
• Ez a megmunkáláskor elérendő makró- és mikrogeometriai jellemzők betartását értjük
Golyósorsó 21
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Felügyeleti állapotok
• Normál állapot: a cél ennek az állapotnak a fenntartása, a tényleges állapot a kívánt állapotnak felel meg.
• Deviáns állapot: a technológiai követelmények még teljesülnek, a káros trend már jelen van, a normál állapot a gyártási paraméterek megváltoztatásával még visszaállítható. Automatizált rendszernél ezt adaptív szabályozás végzi
Golyósorsó 22
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Felügyeleti állapotok• Kritikus állapot: a tényleges állapot a kívánttól lényegesen eltér, az eltérés
korrekciókkal nem szüntethető meg. A normál állapot csak a hibák feltárása után érhető el. Legtöbbször a technológia megszakításával jár együtt, a felügyeleti rendszer végzi el.
• Veszélyes állapot: a tényleges állapot a kívánttól drasztikusan eltér. Jelentős anyagi kár, sérülés fenyeget. Azonnali beavatkozásra van szükség.
Az egyes üzemállapotok felismerhetőségét a vizsgált állapotváltozók változásmértékével jellemezhetjük.
Golyósorsó 23
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Felügyeletek fajtái a mért paraméterek szerint:
• Diszkrét és analóg funkciós felügyelet• Terhelésfelügyelet• Rezgésfelügyelet• Geometriafelügyelet
Golyósorsó 24
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Forgácsoló szerszámgépeken mérhető állapotváltozók
Golyósorsó 25
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
A felügyeleti hierarchia öt szintje
Golyósorsó 26
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Állapotkövetés
• A termelést időnként megszakítva off-line méréseket hajtanak végre.
• Lehet megmunkálási teszt, pontossági, merevségi vizsgálat.
• Ezek a mérések a gép TMK-ját segítheti elő.
Golyósorsó 27
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Állapotfelügyelet
• A legegyszerűbb on-line felügyelet• A megmunkálási folyamatokba való
beavatkozások lehetősége a megszakításokra korlátozódik.
Golyósorsó 28
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Adaptív szabályozás
• A mért paraméterek alapján visszaszabályoz a rendszer
• A gyártás folyamán a programozott szabályozási modellek stratégiák változatlanok maradnak.
Golyósorsó 29
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Öntanuló szabályozás
• Képes arra, hogy a gyártás alatt szerzett tapasztalatok alapján a szabályozási modelleket, stratégiákat önállóan módosítsa.
Golyósorsó 30
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Diagnosztika
• Feladata a mért állapotváltozók alakulásából a kondícióváltozások és okainak meghatározása.
Golyósorsó 31
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
A munkadarab geometriai felügyelete
Cél: A méréssel nyert információk feldolgozásának önműködő rendszerének biztosítása
A felügyeleti méréseket jellemzi:• Mérés helye• Mérés időpontja• Mért objektum• A felhasznált mérőeszköz• A mért mennyiség jellege• A mérés és automatizáltság szintje• A mérés esedékessége
Golyósorsó 32
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
A mérés helye
• Lehet a gyártócellában (on line) a gép mozgásterén belül, vagy a gépre integrált mérőgép
• Lehet gyártócellán kívül (off-line) különálló mérőgépen, mérőroboton.
Golyósorsó 33
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
A mérés időpontja
1. Megmunkálás előtt2. Megmunkálás alatt (forgácsolást meg kell
szakítani, illetve nem kell megszakítani)• Művelet előtti• Műveletelem előtti• Műveletelem alatti• Műveletelem utáni• Művelet utáni3. Megmunkálás után
Golyósorsó 34
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
A mért objektum
• A munkadarab (de lehet az MKGS rendszer bármely eleme is)
Golyósorsó 35
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
A mérőeszközök jellegzetes típusai
• Többkoordinátás mérőgép• Szerszámgépre integrált mérőrendszer• Szerszámgépre szerelt mérőtapintó• Rugalmas mérőrobot• Különleges mérőrobot• Mérőkészülék• Hagyományos mérőeszközök
Golyósorsó 36
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
A mért mennyiség jellege
• Méret• Szög• Alak• Mikrogeometriai mérések
Golyósorsó 37
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
A mérés automatizáltsági szintje
• Kézi mérés (kézi mérőeszköz és kézi adatbevitel)
• Félautomatikus mérés (kézi tapintó mozgás és automatikus adatbeolvasás)
• Automatikus mérés (programozott tapintómozgás és gépi adatbeolvasás)
Golyósorsó 38
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Mérés esedékessége
• Feltételesen• Feltétel nélkül végrehajtható mérések
Golyósorsó 39
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Gyártócellákban alkalmazott felügyeletek
A mérés eszköze:• a szerszámtartóban elhelyezett
a főorsóba automatikusan beváltható mérőfej
Elve:• A tapintó végighalad a
munkadarabon, az adatokat a gép útmérőrendszere juttatja a vezérlésbe.
• A vezérlő képes a mérés adatait a geometriai elemre vonatkozó eltérés értékekre átszámítani
• Így korrigálhatók az estleges szerszámkopásból, vagy munkadarab befogási hibákból eredő pontatlanságok
Golyósorsó 40
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Gép állapotmérése speciális műszerrel
Golyósorsó 41
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Főorsóban szerszámként befogható tapintófejek
• A: 3d-s mérőtípusú tapintófej• B: kapcsoló-típusú mérőfej
furatképellenőrző tapintó-betéttel
• C: kapcsoló-típusú mérőfej a furatátmérőt ellenörző csapba épített fénydiódákkal
• D: infravörös fénnyel dolgozó jelátviteli egység
Golyósorsó 42
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Érintés nélküli optikai úton dolgozó tapintófejek
Golyósorsó 43
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Lézeres pásztázás elve:• A lézersugarat forgó tükrök segítségével terítik x
irányban• A felületről visszaverődő sugarak az objektívon keresztül
a CDC érzékelőkre jutnak• Ha a felület sík, akkor a két forgó tükör elmozdulásának
eredményeképpen a lézersugár a CDC érzékelő ugyanazon pontjára érkezik.
• Ha a felület a síktól eltér, a lézersugár a az eltéréssel arányos távolsággal tér el, amit CDC szenzor digitális formában leszámol, a méreteltérés meghatározható.
Golyósorsó 44
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Gépen történő mérés öszzefoglalása
Előnyei:• A mért értékek és a vezérlés által történt kiértékelés után
ha szükséges a korrekciók elvégezhetőekHátrányai:• Az ellenőrzés csak a műveletek után vagy a teljesen
kész munkadarabokon történik, ez alatt a gép nem termel.
• A hűtőfolyadék illetve a jelenlévő forgács zavarhatja a mérés pontosságát.
• Ezekért gyakran alkalmazzák a cellán kívüli mérést.
Golyósorsó 45
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
A gyártócellákon kívüli felügyeletekMérőgépek
Lehetnek 3D, 4D és 5D megoldások• Legelterjedtebbek a 3D-s
megoldások, ahol a mérőfej 3 koordináta irányban mozoghat
• 4D esetén körasztal forgó mozgása segíti körkörösség mérést
• A tapintók motorizált forgatásával létrejön az 5D vezérlés
Golyósorsó 46
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Mérőrobotok• A koordináta mérőgépek funkcióit egy mozgóállványos és vízszintes
mérőkaros kivitelű mérőrobotba viszik át.• Előnye: a robot a megmunkáló vagy szerelő egység mellé a
gyártósorba telepíthető.• A robotok közvetlen (on-line) kapcsolatban vannak a gyártócella
vezérlőjével, így van lehetőség a beavatkozásra.
Golyósorsó 47
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Szerszámfelügyelet
A szerszámfelügyelet a szerszámbeméréssel és a szerszámbeállítással kezdődik
Lehet:• gépen belüli• gépen kívüli bemérés
Golyósorsó 48
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Gépen belüli bemérés• A szerszámkorrekciók automatikus felvétele• Kopáskompenzáció• Álló kapcsoló típusú tapintófejek
Golyósorsó 49
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Gépen belüli bemérés• Az éllekerekítés
bemérése• Az adatok közvetlenül a
vezérlőrendszerbe jutnak• A szükséges
beállításokat korrekciókat elvégzi
Golyósorsó 50
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Gépen kívüli szerszámbemérés• Mivel a szerszámellátó rendszer része a szerszámbemérés,• Célszerű a szerszámraktár, szerszámélező, szerszámszerelő mellé telepíteni
Golyósorsó
51
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Gépen kívüli szerszámbemérés optikai elven
Golyósorsó 52
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Gépen kívüli szerszámbemérésOptikai elven mért adatok közvetlenül jutnak• A CNC vezérlésbe• A cellát irányító DNC számítógépbe• Szerszámadathordozó mikrochipet felülíró
szerszámelőkészítő-állomást vezérlő számítógépbe
Golyósorsó 53
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Mikrochipet magukba foglaló betétek
• Kis méret (12 x 8 mm) – szerszám szárában rögzíthető• Megfelelő méretű tárhely gyakorlatilag végtelen ideig• A mikrochipek tartalma érintés nélkül olvasható, írható,
mind a szerszámelőkészítő állomáson, mind a gépen• Az író-olvasó fej és a chip távolsága 1-8 mm,• Az információt és az energiát induktív úton viszik át – így
nincs szükség elemre
Golyósorsó 54
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Mikrochipekben tárolt adatok• Szerszám számát• A szerszám hosszát, átmérőjét, csúcssugarát,• Szerszámhoz különböző anyagoknál ajánlott
vágósebességeket• A szerszám várható élettartamát• Felügyeletre vonatkozó állapothatárok (erő, nyomaték,
teljesítmény, stb)• A már forgácsolással eltöltött idő
A szerszám bármely gépre kerül az adatai egyből kiolvashatók.
Golyósorsó 55
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Szerszámfelügyeleti megoldások
Szerszámfelügyelet feladata:• Szerszám állapotának ellenőrzése• Szerszámhibák, illetve azok hatásának
érzékelése• A szükséges beavatkozások aktivizálása
Golyósorsó 56
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Szerszám állapotának ellenőrzése
• Műveletek közbeni szerszámgeometria ellenőrzés
• Forgácsolás közben szerszám-igénybevétel figyelés
• Éltartam felügyelet
Golyósorsó 57
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Műveletek közbeni szerszámgeometria ellenőrzés
Feladat:• Forgácsolás előtt a szerszám épségének az ellenőrzése• Szerszámtörés, csorbulás kiküszöböléseMenete:• A szerszámot mérőpozícióba kell állítani• A berendezés rögzítette az első bemérésnél a
szerszámra jellemző adatokat, ezeket hasonlítja össze a pillanatnyi mért adatokkal
Golyósorsó 58
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Különböző méréstípusok a szerszámhibák kimutatására
Egypontmérés: • a mérőmozgás az érzékelő megközelítéséből áll• a rendszer az érzékelő első megszólalásához tartozó
távolság értékét rögzíti• Az ettől való eltérést ellenőrziAlkalmazása:• Egyélű szerszámok• Fúrók, fúrótípusú szerszámok• Egyszerűsége miatt minden szerszámnál alapmérés
Golyósorsó 59
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Különböző méréstípusok a szerszámhibák kimutatására
Többpontmérés: • a mérőmozgás az érzékelő megközelítéséből és a
szerszám körülfordulásához szükséges kivárásból áll.• A méréskor az egyes forgácsoló-élekhez tartozó
távolság értékeket tárolja és ellenőrzi• Elsősorban marófejek ellenőrzésére – magába foglalja
az egypontmérést is
Golyósorsó 60
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Különböző méréstípusok a szerszámhibák kimutatására
Folyamatos élmérés: • a mérőmozgás az érzékelő megközelítéséből,• a szerszám körülfordulásához szükséges kivárásból,• valamint az érzékelőnek a vizsgált él mentén történő
elmozdulásából áll.• A méréskor az egyes forgácsoló-élekhez tartozó
távolság értékeket tárolja és rögzíti, ellenőrzéskor azt vizsgálja, hogy az egyes élekhez tartozó pontok egy egyenesen fekszenek-e.
Alkalmazása: egyenes hengeres palásttal rendelkező csavart élű marók (szármaró, ujjmaró, stb.)
Golyósorsó 61
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Különböző méréstípusok a szerszámhibák kimutatására
Szaggatott élmérés: • a mérőmozgás megegyezik a folyamatos élmérésnél
leírtakkalAlkalmazása: kukoricamaróknál, ahol minden második
lapka elhelyezkedése hozzávetőlegesen azonos.
Golyósorsó 62
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Törött szerszámellenőrzés mozgásciklusai
• A mérőérzékelők koordináta irányai Z és X, vagy Z és Y• Kétirányú kombinált bemérés• Különböző irányú méréseknél nem kell azonos
típusúaknak lenni (pl. egy szármaró tengelyirányból többpontmérés, a másik irányból folyamatos élmérés)
Golyósorsó 63
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Forgácsolás alatti szerszám-igénybevétel figyelése
Legfontosabb, mert a szerszám törése forgácsolás közben jön létre.
Lehet:• Terhelésfelügyelettel• Éltartamfelügyelettel
Golyósorsó 64
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
TerhelésfelügyeletA felügyelet a megmunkálás során folyamatosan ellenőrzi
a ténylegesen fellépő terheléseket és összehasonlítja az adott forgácsolási körülmények között megengedett értékekkel.
Lehet:• Erőméréssel• Nyomatékméréssel• Akusztikus emisszió (AE) mérésével• Rezgésfelügyelettel
Golyósorsó 65
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
ErőmérésBeépített piezo érzékelőkkel figyelik • a fogásvétel-irányú (Fa)• előtolás-irányú (Ff) erők változását
Tipikus erőlefutás szerszámtöréskor:
A rendszer képes a munkadarab 1 fordulata alatt lefékezni 3000 1/min fordulatszámról
Golyósorsó 66
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Szerszámél-csorbuláskor bekövetkező erőlefutás
• Levált darabok nem ékelődnek be
• Megnövekszik a forgácsoló-erő
Golyósorsó 67
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Nyomatékméréssel
• Folyamatosan mérik a forgácsolási nyomatékot
Megakadályozzák • a főorsó túl nagy nyomatékkal való
terhelését• A munkadarab deformációját• kimozdulását
Golyósorsó 68
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Akusztikus emisszió (AE) mérésével
A 80-as évek végétől alkalmazott felügyeleti stratégiaAlapja: gépalkatrészek felületén terjedő nagyfrekvenciás
(100 kHz-1 MHz) ultrahang hullámok piezoelektromos érzékelése.
Golyósorsó 69
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Fúrófelügyelet AE méréssel
• Kiinduló állapotban nincs megmunkálás
• Ez a referencia, ehhez képest vizsgálják az eltérést amikor megmunkálás zajlik
• Megmunkálás alatt a szerszám újabb rezgéseket gerjeszt – megváltoztatja a rezgésképet
• A szerszámmonitorba beépített impulzuselemző figyeli az összegzett jeleket
• Ha az összegzett impulzusszám elér egy kritikus szintet – leáll a megmunkálás
Golyósorsó 70
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Rezgésfelügyelet• Ma már általánosan
alkalmazzák• 0-1000 Hz, vagy 0-10 kHz
rezgéstartományban• A rezgéseket mérhetjük a gép
hozzáférhető elemein• Az a diagram amely a
rezgésszintet (amplitudót) a frekvencia függvényében ábrázolja frekvencia-spektogramnak nevezzük
• Az amplitudó csúcsokhoz tartozó frekvenciákat fundamentális frekvenciának vagy felharmonikusoknak nevezzük Golyósorsó 71
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Rezgésfelügyelet feladata• A gép megfelelő helyein elhelyezett rezgésérzékelők
jeleinek fogadása, tárolása• Frekvencia elemzés – a jelalak analízise• Normális, deviáns, kritikus és veszélyes állapot
megkülönböztetése, esetlegesen a megmunkálási folyamat leállítása
• A hiba valamilyen szintű behatárolása és rendelkezés kiadása
Golyósorsó 72
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Rezgéselemzés
Lehet:• Időtartományban• frekvenciatartományban
Golyósorsó 73
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Elemzés időtartományban• Kevesebb információ, de gyors• Sok esetben elégséges szerszámfelügyeletet ad
• Rezgéskép kiértékelésből áll, amely csak alakfelismerési, csúcsdetektálási feladatokat jelent
• Teljes információt nem szolgáltat a komplex rendszerre vonatkozóan
Golyósorsó 74
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
RezgéskiértékelésCsúcstól-csúcsig: a lengőmozgás
legnagyobb kitérési értéke. Hasznos a maximális igénybevételkor jelentkező kritikus rezgés-elmozdulásának megítélésénél.
Csúcsszint: rövid idejű ütések, sokkszintek mérésénél fontos, viszont nem veszi figyelembe a rezgés időbeli lefolyását. Ez néha helytelen következtetésekhez vezet. Pl. kétélű szerszámnál a forgács beszorul, a nagy amplitudó miatt a gép leáll, pedig a szerszám ezt a helyzetet a rugalmasságánál fogva kivédi.
Golyósorsó 75
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
RezgéskiértékelésAz átlagérték: már figyelembe veszi a rezgőmozgás időbeli lefolyását,
de dimenziótlan generált mennyiség.
Effektív érték: vagy RMS (Root-mean square) négyzetes középérték az amplitudó elemzés legfontosabb értéke. Figyelembe veszi a hullám időbeli lefolyását, olyan értéket ad amely összefügg az energiatartalommal, rezgés romboló hatásával, a szerszám törésével.
Golyósorsó 76
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Normál állapotú rezgéskép
Golyósorsó 77
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
A deviáns és kritikus amplitudó
rezgésképe
Golyósorsó 78
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Rezgésjel kiértékelésLényege: a normál állapothoz képest
egy jól meghatározható alsó és felső küszöbjelet definiálunk, amelyet a rezgés amplitudójával hasonlatunk össze.
Ha a rezgésjel nagyobb, a gép leáll.Kísérletekkel állapítják meg az egyes
forgácsolási eljárásokra mely állapotjellemzőt alkalmazzák, melynek változása kritikus állapotban elegendő biztonságot ad a küszöbjel meghatározására.
Golyósorsó 79
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Fúró-maró gépeken történő megmunkálások rezgésképei
Golyósorsó 80
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Elemzés frekvenciatartományban
• Gyakorlatban a rezgésjelek nagyon összetettek• Az egyidejűleg ható jelek különböző frekvenciájúak
A különböző jelek szétválasztására alkalmazott módszerek:• Fourier analízis• Fourier transzformáció vagyis a spektrumanalízis
Ezeknek a bonyolult eljárásoknak az elterjedését a digitális méréstechnika és jelfeldolgozás tette lehetővé.
A sok számítás miatt a gyorsaság csak megfelelő hardver háttér mellett megfelelő. 81
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Elemzés frekvenciatartományban
Gyakorlati tapasztalatok bizonyítják, hogy a gerjesztett rezgések frekvenciaspektruma is karakterisztikus, a normál állapotban diagrammal, mint etalonnal összehasonlítható.
A spektogram kiértékelésére alkalmazott eljárások:• Összelebegtetés• Hányadosképzés• Etalon burkológörbével való összehasonlítás
Golyósorsó 82
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Összelebegtetés• Két vagy több spektrumképet
egymásra másolnak, melyek közül az egyik a normál állapothoz tartozó spektrum diagram.
• A képek vizuálisan kiértékelhetők, de valóságosan a számítógép végzi.
Golyósorsó 83
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
HányadosképzésA normál állapotban felvett és a
zavart állapotban felvett spektrumkép hányadosának képzéséről van szó.
Ahol nincs eltérés, egyhez közeli amplitudót kapunk.
Az állapotváltozáshoz tartozó frekvenciákon kiugró csúcsokat kapunk.
Golyósorsó 84
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Etalon burkológörbével való összehasonlítás
Legelterjedtebb eljárásLényege: meghatároznak egy
burkológörbét és ehhez hasonlítják a tényleges frekvenciaképet.
A burkológörbét úgy határozzák meg, hogy a normál állapotokon kívül kis mértékű –nem lényeges zavarokhoz tartozó - eltérések is beleférjenek.
Golyósorsó 85
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Állapotfelügyeleti referencia spektrum
Golyósorsó 86
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Referenciagörbével való kiértékelés
Golyósorsó 87
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Összefoglalás• A spektrumanalízis komplex elemzést ad• Ha bármely amplitudócsúcs a referenciagörbét túlhaladja, a zavart
illetve megváltozott állapot kijelezhető
Golyósorsó 88
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Univerzális felügyeleti rendszer kivágáshoz és maráshoz
Golyósorsó 89
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Éltartam-felügyelet• Egy adminisztratív jellegű funkcióLényege: Ha a szerszám éltartama elfogy, akkor a rendszer
figyelmeztető jelet küld a kezelőnek vagy a vezérlésnek.Ha a következő szerszámváltásnál nem történik meg a szerszámcsere
a felügyelet leállítja a megmunkálást.
Előnye: egy megvalósított algoritmus alapján egyszerűen számítható.Hátránya: mivel nincs visszacsatolás, így a kapott eredmény a
bemenő adatok és a számítási módszer pontosságától függ.Számítási módszer pontossága: az adott algoritmus (annak
paraméterei) mennyire közelítik meg a valóságos folyamatot.
Golyósorsó 90
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Éltartamfelügyelet típusai
1. A munkaarabok számával történő éltartam-figyelés: az alkatrészprogram végén a funkció eggyel csökkenti az összes szerszám éltartamát.
2. Az igénybevételek számának figyelése: hasonló az előzőhöz, de itt a szerszámhoz rendelt éltartam mutató minden egyes olyan műveletelem után csökken eggyel, amelyben a szerszám részt vesz.
3. Abszolút éltartamhossz ellenőrzés: a módszer feltételezi, hogy a szerszámok azonos körülmények között forgácsolnak és a forgácsolásban eltölthető teljes idő ismert.
A rendszer képes a forgácsolásba belépő és kilépő pillanatot detektálni és a forgácsolási időt számolni.
Golyósorsó 91
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Éltartamegyenletre történő felügyelet
• Folyamatosan nyomon követi a technológiai adatok (v, f) változásait.• A változó értékeknek megfelelően számítja az éltartamot (Taylor
egyenlet)Az éltartamegyenlet:
Cv: konstans, függ a megmunkálástól, anyagminőségtől, megmunkálási körülményektől
Xv, Yv, m: megmunkálási körülményektől függő kitevőkVc: forgácsolási sebességf: előtolása: fogásvételMivel csak a T, Vc, és f hatását tudjuk figyelembe venni, így
feltételeznünk kell, hogy többi körülmény nem változik. 92
yvxvc
vm
afvCT
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Adaptív szabályozásAz optimális forgácsolási és
megmunkálási körülmények biztosításához érzékelni kell :
• a rendszer pillanatnyi állapotának értékeit,
• és arra be kell arra be kell állítani az optimális folyamatot biztosító paramétereket.
Golyósorsó 93
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Az adaptív szabályozás lépcsői1. Az adaptív szabályozó a vezérlési értékkel felfogja a zavart és
identifikálja (azonosítja) azt2. A döntési folyamatban eldől az, hogy a zavartényező hatását
hogyan lehet kiküszöbölni3. A modifikátor kiadja a beavatkozó szabályzó tagnak a módosítás
értékét
Ilyen önszabályozó (önoptimalizáló) rendszereket nevezünk adaptív szabályozásnak.
Angol: self adaptiv control (AC) rendszer
Golyósorsó 94
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Az AC szabályozás előnyeiAz előtolás és fordulatszám korrekciójával:• Főidők csökkentése• a munkadarab különböző zónáinak eltérő szilárdsági értékeinek
kiegyenlítése• A gép teljesítményéhez való illeszkedés• A szerszám kopási állapotához való illeszkedés• Az előírt felületi minőség elérése• Forgácstörés viszonyainak javításaA szerszámút és a szerszámhelyzet korrekciójával• A mellékidők és az üresjárati mozgások csökkentése• A megváltozott nyersdarabméretekhez illeszkedés• Méretkorrekciók kiegyenlítése amit a
• Eltolódások,• Szerszámkopás hoz létre
Az alkatrészkezelés korrekciójával:• Nyersdarab ingadozó méreteinek figyelembe vételével• Mellékidők csökkentése
95
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Az AC szabályozás típusai• ACC szabályozás (adaptive control constraint) terhelés
szabályozás (pl. max. forgácsoló erő elérése)• ACO szabályozás (adaptive control optimization)
optimalizáló szabályozás (pl. minimális költség, maximális forgácsleválasztás)
• ACG szabályozás (adaptive control geometrically) minőség szabályozás
Golyósorsó 96
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Szabályozási stratégiaMért értékek alapján a rendszer önállóan változtatja az állító
értékeket.Mérési értékek elsősorban• Forgácsolási erő• Forgatónyomaték• TeljesítményEzeken kívül lehet még:• A főorsó lehajlása• A rezgési amplitudó• Szerszámkopás• Szerszámél-hőmérséklet• Felületi minőség• Méret és alakpontosság
Golyósorsó 97
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
ÖndiagnosztikaJellegzetesen CNC feladatkiterjesztéssel megoldható
öndiagnosztika két fő területe:• Hibadiagnosztikai feladatok• Statisztikai diagnosztikai szolgálatások
Golyósorsó 98
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
HibadiagnosztikaAz üzemeltetés megbízhatóságának biztosítása, az
esetleges hibák felderítése, kijavítása.
A szervízelést nagymértékben megkönnyíti a CNC vezérlések öndiagnosztika feladatkiterjesztése, szolgáltatása.
Golyósorsó 99
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
NC gépeknél a hibák aránya• 58% elektromos jellegű hiba (belső adatfeldolgozási, működtető
tagok hibái, stb.)• 19% mechanikus jellegű hiba (vezetékek, főorsó, hajtóművek)• 12% hidraulikus jellegű hiba (hengerek, szelep)• 11% egyéb (kezelői, programozói hibák)
Ennek megfelelően helyezik el az érzékelőket amelyek segítségével tesztelésekkel végzi a hibadiagnosztikai szolgáltatást.
Golyósorsó 100
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)