tema sisteme flexibile de fabricatie

7/28/2019 Tema Sisteme Flexibile de fabricatie

1/24


2/24

2

Tema de casAnaliza fluxului de producie (PFA) a unei piese

prelucrate pe maini cu CNC3.1.1.1.Tipul piesei, materialul din care este realizat, tipul semifabricatului,tratamentul termic nainte de prelucrare

Figura 1.1. Frunz


3/24

3


4/24

4

Piesa este prelucrat prin procedeul de frezare. Factorii ce influeneaz tehnologicitateaconstruciei sunt:prelucrabilitatea prin achiere, forma constructiv a piesei, stabilirea bazelortehnologice i de cotare a piesei, gradul de precizie i de rugozitate impus suprafeelor.

Piesa este tehnologic din punct de vedere funcional, al prelucrabilitii prin achiere, almaterialului utilizat (

oel carbon de calitate OLC 45 STAS 880-80).

La alegerea semifabricatului se au in vedere urmatoarele :- materialul piesei ;- forma i dimensiunile piesei ;- numrul pieselor din lot.

Piesa din tem fiind executatdin OLC 45 vom adopta semifabricat laminat n form prismatic.Forma si dimensiunile semifabricatului trebuie sfie cat mai apropiate de forma i dimensiunilefinite.

Tabel 1.1. Parametrii tratamentului termic

Parameti tratamentului termic

Recoacere Normalizare Clire Revenire

T Mediu T Mediu T Mediu T Mediu

680700 cuptor840870

aer 820850 apa 540680 aer

Tabel 1.2. Duritate dup tratament

OLC 45 Duritate U.M.

Clire superficial 50-55 HRC

Normalizat 253 HB

mbuntire 190-260 HB


5/24

5

Figura 1.2. Semifabricat

Figura 1.3. Piesa


6/24

6

3.1.1.2. Mrimea lotului care se realizeaz

Producia are caracter de producie de serie mic, realizndu- se doar 30 buc. Piesa va fiexecutat pe MU CNC 3 axe existent n laborator, deci nu mai este necesar o alt investiie.

3.1.1.3. Operaiile tehnologice realizate (degroare, semifiniie, finiie),

regimurile de achiere alese

Figura 1.4. Introducerea parametrilor regimului de achiere la degroare n CATIA V5.


7/24

7

Figura 1.5. Introducerea parametrilor regimului de achiere la finisare n CATIA V5.

Figura 1.6. Simulare proces de degroare n CATIA V5.


8/24

8

Figura 1.7. Simulare proces de finisare n CATIA V5.

Pentru operaia de degroare am ales o frez frontal din carbur solid cu regimul deachiere prezentat n figura 1.8.

Figura 1.8. Regimul de achiere pentru OLC 45(degroare) [5].

Turaia rezult din formula:

Avansul pe dinte este:

Pentru operaia de finisare am ales o frez cilindro- frontal cu cap sferic cu regimul de achiereprezentat n figura 1.9.


9/24

9

Figura 1.9. Regimul de achiere OLC 45 (finisare) [5].

Turaia rezult din formula:

Avansul pe dinte este:

3.1.1.4. Sculele utilizate pentru fiecare operaie tehnologic (2 variante de la 2

productori diferii), tip plcu achietoare, geometrie, parametri de

prereglare

Sculele utilizate pentru operaiile de degroare i finisare au fost alese din catalogulcompaniei SACO i sunt prezentate n figura 1.5 i figura 1.6.

Un alt exemplu de scule care pot fi utilizate, dar care aparin altui productor i anumeSandviksunt prezentate n figura 1.15 (degroare) i figura 1.16 (finisare).


10/24

10

Figura 1.10. Frez cilindro frontal pentru degroare (Sandvik) [4].

Figura 1.11. Frez cu cap sfericpentru finisare(Sandvik) [4].


11/24

11

3.1.1.5.Sistemul hardware de monitorizare a strii sculei i algoritmul dedetectare a deteriorrii i gradului de uzur (TCM)

Soluiile existente pentru supravegherea strii sculei pot fi clasificate dup mai multe criterii.

Dintre cele mai utilizate sunt:

- dup momentul desfurrii controlului, putem distinge:

a) metode de evaluare auzurii i integritii sculei n afaraprocesului de achiere (metode cumsurare intermitent, metodeoff-line);

b) metode de evaluare auzurii i integritii sculei ntimpul procesului de achiere(metode cu msurare continu sauintermitent sau metode online).

-dup felul cum are loc msurarea putem distinge:


12/24

12

a) metode directe de evaluare a uzurii i integritii sculei;b) metode indirecte de evaluare a uzurii i integritii scule

Metodele directe au ca principiu msurarea geometriei sculei achietoare, ele evalundlimea uzurii pe faa de aezare principal (VB) i secundar (VA), adncimea craterului deuzur pe faa de degajare (KT), distana de la vrful sculei pn la centrul craterului (KM),limea craterului (KB), distana de la vrful sculei la originea craterului (KL) ( fig. 5.5) , conform STAS 12046/1-81 i ISO 3685-1977.

Figura 1.12. Diagrama de soluii pentru supravegherea uzurii sculei[2].


13/24

13

Figura 1.13. Diagrama de soluii pentru supravegherea uzurii sculei [2].

Metodele indirecte evalueaz caracteristicile de uzur ale sculei, fr o msurare direct aacestora, prin efectele pe care le are uzura asuprapreciziei dimensionale a piesei sau asupra variaiei n timpa unor variabile care pot caracteriza desfurarea procesului deprelucrare prin achiere.

n figura 1.12., este prezentat diagrama desoluii pentru supravegherea uzurii sculei. Din analizaacesteia se observ ponderea important (42%) ocupat decontrolul uzurii sculei i a piesei prelucrate, deicontrolul se aplic n afara procesului i nu permitedetectarea deteriorrii sau fisurrii tiului n timpul

procesului.

Mrimea uzurii se msoar cu ajutorul unuipalpator fix sau mobil avnd un singur grad de libertate (fig.1.13). Scula de prelucrat se aduce prin deplasare ncomanda numeric la un punct ale crui coordonate se


14/24

14

cunosc (sunt memorate). Valoarea deplasrii palpatorului este transformat ntr-un semnalelectric al crui valoare este comparat cu valoarea de etalonare sau cu cea obinut pentru oscul nou.

Fig.1.14. Algoritm de control deteriorare scul cu traductor pneumatic.

3.1.1.6. Metoda de schimbare automat a sculei i piesei pe mainile unelte

alese i timpii de schimbare a sculei i piesei. Diagrama scar pentru

programare PLC, pentru schimbare scul sau pies. Tip palet/sistem

paletare sau robot industrial folosit

Posturile de lucru ale SFF trebuie s fie adaptate conceptului cu ncrcaredescrcareautomat, ceea ce se asigur prin funcia parial de alimentare automata. Pentru a putea executa

o anumit gam de operaii, maina-unealt din componena SFF trebuie s realizeze funciaparial de schimbare automat a sculelor n vederea trecerii la o alt operaie, dar i n cazuluzrii sau al ruperii sculei. Diversitatea de form sau dimensiuni ale pieselor prelucrate ar puteaconduce i la necesitatea schimbrii i poziionrii automate a dispozitivelor de centrare-fixare apiesei.


15/24

15

Paletele dispozitiv de lucru fr strngere nglobalpot avea form ptrat,dreptunghiular sau circular, cu element de construcie care pot sa difere de la o ar la alta sauchiar de la un productor la altul.

Figura 1.20. Paletdispozitiv de lucru fr strngere nglobal [1].

3.1.1.7.Schema de centrare i fixare a piesei pentru prelucrare. Origineapiesei, originea mainii unelte


16/24

16

Figura 1.21. Coordonatele mainii unelte.

Figura 1.22. Poziia originii- main unealt Emco Concept Mill 55.

Coordonatele (x, z, y) piesei se trec n unul din urmtoarele G- uri: G54, G55, G56, G57, G58sau G59 astfel obinem originea piesei.


17/24

17

3.1.1.8.Timpul tehnologic de prelucrare pentru fiecare operaie tehnologicrezultat n urma simulrii prelucrrii CNC, pentru 2 maini de la 2

productori diferii (postprocesoare diferite). Caracteristicile tehnice ale

centrelor de prelucrare cu CNC alese. Precizia de poziionare i

repetabilitatea

Centru de prelucrare ales este maina Emco Concept Mill 55, cu caracteristicile tehnice trecute nfig. 1.23.


18/24

18


19/24

19

Figura 1.23. Centru de prelucrare - maina Emco Concept Mill 55 i caracteristici tehnice.


20/24

20

3.1.1.9. Metoda de inspecie a calitii piesei pe main (OMM). Simulare

inspecie CNC, cu touch-probe Renishaw, dup operaia de finiie.Inspecia

calitii piesei n afara mainii (CMM). Tip CMM, productor, caracteristici

Fluxul inspectiei calitii:

3.1.1.10. Factori perturbatori ai preciziei de prelucrare i metode de reducerei compensare

La programarea mainilor-unelte cu comand numeric valorile parametrilor regimuluide achiere se determin cu relaiile empirice sau se adopt din tabele sau norme i reprezint


21/24

21

valori orientative pentru aceti parametri. Prin acest mod de stabilire a acestor parametri nu sepoate atinge un optim tehnic al procesului de achiere, deoarece valorile sunt prezentate n limitelargi, iar n timpul prelucrrii apar o serie de factori pertubatori care nu sunt cunoscui dinainteca natur i mrime. Principalii parametri pertubatori ai procesului de achiere sunt:

1.

variaia adaosului de prelucrare, ceea ce duce la variaia adncimea de achiere;2. variaia prelucrabilitii materialului piesei determinat de modificri de duritate, destructur cristalin, de incluziuni i goluri n material;

3. vibraiile sistemului tehnologic main-unealt-scul-dispozitiv-pies;4. deformaiile elastice ale sistemului tehnologic;5. variaia forelor de stngere etc.

Sarcina sistemului de comand adaptiv const n modificarea parametrilor regimului deachiere n funcie de perturbaiile parametrice ce intervin n procesul de achiere astfel nct sse obin, n orice moment, o desfurare dorit a acestui proces, din punct de vedere alperformanelor (productivitate, calitate asuprafeei, pre de cost, ncrcare a mainii-unelte etc.).

Sistemele de comand care ndeplinesc aceste funcii se numesc sisteme de comand adaptivlimitat (ACC-Adaptive Control Constrait) i sisteme de comand adaptiv optimal (ACOAdaptive Control Optimal).

Un sistem adaptiv se bazeaz pe realizarea unor algoritmi care s integreze informaiilede la mai muli traductori inteligeni, termen prin care definim o colecie de traductoriconvenionali, tehnici de procesare a semnalului i de calcul al unor caracteristici. Realizareaunui system adaptiv de prelucrare este o extensie a mainilor unelte cu comand numeric si ocondiie a realizrii unor sisteme de prelucrare.

3.1.1.11.Sistem (hardware i software) ales pentru mentenana centrului deprelucrare cu CNC


22/24

22

Figura 1.24. Monitorizarea tendinei de defectare [2].

3.1.1.12.Estimarea costului pentru fiecare operaie tehnologic, scul folositi tip main (calcul detaliat)Tabel 1.3. Costuri.

Nr.crt Costuri Pre1 Costuri cu materii prime i materiale 8

2 Costuri aferente consumului de energie 0,713 Costul sculelor utilizate 30 4 Costuri pentru realizarea operaiei de degroare 0,40

5 Costuri pentru realizarea operaiei de finisare 0,956 Costul total de prelucrare a lotului (30 piese) 40,57 Cost control lot 10

8 Costuri de mentenan 69 Salariu operator 12

Costuri total prelucrare lot 108,56

Tabel 1.4. Preuri de achiziie.

Nr.crt Pre 1 Preul de achiziie MU 92 000 2 Preul de achiziie a echipamentului de control 22 000 3 Preul de achiziie a dispozitivul de prindere 500


23/24

23

Costul materiilor prime si materialelor = Cost semifabricat + Costuri de transport-aprovizionare = 8

Calculul costului de prelucrare

Costuri pentru realizarea operaiei de degroare = Timp de prelucrare * Costul orar de prelucrare= 245" * 6 = 0,40 (1pies)

Costuri pentru realizarea operaiei de finisare = Timp de prelucrare * Costul orar de prelucrare =575" * 6 = 0,95 (1pies)

Costul total de prelucrare a lotului (30 piese)= 30* (0,40+0,95)= 40,5

Calculul costului cu energia

Consumul de energie al MU = 0,80 Kw/ h

0,80 KW..............3600"x KW..................820"

= 0,182 KW

Consumul de energie pentru prelucrarea unei singure piese este de 0,182 Kw.

Consumul de energie pentru prelucrarea ntregului lot de piese este de 4,77 Kw.

energie = 5,46* 0,575= 3,13 RON= 0,71


24/24

24

Bibliografie

[1] Curs Sisteme Flexibile de Fabricaie- CARATA, E. Iai, 2013.

[2] CARATA, E., ZETU, D. Modelarea i simularea sistemelor de fabricaie. Editura JUNIMEA,Iai, 2001.

[3] Sisteme de fabricaie asistate de calculator (SiFAC). Disponibil la:http://www.icms.ro/sifac/SiFAC_curs_3_4_2k12_stud.pdf accesat la 19.06.2013.

[4] Scule aschietoare monobloc. Disponibil la:http://www2.coromant.sandvik.com/coromant/pdf/Metalworking_Products_061/main_d_19.pdfla19.06.2013.

[5] Freze din carbur solid. Catalog i ghid tehnic 2008. Disponibil la:http://www.secotools.com/CorpWeb/Service_Support/machining_navigator/CEE/Romania/Fianl_LR_Jabro_RO.pdf accesat la 19.06.2013.

tema sisteme flexibile de fabricatie

Documents