Έλεγχος δύναμης στίλβωσης σε πρωτότυπη ιδιοσυσκευή για κέντρα κατεργασιών CNC - Πιερράτος, Ιωάννης (Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Τεχνολογίας των Κατεργασιών, 2018)
Το αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η μετατροπή και η ανακατασκευή του συστήματος στίλβωσης που έχει κατασκευαστεί στο Εργαστήριο Κατεργασιών των Υλικών της σχολής Μηχανολόγων Μηχανικών του Εθνικού Μετσόβιου Πολυτεχνείου, ώστε να γίνει δυνατός ο ενεργητικός έλεγχος της δύναμης στίλβωσης. Αυτό το σύστημα στίλβωσης προσαρμόζεται σε κέντρο κατεργασιών CNC ελέγχει παθητικά τη δύναμη στίλβωσης , μέσω της επιμήκυνσης ελατηρίων και έχει σχεδιαστεί με σκοπό την αυτόματη στίλβωση μεταλλικών επιφανειών, εκμεταλλευόμενο στιλβωτικούς δακτυλίους. Ο παθητικός έλεγχος έχει ικανοποιητικά αποτελέσματα για την στίλβωση επίπεδων μεταλλικών επιφανειών , όπου απαιτείται σταθερή δύναμη στίλβωσης. Για την στίλβωση καλουπιών όμως, τα οποία έχουν μεταβλητή καμπυλότητα , η δύναμη στίλβωσης πρέπει να μεταβάλλεται έτσι ώστε να διατηρείται σταθερή η πίεση επιφανείας κατά την κατεργασία. Για το λόγο αυτό είναι απαραίτητη η υλοποίηση ενεργητικού συστήματος αυτομάτου ελέγχου της δύναμης στίλβωσης. Αρχικά επιλέχθηκε ένας βηματικός κινητήρας ως επενεργητής του συστήματος. Η μετάδοση της κίνησης από τον κινητήρα έγινε με τραπεζοειδή κοχλία μεταφοράς. Στη συνέχεια, σχεδιάστηκε το νέο σύστημα στίλβωσης, με κάποιες μεταποιήσεις και κάποια νέα εξαρτήματα, ώστε να είναι λειτουργικό. Πραγματοποιήθηκαν επίσης κάποια case studies για τον έλεγχο της αντοχής των εξαρτημάτων που δέχονταν το μέγιστο φορτίο, με τη μέθοδο των Πεπερασμένων Στοιχείων. Ακολούθησε η κατασκευή του νέου συστήματος στίλβωσης. Έπειτα σχεδιάστηκε και υλοποιήθηκε ένα σύστημα ελέγχου ανοικτού βρόχου της δύναμης στίλβωσης. Χρησιμοποιήθηκε μικροελεγκτής Arduino Uno καθώς και ένας driver βηματικού κινητήρα για τον έλεγχο κίνησης του βηματικού κινητήρα. Η τροχιά του στιλβωτικού δακτυλίου καθορίζεται από το κέντρο κατεργασιών CNC. Για τον συγχρονισμό της κίνησης του κέντρου κατεργασιών και του βηματικού κινητήρα ήταν απαραίτητη η επικοινωνία του μικροελεγκτή Arduino και του ελεγκτή του CNC, η οποία πραγματοποιήθηκε μέσω της θύρας RS-232 του κέντρου κατεργασιών ώστε ανάλογα με τις συντεταγμένες του εργαλείου , το σύστημα στίλβωσης να έχει ως έξοδο την επιθυμητή δύναμη στίλβωσης. Τέλος πραγματοποιήθηκαν ορισμένα πειράματα στίλβωσης επίπεδων μεταλλικών επιφανειών στο κέντρο κατεργασιών Haas TM-1 του Εργαστηρίου Κατεργασιών των Υλικών για να ελεγχθεί η λειτουργικότητα του συστήματος στίλβωσης και η δυνατότητα να μεταβάλλει τη δύναμη στίλβωσης κατά τη διάρκεια της κατεργασίας, σύμφωνα με ένα αυθαίρετο μοτίβο που δίνεται ως είσοδος στο σύστημα μέσω του G-κώδικα.