Diplomová práce se zabývá konstrukčním návrhem malého CNC obráběcího stroje vhodného pro model chytré továrny s koncepcí Průmyslu 4.0. Stroj je navržen pro obrábění lehce obrobitelných materiálů, jako je umělé dřevo, plasty apod.
Pro konstrukci stroje byla zvolena portálová frézka, provedla se rešerše dostupných CNC frézek na českém trhu a byly popsány základní myšlenky a principy Průmyslu 4.0. Na základě zvolených parametrů frézky, navrženého nástroje a maximálního zatížení stroje byly provedeny základní výpočty. Byla navržena konstrukce rámu stroje a příslušného vedení jednotlivých os včetně jejich pohonů.
Následně byl zvolen vhodný řídicí systém, který byl propojen s pohony umožňující realizovat základní funkce frézky, jako jsou posuvy os, zapnutí nástroje.
Anotace v angličtině
The diploma thesis deals with the structural design of small CNC machine, which should be suitable for the Smart factory model and concept of Industry 4.0. The machine is designed for machining easily machinable materials such artificial wood, plastics, etc.
For construction style of my machine was chosen a portal milling machine. It was made the searching and comparison of comercial CNC milling machines availabled in Czech republic. Also basic minds and principes of Industry 4.0 were described. It was performed basic calculations based on selected machine parameters, selected tool and maximum load of machine. The design of machine frame and guiding rails for individual axes including their drives, have been proposed.
Then, it was chosen suitable control systém. Its connection with drives and sensors allows basic functions of the milling machine to be realized such axes movements, tool activation.
Klíčová slova
Arduino, CNC frézka, chytrá továrna, Internet věcí, Průmysl 4.0, Raspberry
Klíčová slova v angličtině
Arduino, CNC milling machine, Smart factory, Internet of Things (IoT), Industry 4.0, Raspberry
Rozsah průvodní práce
89 s
Jazyk
CZ
Anotace
Diplomová práce se zabývá konstrukčním návrhem malého CNC obráběcího stroje vhodného pro model chytré továrny s koncepcí Průmyslu 4.0. Stroj je navržen pro obrábění lehce obrobitelných materiálů, jako je umělé dřevo, plasty apod.
Pro konstrukci stroje byla zvolena portálová frézka, provedla se rešerše dostupných CNC frézek na českém trhu a byly popsány základní myšlenky a principy Průmyslu 4.0. Na základě zvolených parametrů frézky, navrženého nástroje a maximálního zatížení stroje byly provedeny základní výpočty. Byla navržena konstrukce rámu stroje a příslušného vedení jednotlivých os včetně jejich pohonů.
Následně byl zvolen vhodný řídicí systém, který byl propojen s pohony umožňující realizovat základní funkce frézky, jako jsou posuvy os, zapnutí nástroje.
Anotace v angličtině
The diploma thesis deals with the structural design of small CNC machine, which should be suitable for the Smart factory model and concept of Industry 4.0. The machine is designed for machining easily machinable materials such artificial wood, plastics, etc.
For construction style of my machine was chosen a portal milling machine. It was made the searching and comparison of comercial CNC milling machines availabled in Czech republic. Also basic minds and principes of Industry 4.0 were described. It was performed basic calculations based on selected machine parameters, selected tool and maximum load of machine. The design of machine frame and guiding rails for individual axes including their drives, have been proposed.
Then, it was chosen suitable control systém. Its connection with drives and sensors allows basic functions of the milling machine to be realized such axes movements, tool activation.
Klíčová slova
Arduino, CNC frézka, chytrá továrna, Internet věcí, Průmysl 4.0, Raspberry
Klíčová slova v angličtině
Arduino, CNC milling machine, Smart factory, Internet of Things (IoT), Industry 4.0, Raspberry
Zásady pro vypracování
Cílem práce je navrhnout malý CNC obráběcí stroj pro model chytré továrny s koncepcí Průmyslu 4.0. Předpokládané minimální rozměry pracovního prostoru stroje by měly být cca 200 x 150 x 100 mm. Stroj by měl být navržen pro obrábění lehce obrobitelných materiálů, jako je umělé dřevo, plasty apod.
Doporučené body vypracování:
1. Popište principy a myšlenky Průmyslu 4.0.
2. Navrhněte vhodnou koncepci stroje pro model chytré továrny.
3. Navrhněte pracovní nástroj a proveďte základní výpočty odvíjející se od maximálního zatížení stroje. Navrhněte a realizujte konstrukci rámu stroje s vedením jednotlivých os.
4. Navrhněte vhodné pohony a řídicí systém a instalujte je na výrobní systém. Propojte ŘS s použitými pohony a čidly a realizujte základní funkce (posuvy os, zapnutí nástroje apod.).
5. Otestujte celý systém a proveďte zhodnocení.
Zásady pro vypracování
Cílem práce je navrhnout malý CNC obráběcí stroj pro model chytré továrny s koncepcí Průmyslu 4.0. Předpokládané minimální rozměry pracovního prostoru stroje by měly být cca 200 x 150 x 100 mm. Stroj by měl být navržen pro obrábění lehce obrobitelných materiálů, jako je umělé dřevo, plasty apod.
Doporučené body vypracování:
1. Popište principy a myšlenky Průmyslu 4.0.
2. Navrhněte vhodnou koncepci stroje pro model chytré továrny.
3. Navrhněte pracovní nástroj a proveďte základní výpočty odvíjející se od maximálního zatížení stroje. Navrhněte a realizujte konstrukci rámu stroje s vedením jednotlivých os.
4. Navrhněte vhodné pohony a řídicí systém a instalujte je na výrobní systém. Propojte ŘS s použitými pohony a čidly a realizujte základní funkce (posuvy os, zapnutí nástroje apod.).
5. Otestujte celý systém a proveďte zhodnocení.
Seznam doporučené literatury
[1] MAREK, J. Konstrukce CNC obráběcích strojů III. Praha: MM
publishing, s.r.o., 2014. MM speciál. ISBN 978-80-260-6780-1.
[2] BALÁTĚ, J. Automatické řízení. 1. vyd. Praha: BEN - technická literatura, 2003, 663 s. ISBN 978-80-247-4116-1.
[3] Začínáme s Arduinem: příručka. In: Snail Instruments: www.hobbyrobot.cz [online]. 2014 [cit. 2015-01-09]. Dostupné z: http://www.snailshop.cz/literatura/1537-zaciname-s-arduinem-prirucka.html
[4] Arduino Learning: Getting Started with Arduino. In: Arduino [online]. 2014 [cit. 2015-01-09]. Dostupné z: http://arduino.cc/en/Guide/HomePage
[5] RaspBerryPi: Základy programování Raspberry Pi. In: RaspberryPi [online]. 2016 [cit. 2016-10-19]. Dostupné z: http://lide.uhk.cz/fim/student/plasido1/programming.html
[6] RAMI 4.0 An architectural Model for Industrie 4.0. In: www.omg.org [online]. Berlin 2015 [cit. 2016-10-20]. Available from: http://www.omg.org/news/meetings/tc/berlin-15/special-events/mfg-presentations/adolphs.pdf
Seznam doporučené literatury
[1] MAREK, J. Konstrukce CNC obráběcích strojů III. Praha: MM
publishing, s.r.o., 2014. MM speciál. ISBN 978-80-260-6780-1.
[2] BALÁTĚ, J. Automatické řízení. 1. vyd. Praha: BEN - technická literatura, 2003, 663 s. ISBN 978-80-247-4116-1.
[3] Začínáme s Arduinem: příručka. In: Snail Instruments: www.hobbyrobot.cz [online]. 2014 [cit. 2015-01-09]. Dostupné z: http://www.snailshop.cz/literatura/1537-zaciname-s-arduinem-prirucka.html
[4] Arduino Learning: Getting Started with Arduino. In: Arduino [online]. 2014 [cit. 2015-01-09]. Dostupné z: http://arduino.cc/en/Guide/HomePage
[5] RaspBerryPi: Základy programování Raspberry Pi. In: RaspberryPi [online]. 2016 [cit. 2016-10-19]. Dostupné z: http://lide.uhk.cz/fim/student/plasido1/programming.html
[6] RAMI 4.0 An architectural Model for Industrie 4.0. In: www.omg.org [online]. Berlin 2015 [cit. 2016-10-20]. Available from: http://www.omg.org/news/meetings/tc/berlin-15/special-events/mfg-presentations/adolphs.pdf