Numeerisesti ohjatun monipaikkakoneen esisuunnittelu

Abstract

Tämän diplomityön tarkoituksena on kehittää kohdeyrityksen monipaikkatyöstökoneisiin soveltuva numeerinen pinoliyksikkö, jonka karan pyörimisnopeutta ja syöttönopeutta voidaan työstöohjelmaa muuttamalla säätää portaattomasti. Työn alussa on määritelty numeeriselle pinoliyksikölle asetettavat vaatimukset. Työssä on pyritty käyttämään nykyistä pinoliyksikkökonstruktiota mahdollisimman paljon hyödyksi uutta yksikköä suunniteltaessa. Työssä on tarkasteltu erilaisia ohjausjärjestelmävaihtoehtoja, syöttöliikkeen toteutustapoja, pääkäyttöjä ja erilaisia aseman mittaustapoja, jotka soveltuvat numeerisesti ohjattuun pinoliyksikköön. Tämän tarkastelun pohjalta on valittu sopivat käyttölaitteet ja rakennettu kokeiluyksikkö ominaisuuksien testaamista varten. Syöttöliike on toteutettu venttiiliohjatun sähköhydraulisen servojärjestelmän avulla. Servoventtiiliä ohjaa Siemensin paikoituskortti WF 625. Aseman mittaus on toteutettu lineaariliikkeen pulssianturilla. Numeerisella pinoliyksiköllä suoritettiin erilaisia lastuamiskokeita ja yksikön työstöjälki oli tasaista. Yksiköllä saavutettiin hyvä toistotarkkuus +- 0,03 mm ei ole riittävä kaikkiin pinoliyksiköllä suoritettaviin työstöihin. Riittämätön paikoitustarkkuus johtui anturin lukupään kiinnitysruuvien joustoista. Hydrauliöljyn lämpötilan muutoksilla on tarkkuutta heikentävä vaikutus eikä WF 625-paikoituskortilla ole mahdollista ohjelmallisesti korjata nollapisteen ryömintää. Servoventtiili toimi järjestelmässä hyvin eikä yksiköllä esiintynyt minkäänlaisia värähtelyongelmia. Myöskin valittu lineaari liikkeen pulssianturi ja anturin kiinnityskonstruktio toimivat suurtakin työstövoimaa vaativissa lastuamiskokeissa hyvin. Käytännön kokeet osoittivat, että monipaikkakoneen voi varustaa numeerisella ohjauksella tässä työssä käytetyn menetelmän pohjalta. Valitussa ohjausjärjestelmässä pitäisi kuitenkin olla nollapisteen ohjelmallinen korjaus tai öljyn lämpötila olisi pidettävä vakiona. Työssä ei saatu käsitystä järjestelmän toimivuudesta pitemmällä aikavälillä, mutta kokemukset hydrauliikan toimivuudesta kohdeyrityksen valmistamissa numeerisesti ohjatuissa luistiyksiköissä osoittavat servoventtiilin toimivan työstökoneessa myös pitkällä aikavälillä. /Kir09