2. Методические указания по анализу компоновок станков

2.1. Анализ компоновок станков с чпу

Компоновка станка представляет собой блочную структуру [6], состоящую из одного стационарного и нескольких подвижных (в соответствии с исполнительными движениями) блоков.

Блоками компоновки станков сверлильно-расточной группы являются: основание, стойка или колонна, шпиндельная бабка, стол (в том числе поворотный), салазки. Блоки соединены между собой прямолинейными или круговыми направляющими.

Структурная формула (код) компоновки – это определенная последовательность символов, обозначающих координатную принадлежность блоков. В структурных формулах используют систему обозначения координат, отвечающую рекомендациям ISO. Структурная формула компоновки записывается последовательно от блока к блоку в направлении от детали к инструменту. Например, код компоновки XYOZc содержит следующую информацию: деталь расположена на столе, имеющем программируемое движение по координате X; стол располагается на поперечных салазках, перемещающихся по программируемой координате Y на основании станка O; шпиндельная бабка движется вертикально по программируемой координате Z на колонне; шпиндель с инструментом (сверло, фреза) осуществляет непрограммируемое вращение c.

Если компоновка станка имеет две и более ветвей детали и инструмента, структурная формула компоновки состоит из двух частей, объединенных знаком «+». Ветвям присваиваются порядковые номера. Например, при независимой работе двух инструментальных шпинделей некоторого двухстоечного станка с поворотными позиционными столами код компоновки может быть представлен как C₁X₁OY₁Z₁c₁+C₂X₂OY₂Z₂c₂.

При необходимости обозначить в коде компоновки положение осей координат ставятся индексы h (горизонтальное) или v (вертикальное) при соответствующем обозначении осей, например, вертикальное расположение шпинделя Z_v, горизонтальное продольное перемещение стола X_h и т.п. Если на станке возможно по программе изменение положения шпинделя с вертикального на горизонтальное, то индекс положения оси координат обозначается через дробь Z_v/h. Смена положения оси шпинделя используется в станках, предназначенных для обработки детали с пяти сторон.

Таблица 1

Примеры обозначения компоновок

Тип станка	Код компоновки станка
Сверлильно-фрезерно-расточной вертикальный с крестовым столом и подвижной шпиндельной головкой	XYOZc
Сверлильно-фрезерно-расточной с крестовым столом, вертикальным перемещением поворотной части вертикальных салазок вместе с шпиндельной головкой и выдвижным шпинделем.	XYOZBWc
Многоцелевой вертикальный двухстоечный двухпозиционный: 1-я позиция – токарные переходы обработки, 2-я позиция – сверлильно-фрезерно-расточные переходы	c1OX1Z1+Y2O X2Z2c2

При анализе компоновки станка, особенно в процессе его проектирования, целесообразно составить матрицу кодов возможных компоновок путем изменения (престановки) последовательности расположения координатных движений его исполнительных органов. В таблице 2 показан фрагмент матрицы компоновок для некоторого многоцелевого станка сверлильно-расточной группы.

Таблица 2

Матрица кодов компоновок многоцелевого станка

XYZOc	XYOZc	XOYZc	OXYZc
XZYOc	XZOYc	XOZYc	…
ZXYOc	ZXOYc	…
YXZOc	…	…	…
…	…	…	…

Анализ компоновки станка осуществляется по тем или иным заданным критериям: удобство обслуживания станка, возможность встраивания станка в автоматическую линию, жесткость и геометрическая точность несущей системы (с проведением необходимых расчетов), возможность разделения движений исполнительных органов станка при многопозиционной обработке и т.д.

Контрольные вопросы

1. Что представляет собой компоновка станка?

2. Что характеризует код (структурная формула) компоновки станка?

3. Как обозначаются программируемые и непрограммируемые координаты (движения) в коде компоновки?

4. В какой последовательности записывается код компоновки?

5. Расшифруйте структурные формулы (коды) компоновок станков: XOYZc; X₁OY₁Z₁c₁+X₂OY₂Z₂c₂.