Вывод мультисистем с ЧПУ на новый уровень

Посещение EMO должно быть первым в списке всех, кто хочет увидеть последние достижения в области технологий обработки. Это огромная производственная выставка, которая в последний раз проводилась в сентябре 2017 года в Ганновере, Германия. Что касается многошпиндельных производственных станков, зал 17, посвященный многошпиндельным станкам, был обязательным для посещения всеми энтузиастами технологий производственной обработки, включая журналистов со всего мира.

У меня было достаточно времени, чтобы осмотреть этот массивный зал, и я остановился у стенда Schütte, где производились сложные токарные вращающиеся детали методом сухой резки на последнем дополнении компании к портфолио станков AC10-36 multi. Новый станок оснащен восемью шпинделями для повышения производительности при обработке деталей диаметром до 40 мм. Он привлек мое внимание не из-за своей высокой сложности, а из-за скорости, с которой производились детали. В течение трех секунд вся деталь, включая операции по механической обработке передней и задней части, выпала из станка, была закончена и готова к отправке заказчику.

Восемь шпинделей делают это возможным. AC10-36 от Schütte предлагает восемь шпинделей и до двух контршпинделей для обратной обработки. «Для задней обработки, которая может быть узким местом в производстве, если для чистовой обработки детали с противошпинделем необходимо несколько операций, AC10-36 предлагает два противошпинделя, которые могут одновременно работать с двумя заготовками, — объясняет менеджер по маркетингу Schütte Вильфрид Рупп. . «Если решение состоит в том, чтобы запустить двойную обратную обработку, у нас есть решение. Доступны восемь позиций поперечного скольжения, в каждой из которых можно использовать несколько инструментов. Два из восьми поперечных суппортов могут быть приспособлены для работы на основных положениях шпинделя или контршпинделях для обеспечения одновременной обратной обработки. Когда передние рабочие операции завершены, оба встречных шпинделя захватывают по одной детали с седьмой и восьмой позиций, и две детали собираются одновременно.

И в этом секрет 3-секундного времени цикла для детали, демонстрируемой на стенде компании. После нескольких операций обработки на основных шпинделях, включая точение внутреннего и наружного диаметров, профильную токарную обработку, нарезку канавок и сверление, деталь передается на контршпиндели для операций задней обработки.

Высокие технологии встречаются с традиционным дизайном

Хотя восьмишпиндельная технология не является чем-то новым, компания Schütte уже много лет предлагает восемь шпинделей на своих многошпиндельных станках серий G и PC. Станок ACX, который сейчас доступен во всем мире, является результатом продолжающихся разработок шестишпиндельных многошпиндельных автоматических токарных станков с ЧПУ Generation SCX, представленных компанией в 2006 году. Чтобы узнать больше, я посетил штаб-квартиру Schütte в Кельне, Германия, чтобы лично испытайте машину в действии.

Семейный бизнес, основанный в 1880 году, с 1937 года производит многошпиндельные токарные автоматы. В 1940 году был построен первый многошпиндельный автомат с независимо управляемыми продольными салазками — принцип, который позже станет известен как «Конструкция Шютте». Дизайн Schütte включает в себя раздельное расположение обрабатывающих блоков для продольной и поперечной обработки на двух станинах, объясняет наш хозяин, г-н Рупп. Шпиндель и приводная головка смонтированы на устойчивом к кручению и вибрациям основании станка из минерального литья и соединены прочной продольной опорной балкой. Это создает каркас с замкнутым контуром, который гарантирует оптимальное распределение усилий и высокую степень жесткости. Эта конструкция обеспечивает машине высокий уровень устойчивости, что не в последнюю очередь отражается на высокой производительности съема материала.

Еще одной характеристикой многошпиндельной автоматики от Schütte является «Schütte-Block». «Это придает нашим продольным суппортам высокую степень точности и долговечности и делает возможным выполнение сложных операций сверления». Часто клиенты, не слишком знакомые с нашими машинами, например, в Китае, спрашивают, почему компания выбрала именно этот дизайн. По словам г-на Руппа, эта традиционная проверенная конструкция обеспечивает непревзойденную точность станков Schütte и высоко ценится клиентами.

Со временем промышленное производство отражало потребность в более сложных заготовках меньшими партиями, более коротких жизненных циклах и высокой конкуренции. Эти потребности заставили компанию разработать серию SCX, состоящую из шестишпиндельных многошпиндельных станков с ЧПУ. В станках серии SCX из зоны обработки убрано все, что не связано напрямую с изготовлением заготовки. Внутри рабочей зоны нет трубопроводов охлаждающей жидкости, смазки или кабелей для сбора стружки. Кроме того, поперечные и продольные салазки оснащены стандартными инструментальными блоками, каждый из которых может удерживать несколько инструментов. Эти взаимозаменяемые узлы могут включать узлы для токарной обработки, сверления, фрезерования, зубофрезерования, сферического и многоугольного точения или большинства других приводных или стационарных операций.

Почему потребовалось 10 лет, чтобы выпустить на рынок восьмишпиндельный вариант успешного многошпиндельного автоматического токарного станка с ЧПУ серии SCX? Г-н Рупп поясняет следующее:«Восьмишпиндельный станок намного сложнее, чем шестишпиндельный. Вы должны программировать и контролировать до 85 осей, что возможно только при использовании тройного NCU в серии Siemens 840D Solution Line. В то же время вы должны предложить такой же простой в использовании операторский интерфейс, к которому привыкли наши клиенты».

Конфигурация, эксплуатация и программирование станков с ЧПУ ACX выполняются с помощью пользовательского интерфейса SICS, разработанного Schütte. Он оптимально настроен на ряд функций многошпиндельного автомата ACX. SICS предоставляет операторам соответствующие предопределенные входные и рабочие меню для выполнения их задач. Координация и распределение данных по отдельным системам управления и каналам выполняются в фоновом режиме и невидимы для пользователя.

Материал обычно подается на машину ACX в виде стержня диаметром до 42 мм. В качестве альтернативы прутковому прокату возможна автоматизированная подача заготовок или полуфабрикатов через индивидуальные подающие устройства. Готовые детали покидают машину в зависимости от требований заказчика по желобу, разгрузочному конвейеру или укладываются ориентированным образом на поддоны. Станции очистки и измерения могут быть сконфигурированы в соответствии с соответствующими требованиями к заготовке и интегрированы в систему обработки готовых деталей.

Преимущество восьми шпинделей

Станки ACX предназначены для комплексной обработки — передняя и задняя стороны заготовки обрабатываются за один цикл. Решающее значение имеет возможность одновременной работы восьми основных шпинделей и до двух контршпинделей, объясняет г-н Рупп. Все шпиндели оборудованы прямыми приводами с жидкостным охлаждением, которые сводят к минимуму тепловое расширение держателя шпинделя, что позволяет свободно выбирать скорость вращения шпинделя независимо друг от друга. С крутящим моментом 85 Нм они отличаются особенно высокой динамикой и тягой.

Станок может работать как восьмишпиндельный станок для сложных деталей, требующих обширной обработки, или как двойной четырехшпиндельный станок, где он фактически работает как два станка, работающих вместе друг с другом одновременно на одной платформе. Каждую секунду инструментальная станция всегда имеет одновременный доступ к одним и тем же инструментам. В результате двойной четырехшпиндельной обработки станок производит две готовые детали за один оборот барабана. При двойной обработке заднего конца имеется восемь позиций шпинделя для передней обработки заготовки и два положения шпинделя для обработки заднего конца, и все они работают одновременно.

Дальнейшее повышение производительности может быть достигнуто за счет опционально доступных дополнительных направляющих в седьмой и восьмой позициях в положении отрезки. «Эта функция позволяет пользователю реализовать как дополнительную операцию обработки заднего конца, так и одновременную предварительную обрезку последующей заготовки во время обработки задней стороны заготовки», — говорит г-н Рупп.

Обрабатывающие блоки

Базовая конструкция AC10-36 следует классической концепции автоматики с кулачковым управлением, где восемь шпинделей входят в прецизионный шпиндельный барабан, который фиксируется с высокой повторяемостью надежной муфтой Хирта. Поперечные суппорты для обработки наружного диаметра позволяют выполнять обработку по осям X, Z и Y в позициях с первой по восьмую. Салазки оси X перемещаются радиально к осевой линии шпинделя по линейным направляющим. Движение по оси Z использует конструкцию гидростатической пиноли, которая перемещается параллельно центральной линии шпинделя и проходит через держатель оси X под углом 90 градусов. Обе оси имеют электромеханический привод. Используя интерполяцию, они позволяют перемещать контур X-Z на всех восьми станциях.

Модульные револьверные головки с поперечными суппортами могут вводить один или несколько инструментов в рез на любой из восьми станций, потенциально увеличивая количество инструментов, которые можно использовать на любой данной станции. Эта гибкость позволяет выполнять несколько операций на одной станции или дает возможность иметь резервные инструменты для работы без участия оператора.

Каждый поперечный суппорт также может обеспечивать возможность обработки по оси Y. В дополнение к прямолинейному движению ось Z может быть выполнена с возможностью поворота. Это движение позволяет расположить второй или третий инструмент или несколько инструментов на заготовке. Он также позволяет выполнять фрезерование по оси Y путем интерполяции между линейной осью X и осью вращения C.

Муфта Хирта используется для установки револьверных головок различной конфигурации, которые несут режущие инструменты, используемые для данной станции. Как и в серии SCX, стандартные револьверные головки ACX включают в себя устройства для (смещенного от центра) сверления, глубокого сверления, нарезания резьбы, углового сверления, поперечного сверления, контурного фрезерования, зубофрезерования и многолезвийной токарной обработки, сферической и многоугольной токарной обработки. (крестовые), а также поперечные суппорты (концевые) для приводных и стационарных инструментов. Принципиально важно:все узлы можно использовать независимо друг от друга в любом положении шпинделя.

Стандартное соединение позволяет разместить любую револьверную головку на любом поперечном суппорте. Эта модульная конструкция подходит как для стационарных, так и для приводных инструментов. Для приводных инструментов встроенный двигатель монтируется в пиноли оси Z и развивает скорость 8500 об/мин. Линии охлаждающей жидкости также проходят через пиноль, что обеспечивает чистоту рабочей зоны. Через инструмент подается СОЖ до 100 бар.

В револьверных головках с поперечным и продольным скольжением используются режущие державки HSK или Capto для надежного зажима и быстрой замены. Стандартные и точные интерфейсы режущего инструмента позволяют использовать автономные устройства предварительной настройки инструмента, чтобы ускорить смену инструмента на станке.

Свободная доступная зона обработки

Чтобы приспособиться к переналадке, из рабочей зоны станка было удалено все, что не связано непосредственно с обработкой деталей. Закрытая зона резки не содержит компонентов привода или направляющих, линий смазки или охлаждающей жидкости, а также электропроводки. Это чистая рабочая зона, которая облегчает доступ для быстрой смены инструментов и обеспечивает хорошее удаление стружки. Открытая и чистая рабочая зона также дает пользователю свободу добавлять или удалять различные конфигурации обработки.

«В случае скопления стружки в зоне удаления материала нет препятствий из-за направляющих, приводных приспособлений, кабелей или линий», — объясняет г-н Рупп. «Риск повреждения или разрушения кабелей или шлангов из-за горячей стружки или во время настройки машины больше не существует. Гнезда из чипсов также остались в прошлом. Это явно повышает надежность и доступность насадок и значительно сокращает непроизводительное время, необходимое для удаления стружки и гнезд для стружки. Для многих мастерских это бесценно, поскольку надежной автоматической работы можно добиться только в том случае, если будет решена проблема отвода стружки. И все это при осознании того, что все чаще используются труднообрабатываемые материалы. Это не только реальная проблема с точки зрения производительности машины, но и с точки зрения стружки, которая часто бывает длинной и поэтому ее трудно выгружать. Расположение систем привода и направляющих за пределами зоны обработки также эффективно предотвращает загрязнение этих критических элементов и, таким образом, устраняет опасность преждевременного износа».

Серия ACX от Schütte доступна для распространения по всему миру. Его восьмишпиндельная конструкция удовлетворяет потребности в гибком, мелкосерийном и разнообразном производстве, которое все чаще встречается в металлообрабатывающих цехах. Кроме того, восьмишпиндельный станок также удовлетворяет потребности крупносерийного производства благодаря дополнительным возможностям обработки сложных деталей.