Original title:
VLIV GEOMETRICKÉ PŘESNOSTI VYBRANÝCH OBRÁBĚCÍCH CENTER NA POŽADOVANÉ VLASTNOSTI VÝROBKŮ
Translated title:
EFFECT OF GEOMETRICAL PRECISION MACHINING CENTERS ON THE DESIRED CHARAKTERISTICTS OF THE GOODS
Authors:
Holub, Michal ; Demeč, Peter (referee) ; Hýbner, Břetislav (referee) ; Pernikář, Jiří (referee) ; Marek, Jiří (advisor) Document type: Doctoral theses
Year:
2012
Language:
cze Publisher:
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství Abstract:
[cze][eng]
Předmětem zkoumání této dizertační práce je vliv geometrické přesnosti velkých CNC obráběcích strojů na požadované vlastnosti obrobků. V globalizovaném tržním prostředí a udržení konkurenceschopnosti postupně změnili výrobci obráběcích strojů strategii pro dodávky „zboží“ zákazníkům. Nejedná se pouze o dodání výrobního stroje jako konstrukčního celku, ale se strojem jsou dodávány i předepsané technologie pro zpracování (obrábění). Při přejímce výrobního stroje vidí zákazník nový obráběcí stroj, který obrobí jím specifikovaný obrobek s požadovanou přesností. V předložené dizertační práci je představen vývoj nové metodiky měření svislých soustruhů pro predikování vybraných geometrických vlastností obrobků. Cílem práce bylo zjistit vliv geometrické přesnosti vybraných konstrukčních částí svislého soustruhu na budoucí geometrickou přesnost obrobku. Jako testovaný stroj byl zvolen svislý soustruh SKIQ30 z produkce firmy TOSHULIN, a.s., na kterém byla navržená metodika měření zpracována a ověřena. Pro identifikaci vybraných parametrů svislého soustruhu byla nasazena měřící aparatura využívající nejnovější technologie z oblasti metrologie. Základním nástrojem pro zpracování výsledků byly statistické metody pro predikování chování měřených konstrukčních celků stroje. Podkladem ke statistickému zpracování byly výpočty geometrických odchylek získané z algoritmů pro navrženou metodiku měření. Navržená metodika měření pro svislé soustruhy byla rozdělena do dvou částí. V první části byla řešena metodika měření a vyhodnocení lineárních os, přičemž bylo využito měřícího zařízení Laser Trackeru. Zde bylo zjištěno, že princip měření pomocí Laser Trackeru je ideální pro navrženou metodiku měření. Z hlediska přesnosti přístroje byly v práci učiněny příslušné závěry. Druhá část navržené metodiky měření bylo sledování a popsání chování rotační desky, kde jako hlavními měřicími přístroji byly zvoleny bezkontaktní snímače vzdálenosti. V průběhu řešení dizertační práce bylo zjištěno, že sledované (geometrické) chování stroje je z velké části ovlivněno podmínkami pro obrábění. Mezi tyto podmínky, které byly sledovány, patří zatížení rotační desky hmotností obrobku, otáčky rotační desky a doba chodu stroje. Na základě těchto poznatků lze konstatovat, že pro predikování vlastností obrobků je nezbytné znát chování stroje, které odpovídá celému rozsahu pracovních otáček a zatížení rotační desky. Část navržené metodiky měření svislých soustruhů se jeví, jako velice vhodná pro vytvoření diagnostického systému aplikovatelného na velké rotační desky. Dále je uvažováno zabývat se rozšířením dizertační práce (navržené metodiky měření) za účelem návrhu jednotky pro kompenzaci chyb vzniklých na rotačních deskách svislých soustruhů.
The main subject of this doctoral thesis is the influence of the geometrical accuracy of large CNC machine tools on desired features of produced work pieces. Doe to globalized market environment and competition producers of machine tools have changed their strategy for delivery of their products to customers. The main issue is not only to deliver a machine tool as such; supporting instructions related to the technology of the cutting process on the machine tool are of great importance. When taking delivery, the customer can see a new machine tool that will produce by him specified work piece with a desired accuracy. In the proposed thesis, a development of a novel methodology of measuring vertical lathes for prediction of chosen geometrical parameters of work pieces is introduced. The main goal of this work has been to determine the influence of the geometrical accuracy of selected design groups of a vertical lath on the future geometric accuracy of the work piece. The proposed methodology has been developed and verified on a selected vertical lath SKIQ30 produced by TOSHULIN, a.s. For identification of chosen parameters of the vertical lath a measuring system using latest measuring technologies has been applied. The basic tool for measured data processing has been a set of statistic methods for prediction of behaviour of measured design groups of the machine. The foundation for statistical processing has been calculation of geometrical deviations obtained from algorithms designed for proposed measurement methodology. The proposed measurement methodology for vertical lathes has been divided into two parts. In the first part, the methodology of measurement and evaluation of linear axes is solved, where a measuring system Laser Track has been used. The employment of the system Laser Track turned out to be very suitable. Conclusions related to the accuracy of the measuring device have been drawn in the thesis. The second part of the proposed methodology is represented by observation and description of the rotating disk, where non-contact position transducers have been used. In the course of the doctoral dissertation it has been observed that the studied (with respect to the geometry) behaviour of the machine is significantly affected by the cutting conditions. To these belong the loading of the rotating disc by the mass of the work piece, angular velocity of the rotating disc and the operating time of the machine. Based on these observations it can be stated that for prediction of work piece features it is essential to know the behaviour of the machine tool in the whole range of the operating speeds and loading of the rotating disc. A part of the proposed methodology for measuring vertical lathes seems to be very suitable for a design of a diagnostic system that could be applied on large rotating disc. Furthermore, it is recommended to extend the doctoral thesis in order to develop a unit for compensation of geometrical errors on rotating discs of vertical lathes.
Keywords:
Geomteric accuracy; positioning accuracy; prediction; vertical lathes; Geometrická přesnost; predikce; přesnost polohování; svislé soustruhy
Institution: Brno University of Technology
(web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library. Original record: http://hdl.handle.net/11012/5186
guest ::
