Краткое содержание

1 — Зачем токарному станку дополнительные опции 2 — Приводной инструмент: токарная и фрезерная обработка на одном станке 3 — Ось Y для обработки сложных элементов 4 — Противошпиндель: полная обработка детали с двух сторон 5 — Автоматическая подача заготовок и выгрузка готовых деталей 6 — СОЖ высокого давления и подача через инструмент 7 — Автоматические двери, мониторинг и другие полезные решения 8 — Когда дополнительные опции действительно окупаются 9 — Как выбрать подходящую комплектацию

При выборе токарного оборудования обычно смотрят на диаметр обработки, расстояние между центрами, мощность шпинделя, крутящий момент и точность позиционирования. Это действительно важные характеристики, но производительность станка зависит не только от них.

Допустим, сам процесс точения занимает пять минут. После этого оператору необходимо снять деталь, перенести ее на фрезерный станок, снова выставить, закрепить и обработать отверстия или пазы. Затем заготовка может вернуться на токарный станок для завершения операции.

В результате машинное время оказывается небольшим, а значительная часть производственного цикла уходит на:

• перемещение заготовки между рабочими участками
• повторное базирование
• замену инструмента
• контроль размеров
• загрузку нового прутка
• удаление готовых деталей
• ожидание оператора

Дополнительные опции позволяют сократить именно это вспомогательное время. В одних случаях они помогают выполнить больше операций за один установ, в других — автоматизируют загрузку заготовок, а в третьих — предотвращают аварии и внеплановые простои.

При этом не существует комплектации, которая одинаково хорошо подойдет каждому предприятию. Во всем нужен индивидуальный подход https://vk.cc/cZLk7R

Одной из самых востребованных опций для современных токарных обрабатывающих центров является приводной инструмент.

В обычной револьверной головке резец остается неподвижным, а вращается заготовка. Приводной блок оснащается собственным механизмом вращения, благодаря чему в него можно устанавливать сверла, фрезы, метчики и другой вращающийся инструмент.

Это позволяет выполнять непосредственно на токарном станке:

• сверление радиальных и осевых отверстий
• фрезерование пазов
• обработку лысок
• нарезание резьбы метчиком
• зенкерование
• развертывание отверстий
• фрезерование небольших контуров
• изготовление шпоночных пазов и других элементов

Рассмотрим простой пример. Необходимо изготовить вал, на котором предусмотрены наружные цилиндрические поверхности, резьба, две лыски и поперечное отверстие.

Без приводного инструмента технологический процесс может выглядеть следующим образом:

1. Заготовку устанавливают на токарный станок.
2. Обрабатывают наружные поверхности и нарезают резьбу.
3. Снимают деталь и переносят на фрезерный станок.
4. Повторно выставляют ее относительно обработанных поверхностей.
5. Фрезеруют лыски и сверлят отверстие.
6. Выполняют промежуточный контроль.

Например, чтобы выполнить четыре отверстия через каждые 90 градусов, шпиндель последовательно поворачивает заготовку в заданные положения. Оператору не нужно вручную размечать деталь или использовать дополнительную делительную оснастку.

Особенно заметную пользу приводной инструмент дает при серийном производстве. Если каждую деталь приходится переносить на другой станок, даже десять минут дополнительных операций на партии из ста изделий превращаются почти в семнадцать часов вспомогательного времени.

Приводной инструмент расширяет возможности станка, но без дополнительной управляемой оси его перемещения остаются ограниченными.

Обычный токарный станок работает по двум основным координатам:

• ось Z — вдоль шпинделя
• ось X — поперек оси вращения детали

Ось Y добавляет возможность смещения инструмента относительно центра заготовки. Благодаря этому токарный центр может выполнять фрезерные операции со смещением, обрабатывать несимметричные элементы и формировать более сложные контуры.

На практике ось Y используется для изготовления:

• отверстий, расположенных не по центральной линии
• пазов со смещением
• выборок сложной формы
• плоскостей, расположенных на разной высоте
• групп отверстий
• элементов, которые невозможно получить только движением по X и Z

Представим деталь типа корпуса или переходника. На ней необходимо проточить наружный диаметр, выполнить центральное отверстие, обработать две плоскости и просверлить несколько крепежных отверстий, расположенных со смещением от центра.

На станке без оси Y часть этих элементов придется выполнять на отдельном фрезерном оборудовании.

После обработки детали в основном шпинделе нередко остается еще одна задача — обработать ее обратную сторону.

На обычном станке оператор снимает заготовку, переворачивает ее, повторно устанавливает в патрон и заново выставляет. Такая операция требует времени и создает дополнительный риск ошибки.

Он располагается напротив основного шпинделя и может самостоятельно захватить деталь после завершения первой части обработки. Передача выполняется внутри рабочей зоны без участия оператора.

Ниже — пример работы противошпинделя на токарном обрабатывающем центре ТС1735Ф4.

Процесс выглядит так:

1. Заготовка подается в основной шпиндель.
2. Выполняется обработка первой стороны.
3. Противошпиндель подходит к детали и зажимает ее.
4. Производится отрезка заготовки от прутка.
5. Деталь передается в противошпиндель.
6. Обрабатывается обратная сторона.
7. Готовое изделие выгружается из рабочей зоны.

Некоторые токарные центры также позволяют выполнять одновременную обработку в основном шпинделе и противошпинделе. Пока на одной позиции завершается обработка первой стороны новой заготовки, на другой обрабатывается обратная сторона предыдущей детали.

В этом случае операции частично перекрываются по времени, благодаря чему продолжительность производственного цикла может существенно уменьшиться.

В серийном производстве станок часто простаивает не из-за продолжительности обработки, а из-за необходимости постоянно загружать новую заготовку.

Для автоматизации применяются несколько решений.

Устройство подачи прутка (барфидер)

Автоматический податчик устанавливается рядом с токарным станком и последовательно подает прутковый материал в шпиндель.

После изготовления детали станок отрезает ее, пруток автоматически перемещается вперед, и цикл начинается заново.

Податчик прутка особенно эффективен при изготовлении:

• втулок
• гаек
• штуцеров
• небольших валов
• крепежных элементов
• серийных деталей из круглого или шестигранного проката

Например, если цикл обработки одной втулки занимает три минуты, оператору пришлось бы каждые три минуты подходить к станку, открывать дверь, выдвигать пруток и запускать новый цикл.

С автоматическим податчиком станок может последовательно изготовить десятки деталей без постоянного присутствия человека. Оператор в это время контролирует другое оборудование, выполняет измерения или готовит следующую производственную задачу.

Податчики могут работать с прутками разного диаметра и длины. Конкретная модель подбирается с учетом проходного отверстия шпинделя, размеров материала и требуемого уровня автоматизации.

Улавливатель деталей

После отрезки небольшая деталь может упасть в поддон со стружкой. Это не всегда допустимо: поверхность изделия может получить повреждения, а оператору придется искать готовые детали среди горячей стружки и остатков СОЖ.

Улавливатель подводится к зоне обработки перед отрезкой и аккуратно принимает готовое изделие. После этого он перемещает его в специальный лоток или на транспортер.

Опция помогает:

• защитить поверхность детали
• исключить смешивание изделий со стружкой
• упростить сбор готовой продукции
• автоматизировать длительную работу станка
• уменьшить время обслуживания

Особенно актуален улавливатель при изготовлении небольших деталей с уже обработанными точными или декоративными поверхностями.

Конвейер готовых деталей

Если станок работает продолжительное время без оператора, обычного приемного лотка может оказаться недостаточно. В этом случае применяется конвейер, который выводит изделия за пределы рабочей зоны и накапливает их в отдельной таре.

Это позволяет избежать переполнения приемного устройства и организовать продолжительную автоматическую работу.

Роботизированная загрузка

Прутковый податчик подходит не для всех заготовок. Если предприятие обрабатывает поковки, отливки, штампованные детали или предварительно нарезанные заготовки, для загрузки может применяться промышленный робот.

Робот берет заготовку из накопителя, устанавливает ее в патрон, а после завершения цикла извлекает готовую деталь.

Дополнительно он может:

• переворачивать заготовку
• обдувать посадочные поверхности
• передавать деталь на измерительную станцию
• укладывать продукцию в палету
• разделять годные изделия и брак

Подобные системы особенно эффективны при стабильном серийном производстве, когда станок длительное время выпускает одинаковые детали.

Ниже — пример работы промышленного робота в паре с токарным обрабатывающим центром ТС1720Ф4.

Система подачи смазочно-охлаждающей жидкости также влияет на производительность.

При обычной подаче СОЖ поступает в зону обработки через внешние сопла. Для многих операций этого достаточно. Однако при глубоком сверлении, растачивании небольших отверстий, обработке вязких материалов или интенсивном стружкообразовании жидкость может не попадать непосредственно к режущей кромке.

Подача СОЖ через инструмент позволяет направлять поток прямо в зону резания.

Это дает несколько преимуществ:

• режущая кромка эффективнее охлаждается
• стружка быстрее удаляется из отверстия
• снижается риск пакетирования стружки
• увеличивается стойкость инструмента
• появляется возможность повысить режимы обработки
• улучшается стабильность размеров

Представим сверление глубокого отверстия. При внешнем охлаждении стружка может накапливаться в канавках сверла. Инструмент приходится периодически выводить из отверстия, чтобы очистить его.

Каждый такой выход увеличивает продолжительность цикла. Кроме того, застрявшая стружка может повредить поверхность отверстия или привести к поломке сверла.

При подаче СОЖ через внутренние каналы стружка вымывается наружу непосредственно во время обработки. Глубокое отверстие можно выполнить за меньшее количество проходов и с более стабильным результатом.

Для сложных условий применяются насосы высокого давления. Они особенно востребованы при обработке нержавеющих сталей, жаропрочных сплавов и других материалов, образующих длинную и трудноуправляемую стружку.

Правильно направленный поток помогает дробить и отводить стружку, не позволяя ей наматываться на деталь, резец или патрон.

Не все опции непосредственно участвуют в резании. Некоторые из них уменьшают вспомогательное время, упрощают обслуживание и повышают общую загрузку оборудования.

Автоматические двери

Автоматическое открытие и закрытие дверей необходимо при роботизированной загрузке. Однако эта опция может использоваться и в других автоматических комплексах.

После завершения цикла система сама открывает рабочую зону, робот или загрузочное устройство заменяет деталь, после чего дверь закрывается и станок продолжает работу.

Удаленный мониторинг

Система удаленного мониторинга позволяет контролировать состояние оборудования с рабочего места мастера, из диспетчерской или с мобильного устройства.

В зависимости от конфигурации можно отслеживать:

• работает ли станок в автоматическом режиме
• сколько деталей изготовлено
• какая программа выполняется
• возникла ли авария
• сколько времени оборудование простаивало
• когда потребуется вмешательство оператора
• какова фактическая загрузка станка за смену

Допустим, оператор обслуживает несколько единиц оборудования. Ему не нужно постоянно обходить участок, чтобы проверить состояние каждого станка. При возникновении ошибки система автоматически отправит уведомление.

Мониторинг помогает не только быстрее реагировать на остановки, но и находить скрытые потери. Например, по итогам смены может выясниться, что станок несколько часов находился в режиме ожидания из-за несвоевременной загрузки материала.

Система предотвращения столкновений

Ошибка в управляющей программе, неверная коррекция или неправильная установка инструмента могут привести к столкновению револьверной головки, патрона, заготовки и других узлов.

Последствия такой аварии бывают серьезными: повреждение инструмента, нарушение геометрии оборудования, выход из строя шпиндельного узла и длительный простой.

Система предотвращения столкновений отслеживает положение узлов и сравнивает их с заданной моделью рабочей зоны. При обнаружении опасного сближения движение блокируется.

Такая опция не сокращает время обработки каждой отдельной детали, но помогает сохранить производительность участка в долгосрочной перспективе. Один предотвращенный серьезный удар может компенсировать стоимость всей системы.

Транспортер для стружки

При интенсивной обработке в рабочей зоне быстро накапливается большое количество стружки. Если ее приходится регулярно удалять вручную, станок останавливается, а оператор тратит время на очистку.

Транспортер автоматически выводит стружку в отдельную емкость. Это особенно важно при черновой обработке, работе с крупными припусками и продолжительных автоматических циклах.

Система удаления масляного тумана

Аспирация масляного тумана напрямую не увеличивает скорость резания, однако помогает поддерживать чистоту рабочей зоны и нормальные условия в цехе.

Кроме того, меньше загрязняются оптические элементы, электрошкафы и окружающее оборудование. Это упрощает обслуживание и снижает вероятность незапланированных остановок.

Автоматический люнет

При обработке длинных и недостаточно жестких деталей используется люнет. Он поддерживает заготовку и уменьшает ее прогиб под действием сил резания.

Автоматический программируемый люнет способен самостоятельно подводиться к детали, зажимать ее и перемещаться в соответствии с технологическим циклом.

Например, при изготовлении длинного вала без дополнительной опоры могут возникнуть вибрации, конусность и ухудшение качества поверхности. Люнет позволяет повысить стабильность обработки и применять более производительные режимы.

Измерительные и контрольные системы

Автоматизация приносит пользу только в том случае, если станок стабильно сохраняет заданные размеры. Поэтому для повышения производительности используются системы измерения инструмента и детали.

Подробнее про них читайте в этой статье.

Иногда можно услышать мнение, что автоматизация нужна только крупным заводам с многотысячными партиями. На практике окупаемость зависит не столько от размера предприятия, сколько от характера производства.

Дополнительные опции особенно полезны, если предприятие:

• регулярно выпускает повторяющиеся партии
• обрабатывает сложные детали за несколько установов
• использует дорогостоящие заготовки
• часто переналаживает оборудование
• испытывает нехватку операторов
• планирует работу в вечернюю или ночную смену
• стремится сократить количество оборудования на участке
• сталкивается с длительными простоями между операциями

Рассмотрим несколько примеров.

Если приводной инструмент сокращает цикл детали всего на десять минут, при партии из 300 изделий экономия составит 50 часов. И это без учета времени на транспортировку, повторное базирование и ожидание свободного фрезерного станка.

Если устройство подачи прутка позволяет одному оператору обслуживать два или три станка вместо одного, его эффект будет заметен практически в каждой смене.

Если измерительная система уменьшает переналадку на 20 минут, а предприятие выполняет две переналадки в день, за год высвобождаются сотни часов машинного времени.

При этом устанавливать все доступные опции без анализа тоже не имеет смысла. Например, барфидер будет бесполезен при обработке крупных отливок, а противошпиндель может не окупиться, если обратная сторона детали не требует обработки.

Перед заказом токарного станка желательно ответить на несколько вопросов:

1. Какие детали планируется изготавливать?
2. Из какого типа заготовок они получаются?
3. Какие операции выполняются после токарной обработки?
4. Сколько раз деталь приходится переустанавливать?
5. Какой ожидается размер партии?
6. Сколько времени оператор тратит на загрузку и выгрузку?
7. Нужно ли станку работать без постоянного присутствия человека?
8. Какие операции сегодня ограничивают производительность участка?

Если после точения детали регулярно отправляются на фрезерный станок, стоит рассмотреть приводной инструмент и ось Y.

Если требуется обработка с двух сторон, полезным решением станет противошпиндель.

Для серийного изготовления деталей из прутка подойдет автоматический податчик, а для штучных заготовок — роботизированная загрузка.

Если предприятие работает с глубокими отверстиями или труднообрабатываемыми материалами, необходимо обратить внимание на подачу СОЖ через инструмент и систему высокого давления.

При частых переналадках существенную экономию времени дадут измерительные системы. А если оборудование должно работать продолжительное время без оператора, потребуется комплексное решение: загрузка заготовок, улавливатель, транспортер деталей, удаленный мониторинг и контроль состояния инструмента.

При грамотном подборе опций вы получите не просто более функциональный станок. Вы сократите производственный цикл, увеличите полезное машинное время и снизите себестоимость изготовления каждой детали.

Мы подбираем комплектацию токарных станков индивидуально под задачи предприятия. Анализируем детали, заготовки, размеры партий и существующий технологический процесс, после чего предлагаем именно те решения, которые действительно будут использоваться в производстве и давать измеримый результат.

Оставьте заявку на подбор оборудования или дополнительных комплектующих, и наши менеджеры сразу свяжутся с вами vk.cc/cZLk7R