Készülékek a rugalmas gyártórendszerekben

Viszonylag nagyszámú alkatrészféleség, kicsi sorozatnagyság, rövid átfutási idő és a termelékenység növelésének az igénye megkívánja a gyártórendszer készülékeitől

 a nagy rugalmasságot (a különböző geometriai konfigurációjú és méretű munkadarabok befogására alkalmas legyen),

 a megfelelést, biztonságot és minőséget különböző megmunkáló eljárások esetén is,

 az automatizált gyártásba való illesztés lehetőségét,

 a kicsi körülfogási fokot (jó hozzáférhetőséget a munkadarabhoz).

A felsorolt igények egymásnak gyakran ellentmondó követelményeket jelentenek, amelyeknek a teljesítése különösen prizmatikus alakú alkatrészcsaládokhoz való készülékek kialakításakor okoz jelentős gondot (a nagy alak és méreteltérések miatt).

A munkadarab helyzetének meghatározása és szorítása a gyártórendszerben is feltétele a megvalósítás minőségének és biztonságának Ez esetben azonban a csatlakozó folyamatokra is figyelemmel kell lenni. Az alkalmazott készüléket ugyanis meghatározzák:

 a munkadarabnak a munkaállomás munkaterébe való beadása,

 a helyzetének meghatározása,

 a szorítása és a szükség szerinti alátámasztása,

4. KÉSZÜLÉKTERVEZÉS 151

 Weltsch Zoltán, BME www.tankonyvtar.hu

 az adott művelet folyamatai,

 a szorítás oldása,

 a munkadarab kivétele a munkatérből és

 továbbadása.

Abból adódóan pedig, hogy a rugalmas gyártórendszerekben a számítógéppel segített gyártás miatt ezek a részfunkciók automatikus lefolyásúak kézi munkadarab befogás a rugalmas gyártórendszerben nem lehetséges. Következésként a munkadarabot a megmunkáló állomás munkaterébe vagy az úgynevezett palettára (munkadarab-hordozóra) felfogva kell bevinni, és azt meghatározott helyzetbe hozni, vagy munkadarab-hordozó nélkül szállítva a munkadarabot, a helyzetét a munkatérben határozzuk meg és rögzítjük (természetesen mindezt automatikusan). A forgástestalakú munkadarabok megmunkálásához ez a feladat jól megoldott.

A munkadarabok hasonló alakú (pl. forgástest) befogó felületeihez kialakultak az automatikus rendszerbe illeszthető gépi működtetésű tokmányok, tüskék, hüvelyek, csúcsok, stb., amelyek mozgását a gép, vagy a robotvezérlésébe integrálva, esetleg központi számítógép által kezelhetjük.

A munkadarabokat a megmunkálógép környezetébe palettán, egységrakományként, vagy darabonként megfelelő kialakítású szalagon szállítjuk, amelyről robot viszi a munkadarabot a munkatérben lévő készülékbe, majd a művelet befejeztével a készülékből vissza a tárolóhelyre (palettára; szalagra).

4.10.1 A munkadarab befogása munkadarab-hordozók

A munkadarab-hordozónak az a feladata, hogy a készülékbe befogott munkadarabokat műveletről műveletre, azaz munkaállomásról munkaállomásra vigye az automatizált gyártósoron (amely nagy darabszámú azonos munkadarabok megmunkálására készül). A hordozó útja az egyes munkaállomásokon keresztül vezet és a munkadarab-befogó készülék a munkadarabnak megfelelően különleges lesz.

Következésként olyan egyetemes jellegű munkadarab-hordozóra van szükség, amely a különböző fúró-, marógép, megmunkálóközpont asztalaként működhet és alkalmas a különböző alkatrészekhez való forgácsoló készülékek befogadására is.

4.12. ábra: Nullpontkészülék működése [12]

A munkadarabok befogására való készülékek (mint az a munkadarabok darabszámából is következik) építőszekrény-rendszerből épülnek fel. Ezeknek a rendszereknek a jellegéből következően pedig a készülékeket a gyártórendszeren kívül szerelik össze, alakítják át a változó munkadarabok szerint, vagy szerelik szét. A rugalmas gyártórendszer zavartalan

152 JÁRMŰGYÁRTÁS FOLYAMATAI II.

www.tankonyvtar.hu  Weltsch Zoltán, BME

működéséhez szükséges nagy palettaigénynek - azaz a nagy költségráfordításnak - a sokféle különböző munkadarab mellett ez is alapvető oka.

A munkadarab felrakható kézzel, vagy automatikusan. A kézzel felrakott munkadarabok rögzíthetők kézi-, vagy gépi működtetésű szerkezettel, míg az automatikus munkadarab-befogáshoz csak gépi, általában hidraulikus működtetésű szorítószerkezet alkalmazható. Ez esetben azonban problémát okozhat, ha akár megmunkáló központon több (törekvés az, hogy mind a négy) oldalon akarjuk elvégezni a megmunkálást, akár különböző munkaállomásokon kell azonos befogásban megmunkálni a munkadarabot. Ilyenkor a külső energiaforrásról le kell kapcsolni a készüléket, a szükséges szorítást azonban fenn kell tartani. A megmunkálás befejezése után azonban ismét rá kell kapcsolni a palettát a hálózatra, hogy a munkadarab szorítását oldani lehessen.

A paletták hidraulikus rendszereinek automatikus nyomás alá helyezésére egy hengerrel működtetett automatikus kapcsolórendszer szolgál. A szükséges szorítóerő elérése után a szorítórendszerben a nyomást hidraulikusan működtetett visszacsapó szelepek tartják fenn. A működés egyik lehetséges elvét a 4.12. ábra egy alkalmazási példát a 4.13. ábra szemlélteti.

4.13. ábra: Nullpont befogásos megmunkálás [12].

A rugalmas gyártórendszer építőszekrény-készülékrendszereiből épülő készülékekkel való ellátása a készülékek szétszerelése, ellenőrzése és kezelése nagy élőmunka-kapacitást igényei.

Egyrészt ennek a csökkentésére, másrészt a piaci igényeknek minél gyorsabb kiszolgálásához szükséges az építőszekrény-készülékrendszer elemeiből épített készülékek szerelésének az automatizálása.

A készülékek automatikus szerelésekor nincs mód a kézi beavatkozásra, ezért az elemek és illesztéseik kialakításának és pontosságának kell az ismétlési pontosságot, valamint a gépi

„szerelésbarát" feltételeket biztosítaniuk. Ez részletesebben kifejtve azt jelenti:

 az építőszekrény-készülékrendszer elemeknek legyen olyan szelvénye, amely minden elemen azonos és így változatlan megfogókarral szerelhető,

 a kívánt pozicionálási pontosság elérésére az elemek önközpontosítása legyen megoldott.

4. KÉSZÜLÉKTERVEZÉS 153

 Weltsch Zoltán, BME www.tankonyvtar.hu

4.10.2 Munkadarab-hordozó nélküli munkadarab befogása

Mint láttuk, a munkadarab-hordozó alkalmazása műszakilag kielégítő, megbízható, az automatikus rendszerbe illeszthető megoldás. Az alkalmazás esetén szükséges paletták nagy száma, a szerelőállomások kialakítása, működtetése, a mozgatás, a kezelés eszközei, a raktározása és nem kevésbé a jelentős mennyiségű építőszekrény-készülékrendszer nagyon drágává teszi az alkalmazást. Gazdasági szükség késztette tehát a Stuttgarti Egyetem Szerszámgép Intézetében azt a kutatást, amely rugalmas gyártórendszerben a hordozó nélküli munkadarab-befogás lehetőségeinek a feltárására irányult. Ez a munka eredményesnek bizonyult és elvezetett az úgynevezett befogógépek kidolgozásához és megvalósításához

A befogógépekkel kapcsolatos munka során a működés két elve bizonyult kedvezőnek, és-pedig a kettős revolver-elv és a csúszószános elv, amelyek mozgásai szabadon programozhatók.

A kettősrevolverre épülő befogógépeknél megállapítható mind a felfektetésre, irányításra (azaz helyzetmeghatározásra) szolgáló üléket, mind a szorítás elemeit a mindenkori munkadarabhoz beállíthatjuk. Ennek során az ülékek és szorítóelemek a fő- és mellék-revolverek forgó mozgásának egymásra szuperponálásával a súrolt sík bármely pontjába vihetők. A felületek mélységi eltérései pedig az ülékek, szorítóelemek tengelyirányú mozgásával egyenlíthetők ki. A helyzetmeghatározáshoz, szorításhoz szükséges és kedvező felületképet az alkatrész geometriai adatrendszere segítségével határozhatjuk meg. Ez késztet arra, hogy a befogáshoz, szorításhoz szükséges felületeket már az alkatrészkonstrukció során kialakítsuk. A CAD-rendszerrel kapott háromdimenziós geometriai adatrendszer kedvezően elégíti ki ezt a követelményt, mert lehetővé teszi a befogási programhoz szükséges útkoordináták és kapcsolási funkciók megadását, azok számítógéppel segített kidolgozását.

A programozott és numerikusan vezérelt befogókészülékek

 helyettesítik a munkaállomás asztalát,

 kiszolgálásuk személytől független,

 az egyszer beállított befogóprogram szükség szerint ismét előhívható (pótlólagos költségek nélkül) és,

 zavartalan működésük feltételez olyan átadóberendezések alkalmazását, amely kapcsolatot teremtenek az előgyártmánytár és a munkaállomás, valamint a munkaállomás és a továbbítóberendezés között (Mivel ennek az átadó berendezésnek a befogó felületeit is kettősrevolver-elv szerint alakítják ki, meglétük lehetővé teszik a munkadarab hatoldalról való megmunkálását).