Обрабатывающие центры.
Под
обрабатывающими центрами (ОЦ) понимаются многооперационные станки с числовым
программным управлением (ЧПУ), которые могут проводить комплексную механическую
обработку 3-хмерных заготовок при помощи различных инструментов. Обрабатывающие
центры оснащаются инструментальными магазинами и устройствами для
автоматической смены инструмента, что существенно повышает их
производительность. На многооперационных станках производят черновую,
получистовую и чистовую обработку заготовок, содержащих множество
обрабатываемых поверхностей, а также выполняют разнообразные технологические
переходы: фрезерование плоскостей, уступов, канавок, окон, колодцев; сверление,
зенкерование, развёртывание, растачивание различных отверстий; специальное
растачивание отверстий инструментом с тонким регулированием на размер и др.
Для
осуществления всех этих операций обрабатывающему центру необходимо иметь
большой запас металлорежущих инструментов. У станков с ЧПУ и автоматической
сменой инструмента запас инструмента обычно находится в револьверных головках.
Наиболее "простые" фрезерно-сверлильные станки предназначены для
обработки деталей с использованием 5-12 инструментов. Более сложные
многооперационные станки (обрабатывающие центры) имеют в своём составе
инструментальные магазины с запасом в 15-30, а при необходимости в 50-100 и
даже более инструментов.
Следующая
особенность обрабатывающих центров заключается в наличии у некоторых из них
рабочего стола или делительного приспособления с определённым угловым шагом
деления. Поворот детали позволяет обработать её с нескольких сторон без
переустановки.
Иногда
обрабатывающие центры (многооперационные станки) оснащаются дополнительными
столами (паллетами) и устройствами для автоматической смены заготовок. Смену
заготовки на паллете-спутнике проводят во время работы станка (не останавливая
обработку детали, которая в этот момент стоит на другой паллете), что помогает
увеличить производительность.
Точность
перемещений по осям в обрабатывающих центрах обеспечивается с помощью
сервоприводов и управляющей системы ЧПУ. В добавок к этим «встроенным функциям»
станков имеются дополнительные системы измерения/калибровки как инструмента,
так и детали (например, фирмы Renishaw). Применение таких контактных и бесконтактных лазерных устройств
экономит время, необходимое на установку детали и её привязку к системе
координат станка. Подобные системы также дают возможность контролировать износ
инструмента, взаимное положение детали и инструмента, геометрию обрабатываемой
поверхности, что увеличивает точность, повторяемость и качество обработки.
По причине
высокой стоимости обрабатывающих центов, их используют для обработки наиболее
технологически сложных заготовок. В среднем, один обрабатывающий центр может
заменить до трёх-пяти станков с ЧПУ или пять-десять универсальных станков.
В то время,
как большинство обрабатывающих центров имеет 3-мерную систему перемещения
инструмента относительно детали, для обработки изделий сложной формы зачастую
требуется управление режущим инструментом или деталью (столом) ещё по одной или
нескольким дополнительным координатам (осям). Для таких работ предназначены 4-,
5- и 6- координатные обрабатывающие центры. Многие 3-координатные станки по
заказу могут быть изготовлены в 4- или 5-координатном исполнении.
Для всех
видов станков с ЧПУ применяют единую систему обозначений координат,
рекомендованную ISO (International Organisation for Standartisation – Международная организация по стандартизации).
Координатами
обозначают:
положение оси вращения шпинделя (на станках с вращающимся
инструментом) или оси вращения заготовки (на станках с вращающейся
заготовкой), при этом направление вращения инструмента/заготовки
координатой не обозначается
движение подачи инструмента или заготовки (прямолинейное или
круговое).
Все прямолинейные перемещения рассматривают в 3-мерной Декартовой
системе координат X, Y, Z. Вращение вокруг каждой из «основных» осей обозначают буквами А, В, С (A - вращение
вокруг X, B - вокруг Y, C - вокруг Z). По умолчанию во всех станках положение оси Z совпадает с
осью вращения инструмента (или заготовки – на станках с вращающимися
заготовками).
Кроме
перемещения по основным осям X,Y,Z, возможны перемещения по параллельным, или «вторичным», осям (U,V,W) и
третичным (P,Q,R) осям.
В отдельных
случаях для того, чтобы на схеме расположения координат станка показать, каким
образом осуществляется движение подачи – перемещением инструмента (совместно со
шпиндельной бабкой, ползуном, стойкой станка и т.п.) или заготовки (совместно
со столом станка) – принято следующее:
перемещение инструмента обозначают буквами X,Y,Z, и
А,В,С
для перемещения заготовки используют те же буквы, но со штрихом - X’,Y’,Z’ и A’,B’,C’.
Например,
перемещение инструмента вокруг оси Х при обходе криволинейного контура
обозначают А, поворот заготовки при обработке в поворотном приспособлении - A’.
Соответственно, для перемещений вокруг оси Y используются обозначения В и
В’, вокруг оси Z – C и C’.