Приватне підприємство Intellectronics. Обробка на верстатах з ЧПУ

Застосування ЧПУ як змінило характер організації виробництва, а й докорінно вплинув зміна технічних рішень самого устаткування.

Для реалізації ідеї ЧПУ необхідне виконання низки жорстких вимог до конструкції без якого використання систем малоефективне. Насамперед системи ЧПУ дозволяють забезпечити високу точність переміщення виконавчих органів (крок менше 1 мкм). Наприклад, для обладнання з механічної обробки для перенесення цієї точності на розміри оброблюваних заготовок деталей і отримання при цьому шорсткості Rа не більше 0,2 мкм, а також підтримки їх протягом усього періоду експлуатації необхідно, щоб механічні вузли задовольняли відповідним вимогам, наприклад, точності переміщень робочих органів у суворій відповідності з керуючою програмою. Тому оснащення обладнання системами ЧПУ спричинило перегляд їх конструкцій в такий спосіб.

1. Базові вузли виконують жорсткішими, при цьому станина повинна забезпечувати зручний доступ до оброблюваної заготівлі деталі та вільний сход стружки (для верстатів з механічної обробки). З цією метою у верстатах токарної групи застосовують похилі станини з плоскими або круглими напрямними. Напрямні виконують більш зносостійкими, з малим коефіцієнтом тертя (качення, гідростатичні або на повітряній подушці).

Великі відстані між сталевими загартованими напрямними і збільшені площі опорних поверхонь забезпечують малий розподілений тиск, що виникає від зусиль різання, відсутність вібрацій при навантажених режимах різання. Створено надійний захист від забруднень та використовується автоматичне змащення напрямних, що забезпечує довговічність роботи верстата із збереженням постійної точності. Замість традиційних матеріалів для станин (сталі або чавуну) все частіше застосовують керамічні типу штучного граніту, які мають при меншій масі до того ж і меншу чутливість до вібрацій та змін температур. На найсучасніших моделях передбачено примусове охолодження станини і шпиндельних бабок через мережу каналів з охолодженим маслом. Таке технічне рішення забезпечує стабільність точності під час тривалої обробки.

2. Порівняно з традиційним обробним обладнанням у верстатів із ЧПУ змінився принцип побудови кінематичних схем та компоновок. Розгалужені кінематичні зв’язки поступилися місцем елементарно простим зв’язкам з автономними приводами по кожній з координат переміщення. Поряд із асинхронними двигунами стали використовувати крокові та лінійні, що забезпечили більш високу точність позиціонування виконавчих елементів. При цьому вузли приводу головного руху забезпечують безступінчасте регулювання частоти обертання шпинделя і передачі крутного моменту, а вузли приводу подач (у разі неможливості використання прямого приводу двигун – інструмент) виконують з короткими кінематичними (беззорі редуктори) і кульковими гвинтовими парами, що забезпечують високу ходу, мінімальні втрати на тертя. Приклад прямого приводу – електрошпиндель, інтеграція шпинделя і електродвигуна, тобто. випадок, коли ротор електродвигуна є єдиним цілим з тілом шпинделя. Це технічне рішення забезпечує кращу передачу потужності, високу та стабільну точність обробки (завдяки відсутності люфтів у передачах), відсутність нагріву (властивого ремінної або зубчастої передачі) та підвищеної шумності роботи.

3. У верстати вбудовують додаткові автоматичні пристрої:

Для металорізальних верстатів змінилася конструкція шпинделя, в який вбудовують пристрої автоматичного затискання та розтискання інструменту. В інструментальному шпинделі і як приводний інструмент револьверної головки можна використовувати інструмент з внутрішньою подачею СОЖ.

4. Змінилося компонування верстатів. Так, шпинделі токарних верстатів розташовані, як правило, в окремому корпусі передньої бабки, внаслідок чого можливі мінімальні виконавчі розміри і висока жорсткість. Симетрична форма бабки забезпечує термічну стабільність та мінімальну зміну розмірів при підвищенні температури. Передню опору шпинделя виконують на спарених підшипниках із попереднім натягом, що забезпечує підвищену точність. Незалежне мастило підшипників шпинделя знижує втрати на тертя і збільшує їхню довговічність.

5. У конструкціях верстатів передбачено встановлення автоматичних вимірювальних систем із зворотним зв’язком. При цьому вимірювальні елементи нс вносять обурення процес обробки. За результатами вимірювання параметрів інструменту та оброблених поверхонь заготовок деталей система визначає величину необхідної підналаштування верстата та видає сигнал для її здійснення. Швидкість опитування системою керування чутливих елементів висока. Як правило, крок опитування вбирається у 0,001 з, такт управління положенням у просторі менше 0,3 мс.