računalniško konstruiranje naprave za končni test avtomobilskih … · 2017. 11. 27. · slika...

UNIVERZA V MARIBORU

FAKULTETA ZA STROJNIŠTVO

Blaž BREZOVNIK

Računalniško konstruiranje naprave za končni

test avtomobilskih luči

Diplomsko delo

visokošolskega strokovnega študijskega programa Strojništvo

Maribor, marec 2010

Univerza v Mariboru - Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

Računalniško konstruiranje naprave za končni

test avtomobilskih luči

Diplomsko delo

Študent(ka): Blaž BREZOVNIK

Študijski program: Visokošolski strokovni; Strojništvo

Smer: Konstrukterstvo in gradnja strojev

Mentor: izr. prof. dr. Bojan DOLŠAK

Somentorica: viš. pred. dr. Marina NOVAK

Maribor, marec 2010


II


III

I Z J A V A

Podpisani Blaţ BREZOVNIK izjavljam, da:

je bilo predloţeno diplomsko delo opravljeno samostojno pod mentorstvom izr. prof.

dr. Bojana DOLŠAKA in somentorstvom viš. pred. dr. Marine NOVAK;

predloţeno diplomsko delo v celoti ali v delih ni bilo predloţeno za pridobitev

kakršnekoli izobrazbe na drugi fakulteti ali univerzi;

soglašam z javno dostopnostjo diplomskega dela v Knjiţnici tehniških fakultet

Univerze v Mariboru.

Maribor, __________________ Podpis: ___________________________


IV

ZAHVALA

Zahvaljujem se mentorju, izr. prof. dr. Bojanu

DOLŠAKU in somentorici, viš. pred. dr. Marini

NOVAK za pomoč in vodenje pri opravljanju

diplomskega dela.

Posebna zahvala velja staršem, ki so mi omogočili

študij.


V

RAČUNALNIŠKO KONSTRUIRANJE NAPRAVE ZA KONČNI TEST

AVTOMOBILSKIH LUČI

Ključne besede: računalniško podprto konstruiranje, testna naprava, avtomobilska luč,

CATIA

UDK: 004.896:629.3.048.8(043.2)

POVZETEK

Diplomsko delo obravnava primer računalniškega konstruiranja testne naprave s pomočjo

programskega paketa CATIA V5R14.

Uporabljen je bil osnovni modul programa CATIA V5R14, to je Mechanical Design. Največja

težava se je pojavila pri konstruiranju delov naprave, ki so zamaknjeni v dveh ravninah hkrati.

Celotno diplomsko delo je bilo izdelano v okviru strokovne prakse v podjetju SAPS, d. o. o.


VI

COMPUTER – AIDED DESIGN OF DEVICE FOR THE FINAL TEST OF

CAR LIGHTS

Key words: computer – aided design, testing device, car light, CATIA

UDK: 004.896:629.3.048.8(043.2)

ABSTRACT

Diploma work deals with a computer - aided design of the testing device through a software

package CATIA V5R14.

The basic module of the program CATIA V5R14 named Mechanical Design was used. The

biggest problem occurred in constructing components of the system, which are shifted in two

planes simultaneously.

Full thesis work was conducted within the framework of professional practice in the company

SAPS, d .o .o.


VII

KAZALO VSEBINE

1 UVOD ........................................................................................................................ - 1 -

1.1 PREDSTAVITEV PODJETJA ........................................................................................... - 1 -

1.1.1 Inovacije podjetja so: .................................................................................... - 1 -

1.1.2 Vizija podjetja .............................................................................................. - 2 -

1.1.3 Kvaliteta ....................................................................................................... - 3 -

1.1.4 Kupci: ........................................................................................................... - 3 -

1.1.5 Zgodovina podjetja: ...................................................................................... - 3 -

1.2 NAMEN IN CILJI DIPLOMSKEGA DELA ........................................................................... - 4 -

2 OPREDELITEV PROBLEMA ............................................................................... - 5 -

2.1 PREDSTAVITEV LUČI ................................................................................................. - 5 -

2.2 ZAHTEVNIK .............................................................................................................. - 6 -

3 KONSTRUIRANJE NAPRAVE ZA KONČNI TEST LUČI VW BEETLE ......... - 7 -

3.1 KONSTRUIRANJE OGRODJA NAPRAVE ......................................................................... - 7 -

3.2 KONSTRUIRANJE ORODJA ZA TEST DESNE LUČI ......................................................... - 15 -

3.3 KONSTRUIRANJE ORODJA ZA TEST LEVE LUČI ........................................................... - 26 -

3.4 SESTAV OGRODJA Z ORODJEM ................................................................................. - 31 -

4 IZDELAVA NAČRTOV NAPRAVE ZA KONČNI TEST LUČI VW BEETLE - 33 -

5 SKLEP .................................................................................................................... - 37 -

6 LITERATURA ....................................................................................................... - 38 -

7 PRILOGE ............................................................................................................... - 39 -

8 ŽIVLJENJEPIS ..................................................................................................... - 40 -


VIII

KAZALO SLIK

SLIKA 1.1 PRIMER SVETLOBNEGA ELEMENTA ..................................................................................................... - 1 -

SLIKA 1.2 MERCEDES BENZ .................................................................................................................................. - 1 -

SLIKA 1.3 MERCEDES BENZ .................................................................................................................................. - 1 -

SLIKA 1.4 CADILLAC.............................................................................................................................................. - 2 -

SLIKA 1.5 MERCEDES BENZ IN MAYBACH ............................................................................................................ - 2 -

SLIKA 1.6 BMW .................................................................................................................................................... - 2 -

SLIKA 1.7 AUDI ..................................................................................................................................................... - 2 -

SLIKA 2.1 POGLED LUČI OD ZGORAJ .................................................................................................................... - 5 -

SLIKA 2.2 POGLED LUČI OD SPODAJ .................................................................................................................... - 5 -

SLIKA 2.3 POGLED LUČI OD STRANI .................................................................................................................... - 5 -

SLIKA 3.1 PROFIL .................................................................................................................................................. - 7 -

SLIKA 3.2 VEZNI ELEMENT M8 ............................................................................................................................. - 7 -

SLIKA 3.3 PRITRDILNI KOTNIK 45 X 45 ................................................................................................................. - 7 -

SLIKA 3.4 SESTAV VEZNEGA ČLENA ..................................................................................................................... - 8 -

SLIKA 3.5 OGRODJE .............................................................................................................................................. - 8 -

SLIKA 3.6 OGRODJE S PLEKSI STEKLOM ............................................................................................................... - 9 -

SLIKA 3.7 OGRODJE Z ELEKTORO OMARO RITTAL ............................................................................................. - 9 -

SLIKA 3.8 OGRODJE Z VRATI .............................................................................................................................. - 10 -

SLIKA 3.9 TEČAJ PALETTI .................................................................................................................................... - 10 -

SLIKA 3.10 KLJUKA PALETTI................................................................................................................................ - 10 -

SLIKA 3.11 OGRODJE S POMIČNIMI VRATI ........................................................................................................ - 11 -

SLIKA 3.12 FESTO DSNU-25-500-PSS-A .............................................................................................................. - 11 -

SLIKA 3.13 STANDARDNA PRIROBNICA ............................................................................................................. - 12 -

SLIKA 3.14 NOSILEC ........................................................................................................................................... - 12 -

SLIKA 3.15 BARVNA KAMERA KEYENCE CV-035C .............................................................................................. - 12 -

SLIKA 3.16 POLOŽAJ KAMER V OGRODJU .......................................................................................................... - 13 -

SLIKA 3.17 KONTROLNE TOČKE SPODNJE KAMERE ........................................................................................... - 14 -

SLIKA 3.18 KONTROLNE TOČKE ZGORNJE KAMERE ........................................................................................... - 14 -

SLIKA 3.19 VPETJE LUČI...................................................................................................................................... - 15 -

SLIKA 3.20 MESTO NASEDANJA ......................................................................................................................... - 15 -

SLIKA 3.21 NOSILCI ............................................................................................................................................ - 16 -

SLIKA 3.22 ODPRTINA ZA KAMERO .................................................................................................................... - 16 -

SLIKA 3.23 POMIČNA PLOŠČA ............................................................................................................................ - 17 -

SLIKA 3.24 FESTO ADVU 16-180-P-A .................................................................................................................. - 18 -

SLIKA 3.25 PRITRDITEV VALJA ............................................................................................................................ - 19 -

SLIKA 3.26 UTORI V PRIROBNICI ........................................................................................................................ - 19 -

SLIKA 3.27 FESTO ADVUL 12-30-P-A .................................................................................................................. - 19 -


IX

SLIKA 3.28 PRITRDITEV VALJA ............................................................................................................................ - 20 -

SLIKA 3.29 VEZNA PLOŠČICA .............................................................................................................................. - 21 -

SLIKA 3.30 NOSILEC D1 ...................................................................................................................................... - 21 -

SLIKA 3.31 NOSILEC D2 ...................................................................................................................................... - 21 -

SLIKA 3.32 NOSILEC KONTAKTOV D1 ................................................................................................................. - 22 -

SLIKA 3.33 NOSILEC KONTAKTOV D2 ................................................................................................................. - 22 -

SLIKA 3.34 SESTAVA ROČICE .............................................................................................................................. - 22 -

SLIKA 3.35 VALJ Z ROČICO ................................................................................................................................. - 23 -

SLIKA 3.36 ORODJE Z ROČAJI ............................................................................................................................. - 23 -

SLIKA 3.37 HITRI PRIKLJUČEK HARTING ............................................................................................................. - 24 -

SLIKA 3.38 ORODJE Z VAROVALNO PLOŠČICO ................................................................................................... - 24 -

SLIKA 3.39 KONČANA KONSTRUKCIJA ORODJA ZA TEST DESNE LUČI................................................................ - 25 -

SLIKA 3.40 ZRCALJENO ORODJE ......................................................................................................................... - 26 -

SLIKA 3.41 POZICIJA GRL ŽARNIC ....................................................................................................................... - 26 -

SLIKA 3.42 PRITRDITEV VALJEV NA POMIČNO PLOŠČO ..................................................................................... - 27 -

SLIKA 3.43 NOSILEC L1 ....................................................................................................................................... - 27 -

SLIKA 3.44 KOTNA PRIROBNICA ......................................................................................................................... - 27 -

SLIKA 3.45 NOSILEC KONTAKTOV L1.................................................................................................................. - 28 -

SLIKA 3.46 SESTAVA ROČICE L1 ......................................................................................................................... - 28 -

SLIKA 3.47 NOSILEC L2 ....................................................................................................................................... - 28 -

SLIKA 3.48 NOSILEC KONTAKTOV L2.................................................................................................................. - 28 -

SLIKA 3.49 SESTAVA ROČICE L2 ......................................................................................................................... - 29 -

SLIKA 3.50 VALJA Z ROČICAMA .......................................................................................................................... - 29 -

SLIKA 3.51 KONČANA KONSTRUKCIJA ORODJA ZA TEST LEVE LUČI .................................................................. - 30 -

SLIKA 3.52 DESNO ORODJE PRITRJENO V OGRODJE .......................................................................................... - 30 -

SLIKA 3.53 POVEZAVA ORODJA S KRMILJEM .................................................................................................... - 30 -

SLIKA 4.1 SESTAVNICA LEVEGA ORODJA ........................................................................................................... - 33 -

SLIKA 4.2 SESTAVNICA DESNO ORODJE ............................................................................................................. - 35 -


X

KAZALO PREGLEDNIC

PREGLEDNICA 1.1 ZGODOVINA ........................................................................................................................... - 3 -

PREGLEDNICA 3.1 PODATKOVNI LIST DSNU ...................................................................................................... - 11 -

PREGLEDNICA 3.2 PODATKOVNI LIST ADVU ...................................................................................................... - 18 -

PREGLEDNICA 3.3 PODATKOVNI LIST ADVUL .................................................................................................... - 20 -

PREGLEDNICA 4.1 KOSOVNICA LEVEGA ORODJA .............................................................................................. - 34 -

PREGLEDNICA 4.2 KOSOVNICA DESNEGA ORODJA ........................................................................................... - 36 -


XI

UPORABLJENE KRATICE

TIG - Tungsten inert gas

ABS - Acrylonitrile butadiene styrene

ISO - International Organization for Standardization


- 1 -

1 UVOD

1.1 Predstavitev podjetja

Osredotočeni na izdelavo najbolj modernih tehnologij osvetljevanja je Schefenacker vodilno

podjetje v avtomobilski industriji za izdelavo svetlobnih elementov (slika 1.1). Zaposluje več

kot 1800 delavcev v Nemčiji in Sloveniji.

Slika 1.1 Primer svetlobnega elementa

1.1.1 Inovacije podjetja so:

1996

Prva signalna LED luč v Evropi (slika 1.2)

Slika 1.2 Mercedes Benz

1998

Prvi smernik v stranskem ogledalu (slika 1.3)

Slika 1.3 Mercedes Benz


- 2 -

2000

Prva luč samo z LED diodami (slika 1.4)

Slika 1.4 Cadillac

2002

Prvi EL light films za osvetljevanje ambienta (slika 1.5)

Slika 1.5 Mercedes Benz in Maybach

2003

Prva variabilna zavorna luč (slika 1.6)

Slika 1.6 BMW

2004

Prvi SideLooker 90°

LED diode iz G.L.I. za zunanjo osvetitev (slika 1.7)

Slika 1.7 Audi

1.1.2 Vizija podjetja

Ţelja za inovacijam, kreativnostjo in nenehnim izboljšavam jim zagotavlja vodilno mesto pri

izdelavi zadnjih luči, tretje zavorne luči ter izdelkov z LED diodami. Njihova visoka kvaliteta

jih uvršča na poloţaj prvega dobavitelja za visoko cenjene avtomobilske znamke.


- 3 -

1.1.3 Kvaliteta

Schefenaker-jeva politika kakovosti:

Zadovoljstvo in zaupanje kupca

Zadovoljni, motivirani in vpleteni delavci

Širjenje poslov

Izpolnjevanje pravnih zahtevkov

Nenehne izboljšave

Zavezovanje na dolge roke z dobavitelji

Vodstven pristop

1.1.4 Kupci:

Audi, Bentley, BMW, Ferrari, Fiat, Lancia, Maserati, Maybach, McLaren, Mercedes-Benz,

Opel, Porsche, Rolls Royce, Saab, Smart, Volkswagen, Volvo

1.1.5 Zgodovina podjetja:

Zgodovina podjetja Schefenacker je navedena v preglednici 1.1.

Preglednica 1.1 Zgodovina

1935 Ustanovitev Schefenacker-ja v Esslingen, juţna Nemčija, proizvodnja luči za

notranjo osvetlitev

1938 Pričetek izdelave zadnjih luči

1950 Pričetek izdelave zunanjih ogledal za osebna vozila

1985 Predstavitev največjega večbarvnega stroja za vlivanje plastike na svetu

1998 Pričetek izdelave luči narejenih samo iz LED diod

2002 Predstavitev EL light film proizvodnje

2005 Nova tovarna v Sloveniji

2007 Ločitev iz industrije svetil v lastno tovarno

2008 Sprememba imena v Odelo GmbH


- 4 -

1.2 Namen in cilji diplomskega dela

Pri serijski proizvodnji je največji problem zdruţiti kvaliteto s kvantiteto, še posebej,

če je naročnik avtomobilsko podjetje, kjer so roki dobave kratki in zahteve po kvaliteti

zelo velike, zato mora biti v prvi vrsti zagotovljena 100 odstotna izstopna kontrola, da

ne pride do zavrnitev naročil in nepotrebnih stroškov.

V nalogi bom prikazal konstrukcijo nove naprave za končni test avtomobilskih luči, saj

stara naprava ni sposobna kontrolirati vseh zahtevanih točk. Konstrukcija je izvedena s

pomočjo programskega paketa CATIA V5R14.

Cilj diplomske naloge je konstruirati napravo, ki bo omogočala 100 odstotno kontrolo

avtomobilskih luči.


- 5 -

2 OPREDELITEV PROBLEMA

2.1 Predstavitev luči

Luč, za katero je naprava konstruirana, je sestavni del novega VW Beetle. Oblikovno je zelo

zahtevna, saj ima izredno neugodno obliko za vpenjanje v orodje (slika 2.1, 2.2 ter 2.3). Pri

samem konstruiranju so se ravno zaradi te oblike znova in znova pojavljali novi problemi, ki

pa so bili po drugi strani pravi izziv in motivacija za nadaljevanje.

Slika 2.1 Pogled luči od zgoraj Slika 2.2 Pogled luči od spodaj

Slika 2.3 Pogled luči od strani


- 6 -

2.2 Zahtevnik

Na podlagi zahtev s strani kupca smo sestavili zahtevnik. V njem smo opisali zahteve, ki jih

mora naprava izpolnjevati, ter materiale, iz katerih naj bo zgrajena.

Naprava mora biti zgrajen tako, da bo omogočala kontrolo oz. test naslednjih stvari:

prisotnost stranskih vzmeti

prisotnost glavne vzmeti

prisotnost vijakov

prisotnost čepkov za klima kanal

prisotnost pike za test tesnosti

pozicija tesnila

dimenzije stekla

zvar (lunkerji v zavarjenem področju)

večje smeti v luči

pravi vloţek za ţarnice na pravem mestu

prisotnost ţarnic

pravilna barva ţarnic

svetilnost

Za kontrolo zgoraj naštetih točk so uporabljene kamere. Vsi gibljivi deli v napravi so

izvedeni s pomočjo pnevmatskih pogonov (brez mazanja). Vse stranice so iz črnega pleksi

stekla zaradi odboja svetlobe. Naprava ima optimirano dimenzijo in obliko. Ustreza tudi

ergonomskim zahtevam.

Priprava za vpenjanje luči je leva in desna in ne v kompletu. Zasnova priprave je takšna,

da jo je moţno izdelati z navadnimi postopki odrezovanja in spajanja materiala. Oblika

priprave za vpenjanje je takšna, da omogočala enolično pozicioniranje luči. Pozicioniranje oz.

pritrditev priprave za vpenjanje luči v napravo za končni test omogoča hitro in enostavno

menjavo.

Materiali za konstrukcijo naprave so srednjega cenovnega razreda in imajo v veliki

večini sposobnost recikliranja. Uporabljeni deli (vijaki, pnevmatski cilindri, cevi, kamere) so

standardni.


- 7 -

3 KONSTRUIRANJE NAPRAVE ZA KONČNI TEST LUČI VW

BEETLE

3.1 Konstruiranje ogrodja naprave

Za osnovni material ogrodja smo izbrali aluminijast profil 45 x 45 z utori, ki omogočajo

spajanje več profilov med sabo (slika 3.1). To je zelo ugodno zaradi tega, ker lahko celotno

ohišje enostavno sestavimo z vijačnimi spoji in ni potrebno uporabiti dragega TIG varjenja. V

ogrodju sta tudi dve aluminijasti ploščadi, ena je namenjena za vpenjanje orodja, druga pa za

pritrditev kamere in cilindra za pomik vrat.

Slika 3.1 Profil

Proizvajalec teh profilov (Paletti) ima v svoji ponudbi vse potrebne vezne člene tako, da je

najbolj ekonomično uporabiti le-te (Slika 3.2, 3.3 in 3.4).

Slika 3.2 Vezni element M8 Slika 3.3 Pritrdilni kotnik 45 x 45


- 8 -

S temi elementi je zagotovljeno točno in fiksno pozicioniranje profilov.

Slika 3.4 Sestav veznega člena

Za določitev osnovnih mer ogrodja smo si pomagali z ţe obstoječimi stroji, saj je moralo

ustrezati tako ergonomskim zahtevam kot tudi ekonomskim. Tako so osnovne mere ogrodja

pribliţno enake kot na strojih, ki opravljajo podobno funkcijo (slika 3.5) [1].

Slika 3.5 Ogrodje


- 9 -

Ker so v stroj vgrajene kamere, je bilo potrebno zagotoviti, da v ogrodje ne bo prodirala

zunanja svetloba. Glede na to zahtevo so stranice stroja konstruirane iz črnega pleksi stekla

(slika 3.6). Razlika je le na zadnji strani stroja, kjer je pritrjena standardna elektro omara

(Rittal) [5], zato je tam nesmiselno dodati še pleksi steklo (slika 3.7).

Slika 3.6 Ogrodje s pleksi steklom Slika 3.7 Ogrodje z elektoro omaro Rittal

Za enostavnejšo zamenjavo orodja so na levi strani ogrodja vrata – prav tako iz pleksi stekla

(slika 3.8). Na ogrodje so pritrjena preko ABS tečajev (slika 3.9), zapiranje pa je izvedeno s

kljuko (slika 3.10), ki je tako kot tečaji namenjena za profilno tehniko (Paletti) [7].


- 10 -

Slika 3.8 Ogrodje z vrati Slika 3.9 Tečaj Paletti

Slika 3.10 Kljuka Paletti

Zaradi čim večje avtomatizacije so na čelni strani pomična vrata iz pleksi stekla (slika 3.11),

ki jih pomika pnevmatski valj, z vgrajenimi senzorji za nastavljanje končne pozicije (slika

3.12) [6]. Karakteristike valja so razvidne iz preglednice 3.1. Na spodnji strani je pritrjen

preko standardne prirobnice na ploščad (slika 3.13), na gornji strani pa je na pleksi steklo

pritrjen s prirejenim nosilcem (slika 3.14).


- 11 -

Značilnost Vrednosti

Gib 500mm Premer bata 25 mm Dušenje PPS:samonastavljivo Položaj vgradnje poljuben

Konec batnice Zunanji navojKonstrukcijska zgradba Bat

Batnica

Zaznavanje položaja za približevalna stikala Variante batnica na eni strani Obratovalni tlak 1- 10 bar Način delovanja dvosmerni Delovni medij sušen stisnjen zrak, naoljen ali nenaoljen Razred odpornosti proti koroziji KBK 2 Temperatura okolice -20 - 80 °C Udarna energija v končnih legah 0,3 J Teoretična sila pri 6 bar, povratni gib 247,4 N Teoretična sila pri 6 bar, delovni gib 294,5N Način pritrditve po izbiri:Pnevmatični priključek M5 Informacije o materialu veznega vijaka visokolegirano jeklo, nerjavno Informacije o materialu pokrova Aluminijeva litina za kovanje Informacije o materialu dinamičnih tesnil TPE-U(PU), NBRInformacije o materialu batnice visokolegirano jeklo, nerjavno Informacije o materialu cevi valja Aluminijeva litina za kovanje

Slika 3.11 Ogrodje s pomičnimi vrati Slika 3.12 Festo DSNU-25-500-PSS-A

Preglednica 3.1 Podatkovni list DSNU


- 12 -

Slika 3.13 Standardna prirobnica Slika 3.14 Nosilec

V ogrodje sta nameščeni tudi dve barvni kameri (slika 3.15) [8]. Prva se nahaja na spodnji

ploščadi ogrodja, druga pa je pritrjena na zgornje pleksi steklo oz. pokrov stroja (slika 3.16).

Slika 3.15 Barvna kamera Keyence CV-035C


- 13 -

Slika 3.16 Poloţaj kamer v ogrodju

Naloga spodnje kamere (slika 3.17) je kontrola naslednjih točk:

1. prisotnosti stranskih vzmeti

2. prisotnost glavne vzmeti

3. prisotnost vijakov

4. prisotnost čepkov za klima kanal

5. prisotnost pike za test tesnosti

6. poloţaj vloţkov za ţarnice

Zgornja kamera pa kontrolira (slika 3.18):

1. večje smeti v luči

2. prisotnost ţarnic

3. pravilno barvo ţarnic

4. svetilnost

5. pozicijo tesnila


- 14 -

6. dimenzije stekla

7. zvar (lunkerji v zavarjenem področju)

Slika 3.17 Kontrolne točke spodnje kamere

Slika 3.18 Kontrolne točke zgornje kamere

Kontrolnih točk 1, 3, 4, 6 zgornje kamere na sliki ni mogoče prikazati, ker so odvisne od

kamere oz. nastavitev kamere.


- 15 -

3.2 Konstruiranje orodja za test desne luči

Zahtevne oblike luči so mi sluţile kot izhodišče za izdelavo orodja. Najprej smo izdelali

vpenjanje, in sicer tritočkovno, ki je za okrogle in elipsaste oblike zadovoljivo (slika 3.19).

Najprimernejše mesto vpetja smo določili s poskusi na izdelani luči.

Slika 3.19 Vpetje luči

Vsak od nosilcev ima natančno izdelano mesto nasedanja luči (slika 3.20). Celotno mesto

nasedanja je konstruirano v mejah dveh desetink milimetra. Za takšno toleranco smo se

odločili, ker so bili s strani kupca postavljeni pogoji, da so vsi izdelki v mejah dveh desetink.

Slika 3.20 Mesto nasedanja


- 16 -

Zaradi oblike luči so nosilci privzdignjeni od osnovne plošče orodja (slika 3.21), saj je le s

takšno obliko nosilcev moţno izpolniti vse pogoje iz zahtevnika. V osnovni plošči je poleg

izvrtin za centriranje in fiksiranje orodja v stroj izdelana elipsasta odprtina, ki je večja od luči

(slika 3.22). Ta odprtina je izdelana zaradi kamere, ki je nameščena pod orodjem na ploščadi

ogrodja.

Slika 3.21 Nosilci

Slika 3.22 Odprtina za kamero


- 17 -

Ravno zaradi te odprtine in kamere se na orodju nahaja pomična plošča, ki sluţi kot nosilec za

ostale komponente. Na osnovno ploščo so privijačena standardna vodila, na ta vodila pa

aluminijasta plošča. Na vsaki strani plošče je privijačena ročica, ki je povezana s

pnevmatskim valjem za pomik (slika 3.23). Uporabljena sta dva valja, saj je s tem preprečena

zagozditev in je zagotovljeno točnejše pozicioniranje (slika 3.24) [1].

Slika 3.23 Pomična plošča


- 18 -

Slika 3.24 Festo ADVU 16-180-P-A

Natančnejše karakteristike pnevmatskega valja je moţno razbrati s preglednice 3.2 [7].

Preglednica 3.2 Podatkovni list ADVU


Gib 1 - 200 mm Premer bata 16 mm Dušenje P: elastični dušilni obroči/-plošče na obeh straneh

Položaj vgradnje poljuben

Način delovanja dvosmerni

Konec batnice Notranji navoj Konstrukcijska zgradba Bat

BatnicaZaznavanje položaja za približevalna stikala Variante batnica na eni strani Obratovalni tlak 1,2 - 10 bar ATEX kategorija II 2 GD ATEX-oznaka II 2 GD c T4 T120°C ATEX-temperatura okolice -20°C <= Ta <= +60°C Delovni medij sušen stisnjen zrak, naoljen ali nenaoljen CE oznaka (glejte izjavo o skladnosti) po Ex-zaščitni smernici EU (ATEX) Razred odpornosti proti koroziji KBK 2 Temperatura okolice -20 - 80 °C Udarna energija v končnih legah 0,1 J Teoretična sila pri 6 bar, povratni gib 90 N Teoretična sila pri 6 bar, delovni gib 121 N Premikajoče se mase pri 0 mm giba 12 g Dodatek mase na 10 mm giba 15 g Osnovna masa za 0 mm giba 89 g Dodatek mase na 10 mm giba 4 g Način pritrditve po izbiri:Pnevmatični priključek M5 Informacije o materialu veznega vijaka visokolegirano jeklo, nerjavno Informacije o materialu pokrova Aluminijeva litina za kovanje Informacije o materialu batnice visokolegirano jeklo, nerjavno Informacije o materialu cevi valja Aluminijeva litina za kovanje


- 19 -

Valja sta na osnovno ploščo pritrjena preko prirobnice, ki omogoča dodatno nastavljanje

pozicije (slika 3.25). To nastavljanje je omogočeno s podolgovatimi utori za vijake na

prirobnici (slika 3.26). Na ta način lahko prirobnico oz. pozicijo prirobnice nastavljamo v

dveh smereh.

Slika 3.25 Pritrditev valja Slika 3.26 Utori v prirobnici

Na pomično ploščo je pritrjen pnevmatski valj za pomik električnih kontaktov (slika 3.27).

Pozicioniranje teh kontaktov je zelo natančno, zato je uporabljen valj z lastno prirobnico na

batnici in vodilnim drogom. Karakteristike valja so navedene v preglednici 3.3.

Slika 3.27 Festo ADVUL 12-30-P-A


- 20 -

Preglednica 3.3 Podatkovni list ADVUL


Gib 30 mm Premer bata 12 mm Dušenje P: elastični dušilni obroči/-plošče na obeh straneh Položaj vgradnje poljuben Konec batnice Notranji navoj Konstrukcijska zgradba Bat

BatnicaZaznavanje položaja za približevalna stikala Variante batnica na eni strani Varovanje pred zasukom/vodilo Vodilni drog z jarmom Obratovalni tlak 1,5 - 10 bar Način delovanja dvosmerni Delovni medij sušen stisnjen zrak, naoljen ali nenaoljen Razred odpornosti proti koroziji KBK 2 Temperatura okolice -20 - 80 °C Udarna energija v končnih legah 0,07 J Teoretična sila pri 6 bar, povratni gib 51 N Teoretična sila pri 6 bar, delovni gib 68 N Način pritrditve po izbiri:Pnevmatični priključek M5 Informacije o materialu veznega vijaka visokolegirano jeklo, nerjavno Informacije o materialu pokrova Aluminijeva litina za kovanje Informacije o materialu dinamičnih tesnil TPE-U(PU), NBRInformacije o materialu batnice visokolegirano jeklo, nerjavno Informacije o materialu cevi valja Aluminijeva litina za kovanje

Tudi ta valj je – kot valja za pomik plošče – pritrjen na pomično ploščo preko prirobnice, ki

omogoča dodatno korekcijo pozicije (slika 3.28).

Slika 3.28 Pritrditev valja


- 21 -

Najzapletenejši del orodja je ročic, na kateri so nameščeni električni kontakti. Konstruirana je

tako, da so osnovni deli aluminijasti (slika 3.29, 3.30 in 3.31), dela, v katerih se nahajajo

kontakti, pa iz ABS plastike (slika 3.32 ter 3.33). Ročica ima takšno obliko, da jo je moţno

izdelati z osnovnimi procesi odrezavanja, kar zelo poceni izvedbo, čeprav so osnovni deli med

sabo vijačeni. Ravno zaradi vijačnih zvez ima ročica to prednost, da je moţno dele, ki so

izpostavljeni obrabi, brez večjih teţav zamenjati. Prikaz sestave (slika 3.34) in pozicije na

orodju (slika 3.35) [2].

Slika 3.29 Vezna ploščica Slika 3.30 Nosilec D1

Slika 3.31 Nosilec D2


- 22 -

Slika 3.32 Nosilec kontaktov D1 Slika 3.33 Nosilec kontaktov D2

Slika 3.34 Sestava ročice


- 23 -

Slika 3.35 Valj z ročico

Na osnovno ploščo orodja sta z vsake strani pritrjena ročaja iz konstrukcijskega jekla za laţje

prenašanje orodja (slika 3.36).

Slika 3.36 Orodje z ročaji


- 24 -

Na zadnji strani se nahaja hitri priključek, ki omogoča priklop orodja [4]. Priključek je zgrajen

tako, da obenem omogoča priklop električne in pnevmatske povezave (slika 3.37).

Slika 3.37 Hitri priključek Harting

V neposredni bliţini priključka je pritrjena ploščica (slika 3.38), ki je namenjena za varovanje

območja katerega posnemava kamera. Njen namen je preprečiti vstop električni in pnevmatski

napeljavi v to območje. S tem je tudi zaključena konstrukcija orodja za test desne luči (slika

3.39).

Slika 3.38 Orodje z varovalno ploščico


- 25 -

Slika 3.39 Končana konstrukcija orodja za test desne luči


- 26 -

3.3 Konstruiranje orodja za test leve luči

Orodje za test leve luči je zrcalna slika orodja za test desne luči (slika 3.40) [2].

Slika 3.40 Zrcaljeno orodje

Bistvena razlika med orodji je v pnevmatskih valjih za pomik električnih kontaktov. Leva luč

ima namreč grla za ţarnici obrnjena enega proti drugemu (slika 3.41).

Slika 3.41 Pozicija grl ţarnic

Zaradi različne postavitve grl sta na pomično ploščo nameščena dva pnevmatska valja.

Pritrjena sta s prirobnico, ki omogoča dodatno nastavitev oz. korekcijo pozicije (slika 3.42).


- 27 -

Slika 3.42 Pritrditev valjev na pomično ploščo

Na vsak valj je nameščena ročica za pomik električnih kontaktov. Leva ročica se sestoji iz

glavnega nosilca (slika 3.43), kotne prirobnice (slika 3.44) ter nosilca električnih kontaktov

(slika 3.45). Vsi deli so med sabo vijačeni v celoto (slika 3.46) kot pri desnem orodju, tako da

je moţna kasnejša menjava v primeru obrabe.

Slika 3.43 Nosilec L1 Slika 3.44 Kotna prirobnica


- 28 -

Slika 3.45 Nosilec kontaktov L1 Slika 3.46 Sestava ročice L1

Desna ročica je prav tako sestavljena iz glavnega nosilca (slika 3.47) in ABS nosilca

električnih kontaktov (slika 3.48) ter vijačena v celoto (slika 3.49).

Slika 3.47 Nosilec L2 Slika 3.48 Nosilec kontaktov L2


- 29 -

Slika 3.49 Sestava ročice L2

Obe ročici sta priviti na prirobnico posamičnega pnevmatskega valja, ki se nahaja na pomični

plošči (slika 3.50) [6].

Slika 3.50 Valja z ročicama


- 30 -

Vsi nadaljnji koraki do zaključka konstrukcije orodja za test leve luči (slika 3.51) so identični

konstruiranju desnega orodja.

Slika 3.51 Končana konstrukcija orodja za test leve luči


- 31 -

3.4 Sestav ogrodja z orodjem

Tako desno kot levo orodje sta v stroj pritrjena z dvema vijakoma in pozicionirana z dvema

čepoma (slika 3.52).

Slika 3.52 Desno orodje pritrjeno v ogrodje

Čepa sta nameščena diagonalno na nosilni plošči, saj je tako zagotovljena točnejša pozicija

orodja. Celotno orodje je privito z dvema vijakoma, ki pripomoreta k poziciji, njun glavni

namen pa je drţati orodje vzporedno s ploščo. Z uporabo samo dveh vijakov smo občutno

skrajšali čas zamenjave orodja. S tem je izpolnjena še zadnja točka zahtevnika [1].


- 32 -

Orodje je s krmilnim delom stroja, ki se nahaja v elektro omarici, povezano z drugim delom

hitrega priključka (slika 3.53).

Slika 3.53 Povezava orodja s krmiljem


- 33 -

4 IZDELAVA NAČRTOV NAPRAVE ZA KONČNI TEST LUČI

VW BEETLE

Vsi načrti naprave so izdelani s pomočjo programskega paketa CATIA V5R14. Uporabljen je

bil modul Mechanical Design →Drafting. Načrti obsegajo 74 delavniških ter 10 sestavni risb.

Primer sestavnice levega orodja je prikazan na sliki 4.1.

Slika 4.1 Sestavnica levega orodja

Posamični sestavni deli so navedeni v preglednici 4.1 oz. kosovnici, ki je osnovni del vsake

sestavne risbe.


- 34 -

48 1 Prirobnica cilindra 3 Fe 360B



45 1 Pomična plošča L Aluminij

44 1 Nosilna plošča Aluminij

43 4 Vijak M3x20 ISO 4762

42 1 Nosilec pinov L1 Aluminij

41 1 Nosilec pinov L2 Aluminij

40 1 Ročica za pomik pinov L2 Aluminij

39 1 Ročica za pomik pinov L1 Aluminij

38 1Prirobnica ročice za pomik pinov L2 ABS

37 1 Vodilo zgornje L1 Jeklo C45

36 1 Vodilo zgornje L2 Jeklo C45

35 1 Ročica za pomik 2 Fe 360B


33 1 Vodilo spodnje L2 Jeklo C45

32 1 Vodilo spodnje L1 Jeklo C45

31 2 Ročka na orodju Fe 360B

30 1 Nosilec konektorja Aluminij

29 1 Naslonka Pločevina 2mm

28 1 Nosilec luči L3 Aluminij




24 1 Pnevmatski cilinder ADVUL 12-30-P-A

23 2 Pnevmatski cilinder ADVU 16-180-P-A

22 16 Vijak M5x20 ISO 10642

21 2 Podloţka 5x10 ISO 7089




17 4 Matica M6 ISO 4032





12 16 Vijak M4x12 ISO 4762

11 5 Pin s tulko

10 8 Povratno dušilni ventil GRLA-M5-QS-4-RS-D





5 1 Hitri priključek Harting komponenta

A





Poz. Kos. Naaziv in mere Št.risbe/standard Material Opomba

Preglednica 4.1 Kosovnica levega orodja


- 35 -

Iz kosovnice je razvidno, da ima levo orodje 48 sestavnih delov, od katerih je 26 delov

standardnih (ISO standard). To so vsi vezni elementi [3] in pnevmatski valji, ki so bili

uporabljeni v konstrukciji. To je zelo pomembno, saj je konstrukcija s standardnimi deli

veliko cenejša od tiste, kjer so deli narejenimi po naročilu [1].

Tudi desno orodje je konstruirano na enak način, kar je razvidno iz sestavnice (slika 4.2)

in preglednice 4.2.

Nekaj načrtov nestandardnih delov in sestavnici hitrega priključka pa se nahajajo v

prilogi.

Slika 4.2 Sestavnica desno orodje


- 36 -

46 1 Nosilna plošča D Aluminij

45 1 Pomična plošča D Aluminij

44 1 Vezni element med ročicama Aluminij

43 4 Nosilec pinov D2 ABS

42 1 Nosilec pinov D1 ABS

41 1 Ročica za pomik pinov D1 Fe 360B

40 1 Ročica za pomik pinov D2 Fe 360B

39 1 Vodilo zgornje D2 Jeklo C45

38 1 Vodilo zgornje D1 Jeklo C45

37 1 Vodilo spodnje D2 Jeklo C45

36 1 Vodilo spodnje D1 Jeklo C45

35 1 Rocica za pomik 2 Fe 360B


33 1 Prirobnica cilindra 4 Aluminij

32 2 Prirobnica cilindra 1 Aluminij

31 1 Nosilec konektorja Aluminij

30 1 Naslonka Pločevina 2mm

29 2 Ročica na orodju Fe 360B

28 1 Nosilec luči D3 Aluminij



25 2 Pnevmatski cilinder ADVU 16-180-P-A

24 16 Vijak M5x20 ISO 10642











13 1 Pnevmatski cilinder ADVUL 12-30-P-A

12 6 Povratno dušilni ventil GRLA-M5-QS-4-RS-D

11 5 Pin s tulko






5 1 Hitri priključek Harting komponenta

A





Poz. Kos. Naaziv in mere Št.risbe/standard Material Opomba

Preglednica 4.2 Kosovnica desnega orodja


- 37 -

5 SKLEP

V modernem strojništvu je v zadnjih letih opazen silovit premik na področje računalniškega

konstruiranja. Ţe uveljavljenim programskim orodjem, ki omogočajo računalniško podprto

načrtovanje, se pridruţujejo nova programska orodja, le-ta pa omogočajo simulacijo delovanja

inţenirskega problema z računalnikom, brez potrebe po izdelavi prototipov. Glede na

zapletenost, velikost in ceno današnjih naprav je razvoj z izdelavo in preizkušanjem

pomanjšanih modelov nemogoč. Potreba po napovedovanju delovanja naprav in moţnost

izboljšav delovanja za zagotavljanje večje varnosti, kvalitete in niţje cene je postala ključna

za uspešno industrijsko proizvodnjo.


- 38 -

6 LITERATURA

[1] Dolšak-Novak. Konstruiranje za proizvodnjo – Gradivo za predavanje, 2008

[2] Dolšak-Novak. Računalniško modeliranje proizvodov, 2008

[3] Kraut Bojan. Krautov strojniški priročnik, 14. slovenska izdaja / izdajo pripravila Joţe

Puhar, Joţe Stropnik. Ljubljana, 2003

[4] Svetovni splet, www.harting.com

[5] Svetovni splet, www.rittal.com

[6] Svetovni splet, www.festo.si

[7] Svetovni splet, www.paletti.de

[8] Svetovni splet, www.keyence.com

http://www.harting.com/

http://www.rittal.com/

http://www.festo.si/

http://www.paletti.de/


- 39 -

7 PRILOGE

Delavniška risba Prirobnica cilindra 1 list 1/11



Delavniška risba Vodilo zgornje L1 list 4/11

Delavniška risba Vodilo zgornje L2 list 5/11

Delavniška risba Vodilo spodnje L1 list 6/11

Delavniška risba Vodilo spodnje L2 list 7/11

Delavniška risba Nosilec pinov L1 list 8/11

Delavniška risba Nosilec pinov L2 list 9/11

Sestavna risba Hitri priključek Harting komponenta A list 10/11

Sestavna risba Hitri priključek Harting komponenta B list 11/11


- 40 -

8 ŢIVLJENJEPIS

Moje ime je Blaţ Brezovnik. Rojen sem 23. 11. 1983 v Celju. Osnovno šolo sem obiskoval na

Polzeli, nato pa nadaljeval šolanje v Šolskem centru Velenje, Poklicni in tehniški strojni šoli.

Po končani poklicni maturi sem se vpisal na Fakulteto za strojništvo Univerze v Mariboru,

študijski program VS Strojništvo, študijska smer Konstrukterstvo in gradnja strojev. Trenutno

iščem primerno zaposlitev in končujem diplomsko delo.

PRILOGE

računalniško konstruiranje naprave za končni test avtomobilskih … · 2017. 11. 27. · slika...

Documents