POROČILO PRAKTIČNEGA IZOBRAŽEVANJA V DUŠAN TIŠMA s.p.

Fakulteta za Elektrotehniko,Računalništvo in Informatiko www.feri.uni-mb.si VISOKOŠOLSKI ŠTUDIJSKI PROGRAM Računalništvo in informatika - informatika POROČILO PRAKTIČNEGA IZOBRAŽEVANJA V DUŠAN TIŠMA s.p. Čas opravljanja: od 1.6.2011 do 1.12.2011 Mentor v GP: Zdravko Tišma Študentka: Almedina Dulić Vpisna številka: 93628757 E pošta: almedinadulic@gmail.com Telefon: 040 430-632 1

2

3

Kazalo vsebine 1 UVOD... 5 2 OPIS GOSPODARSKE DRUŽBE... 6 2.1 PREDSTAVITEV PODJETJA Dušan Tišma s.p... 6 3 OPIS PRAKTIČNEGA IZOBRAŽEVANJA... 8 3.1 SPLOŠNO O CNC PROGRAMIRANJU... 9 3.2 OPIS PROGRAMA TruTops 1.2.1... 15 1 Oblikovanje v TruTops CAD-u... 16 2 TruTops NEST zlaganje na pločevino... 17 3 TruTops LASER določanje tehnologije... 19 3.3 OPTIČNE MERITVE... 22 4 POVZETEK... 26 Kazalo slik Slika 1: Logotip podjetja... 6 Slika 2: Zagon programa TruTops... 15 Slika 3: TruTops CAD... 16 Slika 4:Nastavitev parametrov v prosti geometriji... 18 Slika 5: TruTops NEST... 18 Slika 6: TruTops LASER... 20 Slika 7: Produkcijski plan... 21 Slika 8: Optični merilnik ATOS... 23 Slika 9: Analiza z optičnimi meritvami... 25 4

1 UVOD Podjetje Tišma se ukvarja z laserskim razrezom pločevine. Preden pločevina gre na laserski razrez je potrebno pripraviti NC kodo oziroma program za laser. Program se shrani in nato prenese na stroj. Na stroju se še enkrat izvede simulacija programa potem se pristopi k izdelavi izdelka. Podjetje Tišma razpolaga s sodobnim strojem za laserski razrez proizvajalca TRUMPF, ki omogoča obdelavo pločevine do 20mm. Moja glavna naloga v podjetju je bila priprava programov za laserski razrez. Pri tem sem uporabljala programe TruTops, ThinkDesign ter AutoCad. Spremljala sem celotni proizvodni proces od samega prejema naročila, načrtovanja, konstruiranja do proizvodnje izdelka. Za tem, ko program pripravimo in ga prenesemo na laser, je pomembno spremljati tudi samo obdelavo in kontrolirati izrezane dele. Pri konstruiranju mi je bil v veliko pomoč mentor. Programiranje za laser je predstavljalo zame velik izziv. Odgovorna sem bila za vsak program, katerega sem programirala. Na začetku je bila odgovornost manjša saj je vsak program kontroliral mentor. Kasneje, ko sem naročila sama obdelovala pa je bila vsa odgovornost na meni, če je prišlo do kakršnihkoli napak. Tekom prakse sem se naučila veliko o CNC programiranju. Spoznala sem način delovanja laserskega stroja. Naučila sem se tudi uporabljati programsko okolje TruTops 1.2.1.za risanje 2D modelov, program ThinkDesign za 3D modeliranje ter AutoCAD. Izvajali smo tudi optične meritve odrezanih kosov z 3D digitalizatorjem ATOS II. Podatke smo kasneje obdelovali v programu Catia. 5

2 OPIS GOSPODARSKE DRUŽBE Družinsko podjetje Tišma je bilo ustanovljeno leta 1991. S stalno rastjo in nenehnim vlaganjem v proizvodne prostore in strojno opremo je postalo eno od najbolj prepoznavnih podjetij na področju predelave pločevine. Svoje delovanje je razširilo tudi v tujino. S sodobno tehniko, dolgoletnimi izkušnjami in strokovno usposobljenimi delavci dosegajo najvišje kakovostne standarde. 2.1 PREDSTAVITEV PODJETJA Dušan Tišma s.p. Podjetje je specializirano za predelavo pločevine. Od enostavnih do najzahtevnejših delov, majhnih ali velikih serij zagotavljajo najvišjo raven kakovosti, prilagodljivosti in zanesljivosti. Slika 1: Logotip podjetja Podjetje je razdeljeno na več podenot: trgovina, montaža, proizvodnja ter konstruiranje in razvoj. Na področju konstruiranja in razvoja sodeluje skupina visoko izobraženih ljudi. Svetujejo tudi strankam pri zahtevnih projektih. S pomočjo programov za 3D modeliranje izdelujejo tudi najzahtevnejše dele in sklope. Programska oprema je še posebej prilagojena modeliranju pločevinastih izdelkov. Podatke je možno obdelovati v vseh standardnih formatih (DXF, DWG, STEP, IGES, ). 6

Prednosti, ki jih dobimo z konstrukcijo in razvojem: optimalen izkoristek materiala, manjši stroški izdelave, izboljšava proizvoda, optimiziranje postopka izdelave. Podjetje razpolaga s sodobnim strojem za laserski razrez proizvajalca TRUMPF, ki omogoča obdelavo pločevine do 20 mm. K stroju spada tudi pripadajoča dvižna naprava, ki z vakuumskim prijemom zagotavlja nepoškodovano površino izdelka. Laserska tehnologija je nepogrešljiva v sodobni predelavi pločevine in prinaša številne prednosti kot so: hitro in enostavno rezanje jekla, nerjavnega jekla, aluminija, cinka, visoka stabilnost in ponovljivost procesa, kakovostni rez, minimalno toplotno vplivno področje, možnost rezanja oksidiranih robov, nobenega stroška orodij. Produkti podjetja krovsko kleparski izdelki (žlebovi, cevi, pločevine in trakovi, snegolovi ) izdelava strojev za čiščenje pločevine, laserski izrez pločevine, upogibanje, krivljenje pločevine profiliranje Novi produkti so izrinili kleparske izdelke. V ospredju so izdelki, ki jih razvija podjetje z nemškimi in avstrijskimi partnerji - abschalerji (šablone za hitro montažo ali gradnjo). Stroji v podjetju: stroji podjetja TRUMPF, stroji za ravnanje žice, stroji za piganje pločevine, stroji za rezanje pločevine in cevi 7

3 OPIS PRAKTIČNEGA IZOBRAŽEVANJA Prakso sem začela opravljati 1.6.2011. Prvi dan prakse so mi predstavili podjetje, razkazali delovne prostore, spoznala sem zaposlene. Predstavili so mi tudi stroje z katerimi podjetje razpolaga. V delavnici ima podjetje nameščen laserski stroj, ki je računalniško voden. Za ta stroj sem tekom prakse pripravljala programe. Prejela sem tudi priročnik za program TruTops. Mentor mi je prvi dan predstavil ta program, razložil mi je njegovo delovanje... Na primeru mi je pokazal način dela z programom. V prvih mesecih prakse sem uporabljala samo programa TruTops in AutoCAD. Kasneje pa sem začela spoznavati tudi program ThinkDesign, ki predstavlja CAD paket za 3D modeliranje. Uporabljala sem ga predvsem pri upognjenih delih, kadar bi potrebovala njihovo razvito dolžino. Obdelala sem zelo veliko naročil za različne stranke. Nekatera naročila so zahtevala tudi večdnevno programiranje. Vsako prejeto naročilo je vsebovalo naročilnico na kateri je napisan rok dobave. Ob naročilu prejmemo tudi tehniške risbe na katerih so vse informacije za obdelavo. Veliko naročnikov pošlje tudi v DXF ali DWG formatu že narisane dele. Te je potrebno dalje obdelati in seveda paziti, da se risbe na računalniku popolnoma ujemajo z risbami na listu. Pripravljene kose zlagamo na ploščo in potem ploščam dodajamo tehnologijo. Na ta način pripravimo NC program katerega je zdaj še samo treba shraniti na laser, da operater lahko dostopa do njega. Če pride do potrebe za spreminjanjem programa, moramo najprej program odstraniti z laserja in ga na računalniku ustrezno spremeniti, potem pa ga spet shraniti na laser. Zelo pomembno je bilo tudi to, da sem velikokrat spremljala samo izdelavo na laserju. Tako sem lažje razumela kakšne so zahteve laserja, katere stvari so pomembne pri programiranju, da lahko laser nemoteno reže. Sodelovala sem tudi pri optičnem merjenju, katero smo izvajali po želji naročnikov. Za merjenje smo uporabljali 3D skener proizvajalca GOM. Programira se v programu TruTops podjetja TRUMPF. Ta program bom predstavila v nadaljevanju. Pred tem pa še nekaj splošnih stvari o CNC programiranju. 8

3.1 SPLOŠNO O CNC PROGRAMIRANJU CNC kratica pomeni Computer Numerically Controlled (računalniško numerično krmiljenje). Prvi CNC stroji so se pojavili v začetku petdesetih let v ZDA. Lastnosti CNC strojev: - program vnesemo v stroj in ga shranimo, - enostavno popravljanje shranjenega programa, - večja produktivnost stroja, - velika kvaliteta in natančnost izdelka, - večja izkoriščenost stroja, - visoka prilagodljivost pri obdelavi, - omogoča več delovnih operacij. CNC stroj krmilimo s pomočjo računalnika, ki dela na podlagi programa. Stroj je sestavljen iz dveh delov: stroja, na katerem se izvaja obdelava delov in CNC krmilnika, ki to obdelavo krmili. Program vsebuje opis poteka obdelave na stroju, predstavlja vhodne informacije, ki jih krmilnik potrebuje za krmiljenje obdelave. Glavna značilnost CNC stroja je fleksibilnost, kar pomeni hitro preureditev stroja z ene na drugo obdelavo z zamenjavo programa. Krmilni del stroja ima vgrajen računalnik, ki vsebuje: - vhodno enoto za vnašanje programov, - obdelovalno enoto, ki podatke obdeluje ter - izhodno enoto, ki pošilja podatke krmilnim elektromotorjem. Izhodna enota je tudi zaslon, ki ga imajo že vsi CNC stroji. Preko zaslona operater enostavno komunicira z strojem. Na zaslonu tudi izvajamo grafično simulacijo programa, še preden ga izvedemo. CNC program je zaporedje programskih ukazov, ki določi stroju postopek izvajanja delovnih operacij. Postopek obdelave je v programu opisan s krmilnimi ukazi in sicer z geometrijskimi, ki določajo relativen položaj med orodjem in obdelovancem; tehnološkimi, 9

kot so določitev podajalne in rezalne hitrosti, definicije orodij in pomožnimi funkcijami, ki določajo vklop/izklop vretena, smer vrtenja, hlajenje.. Poznamo več načinov programiranja CNC strojev: - ročno programiranje, - ročno programiranje direktno na stroju, - programiranje s pomočjo računalnika. Programiranje s pomočjo računalnika Programer s pomočjo CAD-CAM sistema vnese risbo v računalnik in program na osnovi risbe ter lastne baze tehnoloških podatkov orodja in materiala izdela NC kodo oziroma program za določeni tip CNC stroja. Program ima podatke o orodju, ponuja optimalne tehnološke parametre obdelave, analizira in izračuna čas izdelave. Program se shrani in nato prenese na stroj. Primer takšnega programa, dobljenega v programu TruTops vidimo spodaj: BEGIN_PROGRAMM C ZA,MM,7 MM,AT,1, 10,1,1,,'Programmnummer' MM,AT,1, 20,1,1,,'Programmtyp' MM,AT,1, 30,1,1,,'Bemerkung' MM,AT,1, 40,1,1,,'Bearbeitungszeit' MM,AT,1, 50,1,1,,'Dateityp',,'',T,,'',T,,'',T,,'min',Z,,'',T MM,AT,1, 60,1,1,,'IncreasingRecordNumberFlag',,'Bool',Z MM,AT,1, 70,1,1,,'PartTypeIndex',,'',Z C ZA,DA,3 DA,'SP1Dost_St37_6mm','UP','',0.26,'LST',1,0 START_TEXT 10

N10 MSG("SUB-PROGRAM NO.,SP1Dost_St37_6mm") N20G91 N30;(PART NUMBER: 1 ) N40TC_POS_LEVEL(40.0) N50;(CONTOUR NUMBER:1) N60TC_LASER_ON(9,"T2D-5624",10,100);SprintLine N70X6.500 N80X84.212 N90G03X1.000Y1.000J1.000 N100G01Y9.019 N110G03X-0.046Y0.301I-1.000 N120G01X-89.773Y284.281 N130G03X-0.954Y0.699I-0.954J-0.301 N140G01X-8.527 N150G03X-1.000Y-1.000J-1.000 N160G01Y-278.798 N170G03X0.293Y-0.707I1.000 N180G01X14.795Y-14.795 N190TC_LASER_OFF(3);SprintLine_ENDE N200G01 N210G90 N220M17 N230M02 STOP_TEXT DA,'SP2Dost_St37_6mm','UP','',0.30,'LST',1,0 START_TEXT N10 MSG("SUB-PROGRAM NO.,SP2Dost_St37_6mm") 11

N20G91 N30;(PART NUMBER: 101 ) N40;(CONTOUR NUMBER:1) N50TC_SHEET_THICK();BLECHDICKE_MESSEN N60X-28.000 N70TC_LASER_ON(6,"T2D-5624",0,100);SCHNEIDENONLY N80X8.000 N90X10.000 N100TC_LASER_ON(5,"T2D-5624",0,100);LTT2 N110X607.811 N120G02X1.000Y-1.000J-1.000 N130G01Y-132.645 N140TC_LASER_ON(6,"T2D-5624",0,100);LTT2 N150Y-10.000 N160Y-8.000 N170G822 N180TC_LASER_OFF(1);SCHNEIDENENDE N190G01 N200G90 N210M17 N220M02 STOP_TEXT DA,'Dost_St37_6mm','HP','',1.40,'LST',1,0 START_TEXT N10 MSG("MAIN PROGRAM NO.:,Dost_St37_6mm") N20 MSG("TRUTOPS LASER V08.00.02 B432 - L3030S - SIEMENS") N30 MSG("SHEET DIMENSIONS 6.00 X 630.00 X 154.07 ") 12

N40;(DATE: 02/09/2012 TIME: 12:36:27) N50G71 N60F84000 N70TC_MICROJOINT("MIJO-1") N80TC_PCS_PIERCE N90;(FILE NAME: R:\ALMEDINA\DOST\2012\DOST 5\ST37\6MM\DOST_ST37_6MM.LST) N100;(TRANSFERNAME: DOST_ST37_6MM.LST PROGRAMME RUNS: 1) N110;(MACHINE: L3030S TYPE: 1) N120;(CONTROL: SIN 840D VERSION:) N130TC_POS_LEVEL(40.0) N140TC_SHEET_TECH("SHT-1");BLECHLAGE N150TC_SHEET_LOAD("SHL-1") N160;GOTOF ENTRY_LASER N170;ENTRY_LASER: N180;(PART NUMBER: 1 CONSECUTIVE NUMBER: 1 ) N190X305.150Y18.438 N200ROT RPL=90.00 N210SP1Dost_St37_6mm N220ROT N230TC_PART_END(1) N240;ENTRY_LASER: N250;(PART NUMBER: 1 CONSECUTIVE NUMBER: 2 ) N260X608.811Y18.438 N270ROT RPL=90.00 N280SP1Dost_St37_6mm N290ROT 13

N300TC_PART_END(2) N310;ENTRY_LASER: N320;(PART NUMBER: 1 CONSECUTIVE NUMBER: 3 ) N330X314.850Y125.630 N340ROT RPL=270.00 N350SP1Dost_St37_6mm N360ROT N370TC_PART_END(3) N380;ENTRY_LASER: N390;(PART NUMBER: 1 CONSECUTIVE NUMBER: 4 ) N400X9.850Y125.207 N410ROT RPL=270.00 N420SP1Dost_St37_6mm N430ROT N440TC_PART_END(4) N450;ENTRY_LASER: N460;(PART NUMBER: 101 CONSECUTIVE NUMBER: 1 ) N470X20.000Y143.645 N480SP2Dost_St37_6mm N490TC_LASER_OFF(2) N500TC_PART_END(-1) N510M30 STOP_TEXT C ENDE_PROGRAMM. 14

3.2 OPIS PROGRAMA TruTops 1.2.1 Program TruTops je sestavljen iz treh delov: CAD, NEST in LASER. Da dobimo NC kodo primerno za laser, moramo iti skozi vse tri faze v programu. V CAD-u obdelamo vsak kos posamezno, dobljene kose zložimo v NEST-u na ploščo. Pri tem pazimo da je plošča čim bolj optimalno izkoriščena. Končno v delovnem okolju LASER določimo tehnologijo obdelave in dobljeni NC program pošljemo na stroj. Slika 2: Zagon programa TruTops 15

1 Oblikovanje v TruTops CAD-u TruTops CAD (slika 3) je TruTops 2D CAD sistem. CAD omogoča ustvarjanje 2D modelov pločevine. Narisani del shranimo v formatu TRUMPF GEO, ki ga neposredno uporabljamo v drugih delih sistema Nestu in Laseru. CAD ponuja vse za učinkovito risanje pločevinastih delov, kot so samodejno usklajevanje risb ali dimenzioniranje. Lahko preprosto izmenjavamo podatke z drugimi CAD sistemi preko standardnih formatov DXF,DWG,MI, IGES in DSTV. Najpreprosteje je, če nam naročnik ob naročilnici in tehniških risbah posreduje že narisane kose v enem izmed formatov DXF, DWG ali nekem drugem formatu. V tem primeru programer samo izvozi oziroma shrani kose kot GEO datoteke. Zna se pa zgoditi, da od naročnika prejmemo samo tehniške risbe. V tem primeru sam programer nariše dele v CAD programu, jih shrani in dalje obdela v Nestu in Laseru. Slika 3: TruTops CAD Na sliki vidimo narisan kos v programu CAD. Vse bele konture so konture rezanja. Poleg teh kontur so tu še konture graviranja, ki se označujejo z rumeno barvo in pa rdeča kontura, ki predstavlja neaktivno linijo, ki se avtomatsko izbriše. 16

2 TruTops NEST zlaganje na pločevino Ko končamo risanje delov v CAD-u, jih začnemo zlagati na ploščo. To naredimo v programu NEST (slika 5). Od števila kosov in njihove velikosti je odvisno, na katero ploščo bomo zlagali. Uporabimo lahko pločevine velikosti: mala plošča formata 2000 x 1000 mm, srednja plošča formata 2500 x 1250 mm in velika plošča formata 3000 x 1500 mm. Ko izberemo velikost plošče in določimo vrsto materiala rezanja, potem uvozimo GEO datoteke v Nest in jih začnemo zlagati. Zlagamo jih lahko ročno ali pa prepustimo programu, da dele avtomatsko zloži. Pri izbiri materiala lahko izbiramo med naslednjo pločevino: jeklo (St37), nerjavno jeklo ( 4.301), aluminij (AlMg3) in pocinkana pločevina (FeZn). Ta del programiranja je zelo pomemben, saj poskušamo na ploščo čim boljše zložiti kose in optimalno izkoristit prostor. Kose lahko poljubno obračamo, jih zrcalimo, kopiramo, prenašamo Kadar pa imamo zelo veliko kosov, katere ne moremo spraviti samo na eno ploščo uporabimo način JOB. Ročno nanašanje kosov bi v takem primeru vzelo ogromno časa. Zato posežemo po funkciji prosta geometrija, s katero program sam zloži kose na najboljši način. Programer lahko določi parametre zlaganja (slika 4) tej funkciji kot so: smer zlaganja (x-os, y-os), izbira formata pločevine na katero zlagamo kose, določanje minimalne razdalje med kosi 17

Slika 4:Nastavitev parametrov v prosti geometriji Slika 5: TruTops NEST 18

Na primeru iz slike smo se odločili za ploščo velikosti 3000 x 240 mm. Uporabljeni material je jeklo debeline 10mm. Zlagali smo v smeri x-osi. Pripravljeno ploščo bomo shranili kot datoteko.taf in ji kasneje določili tehnologijo v programu Laser. Če bi imeli več plošč potem bi shranili kot datoteko.job, ki vsebuje več datotek.taf. 3 TruTops LASER določanje tehnologije V okolju Laser lahko odpremo datoteko.geo, kar pomeni obdelavo enega kosa, datoteko.taf kjer obdelujemo samo eno ploščo in pa datoteko.job v kateri obdelujemo več plošč. Obdelava enega kosa: v laserju odpremo datoteko.geo. določimo tehnologijo rezanja in vrsto materiala. Pri tem izklopimo merjenje, ker se potem ročno nastavi na stroju. Kot izhod dobimo datoteko.gmt(geometrija z tehnologijo). Obdelava ene plošče: odpremo datoteko.taf. in program avtomatsko določi tehnologijo rezanja. Moramo preveriti ali so preboji na pravem mestu, konturo rezanja Za materiala debeline do 5 mm uporabljamo male konture rezanja, za materiale nad 5mm pa velike konture. Najpomembnejša razlika med malo in veliko konturo je v tem, da mala kontura reže preboje zelo počasi, z veliko konturo pa dosežemo najhitrejši postopek obdelave. Srednjih kontur se izogibamo. Za preboje je zaželjeno da se začnejo v levem zgornjem kotu, smer rezanja pa naj bo od leve proti desni strani. Če vidimo, da je na plošči veliko ostanka, ki je uporaben, naredimo sheet cut. S tem ukazom odrežemo odvečno pločevino. Na koncu še generiramo NC program. Pri tem načinu dobimo izhod v obliki datoteke.tmt (Taffel mit Technologie), kar pomeni da imamo sedaj ploščo z obdelovanci, kateri je določena tehnologija. Obdelava več plošč: v laserju odpremo datoteko.job. postopek določanja tehnologije je enak kot v prejšnjem primeru s tem, da sedaj namesto ene plošče, obdelujemo več plošč. Na isti način določimo vse parametre. Razlika je v tem, da na koncu generiramo produkcijski paket, v katerem so združene vse plošče. 19

Slika 6: TruTops LASER Z ukazom NC program dobimo program z končnico LST. To datoteko potem prenesemo na stroj in od tu dalje delo poteka avtomatsko. Operator na stroju sedaj lahko zažene program. S tem je v bistvu naloga programerja končana. Ker pa je podjetje manjše, zaposleni opravljajo več različnih nalog. Na ta način hitreje izstavimo naročila, da naročnikom ni treba predolgo čakati. Tako tudi programer po tem, ko je program dan na laser, še vedno mora spremljati obdelavo na laserju, mora kontrolirati izrezane dele... Skratka, skrbi za posamezno naročilo od začetka, do trenutka, ko izdelek (brez napak) predamo naročniku. Kot pri vsakem delu tudi tu lahko pridemo do napak. Zgodi se lahko, da je kos nepravilno sprogramiran (nepravilna oblika, manjkajoče luknje, odprte konture, neskaliran kos..) ali pa odrežemo več kosov, kot jih v bistvu potrebujemo. Če gre za zalo velike kose, se pojavi problem, ker pride do stroška. Zna se tudi zgoditi, da manjka kakšen kos. Vse naštete napake so večinoma napake programerja. Sam laser seveda naredi samo tisto kar mu programer določi v programu. Zaradi takšni stvari je pomembna kontrola. 20

Slika 7: Produkcijski plan 21

3.3 OPTIČNE MERITVE Izdelava novih izdelkov temelji pogosto na že obstoječih izdelkih in modelih. Njih je potrebno rekonstruirat v enem od CAD programov, da bi dobili računalniški model, primeren za nadaljnje projektiranje, izdelavo in pripravo proizvodnje. Temu postopku pravimo povratno inženirstvo, ker se iz obstoječega objekta izvaja tehnična dokumentacija, namesto da se na podlagi risb izdela proizvod. Današnji izdelki so zaradi funkcionalnih, estetskih ter drugih razlogov večinoma sestavljenih oblik. Takšne prosto definirane površine se lahko natančno rekonstruirajo le na podlagi velikega števila merilnih točk, njih pa je z klasičnimi merilnimi metodami težko ali pa celo nemogoče izmeriti v dovolj velikem številu. Optični sistemi za 3D digitalizacijo ATOS nemškega proizvajalca GOM določajo v kratkem času veliko število merilnih točk z površine izdelka, katerega je potrebno rekonstruirat. Takšen popoln merilni rezultat omogoča zelo natančno in hitro računalniško rekonstrukcijo oblike in na ta način skrajšuje čas razvoja in povečuje kvaliteto izdelka. Optično merjenje oblik, znano kot 3D digitalizacija ali 3D skeniranje temelji na stereoskopskem efektu. Snemanje z kamero z tremi ali več pozicijami omogoča prostorno zaznavo okolja. Digitalizator ATOS dela na principu aktivne triangulacije oziroma projektiranja niza linij na površino merilnega objekta s pomočjo projektorja in snemanja z dve kameri. S pomočjo posebnih programov z vsakim snemanjem avtomatsko dobimo nekaj sto tisoč merilnih točk, katere natančno opisujejo površino merilnega objekta in na ta način dobimo kompleten 3D oblik snemanega predmeta. Zaradi svoje natančnosti in enostavnosti uporabe ter hitrosti, ATOS (slika 8) je postal najbolj prodajan 3D skener na svetu. 22

Slika 8: Optični merilnik ATOS Z 3D digitalizacijo s pomočjo merilnega sistema ATOS določamo na objektih vseh velikosti in zahtevnosti naslednje: natančne 3D koordinate, odstopanja celotne površine od CAD-a, analize presekov in robov, celotni merilni izpis. Visoka razločnost detajlov in širok razpon merilnih področij omogočajo natančno pripravo prikaz podatkov za: kontrolo kakovosti, reverzibilno inženirstvo, hitro izdelavo prototipov, digitalno modeliranje in montažo. Optični digitalizatorji so zasnovani na principu zajemanja slike preko kamere, ki nato s pomočjo ustreznega programa pripravi računalniški model. Natančnost, ki jo lahko dosegamo 23

s temi digitalizatorji je odvisna predvsem od kakovosti kamer, ki snemajo želeni objekt. Seveda je pri zelo majhnih natančnostih natančnost odvisna tudi od valovne dolžine svetlobe. Največje prednosti tovrstnih sistemov pa so naslednje: izredno hiter postopek digitalizacije, navzgor sistem dimenzijsko praktično ni omejen, sistemi so prenosljivi (možnost digitalizacije na terenu), doseganje natančnosti (deklarirana natančnost na SO je do 2 µm), in druge. Sama digitalizacija nam največkrat ne pomeni ničesar, če za postopkom digitalizacije ne uporabimo ustreznih postopkov obdelave dobljenih CAD modelov. Tipična izhodna datoteka iz sistemov za digitalizacijo je t.i. datoteka mreže točk >>mesh of points<<. Digitalizatorji višjega razreda nudijo poleg sistema digitalizacije tudi sisteme za triangulacijo točk in s tem omogočijo izdelavo STL datotek, ki služijo za lažjo nadaljnjo obdelavo, v nekaterih primerih pa prestavljajo tudi končno rešitev digitalizacije. Vendar v nobenem primeru ne dobimo kot izhod»feature based«model, to je model z izdelanimi osnovnimi gradniki (krivulje, površine, radije, ostre kote, in drugo). Zato moramo izhodne datoteke ustrezno obdelati. Obdeluje pa se jih v posebnih modulih za reverse engineering, ki so sestavni del večjih CAD sistemov (npr. Unigraphics, Cimatron, TEBIS, DelCAM, Catia ). ATOS postopek 1 Postavitev sistema ATOS se postavlja na stojalo in se usmerja proti merilnem objektu. Če se želi z merjenjem avtomatizirati za serijsko proizvodnjo ATOS postavimo na robotsko roko. 2 Meritev Na merilni objekt se z močnim projektorjem projektirajo vzorci gostih paralelnih linij in snemajo s pomočjo dveh digitalnih kamer. Optičnim merilnim delom izvajajo je dodatne meritve. Sistem sam kontrolira svoje delovanje in vplive iz okolja kot so vibracije in sprememba svetlobe. 24

3 Obdelava Vsakih nekaj sekund računalniški program po vsakem merjenju računa 3D koordinate tudi do 4 milijona merilnih točk z površine snemalnega objekta. Razen oblike površine, na razpolagi so tudi podatki o robovih in luknjah. 4 Rezultati Vsaka posamezna meritev transformira se popolnoma avtomatsko v skupni koordinati sistem tako da rezultati tvorijo celino. Celotna digitalizirana površina merilnega objekta sedaj se lahko primerja z CAD modelom in izračuna odstopanje. 3D model in rezultati primerjanja se izvozijo v navadnih formatih in uporabijo se za nadaljnjo obdelavo. Slika 9: Analiza z optičnimi meritvami Iz slike je razvidno, da pride do zelo velikih odstopanj pri obdelavi zunanjih in notranjih robov, in sicer do +/- 1 mm pri avtomatskih nastavitvah. 25

4 POVZETEK Da lahko programiramo za laser, moramo dobro razumeti način njegovega delovanja. Vedeti moramo, da je laser sestavljen iz dveh delov: stroja, na katerem obdelujemo dele in krmilnika s pomočjo katerega nadzorujemo delovanje stroja. Potem, ko nam je jasno, kako stroj deluje je potrebno spoznati tudi načine za njegovo programiranje. Laser programiramo z CAD/CAM programi. Eden od takšnih programov sem tudi uporabljala na praksi. Gre namreč za program TruTops proizvajalca TRUMPF za 2D programiranje. Velikokrat nam je lahko v pomoč tudi program ThinkDesign za 3D modeliranje. Z njim si lažje predstavljamo bolj zapletene strojne dele. Uporaben je pri upogibanju pločevin. Z njegovo pomočjo na enostaven način dobimo razvito dolžino upognjenih kosov. Odrezane kose na laserju je možno tudi optično izmeriti. Z 3D digitalizatorjem ATOS II skeniramo izdelek in ga obdelamo v programu Catia. Izhod iz sistema za digitalizacijo je datoteka mreže točk. Ker je pločevina tista, katero obdelujemo, moramo poznati tudi vrste pločevin, katero lahko režemo na stroju. Na laserju smo obdelovali jeklo, nerjavno jeklo, aluminij in pocinkano pločevino. Največja pločevina, ki jo lahko obdelujemo je pločevina velikosti 3000 x 1500 mm. Spoznala sem, da je strojništvo še eno področje, katero ne more brez uporabe računalnikov in programske opreme. Časi, ko so se tehniške risbe risale ročno so mimo. Danes s pomočjo računalniško podprtega konstruiranja (CAD) izdelujemo modele in risbe in jih uporabimo na stroju, ki je tudi računalniško voden. 26