animateMainmenucolor
activeMenucolor
Главная / ЧПУ станок / Фрезерный ОЦ / Многофункциональный Обрабатывающий Центр

Многофункциональный Обрабатывающий Центр

многофункциональный обрабатывающий центр

В машиностроении различают модули технологические и конструкционные.

Технологический модуль - это «технологическая структурная единица компоновки» или наименьший состав блоков компоновки станка, необходимых для выполнения операций «формообразования». Конструкционный модуль является единицей унификации станка. Под конструкционным модулем понимают функционально и конструктивно независимую единицу, которую можно использовать индивидуально и в различных комбинациях с другими модулями.

В ряде случаев при структурном анализе гибких производственных систем (ГПС) термин «технологический модуль» понимается более широко - как структурный элемент автоматической линии, который может включать станок, загрузочно-разгрузочное устройство, контрольно-измерительные приборы и т.д.

Многие зарубежные станкостроительные фирмы используют модульный принцип при создании большого многообразия компоновок многофункциональных обрабатывающих центров. При этом модульная система состоит из двух взаимосвязанных частей. Основная часть этой системы относится к материальному обеспечению станка, включающему определенную номенклатуру несущих, исполнительных, приводных, управляющих и других модулей. Другой важной частью является логическое обеспечение, представляющее совокупность правил, согласно которым производится определение компоновок многофункциональных обрабатывающих центров с ЧПУ, их технических характеристик, а также набора модулей для построения станков с данными характеристиками. Таким образом, модульная система обрабатывающих центров - совокупность унифицированных узлов для построения станков и логического обеспечения, осуществляющего связь между входными (параметры обрабатываемых заготовок и условия производства) и выходными (параметры станков) характеристиками.

Существенными признаками, по которым классифицируют модульные системы многофункциональных обрабатывающих центров, являются характеристиками унифицированных узлов (по составу, размерам, точности), так как именно этими характеристиками определяются технологические возможности системы. Качественная сторона модульной системы оценивается уровнем технологической приспособляемости системы к производственным задачам. По этому признаку модульные системы разделены на четыре уровня (табл. на рис. 1).

Рис. 1. Классификация модульных систем станков

Модульные системы первого уровня позволяют создавать станки для обработки геометрически подобных заготовок разных размеров. В основу построения станков принят блочный принцип; в состав каждого блока входит одновременно несколько модулей.

Системы второго уровня позволяют создавать оборудование для комплексной обработки деталей одного типа, различающихся не только размерами, но и числом обрабатываемых Поверхностей и их относительным расположением. Так, фирма «Керней Трекер» (США) выпускает серию станков Моду-Лине с ЧПУ, в которой за базовые модели выбраны две компоновки станков. Из комплекта модулей этой серии, включающего подвижные стойки с варьируемым перемещением по оси Y и столы подвижные по оси X четырех исполнений, можно скомпоновать 41 вариант станков. Обрабатывающие центры оснащают устройствами смены инструмента с вместимостью инструментальных магазинов на 29, 39, 49 или 59 инструментов. Эти же обрабатывающие центры могут быть оснащены также устройствами смены заготовок. Предусмотрены исполнения фрезерных центров с ЧПУ для обработки крупных и длинных заготовок.

Модульная система «Серия-80» (США) позволяет получить около ста вариантов многофункциональных обрабатывающих центров с тремя, четырьмя и пятью управляемыми координатами. Основой здесь также являются две базовые компоновки. На рис. 2 показана модульная система, для которой базовой компоновкой является обрабатывающий центр с подвижными стойкой и столом.

Рис. 2. Модульная система многофункциональных обрабатывающих центров «Серия-80»

Эта модульная система дополнена по сравнению с комплектом «Моду-Лине» шпиндельными бабками трех типов: с горизонтальным шпинделем; с двухпозиционной головкой, в которой шпиндель занимает горизонтальное или вертикальное положение; с поворотной головкой, в которой шпиндель может занимать любое промежуточное положение в пределах угла 120°. Бабка с горизонтально расположенным шпинделем имеет модификации: с фиксированным вылетом и выдвижными шпинделями. Мощность привода шпиндельных бабок 18,5 и 30 кВт. Система автоматической смены инструмента включает инструментальные магазины цепного исполнения вместимостью 12, 60 или 90 инструментов. Возможные варианты исполнения шпиндельных бабок, рабочих столов, автоматической смены инструмента и автоматической смены заготовок позволяют реализовать практически все случаи обработки корпусных деталей.

Требованиям второго уровня модульной системы (рис. 3) отвечает система «Овер» (Италия). Особенность компоновки станков, созданных на основе этой системы, выражается наличием универсального поворотного двухпозиционного шпинделя.

Рис. 3. Компоновка многофункционального обрабатывающего центра системы «Овер»

Модульные системы третьего уровня предусматривают создание станков с различным уровнем автоматизации. Система Фѕ50 фирмы «Шип Ниппон Коки», кроме исполнения станков по расположению шпинделя (горизонтального или вертикального), имеет несколько уровней автоматизации (с устройством АСИ или без него) и систем управления (с ЧПУ или копировальным устройством).

Система «Екокут-2» (рис. 4) предназначена для построения серии горизонтально-расточных станков, в том числе обрабатывающих центров; представляет особый интерес с точки зрения разработки и применения автоматизированной системы выбора оборудования станков в зависимости от технологических задач потребителя.

В соответствии с заданием станки поставляются с различным уровнем автоматизации: с цифровой индикацией, ЧПУ, ЧПУ и устройством автоматической смены инструмента и (или) устройством автоматической смены заготовок. Используется программы для разработки предложений по технологии обработки корпусных деталей и осуществляются предварительные расчеты по времени их обработки.

Модульные системы четвертого уровня предназначены для формирования станков и комплексно-автоматизированных участков, работающих в различных условиях производства. Модульная система «Трансфер-Центр» (ФРГ) состоит из узлов двух основных групп подвижных стоек различных размеров и подвижных столов с встроенными в них поворотно-делительными столами. В систему входят также инструментальные магазины для единичного инструмента, магазины для многошпиндельных головок, устройства автоматической смены инструмента и автоматической смены заготовок. Для мелкосерийного производства многофункциональных обрабатывающие центры получают путем оснащения его устройством смены инструмента и ЧПУ. Повышение степени специализации станка, т.е. оснащение складов многошпиндельными головками и устройствами для их смены, делает эффективным его использование в серийном производстве.

Рис. 4. Варианты компоновок модульной системы станков «Екокут-2»

Фирмой «Хюллер-Хилле» (ФРГ) разработана модульная система (рис. 5), которая представляет собой комплект модулей различного функционального назначения: базовые модули, одно- и многошпиндельные бабки с горизонтальным и вертикальным расположением шпинделя, устройства смены инструмента и заготовок, а также магазины многошпиндельных головок. Взаимная комбинация этих модулей обеспечивает получение обрабатывающим центром различного целевого назначения для применения в единичном и серийном производстве.

Рис. 5. Модульная система многофункциональных обрабатывающих центров фирмы «Хюллер-Хилле»

Модульная система фирмы «Ямазаки» (рис. 6) была спроектирована как универсальная обрабатывающая система для работы в условиях постоянно меняющихся потребностей производства, таких как номенклатура изделий и серийность, конструкция и материал обрабатываемых деталей. Модульное построение позволяет расширить производственные мощности обрабатывающего участка путем изменения числа одновременно действующих станков. Для установки и закрепления заготовок служат простые, поворотные и универсальные столы, а также поворотный стол, перемещающийся вдоль оси Z.

Рис. 6. Модульная система центров «Мазак»

В номенклатуру приспособлений входят плиты, угольники и другие узлы для базирования и закрепления деталей. Компоновка секции обеспечивает жесткую установку заготовок без ограничения их массы и размеров, поскольку столы монтируют на фундаменте. Для обработки заготовок предусмотрен набор узлов, включающий два типа станин (с двумя и тремя направляющими), три типа стоек, шпиндельные бабки и салазки. Причем станины состоят из отдельных секций, и при необходимости длина станины может быть увеличена путем добавления секций.

Предусмотрены также шпиндельные бабки с приводом главного движения мощностью 11 и 22 кВт, имеющие низкую, среднюю или высокую частоту вращения шпинделя. Для размещения инструментов диаметров до 100 мм (при полной загрузке инструментальных магазинов) используют дисковые инструментальные магазины, которые подаются от накопителя к станкам и обратно по конвейеру. Для хранения предварительно настроенных резцовых блоков, протяжных головок, длинных расточных оправок, многошпиндельных головок, торцовых фрез большого диаметра используют дополнительные стеллажи, откуда инструмент устанавливается в шпиндель станка.

Таким образом, можно выделить основные положения, характеризующие модульный принцип проектирования и изготовления модульных обрабатывающих центров с ЧПУ:

  • модуль - это конструктивно и функционально законченная единица, являющаяся составной частью общей системы станков;
  • модули характеризуются наименьшим возможным числом связей для присоединения к ним новых модулей (присоединительные элементы должны быть унифицированными);
  • ограниченная номенклатура модулей должна обеспечивать множество различных компоновок станков путем многообразия сочетаний и положений модулей;
  • модульный принцип проектирования станков наиболее полно отвечает требованиям решения конкретной технологической задачи (созданные на модульном принципе станки не обладают избыточными функциями, и поэтому они должны быть экономичнее станков с универсальными возможностями);
  • сокращается время и трудоемкость проектирования станков, поскольку модульный принцип позволяет более полно использовать выполненные ранее разработки;
  • увеличивается надежность работы станка за счет отработанности входящих в нее модулей и наибольшего соответствия данной конструкции модулей выполняемой задаче;
  • уменьшение разнообразия конструкций модулей и составляющих их элементов улучшает условия эксплуатации и ремонтопригодность;
  • модульное проектирование позволяет создавать новое высокопроизводительное оборудование для выполнения наилучшим образом обработки заготовок, а не подгонять процесс под возможности уже имеющегося оборудования;
  • модульный принцип дает реальную возможность заменить устаревшие форму и методы проектирования новых конструкций станков и их систем.