Обрабатывающий центр — это станок с числовым программным управлением (ЧПУ), который обладает высокой степенью автоматизации и может выполнять множество операций. Многие считают его самым важным элементом современного производственного оборудования. Он может одновременно выполнять множество точных задач обработки, таких как фрезерование, сверление, растачивание, нарезание резьбы и т. д. Это делает работу намного более продуктивной и точной.
Следующие шаги можно использовать для описания того, как работает обрабатывающий центр.
1. Зажим заготовки:
Обрабатываемую заготовку (из металла, пластика или других материалов) осторожно помещает на стол станка человек или автоматическая система (например, робот). Часто используются тиски, специальные приспособления, вакуумные патроны и трехкулачковые патроны. Очень важно, чтобы закрытие было стабильным и точным.
2. Настройка и вход в программу:
а. Оператор или кодировщик вводит программы G-code и M-code, которые уже записаны в систему управления обрабатывающего центра.
б. Для правильной установки инструментов выполните следующие действия: Вы можете использовать наладчик инструментов или свои собственные руки, чтобы измерить и установить точную длину и диаметр каждого инструмента относительно начала системы координат заготовки. Затем вам необходимо внести эти значения в систему управления. Также задается начало системы координат заготовки.
3. Начните делать вещи:
Оператор следит за безопасным запуском программы изготовления вещей.
4. Цикл автоматической резки (основной процесс):
а. Позиционирование шпинделя: система управления сообщает программе быстро переместить шпиндель в исходное положение рядом с заготовкой, где он будет удерживать первый инструмент, который необходимо использовать.
б. Режущее движение: шпиндель быстро вращается, а стол (или шпиндельная головка) перемещается точно под многоосным рычагом в соответствии с инструкциями программы. Это позволяет инструменту врезаться в материал заготовки по заданной траектории для фрезерования, сверления и других задач. Смазочно-охлаждающая жидкость часто распыляется одновременно и на инструмент, и на объект, чтобы смыть стружку и охладить ее.
в. Автоматическая смена инструмента: одна важная вещь, которая отличает обрабатывающие центры от обычных станков с ЧПУ, заключается в том, что они могут автоматически менять инструменты.
• Шпиндель перемещается к точке смены инструмента, которая обычно находится рядом с магазином инструментов, когда программа сообщает ему об этом.
• Устройство автоматической смены инструмента (ATC) начинает работать. Текущий инструмент возвращается шпинделем на исходное место в магазине. Затем магазин поворачивается и перемещает следующий необходимый инструмент в позицию смены инструмента.
• Шпиндель подхватывает новый инструмент и перемещает его на следующую стартовую позицию для следующей детали работы.
• Этот процесс не требует никакой помощи со стороны человека и обычно занимает от нескольких до десяти секунд.
д. Циклическое выполнение: этот процесс повторяет шаги 4.b и 4.c снова и снова, пока не будут завершены все этапы резки программы, что может включать использование ряда различных инструментов. В папке с инструментами могут быть десятки или даже сотни инструментов.
5. Завершение обработки и разгрузка:
а. Шпиндель перестает вращаться и переходит в безопасное положение (обычно исходное положение станка или положение смены инструмента), когда программа завершается.
б. Готовая деталь выгружается пользователем или системой автоматизации.
Ключевые компоненты обрабатывающего центра
• Станина/рама: обеспечивает жесткость и устойчивость и поддерживает все остальные компоненты.
• Стол: переносит и удерживает заготовку, перемещающуюся в направлении X/Y (обычно для вертикальных обрабатывающих центров). Некоторые столы неподвижны, а шпиндель движется, что характерно для горизонтальных или портальных столов.
• Шпиндель: основной компонент, который приводит инструмент в движение на высоких скоростях, обычно приводится в движение высокопроизводительным двигателем, который перемещается по оси Z (обычно для вертикальных инструментов).
• Магазин инструментов: склад для хранения инструментов, необходимых для различной обработки.
• Распространенные типы:
• Цепной магазин инструментов: Большая емкость (десятки или даже сотни инструментов).
• Дисковый/револьверный инструментальный магазин: меньшая емкость (от десятков до трех десятков), быстрая смена инструмента.
• Инструментальный магазин ковшового типа: относительно простая конструкция, средняя емкость.
• Устройство автоматической смены инструмента: робот или устройство смены инструмента, отвечающее за снятие старого инструмента со шпинделя, отправку его обратно в магазин инструментов, а также удаление нового инструмента из магазина инструментов и установку его на шпиндель.
• Система ЧПУ: «мозг» станка, получающий инструкции программы обработки, точный контроль всех осей движения серводвигателя, скорости шпинделя, действий по смене инструмента, переключения подачи СОЖ и т.д.
• Система сервопривода. Эта система включает в себя серводвигатели, шариковые винты, линейные направляющие и другие компоненты, которые отвечают за точное управление каждой осью движения.
• Система охлаждающей жидкости: подает смазочно-охлаждающую жидкость для охлаждения, смазки и удаления стружки.
• Система удаления стружки: выводит стружку, образовавшуюся в результате механической обработки, из рабочей зоны.
• Защитный экран: защищает оператора и предотвращает разбрызгивание стружки и охлаждающей жидкости.
Преимущества обрабатывающего центра
• Высокая эффективность: один зажим позволяет выполнять несколько процессов, сокращая время зажима; автоматическая смена инструмента значительно сокращает время, необходимое для резки.
• Высокая точность: система ЧПУ обеспечивает чрезвычайно высокую повторяющуюся точность позиционирования и точность обработки.
• Высокая согласованность: программное управление • обеспечивает высокую согласованность деталей массового производства.
• Обработка сложных деталей: возможность многоосного соединения позволяет обрабатывать сложные поверхности и полости, которые трудно выполнить на обычных станках.
• Гибкость: меняя программы и инструменты, можно быстро переключаться на производство разных деталей.
• Снижение зависимости от рабочей силы: высокий уровень автоматизации снижает зависимость от навыков оператора.
