Все металлообрабатывающие предприятия стремятся улучшать свои технологии, оптимизировать производственные процессы и снижать затраты. В этой статье расскажем, как с минимальными вложениями можно превратить 3-осевой вертикальный обрабатывающий центр в 5-осевой станок.
Каждое оборудование на производстве выполняет свои задачи. Основная функция трехосевых вертикальных фрезерных станков – линейное движение шпинделя вдоль осей X, Y и Z. Однако, добавив поворотный/наклонный стол, можно получить вращение вокруг осей A и C, тем самым расширив возможности станка для обработки заготовок в 5 осях.
Как работает стол, добавляющий 4-ю и 5-ю ось
С помощью дополнительного стола стандартный трехосевой станок ЧПУ можно легко превратить в 4- или 5-осевой. Это обходится гораздо дешевле, чем покупка нового специализированного оборудования. Однако есть моменты, которые стоит учесть.
Одной из важных задач при обработке деталей является минимизация переналадок и базирований, ведь они замедляют работу и требуют высококвалифицированных специалистов. Чем больше таких операций, тем ниже точность и производительность. Выполняя все этапы за одну установку, можно существенно повысить эффективность.
Если деталь имеет элементы, расположенные не на одной плоскости, то для доступа к ним требуется дополнительное вращение по четвертой оси. Пятая ось расширяет возможности, позволяя выполнять сложные контурные операции с непрерывным движением заготовки.
Рынок дополнительных столов для 5-осевой обработки
Сегодня доступны столы диаметром до метра, но чаще выбирают модели с диаметром от 100 до 250 мм. Такие столы хорошо подходят для производства сложных деталей в медицине, автомобилестроении и авиации. Предприятия, начинающие работу с 4-5 осями, могут установить их сбоку стола, оставив место для других задач. Например, это позволяет размещать на станке прецизионные тиски вместе с дополнительной осью, что даёт возможность переходить между 3- и 5-осевой обработкой по мере необходимости. В некоторых случаях устройства можно перемещать между станками, что делает их универсальными.
Использование только части стола для поворотно-наклонной обработки даёт возможность одновременно работать с трехкоординатными деталями на оставшейся части. Таким образом, технолог может распределять заготовки по уровню сложности и выполнять все операции за одну установку.
Интерполяция в 5 осях и гибридные режимы работы
Пример обработки 3+2
При интерполяции 3+2 оператор обрабатывает заготовку с помощью трех основных осей и двух поворотных, что позволяет выполнять такие операции, как фрезерование турбинных лопаток, требующих контакта инструмента с заготовкой на протяжении всего цикла. Только полноценная 5-осевая интерполяция позволяет справиться с задачами столь сложной геометрии.
Особенности управления дополнительными осями
Часто возможности стойки ЧПУ оказываются ограничивающим фактором для поворотно-наклонного стола. Хотя большинство контроллеров поддерживают одновременное управление четырьмя осями, для работы в пяти осях требуются специальные опции.
При выборе 3-осевого обрабатывающего центра с целью будущей установки 5-й оси важно подобрать стойку ЧПУ с необходимыми функциями. Разница между четырехосевой и пятиосевой обработкой, обычно, связана с более высокой стоимостью стойки, но это оправдано, так как позволяет производить сложные детали с добавлением поворотного стола.
Даже если 5-осевая обработка не требуется сейчас, эта возможность станет конкурентным преимуществом, особенно в случае срочных заказов. Например, ЧПУ FANUC 0i MF и другие стандартные контроллеры на вертикальных фрезерных станках поддерживают лишь четырехосевую обработку. Для работы в пяти осях можно использовать ЧПУ FANUC 31i или его аналоги. Эти опции важны для производств, которые планируют расширять свои возможности.
Для связи между ЧПУ и дополнительными осями используют кабели для передачи энергии и сигналов. Настроив параметры поворотного стола, его можно интегрировать в общую систему, и станок станет работать в четырёх или пяти осях как единая установка. Современные ЧПУ также ускоряют обработку кодов с дополнительными командами для управления осями.
Расширение производственных возможностей
Вертикальные обрабатывающие центры зачастую приобретаются предприятиями, специализирующимися на обработке вращающихся тел, и являются важной частью производственного комплекса. В большинстве случаев расширение мощностей начинается с наращивания фрезерного участка, выполнявшего ранее вспомогательные задачи.
На ряде производств, выполняющих специализированные заказы, фрезерные участки могут переориентироваться со вспомогательных задач на выпуск продукции для сторонних заказов, например, выпуск гражданской продукции на оборонных предприятиях. Это позволяет использовать оборудование для увеличения доходов.
Основная тенденция развития заключается в движении от простого к сложному: начиная с базовых задач в трех осях, постепенно осваиваются более сложные операции на станках с добавлением дополнительных осей. Такое планирование дополнительных возможностей ещё на этапе закупки оборудования помогает ускорить окупаемость и повышает доходность производства.