4.6.6. Обработка на многооперационных станках
Агрегатные станки – металлорежущие станки, построенный в основном из нормализованных, кинематически не связанных между собой агрегатов (так называемых силовых головок), управляющих различными режущими инструментами. Взаимозависимость и последовательность движения обычно задаются агрегатам единой системой управления. При этом допускается значительная концентрация операций, т.к. можно вести механическую обработку детали одновременно многими инструментами с нескольких сторон. Достоинство агрегатных станков – возможность быстрой сборки и перекомпоновки для обработки различных по конфигурации деталей. Агрегатные станки применяют главным образом в крупносерийном и массовом производствах.
Многоцелевые станки (МС) – это металлорежущие станки, предназначенные для выполнения нескольких различных видов обработки резанием, оснащенные ЧПУ и автоматическим магазином сменных инструментов. По назначению МС делятся на две группы: для обработки заготовок корпусных и плоских деталей и для обработки заготовок деталей типа тел вращения. В первом случае для обработки используют МС сверлильно-фрезерно-расточной группы, а во втором – токарной и шлифовальной групп. МС имеют следующие характерные особенности: наличие инструментального магазина, обеспечивающего оснащенность большим числом режущих инструментов для высокой концентрации черновых, получистовых и чистовых операций; высокая точность выполнения чистовых операций (6...7-й квалитеты). Например, станок модели ИР320ПМФ4, представленный на рис. 4.21 предназначен для выполнения за один установ операций сверления, зенкерования, развертывания, растачивания отверстий в корпусных деталях, фрезерования по контуру, нарезания резьб метчиками в условиях серийного производства. Помимо автоматической смены инструмента в станке предусмотрена автоматическая смена столов-спутников с заготовками. Станок имеет горизонтальное расположение шпинделя относительно поверхности станка и поворотный стол 1. Вертикально-подвижная шпиндельная бабка 3 расположена внутри подвижной стойки 4. На верхнем торце стойки находится магазин 6 с инструментом барабанного типа, а у бокового торца станины, на отдельном основании смонтирована поворотная платформа 9 для двух столов-спутников 2 и 8. Поворот магазина осуществляется от высокомоментного двигателя 7. Номера гнезд магазина закодированы и введены в ЧПУ. Спереди на торце стойки установлен манипулятор 5 (автоматическая двухзахватная рука), производящий смену инструментов. Манипулятор осуществляет вертикальное перемещение, выдвижение и поворот руки на 180°.
Механизмы станка осуществляют следующие движения: главное движение – вращение шпинделя с закрепленным в нем инструментом, движение подачи – перемещение стола с заготовкой по оси х, вертикальное перемещение шпиндельной бабки по оси у, горизонтальное перемещение стойки по оси z.
Рис. 4.21. Многоцелевой станок
Управляемая по заранее созданной программе система станка руководит движением рабочих органов, изменяет режим обработки и положение детали, управляет установкой и съемом инструмента, подачей смазочно-охлаждающей жидкости и контролем размеров в процессе обработки и по ее завершении, обеспечивая полностью автоматизированный цикл обработки детали.
Производительность многоцелевых станков в 3–8 раз выше, чем универсальных станков. Это происходит за счет резкого сокращения вспомогательного времени и тем самым увеличения доли машинного времени до 60–75 % в общем цикле обработки.
Обрабатывающие центры (ОЦ) – распространённое название многооперационных станков с ЧПУ, подобных МС, представляющих собой металлорежущие или деревообрабатывающие станки для комплексной обработки поверхностей заготовок различными способами – точением, фрезерованием и т.п. ОЦ оснащёны инструментальным магазином большой емкости и устройствами для автоматической смены инструмента.
В современном серийном производстве все большее применение находят гибкие производственные системы (ГПС). Они состоят из исполнительной и единой управляющей систем. Исполнительная система включает различные станки и оборудование, роботы, устройства для транспортирования заготовок деталей и отходов производства, контрольно-измерительные устройства, автоматизированные склады заготовок и готовой продукции. Все элементы исполнительной системы программно управляемы. Единая управляющая система состоит из средств вычислительной техники, которые управляют как отдельными станками, роботами и технологическими установками, так и всем производством в целом.