1.3 Многооперационные станки
Многооперационные станки представляют собой комплексные автоматические системы по обработке сложных деталей, управляемые устройствами ЧПУ. Их еще называют многоцелевыми станками (МЦС), обрабатывающими центрами (ОЦ).
По сравнению с традиционными станками с ЧПУ группы многооперационных станков отличаются высоким уровнем автоматизации цикла обработки за счет устройств ЧПУ и оснащения системами автоматической смены инструментов и заготовок.
1.3.1 Классификация и типовые компоновки многооперационных станков
По назначению и по исполнению главного движения многооперационные станки можно разделить на три группы:
токарно-сверлильные, токарно-сверлильно-фрезерные с главным движением – вращением обрабатываемой детали при компоновке, приближающейся к компоновке станков токарной группы (рис. 1.9, 1.10);
Рисунок 1.9 – Токарный обрабатывающий центр
Рисунок 1.10 – Рабочая зона токарного многофункционального обрабатывающего центра с 8-тью одновременно управляемыми осями
фрезерно-сверлильно-расточные с главным движением – вращением инструмента и компоновкой, аналогичной фрезерным (консольным, бесконсольным), сверлильным, горизонтально-расточным (рис. 1.11, 1.12);
Рисунок 1.11 - Станок вертикальный сверлильно-фрезерно-расточный с ЧПУ
Рисунок 1.12 - Продольный фрезерно-расточной станок с ЧПУ
с подвижным порталом
станки с широким использованием различных видов обработки (включая строгание) и совершенно оригинальной компоновкой узлов (Рис. 1.13).
Рисунок 1.13 - Модульный многооперационный станок
1 поворотный стол; 2 станина поворотного стола; 3 стойка; 4 шпиндельный узел; 5 инструментальный магазин; 6 стол прямолинейного перемещения; 7 станина стойки
1.3.2 Модульные многооперационные станки
Наибольший эффект от применения многооперационных станков достигается путем использования агрегатно-модульного принципа построения технологического и вспомогательного оборудования/6, 7/.
Модуль – это узел, который автономен конструктивно и функционально и может быть использован в устройствах различного назначения. Модульный принцип предусматривает применение в одной и той же системе нескольких повторяющихся узловых модулей или их частей, выполняющих самостоятельную функцию, например, инструментальных модулей, модулей перемещения заготовок и др. (Рис. 1.14).
Рисунок 1.14 - Модульный принцип компоновки многооперационных станков
Принципиальное отличие этих станочных систем от предшественников заключается не только в том, что рабочий освобожден от рукояток переключения, смены заготовок и инструмента, от необходимости контроля настройки инструмента и других функций, т. е. это не просто автоматизированный вариант предшественников, а качественно новый станок, превращающий рабочего-станочника в наладчика.
Автоматизация функций управления предопределяет и качественно новые возможности этих станков: сложную контурную обработку (Рис.1.15) без брака сложных заготовок; преобразование практически неограниченного объема информации об обработке заготовки без участия человека. Последнее является принципиальным свойством МЦС и предопределяет дальнейшие пути развития этих станков с учетом передачи ЭВМ функций рабочего.
а б
Рисунок 1.15 – Контурная обработка сложных деталей
а - имитация контурной обработки детали; б – обработка на МЦС
МЦС снабжены устройствами автоматической смены инструмента и устройством автоматической смены заготовки (Рис. 1.16). МЦС выпускают самых разнообразных компоновок с горизонтальным или вертикальным расположением шпинделя. Распределение движений между инструментом и заготовкой имеет несколько вариантов: все движения совершает инструмент; все движения (кроме вращения шпинделя) совершает стол с заготовкой; движения распределены в определенном сочетании между инструментом и заготовкой.
Рисунок 1.16 - Общий вид МЦС с горизонтальной осью вращения шпинделя
Ш – шпиндель; ШБ – шпиндельный блок; М – инструментальный магазин;
А – автооператор; 1- сприспособление-спутник; 2 – деталь; 4 - стол-спутник