Λύσεις ερωτήσεων κεφ. 15 (σελ. 162) – ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΞΥΛΟΥ – ΜΗΧΑΝΗΜΑΤΑ Β ΕΠΑΛ

Λύσεις ερωτήσεων κεφ. 15

Πλήρεις λύσεις των 7 ερωτήσεων του κεφαλαίου 15 — σύνθετα μηχανήματα (κοινά/ειδικά), αριθμητικός έλεγχος και μηχανές CNC/DNC, συστήματα CAD-CAM, πλεονεκτήματα/μειονεκτήματα της αυτοματοποίησης.

Ορισμός σύνθετου μηχανήματος κατεργασίας ξύλου

Ερώτηση: Τι ονομάζουμε σύνθετο μηχάνημα κατεργασίας ξύλου;

Απάντηση:

• Ο ορισμός, αυτούσιος (§15.1, σελ. 157): «Σύνθετο είναι το μηχάνημα στο οποίο είναι προσαρμοσμένα περισσότερα από ένα απλά μηχανήματα κατεργασίας ξύλου.»
• Πώς λειτουργούν τα επιμέρους απλά μηχανήματα: «Τα επιμέρους απλά μηχανήματα μπορεί να λειτουργούν ανεξάρτητα (π.χ. πλάνη, τρυπάνι) ή ταυτόχρονα κατά την κατεργασία του ιδίου τεμαχίου ξύλου (π.χ. σβούρα-δισκοπρίονο ή πλάνη-σβούρα).»

Σύνοψη: (ενδεικτική) Σύνθετο ονομάζεται το μηχάνημα στο οποίο είναι προσαρμοσμένα περισσότερα από ένα απλά μηχανήματα κατεργασίας ξύλου, τα οποία μπορεί να λειτουργούν ανεξάρτητα (π.χ. πλάνη και τρυπάνι) ή ταυτόχρονα κατά την κατεργασία του ίδιου τεμαχίου (π.χ. σβούρα-δισκοπρίονο).

Κριτήρια αξιολόγησης:

Είδη σύνθετων μηχανημάτων και παραδείγματα

Ερώτηση: Ποια είδη σύνθετων μηχανημάτων υπάρχουν; Να αναφέρετε τρία (3) παραδείγματα για κάθε είδος.

Απάντηση:

• Τα δύο είδη, αυτούσια (§15.1, σελ. 157): «Τα σύνθετα μηχανήματα κατεργασίας ξύλου διακρίνονται στα κοινά σύνθετα και τα ειδικά σύνθετα.»
• Τρία παραδείγματα κοινών σύνθετων (σελ. 157-158): «σύνθετο πέντε (5) εργασιών (πλάνη, ξεχονδριστήρας, σβούρα, δισκοπρίονο, τρυπάνι)», «σβουρογωνιάστρα (σύνθετο σβούρας-δισκοπρίονου)» και «απλές ραμποτέζες τεσσάρων (4) κεφαλών».
• Τρία παραδείγματα ειδικών σύνθετων (σελ. 158): «σύνθετο σκελετοποιίας (δισκοπρίονο, σβούρα, τρυπάνια) για πόδια και τραβέρσες καρεκλών», «σύνθετο σβούρας - δίσκου σε δύο ομάδες για σκελετούς παραθύρων-πορτών κτλ.» και «ραμποτέζα πολλών κεφαλών για παραγωγή παρκέτων κ.ά.»

Σύνοψη: (ενδεικτική) Τα σύνθετα μηχανήματα διακρίνονται σε κοινά σύνθετα και ειδικά σύνθετα. Τρία παραδείγματα κοινών σύνθετων: το σύνθετο πέντε εργασιών (πλάνη, ξεχονδριστήρας, σβούρα, δισκοπρίονο, τρυπάνι), η σβουρογωνιάστρα (σβούρα-δισκοπρίονο) και οι απλές ραμποτέζες τεσσάρων κεφαλών. Τρία παραδείγματα ειδικών σύνθετων: το σύνθετο σκελετοποιίας (δισκοπρίονο, σβούρα, τρυπάνια) για πόδια/τραβέρσες καρεκλών, το σύνθετο σβούρας-δίσκου σε δύο ομάδες για σκελετούς παραθύρων-πορτών και η ραμποτέζα πολλών κεφαλών για παρκέτα.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Δύο κοινά σύνθετα μηχανήματα: τριών και έξι εργασιών

Ερώτηση: Να περιγράψετε δύο κοινά σύνθετα μηχανήματα: ένα τριών (3) εργασιών και ένα έξι (6) εργασιών.

Απάντηση:

• Σύνθετο τριών εργασιών — η σβουρογωνιάστρα (σελ. 158): «Σβουρογωνιάστρα: σύνθετο σβούρας - δισκοπρίονου» — συνδυάζει τη σβούρα (μορφοποίηση προφίλ) με το δισκοπρίονο (κοπή/γωνίαση), σε ένα ελαφρύ μηχάνημα ακριβείας για μικρά εργαστήρια.
• Σύνθετο έξι εργασιών — το κοινό σύνθετο 2-6 εργασιών (§15.2, σελ. 158): «πραγματοποιεί έως έξι διαφορετικές κατεργασίες… Το μηχάνημα μπορεί να δουλευτεί μεμονωμένα ως πλάνη, ξεχονδριστήρας, επιτραπέζιο δισκοπρίονο, γωνιάστρα, μορσοτρύπανο και σβούρα. Μερικές κατεργασίες μπορούν να πραγματοποιηθούν και ταυτόχρονα (π.χ. πλάνισμα-μορφοποίηση με σβούρα).» Χρησιμοποιείται σε μικρές επιχειρήσεις, με πλεονεκτήματα τη μικρή έκταση χώρου και τη σχετικά χαμηλή τιμή.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Η σβουρογωνιάστρα είναι κοινό σύνθετο τριών εργασιών (σβούρα-δισκοπρίονο), που συνδυάζει τη μορφοποίηση προφίλ με τη σβούρα και την κοπή/γωνίαση με το δισκοπρίονο. Το κοινό σύνθετο 2-6 εργασιών είναι το αντίστοιχο σύνθετο έξι εργασιών: μπορεί να δουλευτεί μεμονωμένα ως πλάνη, ξεχονδριστήρας, επιτραπέζιο δισκοπρίονο, γωνιάστρα, μορσοτρύπανο και σβούρα, με μερικές κατεργασίες να γίνονται και ταυτόχρονα (π.χ. πλάνισμα-μορφοποίηση με σβούρα). Χρησιμοποιείται σε μικρές επιχειρήσεις χάρη στη μικρή έκταση χώρου και τη σχετικά χαμηλή τιμή του.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Εργαλειομηχανές με αριθμητικό έλεγχο, CNC και DNC

Ερώτηση: Ποια μηχανήματα ονομάζονται «εργαλειομηχανές με αριθμητικό έλεγχο»; Πότε ονομάζονται μηχανές CNC ή ψηφιακής καθοδήγησης; Τι είναι οι μηχανές DNC;

Απάντηση:

• Εργαλειομηχανή με αριθμητικό έλεγχο, αυτούσιο (§15.3, σελ. 159-160): «Μια μηχανή κατεργασίας ξύλου (εργαλειομηχανή) είναι αριθμητικώς ελεγχόμενη όταν μπορούμε να την κινήσουμε με εντολές που δίνουμε μέσω Η/Υ.»
• Μηχανές CNC / ψηφιακής καθοδήγησης: «Ο αριθμητικός έλεγχος μέσω υπολογιστή (Computer Numerical Control - CNC) είναι μια διαδικασία με την οποία ελέγχεται η λειτουργία μιας εργαλειομηχανής. Τα συστήματα CNC ονομάζονται και συστήματα ψηφιακής καθοδήγησης.»
• Μηχανές DNC: «Οι μηχανές τελευταίας γενιάς ονομάζονται μηχανές DNC (Direct Numerical Controlled).»

Σύνοψη: (ενδεικτική) Εργαλειομηχανές με αριθμητικό έλεγχο ονομάζονται οι μηχανές κατεργασίας ξύλου που μπορούν να κινηθούν με εντολές που δίνουμε μέσω Η/Υ. Ονομάζονται μηχανές CNC ή ψηφιακής καθοδήγησης όταν ο αριθμητικός έλεγχος πραγματοποιείται μέσω υπολογιστή (Computer Numerical Control), δηλαδή όταν ο υπολογιστής ελέγχει τη λειτουργία της εργαλειομηχανής. Οι μηχανές DNC (Direct Numerical Controlled) είναι οι μηχανές τελευταίας γενιάς.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Τα συστήματα CAD, CAM και CAD-CAM

Ερώτηση: Τι είναι τα συστήματα CAD; Τι είναι τα συστήματα CAM; Τι είναι τα συστήματα CAD-CAM;

Απάντηση:

• CAD, αυτούσιο (σελ. 160): «Ο σχεδιασμός ενός προϊόντος μπορεί να πραγματοποιηθεί με Η/Υ με τη βοήθεια σχεδιαστικών προγραμμάτων CAD (Computer Aided Design).» Τα σχέδια αποθηκεύονται στη μνήμη του υπολογιστή, κωδικοποιούνται και μπορούν να χρησιμοποιηθούν οποτεδήποτε — δίνουν δυνατότητα γεωμετρικών σχεδιασμών, προβολής, περιστροφής, ανάλυσης αντοχών, προσομοίωσης κινήσεων και ταχύτατης αλλαγής σχεδίων.
• CAM, αυτούσιο (σελ. 160-161): «Στενά συνδεδεμένα και συνεργαζόμενα με τα συστήματα CAD είναι τα συστήματα αυτόματου ελέγχου της παραγωγής γνωστά ως CAM (Computer Aided Manufacturing). Ο Η/Υ του CAM διαβάζει το σχέδιο του προϊόντος από το CAD και προγραμματίζει τις μηχανές παραγωγής, ώστε να εκτελέσουν τις διάφορες μορφές κατεργασίας που υπάρχουν στο σχέδιο.»
• CAD-CAM (§15.4, σελ. 161): «Τα συστήματα CAM συνεργάζονται στενά με συστήματα ηλεκτρονικού σχεδιασμού (CAD) και είναι γνωστά ως συστήματα CAD-CAM.»

Σύνοψη: (ενδεικτική) Τα συστήματα CAD (Computer Aided Design) επιτρέπουν τον σχεδιασμό ενός προϊόντος με Η/Υ, με δυνατότητες γεωμετρικού σχεδιασμού, προβολής, περιστροφής, ανάλυσης μηχανικών αντοχών και προσομοίωσης κινήσεων· το σχέδιο αποθηκεύεται και αποτελεί πλήρες βιομηχανικό σχέδιο. Τα συστήματα CAM (Computer Aided Manufacturing) είναι συστήματα αυτόματου ελέγχου της παραγωγής: ο υπολογιστής του CAM διαβάζει το σχέδιο από το CAD και προγραμματίζει τις μηχανές παραγωγής ώστε να εκτελέσουν τις κατεργασίες του σχεδίου. Όταν τα συστήματα CAM συνεργάζονται στενά με τα συστήματα CAD, ονομάζονται συστήματα CAD-CAM.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα των μηχανών CNC

Ερώτηση: Ποια είναι τα πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα των μηχανών CNC;

Απάντηση:

• Ο πίνακας πλεονεκτημάτων/μειονεκτημάτων, αυτούσιος (Πίν. 15.1, σελ. 160):

     ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ
       · Μικρός χρόνος παραγωγής
       · Λιγότερα έξοδα παραγωγής
       · Λιγότερα έξοδα προσωπικού
       · Ακρίβεια διαστάσεων στα τελικά προϊόντα
       · Σταθερή ποιότητα τελικών προϊόντων
       · Αύξηση της παραγωγικότητας
       · Ελάττωση του κινδύνου πρόκλησης ατυχημάτων
       · Βελτίωση των συνθηκών εργασίας
       · Ευελιξία παραγωγής
  
     ΜΕΙΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ
       · Μεγάλο αρχικό κόστος αγοράς
       · Χρειάζονται εξειδικευμένα άτομα
       · Προϋποθέτουν μεγάλες ποσότητες παραγωγής

Σύνοψη: (ενδεικτική) Πλεονεκτήματα των μηχανών CNC: μικρός χρόνος παραγωγής, λιγότερα έξοδα παραγωγής και προσωπικού, ακρίβεια διαστάσεων, σταθερή ποιότητα τελικών προϊόντων, αύξηση παραγωγικότητας, ελάττωση κινδύνου ατυχημάτων, βελτίωση συνθηκών εργασίας και ευελιξία παραγωγής. Μειονεκτήματα: μεγάλο αρχικό κόστος αγοράς, ανάγκη για εξειδικευμένα άτομα, και προϋπόθεση μεγάλων ποσοτήτων παραγωγής για να αποσβεστεί το κόστος.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Πότε συμφέρει η αγορά συστήματος CAD-CAM

Ερώτηση: Σε ποιες περιπτώσεις θα αγοράζατε ένα σύστημα CAD-CAM;

Απάντηση:

• ⚠️ Ερώτηση κρίσης — απαντάται με βάση τα χαρακτηριστικά και τα πλεονεκτήματα/μειονεκτήματα των μηχανών CNC και των συστημάτων CAD-CAM που περιγράφει το κεφάλαιο (σελ. 158-160).
• Πότε συμφέρει (με βάση τα πλεονεκτήματα, σελ. 160): όταν χρειάζεται μαζική/βιομηχανική παραγωγή συγκεκριμένων στοιχείων με μεγάλη ακρίβεια διαστάσεων και σταθερή ποιότητα, ώστε να αποσβεστεί το «μεγάλο αρχικό κόστος αγοράς» με τα «λιγότερα έξοδα παραγωγής/προσωπικού» και τη «σταθερή ποιότητα» σε μεγάλες ποσότητες — π.χ. σε βιομηχανία επίπλων που θέλει «ταχύτατη αλλαγή σχεδίων και αξιολόγηση εναλλακτικών λύσεων» (CAD) και αυτόματο έλεγχο πολλών μηχανών CNC ως ενιαίο σύνολο (CAM).
• Πότε ΔΕΝ συμφέρει: σε μικρό εργαστήριο/επιπλοποιείο που δουλεύει «μετά από παραγγελία», με μικρές ποσότητες και ποικιλία προϊόντων — εκεί το «μεγάλο αρχικό κόστος» και η ανάγκη «εξειδικευμένων ατόμων» δεν αποσβένονται, όπως ισχύει και για τα κοινά σύνθετα μηχανήματα που «δεν ενδείκνυνται για μαζική παραγωγή».

Σύνοψη: (ενδεικτική) Ένα σύστημα CAD-CAM συμφέρει να αγοραστεί όταν η επιχείρηση παράγει μεγάλες ποσότητες συγκεκριμένων προϊόντων και χρειάζεται ακρίβεια διαστάσεων, σταθερή ποιότητα, μικρότερο χρόνο και κόστος παραγωγής, ώστε το μεγάλο αρχικό κόστος αγοράς και η ανάγκη για εξειδικευμένο προσωπικό να αποσβεστούν μέσα από τα οφέλη της μαζικής, αυτοματοποιημένης παραγωγής. Αντίθετα, σε μικρά εργαστήρια που δουλεύουν κατά παραγγελία με μικρές ποσότητες και μεγάλη ποικιλία προϊόντων, το κόστος αυτό δεν αποσβένεται εύκολα, οπότε δεν συμφέρει.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Ερώτηση κρίσης — δεν έχει μοναδική «σωστή» απάντηση, αξιολογείται ο συλλογισμός με βάση τα πλεονεκτήματα/μειονεκτήματα του κεφαλαίου.