Загрузка заготовок в станках токарной группы осуществляется, как правило, с помощью промышленных роботов, двух типов: промышленный робот манипулятор «рука» (а) или робот портального типа (б). (Рис. 1). Станочные модули с обслуживанием промышленными роботами сравнительно просто взаимодействуют с централизованным транспортом и соединяются в весьма сложные автоматические системы.
Рис. 1. Схемы загрузки заготовок с помощью роботов
Значительно сложнее организована автоматизация загрузки станка устройствами подачи заготовок на оборудовании фрезерно-расточной группы, где развитие способов автоматизации загрузки-выгрузки пошло по пути широкого применения приспособлений в виде столов-спутников, которыми не редко комплектуются обрабатывающие центры с ЧПУ. При этом достигается сокращение затрат времени на смену обрабатываемых деталей. Применение для обработки призматических деталей многопозиционных загрузочных столов позволяет производить установку последующей детали во время обработки предыдущей.
Функции рабочих столов обрабатывающих центров постоянно расширяются за счет введения дополнительных вращательных степеней подвижности: поворота вокруг различных осей и наклона. Использование устройства ЧПУ для управления столами может значительно расширить возможности станков, повысить их гибкость. Движения рабочего стола предназначены для выполнения трех задач: перемещения обрабатываемой поверхности заготовки к шпинделю, увеличения количества осей вращения с управлением от ЧПУ, осуществление смены заготовок в автоматическом режиме. В последнее время значительное внимание уделяется совершенствованию конструкции рабочих столов с целью доведения их до уровня, соответствующего многоцелевому назначению. Для закрепления заготовок, кроме Т-образных пазов, используются сетки чередующихся резьбовых и фиксирующих отверстий (рис. 2).
Рис. 2. Конструкция опорной поверхности рабочего стола
Как для осуществления позиционирования стола через каждые 90°, так для добавления четвертой степени свободы при обработке, узел поворотного стола снабжается в современных станках отдельным приводным двигателем, редуктором привода поворота, устройством выбора люфта, механизмом зажима перед обработкой. В системах приводов рабочих столов фрезерных станков применяются различные механизмы, включая мальтийский механизм (крест), для простейших случаев позиционирования. Типичная система стола включает в себя серводвигатель, передающий вращение через зубчатые передачи или червячную пару на поворотный стол, установленный на роликовых подшипниках предварительным натягом. В тяжелых станках иногда дополнительно применяются аэростатические направляющие и подшипники. Выбор той или иной конструкции рабочего стола станка определяется потребной точностью. На средних станках обычно допустима точность позиционирования в пределах 10-20 дуговых секунд. Повторяемость, составляющая половину значения точности, характеризуется возможностью повторных остановок стола в одном и том же положении. Даже при использовании поворотного стола для осуществления позиционирования детали (не говоря уже о повороте для контурной обработки от ЧПУ) точность и повторяемость имеет особое значение, например, для обеспечения расточки опорных отверстий вала, расположенных с разных сторон корпусной детали.
Наклон стола является еще одним из способов получения пятой оси для обработки сложных поверхностей деталей, что может быть также обеспечено за счет наклона шпинделя, хотя последний способ практически не применяется из-за сложности его реализации. Для наклона стола используются различные приемы. В некоторых обрабатывающих центрах с ЧПУ предусмотрены шарнирные соединения на столе со стороны, ближайшей к стойке, за счет подъема шариковым винтом с противоположной стороны. В других конструкциях используют несущие устройства с цапфой, обеспечивающие поворот стола вокруг его центровой горизонтальной оси.
Повышение производительности обработки в серийном производстве может быть достигнуто за счет объединения станков, оснащенных устройством ЧПУ, со средствами автоматической подачи заготовок - загрузчиком столов - спутников, транспортером или роботом. Установка заготовок непосредственно стол станка имеет существенные недостатки, т. к. сама установка, закрепление заготовки, снятие обработанной детали выполняются обязательно на станке в рабочей зоне. Это не всегда удобно и безопасно, кроме того, не позволяет организовать запас заготовок, заранее закрепленных в приспособлениях вне станка. Стоимость же изготовления точного поворотного стола очень велика. Поэтому применение двух таких столов нежелательно, ведет к удорожанию станка, усложняет его обслуживание и ремонт.
Экономия рабочего (машинного) времени путем установки заготовки во время обработки предшествующей может быть достигнута различными способами. Станки с неподвижными стойками или траверсами позволяют устанавливать на столе две заготовки с подачей от транспортера. Использование столов - спутников на обрабатывающих центрах преследует две цели: разработка относительно простых производственных ячеек, позволяющих сократить вспомогательное время, несмотря на возможную широкую номенклатуру обрабатываемых деталей, и создание весьма сложных гибких производственных систем, в которых основное значение имеет загрузка при ограниченной номенклатуре заготовок.
Ввиду того, что основная тенденция развития обрабатывающих центров заключается в расширении их функций, то создаются и внедряются гибкие системы на базе одного обрабатывающего центра (модуля). Подсистема транспортировки спутников служит для обеспечения работы станка (модуля) по «безлюдной» технологии. Спутники автоматически загружаются на стол станка с помощью манипулятора и точно позиционируются средством специальных зажимных приспособлений.
