Технология VMC расширяет возможности приложений и производительности

Расширенные модели продолжают расширять охват VMC в цехах.

Вертикальные обрабатывающие центры с расширенными возможностями и функциями заслуживают признания как более производительные члены арсенала оборудования с ЧПУ для механических цехов. Сегодняшние VMC бросают вызов представлению о том, что они должны быть отправлены в какой-то редко посещаемый темный уголок цеха или ограничены вторичной обработкой. Стоимость VMC традиционно ниже по сравнению с горизонтальными обрабатывающими центрами, но без производственных мощностей.

В какой-то степени самые последние дополнения к передовым технологиям позволили VMC сократить разрыв в производительности и обеспечить себе конкурентное преимущество в высокоскоростных и высокоточных приложениях, таких как аэрокосмическая, медицинская, энергетическая и другие отрасли с аналогичными требованиями. Функциональность VMC была значительно расширена за счет добавления четвертой и пятой осей «стол на столе» и цапф, нескольких устройств смены паллет, большего количества инструментов и высокоскоростных шпинделей. VMC могут обрабатывать самые сложные детали, такие как лопастные роторы для реактивных двигателей, лопатки турбин для производства электроэнергии, крупные компоненты аэрокосмической отрасли, а также прецизионные пресс-формы и штамповки.

Пример VMC Mold and Die

Werkzeugbau Leiss GmbH считается одним из ведущих и наиболее успешных производителей экструзионно-выдувных форм и форм для выдувания. В тесном сотрудничестве со своими клиентами компания из Людвигсштадта, Верхняя Франкония, Германия, разрабатывает новые конструкции упаковки для пищевой, фармацевтической, химической, автомобильной и косметической промышленности, а также штампы и пресс-формы, которые разрабатываются и изготавливаются примерно 65 квалифицированными специалистами Leiss. сотрудников.

«Как поставщик услуг в области проектирования и изготовления инструментов, мы рассматриваем себя как партнера для наших клиентов», — сказал Даниэль Лейсс, объясняя стратегию компании. Он управляет компанией вместе со своим отцом Фрицем Лейссом. Тесное партнерство с клиентами часто начинается с разработки нового дизайна упаковки. «Чем раньше мы поможем процессу своим опытом, тем более экономичным будет производство штампов для всех заинтересованных сторон».

Это позволяет Werkzeugbau Leiss производить 250 новых штампов в год с общим числом гнезд около 1000, а также периферийные компоненты, такие как выдувные иглы, маски/штамповки или штампы/штифты.

Werkzeugbau Leiss управляет крупносерийным производством на своих больших и современных объектах. Прецизионная обработка выполняется на мощном парке станков, включая десять станков с ЧПУ от DMG Mori. Помимо двух токарных станков CTX, парк станков включает пять вертикальных обрабатывающих центров серии DMG Mori DMC V. Сюда входят модели DMC 1150 В, DMC 1450 В, а также новый DMC 1850 В.

Машины работают на полную мощность, обрабатывая высокоточные экструзионно-выдувные формы, которые составляют 80 процентов продукции Leiss. Их производственные процессы варьируются от сверления и фрезерования систем охлаждения до черновой и чистовой обработки. «Мы извлекаем выгоду из высокой стабильности и точности станков, что позволило нам свести до минимума отделочные работы, особенно в области больших пресс-форм для длинноходовых станков», — сказал Даниэль Лейсс, имея в виду последующую полировку станков. формы.

Самая большая модель серии DMC V была установлена ​​в июле 2018 года в качестве машины для полевых испытаний, которую Даниэль Лейсс считает идеальным дополнением:«С DMC 1850 V компания DMG Mori адаптировала проверенную концепцию машины к повышение требований к качеству при обработке более крупных и тяжелых деталей». Вертикальный обрабатывающий центр расширяется до 1850 мм пути перемещения по оси X и 700 мм и 550 мм соответственно по оси Y и оси Z. Максимальная грузоподъемность 3000 кг.

По словам Даниэля Лейсса, DMC 1850 V идеально соответствует требованиям производителей пресс-форм и штампов. «Стабильность станка применима как к 2,5D-обработке и сверлению, так и к черновой 3D-обработке. Благодаря своей точности и динамике станок также впечатляет для чистовой 3D-обработки и поэтому подходит для использования на всех этапах производства инструментов», — сказал он. Всего после нескольких месяцев полевых испытаний DMC 1850 V использовался в двухсменном режиме и с тех пор надежно работает.

VMC с наклонным столом

Корпорация Mazak, Флоренция, Кентукки, продолжает расширять свою линию VMC, разработанную и построенную в Кентукки, за счет вертикального обрабатывающего центра VC-500A/5X, оснащенного поворотным столом на цапфах. VMC предназначен для точной и экономичной обработки небольших сложных деталей посредством полной пятиосевой обработки. VC-500A/5X дополняет вертикальные обрабатывающие центры Mazak, которые включают в себя возможности трех-, четырех- и пятиосевой обработки со встроенным датчиком для определения местоположения детали и проверки элементов. VC-500A/5X оснащен ЧПУ Mazatrol SmoothX, что упрощает создание программ для производства сложных деталей.

Расширенные функции станка VC-500A/5X позволяют обеспечить максимально короткое время цикла обработки, особенно в программах точного приращения для одновременных пятиосевых операций и обработки штампов произвольной формы, говорится в сообщении компании. Эти функции включают управление с прямой подачей с высоким коэффициентом усиления, высокую скорость оси вращения, управление переменным ускорением и интеллектуальное фрезерование карманов. Специальное программное обеспечение для проектирования зубчатых колес и измерительный блок могут быть интегрированы в замкнутый процесс обработки зубчатых колес.

Осевой ход станка VC-500A/5X позволяет обрабатывать детали размером до 19,88 дюйма (505 мм) в диаметре и 12 дюймов (305 мм) в высоту. Скорость быстрого перемещения для этих трех линейных осей составляет 1181 дюйм/мин (30 м/мин). Станок VC-500Z/5X оснащен высокопроизводительным шпинделем CAT-40 со скоростью вращения 12 000 об/мин для обработки всех распространенных материалов, включая сталь, алюминий и чугун. Доступны дополнительные скорости шпинделя 15 000 об/мин и 20 000 об/мин.

ATC с 60 инструментами помогает сократить время настройки, позволяет использовать избыточный инструмент и обеспечивает более беспилотные и бесперебойные операции. Этот процесс дает мастерским возможность высокоточной и экономичной обработки малых и средних партий зубчатых колес со стандартным инструментом.

Автоматизация одной машины

В связи с тем, что площадь цеха в большом почете, малогабаритные машины широко ценятся, а также автоматизация, которая может оптимизировать доступную площадь. Одностаночные системы автоматизации для вертикальных обрабатывающих центров предлагают продуктивное решение для небольших цехов, позволяющее удовлетворять изменяющиеся производственные потребности с помощью расширяемых и экономичных систем. Они требуют минимальной площади и обеспечивают работу без освещения, удерживая шпиндели станка в процессе резки, в то время как операторы могут свободно загружать новые детали, выполнять проверки контроля качества или выполнять различные другие задачи в цехе.

Когда дело доходит до автоматизации, OEM-производители станков, такие как Mazak, понимают, что один размер не подходит всем, и продолжают разрабатывать масштабируемые системы автоматизации. Такие системы можно масштабировать по размеру, стоимости и возможностям, но при этом они обеспечивают типичные преимущества любой формы автоматизации — увеличение производительности машин и рабочей силы — по сути, делая больше с меньшими затратами.

Вот как Mazak оценивает преимущества автоматизации одной машины. По сравнению с более обширными системами автоматизации, системы автоматизации с одним станком занимают гораздо меньше места, и во многих случаях в мастерских это все, что нужно.

Современные одномашинные системы автоматизации, как правило, представляют собой стандартизированные решения, но при этом гибкие и расширяемые. Например, система автоматизации Mazak Multi Pallet Pool (MPP) дает магазинам возможность выбора трех различных конфигураций, вмещающих 6, 12 или 18 поддонов. Система работает с различными методами производства, и оператор может настроить систему MPP для обработки деталей с малым ассортиментом/большими объемами или мелкосерийных деталей с частой заменой.

Первоначально магазин мог начать с шестиподдонного MPP, состоящего из двух рядов по три поддона. Эта двухуровневая система может быть расширена до шести поддонов в каждом ряду, что в сумме дает 12 поддонов. Для системы с 18 поддонами MPP вырастет до трех рядов по шесть поддонов. Независимо от конфигурации размер MPP остается небольшим, что позволяет экономить ценное производственное пространство.

Устройство смены паллет MPP с шестью паллетами в паре с пятиосным VMC Mazak Variaxis i-600, например, занимает на 29 % меньше площади, чем система линейного типа с шестью паллетами, при той же производительности. По сравнению с системой с 12 поддонами MPP позволяет сократить занимаемую площадь на 44 процента. А при использовании с пятиосным VMC Mazak Variaxis i-700 система MPP с шестью палетами на 44% меньше, чем линейно расположенная система с шестью палетами, а системы MPP с 12 и 18 паллетами занимают вдвое меньше места.

В отличие от других систем автоматизации, MPP использует настоящие поддоны машины вместо дополнительных, размещаемых поверх существующего поддона машины. MPP Variaxis i-600 оснащен поддоном площадью 400 кв. мм, который выдерживает максимальную нагрузку 300 кг при размерах до 600 мм в диаметре и 425 мм в высоту.

Поддон Variaxis i-700 MPP имеет квадратную форму 500 мм и грузоподъемность 400 кг. MPP работает с той же системой зажима поддонов, что и обычное устройство смены двух поддонов, установленное на станке. Внутри MPP робот с сервоприводом поднимает и укладывает поддоны в машину и из машины.

MPP использует то же программное обеспечение Smooth PMC, которое управляет обширной многостаночной системой автоматизации Mazak Palletech. На панели управления станка отображается программное обеспечение, работающее на отдельном блоке контроллера ячейки. Программное обеспечение Smooth PMC позволяет легко контролировать автоматизированную систему обработки практически из любого места с помощью смартфона, ПК или планшета. Программное обеспечение также позволяет цехам изменять расписания на лету, управлять файлами программ обработки деталей, отслеживать срок службы/поломки инструмента, а также давать инструкции цеху.

Быстрее перейти от печати к детали

Можно ожидать, что компания Hurco Companies Inc., которая изобрела диалоговое программирование, станет лидером в оптимизации процесса перехода от печати к детали с помощью обрабатывающих центров с ЧПУ. И это так.

Обрабатывающие центры Hurco VMC охватывают всю гамму:от компактной модели VM CNC VMC до пятиосевых станков серии VMX, а для крупногабаритных деталей аэрокосмической отрасли — двухстоечные обрабатывающие центры серии DCX с осями X 2 и 3 м. VMC Hurco используются для производства деталей для автомобильной, аэрокосмической, медицинской, энергетической, инструментальной и пресс-форм, транспортной и электронной промышленности.

На своих высокопроизводительных обрабатывающих центрах с ЧПУ Hurco предлагает двухэкранное управление для более быстрой и простой обработки. Поиск блока данных помогает операторам редактировать программу обработки детали, например, для исправления элемента. Вместо поиска по строкам кода программист использует графический экран для выбора элемента детали, который необходимо отредактировать, и соответствующая строка кода появляется на другом экране, чтобы можно было быстро внести изменения.

Функция параллельного программирования Hurco улучшена за счет управления двумя экранами. Пока обрабатывающий центр обрабатывает одну деталь, оператор может запрограммировать следующую деталь, не прерывая цикл обработки.

DXF Transfer позволяет оператору импортировать изображение CAD, выбирать нужные функции, а система ЧПУ WinMax автоматически создает программу. Программу обработки детали можно проверить на экране с помощью графической системы проверки Hurco, которая включает трехмерную визуализацию траектории движения инструмента с динамическим вращением и отображением инструмента в реальном времени, так что деталь можно рассматривать под любым углом без необходимости перерисовывать ее. .

Последние функции управления и программного обеспечения Hurco предназначены для оптимизации всего, от оптимизации времени цикла до сбора информации об инструментах. UltiMotion сокращает время цикла до 30 процентов, что, по словам Hurco, значительно повышает качество отделки поверхности.

UltiMonitor позволяет удаленно контролировать машину из любого веб-браузера, а также можно просматривать экран управления или видео с USB-камеры на машине. Абсолютная длина инструмента позволяет настроить инструмент независимо от детали и станка. В результате информацию об инструменте необходимо получить только один раз, что позволяет использовать инструмент на других обрабатывающих центрах, облегчая использование автономного устройства предварительной настройки инструмента. Кроме того, функция оптимизации смены инструмента анализирует программу обработки деталей и автоматически сокращает количество смен инструмента, перестраивая программу для достижения оптимальной эффективности.

Полноценные возможности VMC

Знакомый FANUC RoboDrill имитирует способность вертикального обрабатывающего центра выполнять фрезерование, сверление, нарезание резьбы, торцевание, нарезание карманов и пазов — все, что может делать VMC, — сказал Кен Корклин, менеджер по продукции RoboDrill, Methods Machine Tools Inc., Садбери, Массачусетс.

«RoboDrill очень хорошо конкурирует с VMC 20 x 30″ и 20 x 40″ и может выполнять тот же объем работы, что и VMC 20 x 30″ с конусом 40, но делать это на 15-50 процентов быстрее. Причинами являются быстрая смена инструмента, быстрое включение и выключение шпинделя и двигатели с высоким ускорением. Даже если конус 40 может выполнять более тяжелую черновую обработку, RoboDrill превосходит их в обработке пазов, нарезании резьбы, сверлении, вырезании карманов и круговой интерполяции. При черновой обработке RoboDrill обычно на 15 процентов быстрее; без черновой обработки на 20–40% выше», — сказал он.

В Северной Америке установлено более 7000 роботов RoboDrill, примерно половина из них — в ремонтных мастерских, а половина — в отраслевых мастерских. Области применения включают высокоскоростную обработку алюминия для аэрокосмических деталей, титана и хрома кобальта для медицинских деталей и деталей оружия, а также общего машиностроения.

«Технология шпинделя BIG Plus предоставила RoboDrill с С-образной рамой с конусом 30 площадь контакта с поверхностью, которая позволяет ему выполнять более тяжелые и высококачественные резы с молниеносной скоростью — то, с чем у станков с конусом 40 возникают проблемы», — сказал он. Корклин. «Например, RoboDrill может выполнять типичные работы с пресс-формами и штампами или медицинские приложения с помощью высокоскоростной шаровой концевой фрезы со скоростью подачи 200 дюймов в минуту (50 м/мин) или более благодаря высокой скорости ускорения/замедления».

RoboDrill доступен в трех размерах:с короткой станиной, средней станиной и длинной станиной с новейшим ЧПУ FANUC 31i-B5 Nano. Перемещения по осям X/Y/Z в модели с короткой станиной составляют 300 x 300 x 300 мм; 500 х 400 х 330 мм в средней модели; и 700 х 400 х 330 мм в длинной станине. Скорость ускоренного хода составляет 2125 дюймов в минуту (54 м/мин) для всех трех моделей. Шпиндели BIG Plus имеют скорость вращения 10 000 об/мин и 24 000 об/мин с ATC на 21 инструмент.

Новейшие дополнения к RoboDrill включают в себя серводвигатель для револьверной головки, который сокращает время цикла, а также такие функции, как перекрытие Ai, которое позволяет перемещать радиус дуги по оси Z для сокращения времени цикла вместо углов 90º, требующих остановки. Элемент управления iHMI с сенсорным экраном от FANUC позволяет расширить использование приложений, таких как Renishaw Go Probe.

RoboDrills спроектированы так, чтобы идеально сочетаться с роботами FANUC для стандартных пакетов автоматизации или для индивидуальных решений автоматизации. Компания Methods предлагает ряд стандартных решений для автоматизации с болтовым креплением в новой серии Plus, включая Plus K.

Plus K позволяет RoboDrill работать без присмотра через расширенное автоматическое устройство смены инструмента и автоматическое устройство смены паллет. По словам компании, индивидуальные решения для автоматизации уже много лет находятся в центре внимания Methods Automation.

С системой управления FANUC 31iB5 RoboDrill может работать по пяти осям. Такие опции, как AICCII и опережающий просмотр на тысячу блоков, позволяют выполнять высокоскоростное контурное моделирование и обработку. По словам Корклина, его размер и ускорение 1,5 g делают его очень маневренным и позволяют сократить время цикла на 15–50 % по сравнению со стандартными VMC.

Линейные и коробчатые VMC

Многие производители станков в настоящее время склоняются исключительно к станкам с линейными направляющими. Но Doosan Machine Tools America, Пайн-Брук, Нью-Джерси, предлагает как линейные, так и коробчатые VMC, предоставляя широкий спектр вариантов обработки.

Серия DNM оснащена линейными направляющими, шпинделями BIG Plus с конусом 40 и 50 (которые входят в стандартную комплектацию Doosan VMC) и скоростью вращения шпинделя от 8 000 до 15 000 об/мин. Модель S оснащена порогами 15 000 об/мин и выше. Ход по оси X варьируется от 20,5 до 85 дюймов (520-2160 мм) в линейке моделей.

Для более тяжелой обработки более твердых материалов серия Mynx имеет коробчатую конструкцию, шпиндели BIG Plus с конусом 40 и 50 с редуктором или прямым приводом, в зависимости от модели, и диапазоном от 6000 до 12000 об/мин.

Для производственных цехов предлагаются модели серии VC с ротационным устройством смены паллет и DMP 500/2SP с двумя шпинделями и двумя устройствами смены инструмента. DMP имеет стол размером 47,2 x 20,5 дюймов (1200 x 520 мм) и магазин на 40 инструментов, доступных для каждого шпинделя, занимая примерно такую ​​же площадь, как и одношпиндельный станок. Каждый шпиндель можно слегка отрегулировать по оси W, чтобы избежать необходимости идеального выравнивания высоты зажима или приспособления.

Пятиосевые вертикальные станки Doosan включают DNM с двухосевыми поворотными столами, встроенными в платформу машины. Благодаря поворотному столу в паре со шпинделем с прямым приводом, конусом 40 и скоростью вращения 12 000 об/мин, станок представляет собой шаг вперед по сравнению со стандартным VMC.

Наконец, пятиосевые станки DVF предлагают более полное интегрированное решение:консольный пятиосевой стол или стол на цапфе. Пятиосевые фиксированные столы серии VCF VMC предлагают больший ассортимент деталей, поскольку ход станка и размер стола больше. Дополнительные оси находятся в шпинделе вращающейся головки оси B или во встроенной оси вращения над столом.

Контрольный список для оценки продвинутых VMC

Последние модели вертикальных обрабатывающих центров, появляющиеся на рынке, обладают расширенными функциями, конструктивными особенностями и компонентами, которые обеспечивают уровни надежности и эффективности, которые никогда не считались возможными для VMC. Согласно Ellison Technologies, поставщику решений для металлообработки в Северной Америке и их дочерним компаниям по всему миру, вот некоторые из новых характеристик и возможностей, которые вы захотите включить в свой следующий VMC.

Для обсуждения благоприятных характеристик VMC обратитесь к «VMC нового поколения более производительны и эффективны, чем когда-либо», «Технология производства», июнь 2017 г., в котором содержится следующая информация:«Проанализируйте, как сконструирована машина, чтобы через 10, 15, возможно, даже 20 лет , он по-прежнему работает так же точно, как и в тот день, когда вы его установили. Убедитесь, что производитель использует метод конечных элементов (МКЭ) для проектирования отливок шпиндельной бабки, основания, колонны и седла. Идея состоит в том, чтобы вывести естественные гармоники конструкции за пределы рабочего диапазона машины.

«Также убедитесь, что используемый метод литья лицензирован организацией Meehanite Worldwide. Этот запатентованный процесс требует высочайшего качества производства чугуна, обеспечивая долговременную жесткость, возможность резки в тяжелых условиях и надлежащее гашение вибрации в течение всего срока службы машины.

«Другие конструктивные особенности качественной машины включают арочную колонну в виде пирамиды, которая вручную царапается на станине, заставляя две отливки вести себя почти как одна, а также обеспечивая плотную геометрию машины, которая отражает точность деталей. Высококачественные керамические подшипники шпинделя, предварительно натянутые шарико-винтовые пары с двойным анкерованием и линейные роликовые направляющие являются одними из других аспектов конструкции, которые следует учитывать. Роликовые направляющие имеют в три раза большую жесткость и вдвое больший срок службы, чем шарикоподшипниковые направляющие.

«После прочной конструкции внимательно осмотрите дополнительные компоненты, такие как шпиндели, система охлаждения и механизм транспортировки стружки. Все это способствует эффективности. Обратите внимание на такие функции, как шпиндель с двойным контактом (конус/торцевая поверхность), например, BIG Plus, мониторинг нагрузки на инструмент, подача СОЖ через шпиндель и адаптивное управление скоростью подачи для оптимального применения инструмента и времени цикла. Кроме того, поймите, как машина предназначена для обработки тепла. Возможно, самым большим достижением за последние годы является применение различных улучшений термической стабильности».