Προγραμματισμός CNC, χωρίς την χρήση συστημάτων CAM, για την κατασκευή παραμετρικά ορισμένης σταθερής πτερωτής ακτινικής στροβιλομηχανής

Abstract

Ο σκοπός της διπλωματικής εργασίας ήταν η ανάπτυξη μεθοδολογίας για την κατασκευή σταθερής πτερύγωσης ακτινικής εργοστροβιλομηχανής, χωρίς την βοήθεια προγράμματος CAM. Η μεθοδολογία αυτή εφαρμόστηκε για την εύρεση των παραμέτρων που ορίζουν μια πτερύγωση, συμπεριλαμβανομένου της γεωμετρίας των δίσκων όπου εδράζονται τα πτερύγια, καθώς και την γεωμετρία των αεροτομών. Για το σκοπό αυτό, πραγματοποιήθηκαν οι απαιτούμενες μετατροπές των συστημάτων συντεταγμένων σε περιβάλλον excel. Η επεξεργασία των μεγεθών κατέδειξε την τελική γεωμετρία των αεροτομών και των τροχιών των εργαλείων. Στη συνέχεια, έγινε επιλογή και μελέτη των διαδικασιών του φασεολογίου κατασκευής και δημιουργήθηκαν αρχεία εντολών σε κώδικα G-code μηχανής CNC, με χρήση του περιβάλλοντος Matlab. Έπιπλέον, έγιναν προσομοιώσεις στα αποτελέσματα με χρήση του περιβάλλοντος CNC-simulator, ώστε να εξαχθούν αξιόπιστα συμπεράσματα για τις ενέργειες κατασκευής. Τέλος, το δοκίμιο κατασκευαστικε στις εργαλειομηχανές του εργαστηρίου του τομέα. Η μεθοδολογία αυτή μπορεί να γίνει οδηγός για την παραμετροποίηση οποιασδήποτε σταθερής πτερύγωσης ακτινικής στροβιλομηχανής, με απλές αλλαγές στις τιμές των μεταβλητών στα αρχεία απεικόνισης και δημιουργίας των σημείων συντεταγμένων των τροχιών κοπής. Η γενικότητα της μεθοδολογίας έγκειται στο γεγονός ότι έχουν καταγραφεί όλα τα βήματα, από την προστασία του προσωπικού και του εξοπλισμού μέχρι την αναλυτική παρουσίαση όλων των σταδίων παραγωγής της πτερύγωσης.

The scope of this thesis was the development of a methodology in order to represent and manufacture a radial turbomachine stator stage, circumventing CAM system use. This methodology was applied to establish the parameters which define a stage, from the geometry of the disk where the blades seated, up to the geometry of the airfoils. For that purpose, necessary conversions of coordinate systems were carried out at excel environment. The process of variables represented the final geometry of airfoils and therefore tool orbits. Moreover, selection and study of the constructing was planned and G-code command archives were made, with the use of Matlab environment. Furthermore, simulations were taken place using the extracted commands and CNC-simulation environment, so as to gain reliable conclusions for the constructing method. Finally, the item was manufactured to the CNC machines of N.T.U.A. laboratory. This methodology can be used as a guide for the parameterization of any radial stator stage, by making simple changes at the function keys onto the represent and construction archives, which includes the coordinates of the cutting orbits. The usefulness of the methodology is the specification of the procedure of the manufacturing in steps, from the protection of the personnel and the equipment up to the analytical steps of the stage manufacture.