Západočeská univerzita v Plzni Fakulta strojní Katedra: Konstruování strojů Semestrální práce z předmětu KKS/ARVT Tomáš Tvaroh S10N0042P 12.5.2011 Strana 1
Obsah Obsah... 2 1 Zadání... 3 2 Popis principu funkce řezačky... 3 3 Tvorba modelu G-kódu... 4 4 Pracovní cyklu - řezání... 5 5 Závěr... 6 Strana 2
1 Zadání Vyřízněte na 2D (2,5D) řezačce polystyrenu, libovolný objekt. Popište práci řezačky a výrobu objektu. 2 Popis principu funkce řezačky Popis stroje: Drátová řezačka polystyrenu funguje na principu dvou CNC řízených os. Řezačka je napojena na přenosný počítač, který slouží jako řídící jednotka celého stroje. Během činnosti stroje řídící jednotka vysílá impulzy do dvou krokových motorků, jenž ovládají osy. Ostatní součásti řezačky jsou z výukových důvodů volně rozloženy v okolí řezačky, aby si je mohli studenti prohlédnout. Z volně ložených součástí lze například jmenovat zdroj (trafo stanice) řezačky, kontrolní obvody se žárovičkami, tlačítka pro regulaci napětí v drátu, posunové osy (krokové motorky), pracovní stůl řezačky aj. Řezačku je možné osadit dle výkonu zdroje i několika typy řezacích drátů. V současnosti je osazena řezacím drátem o průměru 0,8mm, tento drát je z materiálu s obchodním názvem konstantan (vysoké odporové hodnoty). Výchozí program pro tvorbu řídícího programu byl zvolen volně dostupný program KCAM4. Obr.1 Pohled na 2D CNC řezačku Princip činnosti: Řezačka funguje na principu odpařování polystyrenu vlivem vysoké teploty řezacího drátu. Průchodem el. proudu řezacím (odporovým) drátem dochází k ohřátí drátu na teplotu okolo 80 C. Teplota odpařování polystyrenu je 65 C, pracovní teplota drátu je tedy dostatečná pro odpaření polystyrenu během řezu. Jelikož dochází k odpařování, nevzniká při činnosti stroje žádný odpad, pouze je nutné větrat v místnosti, aby nedocházelo k hromadění škodlivých styrenových zplodin. Strana 3
3 Tvorba modelu G-kódu Vedoucí práce nezadal žádný konkrétní tvar výrobku, proto bylo možné přijít s vlastním návrhem. Pro moji práci jsem si vybral siluetu mořského kraba z internetových stránek http://www.fun with pictures.com/crab silhouette.html#axzz1lylywcuk (viz obr. 3). Obr.2 Silueta výrobku ve formátu JPG Krab byl zvolen z důvodu jednoduchého obrysu a tedy i snadného převedení do G kódu. 1) Prvním krokem tvorby G kódu je převod JPG obrázku do formátu.dwg. Tento formát umí vytvářet například AutoCAD 2002. Proto byla silueta vložena do nového výkresu v AutoCADU. Zde byl příslušný obrys kraba obkreslen a převeden do požadovaného.dwg formátu. 2) Načtením.dwg dat v programu KCAM4 došlo k vytvoření jednoduchého řídícímu programu (psaném v G kódu). Před samotným spuštěním pracovního cyklu stroje bylo nutné poupravit některé detaily vytvořeného řídícího kódu (např. dráhu najetí a vyjetí). Strana 4
Obr.3 Ukázka G-kódu vytvořeného pomocí softwaru KCAM4 4 Pracovní cyklu - řezání 1) Ustavení: Polotovar polystyrenová deska o rozměrech 200x250x25mm byla upnuta na pracovní stůl řezačky. Upnutí je provedeno pouze vystředěním desky mezi ustavovací magnety. Jelikož při řezání (odpařování) nedochází k žádnému vzniku řezacích sil, postačí ustavit desku pouze proti spadnutí vlivem průvanu či nerovnoměrnosti ustavovací plochy. Obr.4 Ustavení desky 2) Řezání: Po správném ustavení desky můžeme spustit řezací stroj do provozu. Řídící proces. jednotka nyní řídí celý pracovní Obr.5 Řezání výrobku Strana 5
3) Konec prac. cyklu: Po dokončení řezání stačí vyjmout hotový výrobek ze stroje. Vzniknou nám takto dvě součásti výrobek (vnitřní plocha obrysu) a odpad (vnější plocha obrysu). 5 Závěr Obr.6 Hotový výrobek + odpad 2D řezačka drátu je výborná výuková pomůcka. Lze si s její pomocí osvojit základy programování NC kódů. Dále jsem se dozvěděl zajímavosti z oblasti řízení CNC strojů a v neposlední řadě jsem byl podrobněji seznámen s vlastnostmi polystyrenu za vyšších teplot. Přínos tohoto projektu vidím také v převodu teoretických znalostí do praxe velmi zábavnou formou. Strana 6