Pracownia Elastycznych Systemów Wytwórczych

 

Obecnie najbardziej zaawansowaną formą automatyzacji procesów wytwórczych jest automatyzacja elastyczna. Idea tej automatyzacji pojawiła się pod konie XX wieku i stanowi rozwinięcie automatyzacji opartej na obrabiarkach i centrach obróbkowych sterowanych numerycznie (w skrócie określanych CNC od ang. Compute Numerical Control). Obrabiarki i centra obróbkowe CNC są nie współpracującymi ze sobą autonomicznymi urządzeniami wytwórczymi, których automatyzacja obejmuje przede wszystkim sam proces obróbczy, wymianę narzędzi, pamięć programów obróbki pojedynczych przedmiotów oraz niekiedy automatyczną wymianę przedmiotów. Automatyzacja elastyczna rozszerza zakres automatyzacji poprzez tworzenie systemów składających się z wielu obrabiarek CNC połączonych systemami transportowymi i magazynowymi, wyposażonych dodatkowo w układy automatycznego nadzorowania produkcji i sterowanych centralnie przez jeden komputer nadrzędny wyposażony w bazę programów sterowania i bibliotek wspomagających produkcję. Systemy takie określane są mianem Elastycznych Systemów Wytwórczych (ESW). Dzięki swojemu wyposażeniu sprzętowemu i programowemu oraz integracji wszystkich elementów składowych, ESW są w stanie produkować w dowolnej kolejności różne przedmioty z określonej rodziny przedmiotów technologicznie podobnych bez zbędnej straty czasy na przezbrojenie systemu i przygotowanie produkcji. Pracownia ESW została wyposażona w komputerowo zintegrowany system wytwórczy MPL System CNC C70 składający się z tokarki TLA 10-CNC oraz frezarki FLA 16-CNC usytuowanych na wspólnej podstawie wykonanej z prefabrykowanych elementów konstrukcyjnych, tworzącej linię produkcyjną. Na początku i końcu linii, oraz pomiędzy obrabiarkami znajdują się magazyny buforowe przedmiotów obrabianych. Obsługę obrabiarek i magazynów umożliwia robot Mitsubishi RV-2SQB-S15 o 5 stopniach swobody, zamontowany na wózku przemieszczającym się na prowadnicach tocznych wzdłuż podstawy całego systemu.

 Robot wyposażony jest w chwytak o nośności 3 kg służący do transportu i manipulowania obrabianymi przedmiotami oraz narzędziami potrzebnymi do obróbki na obu obrabiarkach. Tokarka TLA 10-CNC została wyposażona w automatyczny trójszczękowy uchwyt przedmiotu obrabianego oraz kieł konika. Frezarka FLA 16-CNC wyposażona jest w automatyczne imadło mocowania przedmiotu obrabianego. Wszystkie te urządzenia napędzane są pneumatycznie i sterowane programowo.

 

Stanowisko umożliwia wykonywanie różnych operacji obróbczych na przedmiocie, kolejno na tokarce i frezarce, z wykorzystaniem magazynów buforowych do kompensacji różnych czasów wykonania poszczególnych operacji. Czynności związane z transportem i manipulowaniem przedmiotami oraz narzędziami wykonuje robot. Wszystkie operacje obróbcze i czynności pomocnicze są sterowane i koordynowane programowo z jednego komputera. Programowanie pracy obrabiarek odbywa się poprzez graficzny panel operatora systemu. Dostęp do ekranów sterowania poszczególnymi maszynami jest możliwy z ekranu startowego. Po wybraniu jednej z obrabiarek wyświetla się ekran umożliwiający poruszanie sie pomiędzy trzema ręcznymi trybami pracy, przejście do trybu automatycznego oraz ręczną obsługę pneumatyki wybranej maszyny. Programowanie robota odbywa się poprzez urządzenie Mitsubishi Teach Box RT6TB za pomocą języka MELFA Basic. Wymiana informacji między poszczególnymi urządzeniami następuje poprzez sieć Ethernet. Dokładność wykonywanych operacji na obrabiarkach jest sprawdzana przenośnym układem pomiarowym detali Renishaw QC20-W ballbar system.

Pracownia ESW pozwala studentom na zapoznanie się w praktyce z budową i pracą takich systemów. Umożliwia także naukę metod planowania efektywnego wykorzystania i eksploatacji systemów elastycznych oraz programowania działania ich poszczególnych elementów.