Мултифункционална стона машина за брзу израду прототипова

КОНФИГУРАТОР МАШИНА МУЛТИПРОДЕСК

Конфигурисани прототип МУЛТИПРОДЕСК машине са две транслаторне и једном обртном осом

Брза израда прототипова се појавила као једна од значајних технологија која има способност да скрати време развоја производа и његове реализације. Користи се за брзу израду физичких модела, прототипова и малих серија делова на бази CAD модела. Главни циљ пројекта је доказ концетпа једне стоне мултифункционалне машине за брзу израду прототипова са две транслаторне и једном обртном осом, под именом МУЛТИПРОДЕСК. Машина је мултифункционална и омогућава коришћење три технологије у једној машини, и реконфигурабилна јер омогућава измену радних органа машине за три технологије: глодање, ласерско гравирање и додавање материјала.

СТРУКТУРА И РАДНИ ПРОСТОР МАШИНЕ

Машина има обртну осу А’ око хоризонталне X осе и две транслаторне осе X и Z. Обрадак се базира на обртну осу А’, а алат носе две транслаторне осе. За потребе повећања крутости дужих обрадака, постоји и носач задњег шиљка. Може се уочити да машина нема уобичајену трећу транслаторну осу дуж Y координате. Расположивим осама, без Y осе машине, омогућава се позиционирање врха алата у свакој тачки цилиндричног радног простора. Концепција машине са координатним осама X, Z и А’ еквивалент је осама поларно-цилиндричног координатног система, које су такође просторне координате. Структура усвојене концепције машине за реализацију је А’ОXZ.

УПРАВЉАЊЕ И ПРОГРАМИРАЊЕ

• Програмирање

Систем за програмирање има следеће особине:

1. Користи се уобичајено окружење за програмирање глодалица, са обртном осом.Могу се користити уобичајени или специјализовани CAM системи.
2. За програмирање ласерског гравирања је развијен сопстевни софтвер у окружењу Матлаба за програмирање гравирања са обртном осом.
3. За програмирање додавања материјала је развијен сопствени софтвер у додавања материјала са обртном осом.

• LinuxCNC

Систем управљања је развијен на бази софтвера отворене архитектуре LinuxCNC који представља real-time платформу за управљање машинама алаткама и роботима чији се код може слободно користити, модификовати и дистрибуирати (GNU-General Public License). LinuxCNC омогућава програмирање машина алатки помоћу програма у G-коду према стандарду RS274, односно ISO 6983.

Хардверски део посла око реализације управљања, који подразумева повезивање погонских елемената машине и сензора са напајањем и драјверима. Део означен са 1 представља напајање система за управљање. Са бројем 2 означени су драјвери погонских мотора А’, X и Z осе, док је са 3 показана интерфејс картица. Она омогућује комуникацију између софтвера отворене архитектуре управљања и контролера погонских мотора машине. Веза се остварује преко RS232 паралелног порта, а напајање интерфејс картице је засебно и остварује се преко USB порта рачунара. Сигнали са граничних прекидача и мотора су до управљачке јединице доведени преко четворожилног кабла, а сама веза је остварена преко четворопинских конектора. Веза конекторима омогућава лаку демонтажу управљачких сигнала између машине и управљачке јединице због лакше преносивости.

Интеграција хардвера машине са LinuxCNC системом управљања

Пробним радом реализоване машине извршена је експериментална верификација и доказ к онцепта стоне м ултифункционалне МУЛТИПРОДЕСК машине са две транслаторне и једном обртном осом, као и систем за њено управљање и програмирање, за све три разматране технологије

Пример гравираних контура на цилиндричној површини

Обрада глодањем скулптуре Афродите