Примери машина алатки високе...

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


2

Примери машина алатки Примери машина алатки високе тачностивисоке тачности


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


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.


Велико огледало из деловаВелико огледало из деловаZ

Производ :огледало великих

ј

X

Y

x

z

димензија

Један сегмент огледала

y


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)


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.


5

Кинематички ослонциКинематички ослонциКинематички ослонац типа 3-2-1.Омогућава прецизно базирање.

V жлеб - 2

Помоћу ових ослонаца одузимају се степени слободе објекту.


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


• Укупна тежина машине 130 t

6

Референтни мерни еталони Референтни мерни еталони и кинематички ослонции кинематички ослонци


Референтни мерни еталони и Референтни мерни еталони и кинематички ослонцикинематички ослонци


7

Упрошћени Упрошћени CAD CAD модел порталнемодел порталнебрусилице брусилице OAGMOAGM 25002500


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


Хидростатичка вођица

Пнеуматски ослонци који амортизују

сопствену тежину стола

Кинематички ослонци

8

Погон Х осе машинеПогон Х осе машине


Y Y ии ZZ оса машинеоса машине


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.


Референтне базе на машиниРеферентне базе на машини


10

Метролошки систем на машиниМетролошки систем на машини


Метролошки систем на машиниМетролошки систем на машиниМерни еталониРеферентни стаклени лењири

yL

xL

Z

a

b

yD

z od MSose Z


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


Симулација брушења Симулација брушења огледалаогледала


12

Мерење на самој машиниМерење на самој машини

Мерна глава


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


13

OAGMOAGM 25002500



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


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


крутошћу, стабилношћи и тачношћу.

• Метод обраде: Вишеосна обрада стругањем помоћу дијамантског врха алата

15





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.


16



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


17



https://www.youtube.com/watch?v=UPH5IJF2-H0



https://www.youtube.com/watch?v=MMcxOIGRZ4E

18

Обрађени делови

Moore Nanotech - Струг 250UPL

http://www.nanotechsys.com/machines/nanotech-250uplv2-ultra-precision-lathe/



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)


19


Single point diamond turning aspheric mold core pin

Diamond flycutting with optional B Axis


Diamond flycutting with optional B-Axis

Diamond micro-milling with optional Y-Axis

20

Струг 350UPL Y X

Z


Држач алата са алатом

http://mdrl.mne.psu.edu/equip.htm



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/


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


22

База


Базна структура машине је од монолитног композитног полимера

Production Diamond Turning

Slow Slide Servo( XZC)


23

Raster milling


Raster milling of multi-faceted reflector mold

Спољашње попречно брушење

Микро-глодање


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.


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...


Примери машина алатки високе...

Documents