Максимизация эффективности с мультизадачными станками

Можно сказать, что оборудование, умеющее и фрезеровать, и точить, более ценно для цехов, обрабатывающих крупные детали, чем для тех, что производят мелкие. Цехи, использующие мультизадачные станки для обычных деталей, получают привычные выгоды: меньше наладок, улучшенная точность относительно элементов, снижение НЗП. Однако наличие одного станка, завершающего большинство операций для действительно огромных деталей, также смягчает более пугающие задачи по перемещению массивных заготовок между несколькими станками.

Magna Machine в Синциннати, Огайо, хорошо знает эти вызовы. Цех начался в 1947 году как ремонтное и обслуживающее предприятие для промышленного оборудования. Еще 66 лет и новый объект 116 000 кв. футов позже он все еще это делает. Но по мере эволюции Magna Machine выделила нишу в обработке деталей весом до 90 тонн для пластмасс, горного дела, энергетики, стали, химии и станкостроения. Этот огромный опыт крупномасштабной обработки привел цех к осознанию ценности мультизадачных станков, понимая, что их производственный потенциал максимизируется на огромных деталях.

Эллиот Адамс, вице-президент по продажам и развитию бизнеса Magna Machine, отмечает ряд причин, почему мультизадачность особенно ценна для типа работы этого подрядчика. Самая заметная — уменьшение манипулирования громоздкими деталями на полу цеха, которые больше не нужно переносить на несколько станков. Наладки часто проще, потому что детали можно ориентировать так, что гравитация становится помощником, а не противником. (Это также значит, что оснастка более надежна для выдержки тяжелых резов.) Наконец, сроки поставки клиентам можно 크게 сократить. Наладки для крупных штамповок, литьев и сварных конструкций могут занимать целую смену или больше по сравнению с парой часов для обычных деталей.

Именно поэтому президент Скотт Крамер вкладывает значительные средства в мультизадачное оборудование. Но, как указывает Крамер, сестринская компания Magna Machine, импортер станков United Precision Services (UPS), определенно помогла переходу к мультизадачности.

В преддверии запуска UPS в 1999 году Magna Machine стала хорошим клиентом Union, немецкого строителя больших расточно-фрезерных и фрезерных центров. В конечном итоге цех позволил Union приводить потенциальных покупателей на площадку, чтобы увидеть, как оборудование работает в реальной среде подрядчика. Пол цеха фактически удвоился как технологический центр Union в США. Поэтому цех создал UPS как импортера и поставщика сервиса и запчастей станков Union для североамериканского рынка. С тех пор UPS расширился, добавив линейки от испанских строителей Bost, Ibarmia и Machine Tool Engineering (MTE). Крамер говорит, что тесные отношения Magna Machine с этими строителями позволили цеху эффективно интегрировать диапазон мультизадачных платформ, которые он сейчас использует в свою пользу.

Мультизадачность в «Супер-ангаре»

Magna Machine переехала в текущее место в Форест-Парк, северном пригороде Синциннати, в 1985 году. С тех пор расширяла объект несколько раз для размещения дополнительных крупномасштабных станков. Самое последнее дополнение — неформально названный «супер-ангар», построенный специально для размещения нескольких очень больших мультизадачных станков. Завершен в январе 2012 года, этот ангар имеет два 40-тонных крана, дающих 160 000 фунтов грузоподъемности в сочетании с траверсой. Также есть ворота 20×20 футов, которые цех уже рассматривает расширить для лучшего размещения крупных деталей, таких как горный компонент диаметром 23 фута, показанный слева.

В анге сейчас три разных мультизадачных платформы: горизонтальный расточно-фрезерный центр с вращающимся столом, вертикальный токарный центр с движением стола по Y и горизонтальный токарно-фрезерный со шпинделем с осью B. Каждая предлагает особые преимущества в зависимости от применения, и наличие разнообразия опций ценно, потому что работа, идущая через цех, меняется постоянно. Плюс, это дает Magna Machine возможность прогонять некоторые детали на более чем одном типе станка.

Крупнейший мультизадачный станок цеха — горизонтальный расточно-фрезерный центр Union PCR 160, установленный на фундаменте с 600 кубических ярдов бетона. Рабочая огибающая XYZ 590 на 236 на 59 дюймов с гидростатическими направляющими по каждой оси. Дополнительно ход шпинделя по W 27,5 дюйма. 80-л.с. станок напольного типа, значит колонна движется при фрезеровке, а не деталь. Несколько автоматически сменных головок для ряда операций, включая точение.

Точение, фасовка и расточка возможны с добавлением вращающегося стола Bost HT-120, установленного на одном конце хода по X станка. Эта конфигурация подчеркивает преимущество тесных отношений цеха с поставщиками станков через UPS. Атипичная кастомизация станка возможна комбинированием технологий разных брендов, которые представляет UPS.

Вращающийся стол имеет грузоподъемность 250 000 фунтов и может выполнять точечные операции со скоростью до 20 об/мин. Специальное приспособление, разработанное Magna Machine для стола 157 на 157 дюймов, позволяет точить диаметры до 315 дюймов. Упомянутый 23-футовый горный компонент — отличный кандидат для производства на этом станке. Не только фиксация детали плоско на вращающемся столе позволяет точение, фрезеровку, сверление и расточку в одной установке, но эта ориентация также намного безопаснее, чем вертикальная установка на коленях фрезерного (хотя это тоже вариант). Используя вращающийся стол, деталь можно обработать с толерансом круглика наружного диаметра 0,001 дюйма, цилиндричностью ±0,002 дюйма и шероховатостью 32 Ra микродин. Кроме того, множество отверстий для втулок можно точно обработать по окружности концентрично наружному диаметру в пределах 0,002 дюйма, что было бы сложно при выполнении точения и расточки на отдельном токарном и фрезерном станках.

Вертикальная токарная платформа

Мультизадачный вертикальный токарный центр Magna Machine — Bost VTL 60 CY. Эта машина имеет 137-л.с. вращающийся стол и может точить детали высотой до 142 дюймов с диаметрами до 240 дюймов. Стол дает до 104 об/мин для точечных операций. Как Union PCR 160, станок имеет автоматически сменные головки для точения и фрезеровки сверху и сбоку. Это более эффективный вариант для деталей, которые обычно точат на вертикальном токарном, а потом фрезеруют на горизонтальном расточном.

Отличительная черта — ход стола по оси Y, необычный для большинства вертикальных токарных с живой оснасткой. Обычные вертикальные токарные с живой оснасткой могут фрезеровать верхушки деталей вращением стола. Однако ось Y станка Bost в сочетании с боковой фрезерной головкой также позволяет фрезеровку, включая контурную, по бокам деталей. Ход по Y дает огибающую X-Y 20 на 13 футов для такой работы.

Горизонтальная токарная платформа

Третий и самый новый мультизадачный станок Magna Machine — Bost T4F горизонтальный токарно-фрезерный. T4F выполняет точение, фрезеровку и расточку для крупных деталей, предлагая кач 80 дюймов и расстояние между центрами 354 дюйма. Имеет 50-л.с. головку с осью B, позиционируемую в бесконечных позициях в диапазоне ±90 градусов. Эта головка обслуживается 60-постовым автоматическим сменщиком инструментов.

T4F изначально проектировался для точения и фрезеровки коленчатых валов из цельного бруска. Синхронизируя линейное движение головки по X с осью C главного шпинделя, фрезерный инструмент может следовать эксцентрическому вращению шейки коленвала вокруг оси шпинделя. Толеранс диаметра ±0,0005 дюйма на шейках возможен. Magna Machine обычно производит коленчатые валы, но также увидела потенциал в этом станке для других деталей, таких как трубы и расширяющиеся мандрали.

Хотя ось B может использоваться для точения, грубое точение обычно выполняется «гильотинным» лезвием с интерфейсом Capto C6. Этот высокий надежный клинок спроектирован для выдержки направленных вниз сил при точении, позволяя станку брать более тяжелые резы для максимизации скорости удаления материала.

Крейг Льюис — основной программист для этого и других мультизадачных станков в супер-ангаре. Хотя он по сути «фрезеровщик» с 20-летним опытом в инструментально-штамповочном цехе, Льюис говорит, что кривая обучения для T4F не была крутой. В некоторых отношениях станок ведет себя больше как пятиосевой фрезерный центр, чем как токарный центр. Помогло, что Bost прислал одного из своих программистов в цех после установки для четырех месяцев обучения. Кроме того, Sandvik, основной производитель инструментов для этого станка, также приехал на площадку для обучения токарно-фрезеровке.

Для ускорения наладки используется тактовый зонд Renishaw RMP 60 для определения диаметров, торцов и т.д. Льюис оценивает, что наладки можно выполнять на 50% быстрее с зондом, особенно для сложных работ. В некоторых случаях зонд используется для впроцессного контроля, хотя цех в основном использует лазерный трекер Faro Vantage для измерения крупных деталей на полу.

Новое прибытие

Следующий мультизадачный станок для установки в супер-ангаре — Ibarmia THC-1600 5x вертикальный токарно-фрезерный. Эта машина дает кач 98 дюймов и может выполнять пятиосевую фрезеровку в рабочей зоне 59 на 79 дюймов. Умеет автоматически менять и фрезерные, и токарные инструменты и имеет специальную функцию «блокировки» в головке для тяжелых точечных операций. Хотя европейский рынок знаком с этой платформой, это первая такая машина Ibarmia, установленная в США. Она даст Magna Machine еще один производственный вариант, пока цех продолжает внедрять крупномасштабное мультизадачное оборудование, становясь более отзывчивым и ценным для клиентов.