szerszámgépek - Robert Bosch Mechatronikai Tanszék - Miskolci ...

Dr. Jakab Endre Szerszámgépek (Esztergagépek)
Az információkat az ember, különbözı mechanikus, hidraulikus, villamos,
pneumatikus, vagy vegyes irányító szerkezetekre, szervekre helyezte át, amelyek
cseréje új gyártmánynál (munkadarabnál) viszonylag nagy költséggel és hosszú idıvel
volt lehetséges, amibıl a merev automatizálás elnevezés adódott.
A méretek megvalósítását, a mozgatás sebességét merev programhordozók (pl.
vezértárcsák) biztosítják.
1.1.3. Rugalmas automatizálás kora
A rugalmas automatizálás kora 1949-52-tıl napjainkban is tart.
A számjegyvezérléső szerszámgépek fejlesztését az amerikai légierı (Aire Force)
közvetlen igényei indították el. Kezdete azzal a megbízással függött össze, amelyet az
amerikai repülıgépipar 1949-ben adott John Pearson vállalkozásának (Pearson
Corporation in Traverse City, Michigan) azzal, hogy olyan marógépet készítsen, amely
a másoló marógépeken történı repülıgép alkatrészek gyártását termelékenyebben,
pontosabban és automatikusan végzi. A feladatot végül is a MIT (Massachusetts
Institute of Technology) bevonásával sikerült megoldani 1952 márciusában, amikor az
elsı mőködıképes függıleges fıorsójú, számítógéppel irányított 3 tengelyes
marógépet megépítették.
A vezérlı számítógép az ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer,
1946) volt, ami 18000 elektroncsıvel, 30 tonna tömeggel, 800 kW
teljesítményfelvétellel rendelkezett, 1000-5000 mővelet/sec sebességgel dolgozott, és
amelynél átlagosan 15 percenként hibásodott meg egy elektroncsı.
Az elektrotechnika-elektronika, információ-technológia, számítástechnika, és
irányítástechnika fejlıdése és integrált alkalmazása tette lehetıvé a számjegyvezérléső
(Numerical Control – NC), majd 1970-es évektıl a számítógépes számjegyvezérléső
(Computer Numerical Control – CNC) szerszámgépek megjelenését, amelyeken az
egyik munkadarab gyártásáról másikra való átállás szoftveresen, gyorsan és viszonylag
kedvezı költséggel történik.
Az elektroncsöves technikát (1. generáció) a tranzisztoros (2. generáció), majd az
integrált áramkörös (3. generáció - 1959) technika váltotta fel. Ez utóbbi mőveleti
sebessége már elérte az 1 millió/sec-ot.
A mikroprocesszor (4. generáció) találmányi bejelentése 1971-ben történt meg (Texas
Instruments), még ugyanebben az évben megjelent az Intel 4004 (CPU). Ezekben a
nagy integráltságú LSI (Large Scale Integration) áramkörök gyors mőveleteket tettek
lehetıvé, és a korszerő számítógépes számjegyvezérlés alapjául szolgálhattak.
A számjegyvezérlés a szerszámgépek szerkezeti kialakítására jelentıs hatással volt,
ahogy korábban a villamos motorok és a gyorsacél szerszámok megjelenése. Új
struktúrájú gépek jelenhettek meg annak következtében, hogy megszőntek a
mechanikus kinematikai láncok által okozott kötöttségek, mivel az egyes elıtoló
szánok független hajtással rendelkeznek, és sem a fıhajtómővel sem egymással
nincsenek mechanikai kinematikai láncon keresztül összekötve. Ugyanakkor a
vezérlés lehetıvé teszi az egyes NC irányítású tengelyek (szánok, orsók) egyidejő
(szimultán) mőködtetését. Az egyidejően irányított tengelyek (D-Dimensionkoordináták)
számától függıen 2D-6D-s berendezések lehetnek (szerszámgépeken 5D,
robotoknál 6D). Minél nagyobb az ilyen tengelyek száma, annál bonyolultabb felülető
7