Vliv konfigurace obráběcího stroje na jeho prostorovou geometrickou přesnost

Podobné dokumenty
Rovinná napjatost a Mohrova kružnice

6.1 Shrnutí základních poznatků

Rovinná a prostorová napjatost

KOMPLEXNÍ VZDĚLÁVÁNÍ KATEDRA STROJNÍ SPŠSE a VOŠ LIBEREC

Geometrická přesnost Schlesingerova metoda

Semestrální Projekt 1 Měření rychlosti projíždějících vozidel za použití jedné kalibrované kamery

Výukové texty. pro předmět. Automatické řízení výrobní techniky (KKS/ARVT) na téma

Analytická geometrie v E 3 - kvadriky

MODELOVÁNÍ VLASTNOSTI BEZKARDANOVÝCH INERCIÁLNÍCH NAVIGAČNÍCH SYSTÉMU MODELLING OF THE FEATURES OF STRAPDOWN INERTIAL NAVIGATION SYSTEMS

Momenty setrvačnosti a deviační momenty

Odměřovací systémy. Odměřování přímé a nepřímé, přírůstkové a absolutní.

7.1.2 Kartézské soustavy souřadnic II

A U T O R : I N G. J A N N O Ž I Č K A S O Š A S O U Č E S K Á L Í P A V Y _ 3 2 _ I N O V A C E _ _ C N C V Z T A Ž N É A O B R Y S O V É B

NEW LABORATORY TASK MEMS ACCELEROMETER SENSOR. František HRUŠKA

Škola VOŠ a SPŠE Plzeň, IČO , REDIZO

6. Geometrie břitu, řezné podmínky. Abychom mohli určit na nástroji jednoznačně jeho geometrii, zavádíme souřadnicový systém tvořený třemi rovinami:

CNC stroje. Definice souřadného systému, vztažných bodů, tvorba NC programu.

Instrumentovaný Mikroindentor

ÚSTAV MECHANIKY A MATERIÁLŮ FD ČVUT. DOC. ING. MICHAL MICKA, CSc. PŘEDNÁŠKA 4

1.1 Steinerovy věty. lineární momenty a momenty kvadratické. Zajímat nás budou nyní osové kvadratické. v ohybu. Jejich definice je

Skládání různoběžných kmitů. Skládání kolmých kmitů. 1) harmonické kmity stejné frekvence :

7.1.2 Kartézské soustavy souřadnic II

Přímková a rovinná soustava sil

OVMT Úchylky tvaru a polohy Kontrola polohy, směru a házení

Zjišťování přesnosti při víceosém řízení výrobního stroje

Návrh řídícího modelu pro aktivní kompenzace geometrických chyb skeletu obráběcího stroje

Zadání soutěžního úkolu:

SLOUP NAMÁHANÝ TLAKEM A OHYBEM

Desky. Petr Kabele. Pružnost a pevnost 132PRPE Přednášky. Deska/stěna/skořepina, desky základní předpoklady, proměnné a rovnice

10. Frézování. Frézováním obrábíme především rovinné nebo tvarové plochy nástrojem s více břity.

Lineární transformace

SPŠS Č.Budějovice Obor Geodézie a Katastr nemovitostí 4.ročník SOUŘADNICOVÉ SOUSTAVY VE FOTOGRAMMETRII

Normálová napětí v prutech namáhaných na ohyb

INOVACE A DOKONALOST CNC PORTÁLOVÁ OBRÁBĚCÍ CENTRA FV FV5.

Globální matice konstrukce

X = A + tu. Obr x = a 1 + tu 1 y = a 2 + tu 2, t R, y = kx + q, k, q R (6.1)

Body, vektory, geometrie, algebra

6.2.1 Zobrazení komplexních čísel v Gaussově rovině

Technologický proces

ČESKÁ TECHNICKÁ NORMA

Určení hlavních geometrických, hmotnostních a tuhostních parametrů železničního vozu, přejezd vozu přes klíny

Pružnost a pevnost. 2. přednáška, 10. října 2016

Diplomová práce. Plně aktivní podvozek automobilu. Pavel Mašita

6 Pohyb částic v magnetickém poli

Vysoké učení technické v Brně Fakulta strojního inženýrství Ústav mechaniky těles, mechatroniky a biomechaniky

INOVACE A DOKONALOST CNC HORIZONTÁLNÍ OBRÁBĚCÍ CENTRA FMH EH FBM.

3. Diskutujte výsledky měření z hlediska platnosti Biot-Savartova zákona.

DIPLOMOVÁ PRÁCE OPTIMALIZACE MECHANICKÝCH

ČESKÁ TECHNICKÁ NORMA

Systém vztahů obecné pružnosti Zobecněný Hookeův zákon

5. Ohýbané nosníky Únosnost ve smyku, momentová únosnost, klopení, MSP, hospodárný nosník.

CNC SOUSTRUŽNICKÁ CENTRA FTC

y Obrázek 1.26: Průměrová rovina válcové plochy

VÝROBNÍ STROJE. EduCom. doc. Dr. Ing. Elias TOMEH Technická univerzita v Liberci

( ) Podmínka plasticity: σ σ 0. Podmínky plasticity. Podmínky plasticity. Podmínky plasticity. = σ = σ. f σ σ σ

Libor Kasl 1, Alois Materna 2

Technická dokumentace Ing. Lukáš Procházka

Mechanika II.A Třetí domácí úkol

Z hlediska pružnosti a pevnosti si lze stav napjatosti

Obsah 1 Technologie obrábění na CNC obráběcím stroji... 2

Frézování. Podstata metody. Zákl. způsoby frézování rovinných ploch. Frézování válcovými frézami

Ohyb nastává, jestliže v řezu jakožto vnitřní účinek působí ohybový moment, tj. dvojice sil ležící v rovině kolmé k rovině řezu.

TB-25Y CNC soustružnické centrum

T leso. T leso. nap ě tí na prostorovém elementu normálové - působí kolmo k ploše smykové - působí v ploše

Winklerovo-Pasternakovo dvouparametrické podloží

Cvičení 7 (Matematická teorie pružnosti)

K rozpoznání růstu či klesání dané funkce určitém směru nám pomůže gradient, tj. vektor., ln(1 x2 + y 2 [ = y

geometrická (trigonometrická, nebo goniometrická) metoda (podstata, vhodnost)

TECHNICKÁ DOKUMENTACE

FAKULTA ELEKTROTECHNIKY A KOMUNIKAČNÍCH TECHNOLOGIÍ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ MULTIKOPTÉRY. Ing. Vlastimil Kříž

ÚVOD DO MODELOVÁNÍ V MECHANICE DYNAMIKA ROTUJÍCÍCH SYSTÉMŮ

Pružnost, pevnost, plasticita

Vlastní čísla a vlastní vektory

Fyzika I mechanika. Rozdělení fyziky podle jednotlivých oborů, tj. podle jevů, které zkoumá:

Analytická geometrie lineárních útvarů

Mechanika

Projekt realizovaný na SPŠ Nové Město nad Metují

CNC soustružnická centra se šikmým ložem

LINEARNI A KVADRATICKE MOMENTY K POSUNUTYM OSAM

Popis polohy tělesa. Robotika. Popis polohy tělesa. Vladimír Smutný. Centrum strojového vnímání

Obr. 0.1: Nosník se spojitým zatížením.

VYVRTÁVÁNÍ. Výroba otvorů

Technická dokumentace

spsks.cz Část druhá - Praxe Technologie řízení robotického ramena Zpracováno v rámci projektu CZ.1.07/3,2, 10/ financovaného z fondů EU

1 Tyto materiály byly vytvořeny za pomoci grantu FRVŠ číslo 1145/2004.

Software Form Control

MCU 450V[T]-5X. Multifunkční pětiosé obráběcí centrum.

Technologičnost konstrukce

Vektory II. Předpoklady: Umíme už vektory sčítat, teď zkusíme opačnou operací rozklad vektoru na složky.

1. kapitola. Vnitřní síly v průřezu prostorového prutu. Janek Faltýnek SI J (43) Teoretická část: Stavební mechanika 2.

Tvorba výpočtového modelu MKP

VERTIKÁLNÍ OBRÁBECÍ CENTRA

Potenciální proudění

SPŠS Praha 10 Na Třebešíně *** STT *** Návrh soustružnického nástroje dle ISO-kódu

Úvod do analytické mechaniky

K rozpoznání růstu či klesání dané funkce určitém směru nám pomůže gradient, tj. vektor., ln(1 x2 + y 2 [ = y

Využití sendvičové struktury pro stojanové těleso obráběcího stroje

Matematika I, část I. Rovnici (1) nazýváme vektorovou rovnicí roviny ABC. Rovina ABC prochází bodem A a říkáme, že má zaměření u, v. X=A+r.u+s.

FYZIKA I. Rovnoměrný, rovnoměrně zrychlený a nerovnoměrně zrychlený rotační pohyb

Přijímací zkouška na navazující magisterské studium Studijní program Fyzika obor Učitelství fyziky matematiky pro střední školy

Transkript:

Vliv konfigurace obráběcího stroje na jeho prostorovou geometrickou přesnost Ing Martin Morávek Vedoucí práce: oc Ing avel Bach CSc bstrakt Úkolem této práce je sestavit sstém výpočtových rovnic pro charakteriování prostorové geometrické přesnosti v celém pracovním prostoru obráběcího stroje dosažitelné s danými odchlkami polohování v osách, odchlkami přímostí v osách a rovinách a kolmostí mei osami vláštní poornost je věnována úhlovým odchlkám rovést vhodné analý a robor ískaných výsledků ráce předpokládá tříosý vertikální CNC fréovací stroj v nejpoužívanějších konfiguracích Klíčová slova řesnost, obráběcí stroj, polohování 1 Úvod Cílem této práce je sestavit výpočtový model pro stanovení prostorové geometrické přesnosti v celém objemu pracovního prostoru obráběcího stroje Konkrétně se aměřit na případ tříosého vertikálního CNC fréovacího stroje v nejčastěji užívaných konfiguracích uspořádání posuvových os Jako vstupní data použít geometrické odchlk polohování v osách, odchlk přímostí v osách a rovinách a kolmosti mei nimi vláště se aměřit na úhlové odchlk rovést vhodné analý a robor ískaných výsledků, na jejichž ákladě bude možné stanovit vliv geometrických chb na výslednou přesnost obráběcího stroje 2 Geometrické úchlk vsktující se na tříosém fréovacím stroji Lineární pohb každé strojní os je ovlivněn šesti geometrickými úchlkami, jež repreentují šest stupňů volnosti tělesa v prostoru [2] Například pro pohb os (Obr 1), jsou to následující chb: Úchlka poloh ve směru pohbu vertikální úchlka přímočarosti horiontální úchlka přímočarosti naklánění klopení natáčení ro případ frék se třemi lineárními říenými osami dostáváme ted celkem 18 geometrických chb ále je nutné připočítat ještě tři chb nekolmosti mei jednotlivými osami, ted: S, S a S [3]

Obr 1: Schéma chb při pohbu posuvové os 3 Volba konfigurací ráce se aměřuje na tříosý vertikální CNC fréovací stroj v nejčastěji užívaných konfiguracích uspořádání posuvových os nalováním portfolia tuemských, ale i ahraničních výrobců blo voleno pět nejhojněji se vsktujících konfigurací Jsou jimi F, F, F, F a F, vi Obr 2 Kde písmena před F načí posuvové os pohbující obrobkem a písmena a F načí posuvové os pohbující nástrojem Obr 2: Vbrané konfigurace tříosých vertikálních CNC fréovacích strojů, leva doprava F, F, F, F, F 4 Sestavení výpočtových vtahů Výpočet prostorové geometrické chb v celém objemu pracovního prostoru předpokládá užití geometrických chb projevujících se při pohbu strojních os a rosahů pojedů jednotlivých os jako vstupní data ro úspěšný výpočet prostorové geometrické chb je třeba vhodným působem popsat pohbovou strukturu stroje V drtivé většině případů se pro tento účel užívá popisu pomocí homogenních transformačních matic ískáme tak vektorovou rovnici o třech složkách respektujících směr souřadného sstému stroje, která obsahuje údaje o poloe os a geometrických chbách, jimiž je přesnost dosažení této poloh ovlivněna [4] Konkrétně je pro popis užita metoda odvoování rovnic preentovaná v [5] ředností této metod je, že v rovnicích jsou uvažován poue některé úhlové geometrické chb, které jsou pro konkrétní konfiguraci podstatné Odvoené rovnice pro pět vbraných konfigurací uvádějí vtah (1) až (5) Kde je vektor poloh bodu v pracovním prostoru stroje a jeho inde

načí příslušnou konfiguraci Složk, a onačují souřadnice poloh v osách, a F F F F (1) F F F F (2) F F F F (3) F F F F (5) 5 Robor výsledků ískaných výpočtového modelu, vliv úhlových odchlek Robor se aměřil na analování průběhů prostorové geometrické chb a jejích složek do směrů pohbových os obráběcího stroje růběh pro případ konfigurace F ukauje Obr 3 Je však třeba důranit, že výsledná geometrická chba ve směru jedné os je ovlivněna geometrickými chbami všech os, jež se na stroji vsktují ále bl proveden robor citlivosti stroje na měnu roměru nástroje a robor citlivosti stroje na měnu délk posuvu jedné jeho os Jako vstupní data bl do výpočtového modelu pro stanovení prostorové geometrické přesnosti použit hodnot tolerance geometrických chb uvedené v předávacím protokolu stroje VCN 410 Výsledk provedených roborů jsou hodnocen v ávěru F F F F (4)

Chba ve směru os [µm] rostorová geometrická chba [µm] růběh celkové geometrické chb do směru jednotlivých os pro konfiguraci F 60 40 20 0 0 100 200 300 400 500 600 poloha os [] růběh prostorové geometrické chb v diagonále pro konfiguraci F 65 60 55 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 oice v diagonále [] Obr 3: růběh prostorové geometrické chb a jejích složek do směrů os souřadného sstému pro případ konfigurace F 6 Vtvoření modelu prostorové geometrické přesnosti v celém objemu pracovního prostoru obráběcího stroje Tato část práce se aměřila na vtvoření modelu, který b náorňoval přesnost v celém objemu pracovního prostoru obráběcího stroje a vstupní hodnot bl užit opět tolerance uvedené v předávacím protokolu stroje VCN 410 a dále blo užito hodnot geometrických odchlek naměřených na tomto stroji dle platných norem, vi [6] Výsledek vpočtený naměřených hodnot je vkreslen na Obr 4 7 ávěr Výsledk provedených roborů objasnil jak mei sebou úhlové chb vájemně působí Které úhlové chb jsou pro danou konfiguraci rohodující a které podstatné nejsou Vužít toho le například při seřiování stroje, neboť při nalosti vájemného působení jednotlivých chb a jejich namének le odhadnout, jakým směrem se bude vvíjet výsledná prostorová geometrická chba ále je možné na ákladě ískaných výsledků doporučit která vbraných konfigurací nejlépe vhovuje danému tpu fréovací operace, případně která konfigurací je nejuniverálnější Roborem koumajícím citlivost konfigurací na měnu délk jedné posuvových os blo jištěno, že pro případ stroje, kd je pojed jedné os výraně delší, než pojed blých je nejvýhodnější uspořádání, kd dlouhá osa leží na rámu stroje a unáší ostatní os spolu s nástroje Stůl stroje je koncipován jako pevný nalýa citlivosti na měnu roměru nástroje ukáala, že největší chba působená nástrojem se odvíjí od jeho délk, průměr nástroje má na měnu chb malý vliv

Model, jež vkresluje prostorovou geometrickou přesnost v celém objemu pracovního prostoru stroje může sloužit jako vhodný nástroj pro vtvoření určité představ o průběhu chb v oblastech pracovního prostoru stroje, při nalosti hodnot geometrických odchlek Jako další možný vývoj v této oblasti výkumu se nabíí především rošířit výpočtový model o rotační os, což b umožňovalo modelování prostorové geometrické přesnosti víceosých fréovacích center, soustružnických a multifunkčních obráběcích strojů, ale i dalších tpů obráběcích strojů ále pak ahrnout do výpočtu teplotní a silové deformace nosné struktur stroje Obr 4: obraení prostorové geometrické přesnosti v celém objemu pracovního prostoru pro vbrané konfigurace Senam smbolů úhlová odchlka os s osou rotace, naklánění (ROLL) os m / m úhlová odchlka os s osou rotace, klopení (ITCH) os m / m úhlová odchlka os s osou rotace, natáčení (W) os m / m úhlová odchlka os s osou rotace, klopení (ITCH) os m / m úhlová odchlka os s osou rotace, naklánění (ROLL) os m / m

úhlová odchlka os s osou rotace, klopení (ITCH) os m / m úhlová odchlka os s osou rotace, natáčení (W) os m / m úhlová odchlka os s osou rotace, natáčení (W) os m / m úhlová odchlka os s osou rotace, naklánění (ROLL) os m / m CNC Computer Numerical Control, číslicové říení strojů odchlka poloh ve směru os m přímočarost pohbu os ve směru os m přímočarost pohbu os ve směru os m přímočarost pohbu os ve směru os m odchlka poloh ve směru os m přímočarost pohbu os ve směru os m přímočarost pohbu os ve směru os m přímočarost pohbu os ve směru os m odchlka poloh ve směru os m E rostorová geometrická chba VOL m F konfigurace obráběcího stroje se všemi posuvovými osami v F nástrojové větvi v pořadí,, směrem od rámu k nástroji konfigurace obráběcího stroje se všemi posuvovými osami v nástrojové větvi v pořadí,, směrem od rámu k nástroji vektor poloh v pracovním prostoru obráběcího stroje ovlivněné geometrickými odchlkami složka vektoru poloh nástroje ovlivněné geometrickými odchlkami pohbových os do směru os složka vektoru poloh nástroje ovlivněné geometrickými odchlkami pohbových os do směru os složka vektoru poloh nástroje ovlivněné geometrickými odchlkami pohbových os do směru os S kolmost mei osami a m / m S kolmost mei osami a m / m S kolmost mei osami a m / m souřadnice poloh pohbové os posuvová osa obráběcího stroje F F konfigurace obráběcího stroje s posuvovými osami a v nástrojové větvi v pořadí směrem od rámu k nástroji a osu v obrobkové větvi konfigurace obráběcího stroje s posuvovými osami a v nástrojové větvi v pořadí směrem od rámu k nástroji a osu v obrobkové větvi souřadnice poloh pohbové os posuvová osa obráběcího stroje F konfigurace obráběcího stroje s posuvovými osami a v obrobkové větvi v pořadí směrem od rámu k nástroji a osu v obrobkové větvi souřadnice poloh pohbové os posuvová osa obráběcího stroje

Senam použité literatur [1] SCHULTSCHIK, R: The Components of the Volumetric ccurac, CIR, 1977 [2] STEJSKL, V, VLÁŠEK, M: Kinematics and namics of Machiner, ekker, New ork, 1996 [3] MEKI, S: Introduction to recision Machine esign and Error ssessment, CRC ress, New ork, 2008 [4] WNG, C:Current Issue on 3 Volumetric ositioning ccurac: Measurement, Compensation and efinition, Optodne Inc, Rancho ominque, C 90220, US [5] JINGUO,, ONGQIN, R, LIOTTO, G, WNG, C: Theoretical derivations of 4 bod diagonal displacement errors in 4 machine configurations, Optodne Inc, Compton, California, US [6] ČSN ISO 230-1:1998, ásad koušek obráběcích strojů - Část 1: Geometrická přesnost strojů pracujících be atížení nebo a dokončovacích podmínek obrábění, ČSNI, 2003