ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Многоцелевые станки с программным управлением из "Комплексная автоматизация производственных процессов " В последние годы бурный рост промышленности вызвал появление станков с программным управлением и с автоматической сменой инструментов, т. е. многоцелевых. Эти станки, получившие также название обрабатывающие центры , начинают широко использоваться во всех отраслях машиностроения. [c.311] Основной причиной появления станков с автоматической сменой инструмента можно считать повышение требований к быстросменности, мобильности, переналаживаемости технологического оборудования, необходимости автоматизации мелкосерийного производства. Несмотря на значительное усложнение и удорожание станков с автоматической сменой инструмента, использование подобных станков в машиностроении оказывается целесообразным благодаря значительному повышению производительности, главным образом в результате резкого сокращения вспомогательного времени, улучшения организации труда, повышения точности обработки детали путем сокращения числа перебазировок и высокой степени автоматизации, позволяющей осуществлять быструю переналадку оборудования на изготовление другой детали. [c.311] Станки оборудуются позиционными поворотными столами, индексирующимися на любые углы от заданной программы, что позволяет вести обработку детали с разных сторон без дополнительных перестановок. Некоторые модели станков оснащаются дополнительными сменными столами, что резко снижает время установки и съем детали. В качестве привода широко используются гидравлические двигатели и электродвигатели постоянного тока. В настоящее время строятся станки, позволяющие иметь емкость накопителя на 60, 80 и 100 инструментов, которые автоматически поочередно выбираются из накопителя по программе. [c.312] Приведенный в качестве примера на рис. Х-36 многоцелевой станок С201 завода Union (ГДР) оснащен системой цифрового программного управления, управляющей перемещениями по трем координатам. Информация вводится с помощью перфоленты и считывается со скоростью 50 строк/с. Для достижения высокой точности позиционирования система обеспечивает ступенчатое снижение скорости. Система выполняет автоматическую смену 102 инструментов, выбирая нужный для данной операции инструмент из поворотного дискового накопителя. Во время обработки режущий инструмент может автоматически выниматься из накопителя и посредством транспортного автооператора, который перемещается по верхним направляющим, подаваться в позицию смены инструмента. На столе станка устанавливаются две сменные плиты, которые позволяют закреплять новую деталь во время обработки предыдущей на другой плите. Узел может работать как от перфоленты, так и при управлении от кнопки. Кинематика, конструкция и компоновка механизмов управления многоцелевых станков имеют ряд характерных особенностей по сравнению с обычными станками с программным управлением. [c.312] В результате большого количества перемещений исполнительных органов объем рабочей программы значительно превышает объем программы обычных одноинструментальных станков с ЦПУ. Высокая продолжительность автоматической работы станка, значительное число технологических (цикловых) команд делают необходимым использовать в качестве программоносителя исключительно перфорированную ленту. Для быстрой перенастройки станка на изготовление новой детали, а также для сокращения времени, связанного с перемоткой отработанной перфоленты, многоцелевые станки обычно снабжаются двумя считывающими устройствами, которые работают поочередно, с автоматическим переключением. [c.312] Системы цифрового программного управления многоцелевых станков осуществляют подачу команд на выполнение следующих вспомогательных функций автоматический поиск необходимого инструмента в накопитель и автоматическая смена инструмента после отработки индексирование поворотного стола для обработки детали с одной установки автоматическая смена готовой детали реверс шпинделя при выполнении резьбонарезных операций фиксация узлов станка после их позиционирования, установка шпинделя в определенное положение при автоматической смене инструмента включение и отключение подачи СОЖ в зону обработки варьирование частоты вращения шпинделя при смене инструмента изменение скоростей рабочей подачи в процессе обработки и смены инструмента. Системы программного управления допускают возможность перехода на ручное управление в процессе выполнения программы возможность смещения начальной точки отсчета программы возможность ручной коррекции размеров перемещений узлов станка, режимов резания и особенно скорости рабочей подачи инструмента. Системы программного управления многоцелевых станков могут выполнять переменные и постоянные функции. [c.313] К постоянным функциям системы программного управления следует отнести поиск и подготовку к смене последующего инструмента смену и фиксацию рабочего инструмента в щпинделе фиксирование углового положения шпинделя для осуществления замены инструмента индексацию стола и автоматическую смену заготовки. Постоянные функции повторяются многократно в процессе эксплуатации системы управления, поэтому их стремятся не вносить в основной программоноситель, что значительно сокращает его длину и, следовательно, емкость. Управление постоянными функциями осуществляется средствами путевой автоматики и вспомогательными командо-аппаратами. В основной программоноситель при этом, как правило, вносят лишь команды на включение вспомогательных устройств в процессе отработки программы. Одним из средств уменьшения емкости основного программоносителя является выделение подпрограмм обработки с использованием дополнительного (второго) программного устройства. Этими устройствами могут быть специальные выносные панели с многопозиционными переключателями, настройка которых осу(Цествляется вручную. При этом в подпрограмму выделяют взаимосвязь частоты вращения шпинделя и скоростей рабочих подач, коды инструментов, расположенных в накопителе, а в основной программоноситель вносят лишь сигналы на смену рабочего инструмента. Прн наличии такого сигнала вся процедура замены инструмента осуществляется от подпрограммы. [c.313] Панель подпрограммы содержит различные средства настройки предохранительных устройств, средства коррекции величины перемещений, световую сигнализацию и пр. Одно из основных достоинств подпрограмм заключается в возмоншости корректировать скорость рабочей подачн в ходе выполнения программы обработки. [c.314] Под типовыми циклами обработки в цифровых системах программного управления подразумевается определенное сочетание включений, например, рабочей подачи и быстрого холостого перемещения, реверса движения и реверса вращения шпинделя, зажима узлов и пр. Программирование типовых циклов обработки также дает возможность уменьщить емкость главного программоносителя и наносить на него только лишь код цикла и величину перемещений. Допускается выбор типовых циклов на панели подпрограммы. Программирование сложных циклов осуществляется путем комбинирования простых типовых циклов с дальнейшим переносом кода типовых циклов в основной программоноситель. [c.314] Наиболее характерным конструктивным признаком многоцелевых станков с программным управлением является, как было сказано ранее, наличие устройства для автоматической смены инструмента. В настоящее время существует несколько способов автоматической смены инструмента. Один из них — с помощью автооператора (рис. Х-37, а—е), другой — без автооператоров (рис. Х-37, г—з). Особенно распространенным способом автоматической смены режущего инструмента с применением автооператора является расположение его между магазином инструментов и шпинделем станка (рис. Х-37, а). Для сокращения времени смены инструмента автооператор выполняют с двумя захватами для отработанного и нового инструмента. [c.314] Во время обработки детали магазин индексируется в положении, прн котором необходимый инструмент поступает в позицию разгрузки. После окончания работы станка инструмент со шпинделем координируется в позицию 1 разгрузки—загрузки. Затем автооператор поворачивается и захватывает инструмент в шпинделе и в магазине (поз. 2). Механизм зажима освобождает оправку в шпинделе, и автооператор выдвигается в осевом направлении. Далее автооператор поворачивается на 180°, меняя местами инструменты, и, перемещаясь обратно в осевом положении, посылает один инструмент в шпиндель, другой в гнездо магазина (поз. 3). Механизм зажима закрепляет новую оправку в шпинделе, и автооператор поворачивается в исходное положение 4. [c.314] Для защиты инструментальных оправок от стружки, пыли, эмульсии и других видов загрязнения магазин с инструментами часто отдаляют от шпинделя на некоторое расстояние, что требует применения дополнительных транспортных автооператоров. Транспортные автооператоры перемещают оправки с инструментами от магазина к месту загрузки в шпиндель и обратно (рис. Х-37, б). В процессе обработки детали магазин с новым инструментом устанавливается в позицию, где его захватывает транспортный автооператор и переносит к месту смены инструмента (поз. 2). При этом выполняются следующие движения поворот автооператора из исходного положения в рабочее с одновременным захватом инструмента в шпинделе и транспортном автооператоре (поз. 3). Затем инструменты выводятся и автооператор поворачивается на 180°, меняя их местами (поз. 4) новый инструмент попадает в шпиндель станка, старый устанавливается в гнездо транспортного автооператора, который переносит его в магазин (поз. 5, 6). [c.314] В шпинделях инструментами — поз. 1 (рис. Х-37, е). Гильзы поочередно занимают рабочее положение. При этом шпиндель соединяется с приводом главного движения, а сама гильза —с приводом подачи (поз. 2, 3). [c.316] Наиболее простым способом автоматической смены инструмента является использование координатных перемещений шпинделя станка и магазина с инструментами, расположенного на столе станка (рис. Х-37, ж). Для смены инструмента илпиндель станка должен быть подведен к свободному гнезду магазина, в которое оправка с инструментом выталкивается из шпинделя (поз. /), далее шпиндель подводится к гнезду со следующим инструментом (поз. 2) и захватывает оправку (поз. 3), после чего возвращается в рабочую зону станка (поз. 4). [c.316] Простым способом автоматической смены инструмента является также использование позиционного магазина с инструментами, располагающегося на шпиндельной бабке (поз. 1) таким образом, что в одной из позиций оправка оказывается соосной со шпинделем станка (поз. 2) (рис. Х-37, з). При выдвижении шпинделя оправки захватываются им и инструмент вступает в работу (поз. 3). [c.316] В настоящее время существуют самые разнообразные конструктивные схемы магазинов для инструментов. Наибольшее распространение получили магазины дискового типа однорядные (рис. Х-39, а) и многорядные (рис. Х-39, б). Однорядные дисковые магазины удобны в обслуживании, просты по конструкции, компактны и, как правило, размещаются на шпиндельной бабке станка. Отсутствие возможности наращивать емкость магазина в связи с обработкой различных деталей уменьшает технологическую гибкость оборудования, на котором они стоят. Дисковые многорядные инструментальные магазины для загрузки инструмента используют всю полезную площадь магазина. [c.316] В СВЯЗИ с необходимостью изменять емкость магазина в зависимости от сложности обработки детали появились цепные (осевые 1 и радиальные 2) 1агазины (рис. Х-39, е). Их преимущество —большая емкость, возможность увеличения ее без существенного изменения конструкции станка, компактность. Преимуществом многосекционных (рис. Х-39, г) и барабанных (рис. Х-39, д) магазинов кроме большой емкости является возможность использования в работе станка одной из секций магазина без перемещения всего запаса инструментов, что сокращает время поиска инструмента. Подобные магазины состоят из обычных однорядных 2 или многорядных 1 дисковых инструментальных магазинов, установленных соосно один над другим. Иногда используют инструментальные магазины в виде неподвижного стеллажа, расположенного на столе станка (рис. Х-39, е). Такой магазин состоит из двух плит, на которых размещены рейки с гнездами для инструментов, причем центр каждого инструмента расположен строго на заданных координатах, а инструменты противоположной стороны магазина попарно еоосны. Подобные магазины не получили распространения, поскольку усложняют позиционирование и увеличивают время смены инструмента. [c.317] В связи с увеличением выпуска многоцелевых станков важное значение приобретает проблема нахождения оптимальности емкости магазина для инструментов. Емкость магазина относится к категории величин, численное значение которых может находиться в широких пределах. Анализ различных моделей станков показывает, что емкость в большинстве случаев составляет 20—40 инструментов и в некоторых моделях достигает 120. Очевидно, что подобная задача по определению оптимальной емкости магазина не может решаться субъективно, так же как нельзя признать верным создание сверх-емких магазинов, рассчитанных на обработку простых и сложных деталей. [c.317] Определение емкости инструментального магазина необходимо решать вероятностными методами на основе большого статистического материала по анализу обрабатываемых деталей различных производств. Такой анализ позволяет определить оптимальную емкость магазина, технологические возможности станка и наметить конструктивную схему магазина. [c.318] Ф —угол между осью магазина и осью инструмента в град. [c.318] Вернуться к основной статье