Sorjázó WMS-technika

A következő meghatározások semmiképpen sem szolgálnak tudományos értekezés alapjául. Azt sem állítjuk, hogy azt állítanánk, hogy a sorjázás, a sorjazások és az összes többi említett szempont minden részletét megvizsgálták és teljesen lefedték. Szeretnénk átfogó képet adni ügyfeleinknek és az érdekelt feleknek, hogy megértsék, mire építjük a rendszereket.

Mi sorjázik?

Annak érdekében, hogy válaszolni tudjunk erre a kérdésre, először azt szeretnénk tisztázni, hogy mit értünk általában a "gerinc" kifejezés alatt.

A gerinc olyan anyagképződés, amelyet különböző gyártási és/vagy megmunkálási eljárásokkal lehet előállítani. Szorosan kapcsolódik a tényleges alkatrészhez, anélkül, hogy az alkatrészrajz szerint valójában annak része lenne.

Öntéskor például a forma két fele között kinyomkodó felesleges anyagot elválasztó sorjának nevezzük.

A megmunkáló központ úgynevezett kifutó sorját hoz létre, amikor egy felületet eltávolítanak a szerszám kifutó éléből.

Fúráskor, lyukasztáskor vagy esztergáláskor sorja is előfordulhat.

A sorjainak tartománya mikroszkopikus és több milliméter vastagságú. Jellemzőik különböző tényezőktől függenek. Az öntési folyamat során az alakot befolyásolja például az öntőforma kora és anyaga, de maga az öntőanyag tulajdonságai is.

Mechanikus megmunkálás esetén a sorja erősebb vagy gyengébb lehet a feldolgozás folyamatparamétereitől, a szerszám élettartamától és a munkadarab anyagi tulajdonságaitól függően.

Általános szabály, hogy az éles peremű sorja nem kívánatos a későbbi folyamatokban, például a következő gyártási lépésekben vagy összeállításokban, ezeket el kell távolítani.

A "sorjázás" folyamata a sorjainak eltávolítását írja le különféle módszerek segítségével, amelyek nagyjából feloszthatók mechanikai, kémiai és termikus sorjázásra. Sem a bemeneti, sem a kimeneti méreteket nem adják meg részletesen.

A sorjázó alkalmazások minden felhasználójának meg kell határoznia, hogy mit kell elérni. A sorjázatlan specifikációkat általában erre a célra hozzák létre. Egyértelműen szabályozzák, hogy a megfelelő tűréshatárokkal mely célértékek megengedettek a munkadarabok belsejében és külsejében. Ezenkívül a megfelelő méretek meg vannak adva a rajzokon.

A kívánt eredmény eléréséhez szükséges sorjázási folyamat meghatározásához először meg kell határozni a sorja típusát.

Nem minden sorja azonos

Ha egy alkatrésznek van egy sorja, amelyet el kell távolítani, akkor először meg kell határozni a sorja típusát. Ez úgy történik, hogy mind az anyag anyagi tulajdonságait, mind a sorja létrehozásának folyamatát figyelembe vesszük.

A sorja kialakulásának alapvető követelményei:

• Plasztikusan deformálható anyag használata
• Az anyagra ható erő, általában vágóerő vagy betápláló erő formájában egy sorjázó gyártási folyamat során

A sorjázó gyártási folyamatok a következők:

• Archetípusok (öntés, préselés, szinterelés)
• Formázás (hengerlés, formázás, behúzás)
• Szétválasztás (esztergálás, marás, vágás, fűrészelés, kinyújtás)
• Csatlakozás (hegesztés, öntés, •)

Ha megnézzük a különböző folyamatokat, láthatjuk, hogy ezek különböző gerinceket hoznak létre. Ez a képzés azon különféle erőkön alapul, amelyek a gyártási folyamattól függően hatnak az alkatrészre.

Vizsgáljuk meg közelebbről a sorja képződését egy lyuk példájával. Fúráskor 2 különböző sorja keletkezik, egyrészt a furat belépési területén, másrészt a furat kimenetének területén.

A furat belépésekor bekövetkező sorja a fúró rögzítésének típusán alapul. Ezt a lyuk létrehozásának kezdetén a munkadarabba nyomják, és ezáltal kiszorítja az anyagot a munkadarab felületén.

A fúráshoz gyakran használják a szerszám közepén majdnem 0 vágási sebességű csavarfúrókat. A fúró ennek következtében az anyagot maga elé tolja a fúrólyuk közepének területén, ahelyett, hogy kivágná a szilárd anyagból. A fúrólyuk kijárata előtt a felesleges anyagot először a fúrólyuk alján lévő alkatrészen belül duzzasztják fel. Ha a fúró áttör a talajon, a maradék anyag a szélén hajlik, és sorja marad a fúrólyuk külső oldalán.

A gyártási folyamat által kifejtett erő mellett maga az anyag is befolyásolja a sorja képződését. A jobb megértés érdekében először adjon meg néhány különböző kifejezés definíciót:

Rács/kristály:
Ha egy fémes anyagot nézünk atomi szinten, láthatjuk, hogy az atomok rendszeresen vannak elrendezve a térben. Ezen atomok között nagy a kötőerő. Ezt az atomvegyületet kristályoknak is nevezik. Az egységcellában lévő csomagolási sűrűségtől és atomok számától függően különböző rácstípusokról beszélhetünk. Összesen 7 különböző fő rácstípus létezik (lásd az 1. táblázatot), a legtöbb fém köb- vagy hatszög alakban kristályosodik. Egyes fémek különböző típusú rácsokat is képezhetnek különböző hőmérsékleti tartományokban.

Rács típusa Az egység cella alakja (példa)

Triklinika	Tégla pala minden oldalról
Monoklinika	Egy irányban lejtős tégla
Ortorombos	Normál tégla
Négyszögű	Kocka egy irányba húzódott
Rhombohedral	Minden oldalra hajló kocka
Hatszögletű	Egy darab hatszögletű anyag vágva egyenesen
Kocka alakú	Dobókocka

Egységcella:
Az egységcella kifejezés egy térrács legkisebb térfogategységét írja le, amelyben a kristályrendszer összes szimmetriai jellemzője megjelenik. A térbeli rács létrehozása az élek periodikus eltolásával szimulálható.

Ideális kristályt ír le a fenti meghatározásokkal. Az igazi kristály azt a tényt is figyelembe veszi, hogy az atomok a valóságban nincsenek gömb alakúak és nincsenek nyugalmi helyzetben:

• A véges korlátozás (a fém felületét jelenti)
• A zavart területek (megüresedett helyek, idegen atomok, elmozdulások)

Elmozdulások:
A diszlokációk olyan vonalhibák, amelyek nagy sűrűséggel fordulnak elő a rácsban. Nagyban befolyásolják az anyag tulajdonságait, és a következő tulajdonságok jellemzik őket:

• Van irányérzékük, vagyis vonzzák vagy taszítják egymást.
• Mozoghatnak, vagyis az anyag deformációját okozzák azáltal, hogy tömegesen mozognak a rácson belül
• Ezek okozzák a belső feszültségeket és a keményedést

Műanyag deformáció:
Plasztikus deformáció esetén az anyag „fieћen” -éről van szó. Az anyag határfeszültségét túllépi egy meghatározott nagyságú, külsőleg alkalmazott erő, amely a diszlokációk vándorlását és ezáltal az érintett anyag deformációját okozza. Ez előnyös síkokban és irányokban történik, a rács geometriájának megfelelően.

Az anyag fizikai és műszaki tulajdonságait tehát a kristály alaprácsa, valamint a rácshibák és a nem rácsos elemek típusa, száma és elrendezése határozza meg.

A helyes dolog mindenkinek

Ahogy különböző sorja van, a módszerek sokfélesége felhasználható ugyanazok eltávolítására. A leggyakoribbakat az alábbiakban röviden ismertetjük. Nem állítjuk, hogy teljesek vagyunk, ezért elnézést kérünk, ha egyik vagy másik eljárást nem említik.

Rezgéscsiszolás/hordófeldolgozás:
A rezgéscsiszolás az egyik leggyakoribb sorjázó folyamat. Mint sok más dolog, az emberek is másolták a módszert a természetből, ahol a homok és a víz durva sziklákat sima kavicsokká őröl.

A gép, az őrlőkerék, a keverék és a víz megfelelő kombinációja szinte minden felület feldolgozását lehetővé teszi a modern gyártási technológiában. A munkadarabokat az őrlőközeggel együtt ömlesztve helyezzük egy tartályba. A tartály forgatásával és oszcillálásával relatív mozgás keletkezik a munkadarab és az őrlőközeg között, ami anyageltávolításhoz vezet.

A követelményektől függően a munkadarabokat ilyen módon sorjázhatjuk, csiszolhatjuk, vibrálhatjuk, vízkőmentesen eltávolíthatjuk, megtisztíthatjuk, simíthatjuk vagy az éleket lekerekíthetjük.

+ előnyöket

• Az alkatrészeket ömlesztve szállíthatjuk
• Kevesebb hely szükséges, mint más módszerek
• Nincs szükség lámpatestekre
• Magas kijuttatási arány
• Perem lekerekítése

- Hátrányok

• Az összetett alkatrészgeometriákat vagy mélyedéseket nem lehet teljesen megmunkálni
• A furatokba sorja kerülhet
• Nem alkalmas ütésérzékeny vagy erősen csiszolt alkatrészekhez.
• A meghatározott anyag eltávolítása nem lehetséges
• Nem alkalmas darabos áruk gyártósorában történő összekapcsolásra
• Nem alkalmas nagy alkatrészekhez

Elektrokémiai sorjázás:
A rövid "elektrokémiai fémmegmunkálás", az ECM eljárásával minden vezető anyag érintkezés nélkül, hő-, kémiai vagy mechanikai hatások nélkül sorjázhat. A munkadarab anódként polarizált (pozitív), az eszköz a katód. Villamosan vezető folyadék (elektrolit oldat) zárja az áramkört.

Leegyszerűsítve: az ECM sorjázás a következőképpen működik:
A munkadarabot egy készülékbe rögzítik és egy generátor segítségével pozitív töltéssel töltik fel. A szerszámelektródot/katódot most a munkadarabhoz 0,5–2 mm távolságra viszik fel a sorjázatlan helyen. Úgynevezett munka vagy munkarés keletkezik a munkadarab és a szerszám között. Az elektrolitoldatot átengedik rajta. Ha a munkadarabra és az elektródára egyenfeszültséget vezetnek, akkor a munkarésen elektromos áram folyik, és töltéscserét vagy oldódási folyamatot okoz. Ezzel a módszerrel a sorjázó hatás intenzitása következésképpen szabályozható a megmunkálási feszültségen és az időn keresztül.

+ előnyöket

• A kiválasztott pontok alakjának célzott sorjázása lehetséges
• A mechanikai tulajdonságok nincsenek hatással a megmunkálhatóságra
• Érintkezés nélkül működik
• A folyamat technológiáját tekintve az eszköz kopásmentes
• Az alkatrész nincs hőterhelésnek kitéve
• Nincs másodlagos gerinc
• Részben rövid sorjázási idők

- Hátrány

• Az alkatrésznek fémesnek kell lennie
• Hagyományos anyagok és építési elvek nem használhatók
• Az alkatrészeknek forgács- és zsírmentesen kell lenniük
• Az ECM sorjázása után az alkatrészeket tiszta vízben kell megtisztítani
• Lehetséges, hogy az alkatrészeket meg kell őrizni
• Az alkatrész geometriájától függően további kontúrok nem könnyen megvalósíthatók

Termikus sorjázás:
A termikus sorjázás vagy helyesen a termikus-kémiai sorjázás az egyik nem megcélzott megmunkálási folyamat. Csak egy gerinc eltávolítása biztosított. Szinte minden oxidáló anyag sorjázhat.

Termikus sorjázás során a munkadarab egy sorjázó kamrában helyezkedik el. Ezt oxigén-üzemanyag gázkeverékkel töltik meg, és gyújtó szikra vagy izzító út gyújtja meg. A keveréktől és a gázmennyiségtől függően akár 3000 ° C is elérhető. Maga a munkadarab csak jelentéktelen mértékben melegszik fel (kb. 100 - 190 ° C, hőkapacitásától függően).

A hirtelen hőmérsékletemelkedés túlmelegíti a munkadarab minden területét, amelynek felülete térfogatához képest nagyon nagy. Rendszerint ezek sorjak, amelyeket az ebből eredő hőfelhalmozódás miatt először meggyújtanak, majd elégetnek.

+ előnyöket

• A sorjainak eltávolítása hozzáférhetetlen helyeken
• Abszolút mentesség a sorjától
• Univerzális folyamat munkadarab-megkötés nélkül
• Nagyon rövid ciklusidő

- Hátrány

• Nincs meghatározott élkerekítés
• Csak oxidáló anyagokhoz
• Edzett alkatrészekhez nem alkalmas
• A nagyobb térfogatú munkadarabok csak korlátozott mértékben sorjázhatnak
• Nem szabad laza forgács és zsír
• Esetleg nagyon híg savkeverékbe merítés szükséges utókezelésként

Nagynyomású vízsugár sorjázás:
A nagynyomású vízsugár sorjátlanításakor a sorja a lehető legvékonyabb pontján törik le. A koptató hatás javítása érdekében gyakran csiszoló közeget adnak a vízhez. Ez a sorjázási eljárás különösen alkalmas könnyűfémből készült munkadarabokhoz. Lándzsa irányítja a vízsugarat a sorjázatlan pontra. Itt fúvókákon keresztül alkalmazzák a munkadarabra. A víz általában 600 és 1000 bar között van. Előny: a sorjainak célzott eltávolítása, alkalmas nagy sorozatokhoz, sorjázáshoz, forgácseltávolításhoz és tisztításhoz egy művelet alatt. Hátrány: a CNC-vezérelt gép nagy programozási erőfeszítése, hosszú áteresztési idő, nagy kezelési erő, csak a beprogramozott pozíciók sorjáznak.

+ előnyöket

• Összetett munkadarabok is feldolgozhatók
• Célzott sorja eltávolítása
• Nagyon alkalmas nagy sorozatokhoz
• Sorjázás, forgácseltávolítás és tisztítás egyetlen művelettel

- Hátrány

• Nagy programozási erőfeszítések a CNC által vezérelt géphez
• Viszonylag hosszú átfutási idők
• Nagy kezelhetőség
• Sorjázás csak beprogramozott helyeken
• A felületszerkezet változásai a koptató közeg következtében

Mechanikus sorjázás (robot segítségével):
A mechanikai sorjázáshoz minden anyageltávolítást vagy minden megmunkálási munkát megszámolnak, amelyet hajtott szerszámok végeznek, és amelynek célja az alkatrészen lévő sorja eltávolítása. Ez magában foglalja az összes kézi sorjázási műveletet is. Az anyagot egy vágóél segítségével távolítják el, amely geometriai szempontból meghatározható (pl. Maró, reszelő) vagy határozatlan (pl. Csiszolószalag, kefe).

Korábban ezt szinte kizárólag kézi sorjázó munkaállomásokon keresztül végezték, de manapság a robotok egyre inkább a mechanikus sorjázás feladatát vállalják. Ez mindenekelőtt a modern ipar alkatrészeinek és gyártási folyamatának a következő követelményeket támasztja:

• A sorjázás eredménye független a munkavállaló gondozásától és teljesítményétől
• Folyamatbiztonság
• A termelési költségek csökkentése racionalizálás révén
• Csökkentse a munkavállalóra nehezedő stresszt a szennyeződés, a zaj, a nagy súly stb.
• A termelékenység növekedése
• A helyigények csökkentése

A robotok általi mechanikus sorjázás számos különféle sorjázási feladatra alkalmas, és automatizálási megoldásként könnyen integrálható a meglévő gyártósorokba. A megmunkáló központtal való közvetlen kapcsolat a további be- és kirakodáshoz szintén általános gyakorlat.

A robot által támogatott sorjázásnak két különböző változata létezik. Az 1. változatban az alkatrészt egy robot segítségével juttatják el a különféle feldolgozóeszközökhöz. Ez az eljárás alkalmas kis és közepes komponensek tömegére és méreteire.

Illusztráció: A munkadarab sorjázása

A 2. változatot gyakran nagy munkadarab-súlyokkal használják. A munkadarab egy meghatározott helyzetben van rögzítve, és a robot a szerszámokat a sorjázandó kontúrokhoz vezeti.

Illusztráció: Szerszámvezérelt sorjázás

Mindkét esetben egy meghatározott fázis generálható számos kontúrra, figyelembe véve a vágóél geometriáját, a támadási szöget, az előtolás sebességét, a várakozási időt és az anyag tulajdonságait.

+ előnyöket

• Rugalmas feldolgozás
• Különböző eszközök használhatók
• Kiterjeszthető az előkészítő vagy az azt követő folyamatokra (öntéses tisztítás, polírozás)
• Erős sorjainak eltávolítása
• Jól alkalmazható nagy volumenű alkatrészekhez
• Különböző alkatrészméretekhez és súlyokhoz használható
• Az összes hozzáférhető, sorjázandó kontúr rögzítésre kerül
• Közvetlenül a megmunkáló központhoz csatlakoztatható mindenféle kiegészítés nélkül

- Hátrány

• Nagy programozási erőfeszítés
• Részben magas beruházási költségek
• A lyukak metszéspontjában gyökérgerinc marad
• A hozzáférhetőség miatt nem minden kontúr feldolgozható korlátozás nélkül

A WMS hobbilova

1986 óta a vállalat különféle alkatrészek mechanikai precíziós sorjázásával foglalkozik. Kezdetben a SIG Svájc részeként fejlesztették ki saját terméke számára, a robot-alapú sorjázó alkalmazásokat hamarosan a csoporton kívüli ügyfeleknek is eljuttatták.

1994-ben megalapították saját cégüket, és átvették az ügyfeleket, a technológiát és a szabadalmakat a SIG-től. Azóta a WMS-engineering Werkzeuge - Maschinen - Systeme GmbH megbízható, folyamatbiztos sorjázó alkalmazásokat tervez, épít és programoz a robotvezérelt mechanikus sorjázás területén.

---