Untitled Document

Pun program ovog predmeta napravljen je za fond časova 2+2 u dva semestra, a onda podeljen na ovih šest modula (MA*):

MA0 Enciklopedija mašina alatki, za sticanje osnovnih znanja.

MA1 Konfigurisanje glavnog kretanja, za školske potrebe u tumačenju pravljenja mašina

alatki i adekvatnih modela za to.

MA2 Konfigurisanje pomoćnih kretanja, za školske potrebe u tumačenju pravljenja mašina

alatki i adekvatnih modela za to.

MA3 Noseće strukture i temelji, za tumačenje interfejsa mašine i njenog okruženja.

MA4 Upravljanje, za držanje koraka sa ovom tehnologijom koju ne konfigurišu mašinci.

MA5 Eksploatacija, za razumevanje programiranja i ispitivanja mašina alatki, što obično rade korisnici mašina alatki.

U planiranom i/ili zadatom trajanju ovog kursa kombinuju se teme iz odabranih modula tako da se sinhronizuju Predavanja, Izrada zadataka i Laboratorijske vežbe. Pun program predmeta ima po 26 tema za svaki od dva semestra, sada VI i VII. U njemu ima poruka i za posmatrača i za proizvođača i za korisnika i za istraživača mašina alatki. Na predavanjma se obrada neke teme započinje nekom definicijom, klasifikacijom i osobinama uvedenog pojma kada se god ukaže prilika za to. Definicije se daju u prepevu, obično kao opisne, bez insistiranja na njihovoj rigoroznosti. Ako se na neku temu od kandidata očekuje samo upotrebljiv odgovor (UO), onda je ta tema obično iz modula MA0, koja se, opet, obično, dalje ne razrađuje detaljno izradom zadataka, ili radom u Laboratoriji za mašine alatke. Po tome, ako se ovde uvodi pojam Mašina alatka, treba ga definisati, klasifikovati i dati mu osobine. Neka je ovde dovoljna samo opisna definicija mašine alatke. Prva je: ‘’Mašina alatka je mehanizam koji, primivši potrebno kretanje, izvršuje svojim alatima iste operacije koje je pre njih tim alatima vršio čovek’’. Ili, ‘’Mašina alatka je mašina koja nema ručni, već motorni pogon i koja materijal obrađuje rezanjem, plastičnim deformisanjem, fizičko-hemijskim tretiranjem, ili nekom kombinacijom tih postupaka’’. Ili, kao par definicije mašine i definicije mehanizma, da bi se lakše formulisale prethodne definicije: ‘’Mašina je kombinacija čvrstih tela tako uređenih da se pomoću njih mogu iskoristiti prirodne sile za vršenje rada uz neka propisana kretanja’’. Sam mehanizam se opisno definiše i ovako: ‘’ Mehanizam je sprega čvrstih tela, povezanih pokretnim vezama, radi formiranja zatvorenog kinematičkog lanca sa jednim fiksnim članom, da bi omogućio transformaciju kretanja’’. Po tome se mogu izvesti i ove osobine mašine alatke:

Ø Mašina alatka je mašina, ali je i bazirana na nekom mehanizmu.

Ø Mašina alatka vrši neko slaganje kretanja koje se ne sme narušiti njenim opterećenjem.

Ø Mašina alatka ima dovoljnu snagu, svakako veću od oko 125 W, koliko se pripisuje prosečno snažnom čoveku u dugotrajnijem radu.

Ø Mašina alatka ima spregu sa prirodnim procesima preko konverzije energije, odvijanja procesa obrade i svog i razvoja dobara koje pravi i razvoja društva koje ih koristi.

Ø Mašina alatka se može koristiti za izradu geometrijskih oblika, a time i mašinskih delova, dakle, za pravljenje mašina.

Posledica je interpretacija mašine alatke (MA) kao sistema nad skupom bar tri njena podsistema: MA={NS; PPA; PU}. Ovde je NS noseća struktura; PPA pogoni, prenosnici i aktuatori; PU programiranje i upravljanje. U okviru upravljanja može da se izdvoji deo UI koji se odnosi na uključno-isključne operacije pre, u toku odvijanja procesa obrade i posle njegovog završetka. Posmatrajmo čekić jednostrukog dejstva na slici 1. Kinematika mu jednostavna: samo jedno pravolinijsko kretanje. Ima noseću strukturu (NS), što bi se moglo tumačiti onim fiksnim članom, iz definicije mehanizma, koji treba uočiti i u ovom čekiću. Mogu mu se uočiti i podsistemi PPA i PU, ovde napravljeno kao mehaničko. Ima i podsistem UI, što je uobičajena sekvenca uključivanja i isključivanja raznig procesa kada ovaj čekić radi. Do kraja XIX veka ova koncepcija je bila već formirana. Za pogon je korišćena vodena para. Može da se koristi i vazduh pod pritiskom. Pitanje je: Da li je ovaj čekić mašina alatka po datim definicijama i naznačenim osobinama? Kada se završi prebrojavanje definicija i osobina moglo bi se doći i do ovih detalja na ovom čekiću:

Ø Po PU reklo bi se da je starinski. Sada bi se govorilo o nekom elektrohidrauličnom pogonu, upravljanom nekim programabilnim automatom. Dodalo bi se i neko programiranje režima rada: broj udara, angažovana energija… I takav bi on bio čekić.

Ø Po NS bi se reklo da ona ima dosta klinova. Moglo bi se zaključiti da je prednapregnuta i da može dovoljno dobro voditi malj prema nakovnju čak i kada bi se vršilo kovanje u kalupu. Diskutuje li se valjanost odabranog mehanizma, onda bi se diskusija usmerila i na diskusiju sklopa prave vođice sa klizačem, osnovnom sklopu mašine alatke. Dugo nije nuđeno bolje rešenje ni za kinematički komplikovanije mašine, pa ne treba to tražiti ni ovde. Uopšte, ako bi se posmatrao šestar, onda bi se moglo reći da je on savršen mahanizam za pravljenja kruga, jer radi po definiciji kruga. Ako bi se krivaja u krivajnom mehanizmu jedne prese posmatrala kao šestar, moglo bi se pomisliti da mehanizam ove prese ima jedan tačan krug. Međutim, i tu nema kruga jer ima dovoljno elemenata do ose, oko koje se obrće glavno vreteno prese, da sve bude daleko od idealnog. Tako ni krivajna presa neće biti savršenija ni od ovog čekića. Zato se mašine alatke obično prave na komad, sa podešavanjem i/ili regulisanjem mernih lanaca sklopova mašine alatke do njenog uspešnog prolaska kroz lavirint MA5. Inače, odmah bi se uočilo da zahtevani kvalitet obrade na nekoj mašini, kako po tačnosti mera, tako i po kvalitetu obrađene površine, ne može da toleriše nesavršenost upotrebljenog mehanizma, kako po njegovoj koncepciji, tako i po tačnosti sa kojom je on napravljen. Dakle, jedan od kriterijuma za uočavanje mašine alatke među svim mašinama jeste i upotrebljeni mehanizam po njegovoj koncepciji.

Ø Po izgledu čekića sa slike 1. zaključilo bi se da proizvođaču nije tada bilo bitno da ovaj čekić izdvoji među njemu sličnim. Sada bi se na čekićima mogao videti industrijski dizajn po kome se prepoznaje proizvođač, ali je kinematika i dalje ista, samo se slabije vidi. Uopšte, osnovna struktura se podrazumeva. Dodavaće se nove stvari po spirali razvoja čekića. Ali, ovakva i njoj slične mašine ostaće čekići jednostrukog dejstva.

Slika 1: Jedan čekić jednostrukog dejstva i detalji na njemu: NS, PPA, PU, UI

Iza ovog bi se nabrojale klasifikacije: Kinematička, po nameni itd. Međutim, nekome bi bilo interesantnije da zna da li je neka mašina alatka nova, stara ili revitalizovana. Nekoga bi interesovalo da li je neka mašina alatka iz klase majki mašina, iz klase mašina koje koristi proizvođač mašina alatki, iz klase mašina alatki koje koriste proizvođači drugih industrijskih dobara, ili iz neke druge klase. Međutim, sada ima i mašina kakvih nije bilo kada su se dovršavale koncepcije struga, bušilice, glodalice, čekića, prese … do kraja XIX veka, a opet su tog tipa. To su numerički upravljane mašine alatke. Izdvaja ih podsistem PU od njihovih prethodnika. Procesi, alati i pribori mahom su kao i ranije. Proizvode komplikovane mašine. Imaju strukturu PU kao na slici 2.

Slika 2. Struktura numerički upravljane mašine alatke

Ovde se više nego pre, a lakše nego ikad, vidi ekvivalencija raznih stanja osnovne misije mašine alatke: pravljenje drugih mašina, dobara uopšte, koje započinje izradom prvog izratka (RP). Prvo se raznim zahtevima (Z1,…) kakav je izradak (RP) potreban. Imajući nekih veština iz modula MA5 i MA0 mogu se stilizovati ti zahtevi kao geometrija (G), tehnologija (T) i razne uključno-isključne aktivnosti (UI=M) mašine u planiranom procesu. To je program za RP. On se dekodira u upravljačkoj jedinici, ekvivalentnoj sa MA4. Po njemu se aktivira interpolator, a onda i komunikacioni blok (KB) za upravljanje osama X, Y,… mašine alatke (MA). Programabilni automat (PA) obavlja M. Rezultat je izradak (RP) sa ostvarenim zahtevima opisanim osobinama (O1,…). Verifikacija programa (V) pomaže da u proces uđe višestruko proveren program. Tako se ekvivalencija stanja misije mašine alatke iskazuje preko stanja njenog osnovnog proizvoda (RP): RP(Z1,…)~RP(G, T, M)~V~RP(O1,…). U ostvarivanju te misije, dakle, ima mesta za posmatrača, proizvođača, korisnika i istraživača, a njima može koristiti nešto i od modula MA0, MA1, MA2, MA3, MA4 i MA5 ovog predmeta.

Biće često korišćene ove kraćenice i oznake: A alat; A/RP relativno kretanje A prema RP; B bušilica; BČ brzorezni čelik; D prečnik; DA držač alata; Dio optimalni brečnik; EM motor; EP ekscentar presa; FP frikciona presa; γ=gρ specifična težina; φ faktor stupnjeva prenosnika; g ubrzanje sile teže; G glodalica; GK glavno kretanje; GV glavno vreteno; k prenosni faktor; K klizač; KP kontinualni prenosnik; K/V sklop klizača i vođice; M moment; MA mašina alatka; ms broj stupnjeva prenosnika; Mt materijal; NA nosač alata; nio optimalni broj obrta; NS noseća struktura; NUMA numerički upravljana mašina alatka; OP obrađena površ; P snaga; PO površ za obradu; Pu ulazna snaga; Pi izlazna snaga; PK pomoćno kretanje; PGK prenosnih za glavno kretanje; PPK prenosnik za pomoćno kretanje; PP pomoćni pribor; PPA pogoni, prenosnici i aktuatori; PU programiranje i upravljanje; q specifična zapreminska proizvodnost; Re oblast električne regulacije brojeva obrta; RP obradak; ρ gustina; Rk oblast kontinualne regulacije brojeva obrta; Rs oblast stupnjevite regulacije brojeva obrta; Ru ukupna oblast regulisanja; S strug; SP stupnjeviti prenosnik; TM tvrdi metal; UO upotrebljiv odgovor; V vođica; ZV zavojno vreteno; ZV/N sklop ZV i navrtke; Z/ZL slop zupčanika i zupčaste letve i/ili neka njihova kombinacija.

Program predavanja