Существует много типов станков, их подразделяют на классы и виды обработок. Рассмотрим в общем плане вертикально обрабатывающие центры (ОЦ).
Обрабатывающие центры- станки с ЧПУ, многооперационные, способные производить комплексную мех. обработку трехмерных деталей с помощью магазина инструментов. ОЦ оснащают различными инструментами, и устройствами для автоматической смены инструмента, дабы повысить производительность.
На многооперационных станках проводят обработки заготовок, затрагивающих большое число обрабатываемых поверхностей, выполняют технологические переходы: фрезерование торцев, плоскостей и других элементов, указанных на чертежах деталей что делает станок многообрабатывающим, и его можно называть центром.
Для выполнения всех этих операций ОЦ нужен достаточный запас металлорежущих инструментов, который будет необходим для изготовления детали на станке. Запас инструментов у станков с ЧПУ располагается обычно в револьверных головках. Колличество инструментов в станках зависит от классификации и сложности станка. Так например в фрезерно-сверлильных число инструментов от 5-12, в более сложных многооперационных, таких как, обрабатывающие центры, магазин имеет запас от 15-30 или 50-100, в некоторых случаях и больше инструментов.
Другое отличие обрабатывающего центра заключается в том, что в наличие рабочего стола или делительного приспособления с определенным угловым шагом деления у некоторых станков. Поэтому обработка детали может осуществляться с нескольких сторон без переустановки.
В некоторых случаях ОЦ оснащают дополнительными столами, так называемыми паллетами или устройствами для автоматической смены заготовок. Смена заготовок в паллете позволяет увеличить производительность, а это является основным фактором для прибыли.
Так же, ОЦ оснащаются сервоприводами и управляющими системами ЧПУ, для необходимой точности перемещений по осям. Помимо этого у станков имеются дополнительные системы измерения или калибры, как инструмента, так и детали. Использование лазерных устройств экономит время, затрачиваемое на установку детали в приспособлении или шпинделе, и привязку к системе координат станка. Такие системы позволяют наблюдать за износом инструмента, за геометрией обрабатываемой поверхности, за положением детали и инструмента, а это увеличивает повторяемость, точность, качество обработки на станке.
Для станков с ЧПУ используют единую систему обозначения координат, рекомендованную ISO (International Organisation for Standartisation Международная организация по стандартизации).
Координатами обозначают:
положения оси вращения шпиндельной головки на станках с вращающейся заготовкой, а на станках с вращающимся инструментом- ось вращения шпинделя инструмента
движение подачи инструмента или заготовки может быть прямолинейное или круговое.
Прямолинейные перемещения рассматривают в трехмерной декартовой системе координат.
Вращение вокруг каждой оси обозначается буквами А, В, С (вращение вокруг осей X.Y.Z).
По умолчанию положение оси Z совпадает с осью вращения инструмента (или заготовки на станках с вращающимися заготовками). Помимо перемещения по основным осям X,Y,Z, возможны движения по параллельным, или второстепенным, осям U,V,W, а так же третичным P,Q,R осям, в зависимости от типа, производителя и типа станка.
В некоторых случаях, чтобы показать на схеме расположения координат станка, каким образом осуществляется движение подачи перемещением инструмента совместно со шпиндельной бабкой, стойкой станка, ползуном или заготовки совместно со столом станка.
При помощи G кодов система ЧПУ читает программы обработки и осуществляет резание, сверление, фрезерование, развертывание или другую операцию.
Вертикальные обрабатывающие центры
Распространенный тип обрабатывающих центров. У них высокая производительность, из-за того, что скорости обработки гораздо выше, вследствие чего возникают большие температуры в зонах обработки деталей и инструмента. Что бы отвести тепло из зоны резания, используется отвод тепла с помощью вытяжки, направленной на саму зону обработки детали по наружным гибким каналам. Благодаря такому способу происходит охлаждение группы шпиндель-инструмент-деталь, позволяет увеличить скорость и качество обработки. Это отличие от фрезерных станков, имеющих фиксированный шпиндель, у вертикально-обрабатывающих центров не стол, а шпиндель ходит вертикально по направляющим. Данная конструкция вертикально-фрезерных ОЦ дает им более высокую жёсткость и точность обработки в сравнении с фрезерными станками консольного типа. Такое преимущество позволяет обрабатывать детали большей массы и размеров.
Сменщики инструмента в вертикальных обрабатывающих центрах, как правило, имеют до 24-30 позиций. Связано с тем, что конструкция автоматических сменщиков демонстрирует собой круглый барабан, типа-револьвер, ось вращения которого расположена горизонтально или вертикально, ограничение размеров барабана, это габаритные размеры станка Использование автоматических сменщиков инструментов ленточного или гусеничного типа в горизонтальных обрабатывающих центрах позволяет избежать эту проблему.
Дополнительно вертикальные обрабатывающие центры могут оснащаться поворотно-наклоняемыми или поворотными столами, использование которых превращает трех координатные в четырех или пяти координатные ОЦ. Но, такое улучшение подходит для относительно небольших деталей, так как поперечные размеры накладного стола меньше, чем у стандартных. При использовании дополнительного стола ход по вертикальной оси так же уменьшиться: приблизительно на расстояние между накладной плоскостью и плоскостью рабочего стола.
Пятикоординатные станки
Детали сложной формы требуют обработки, при которой инструмент должен одновременно описывать траекторию в трёх Декартовых измерениях в сочетании с наклоном инструмента и доворотом детали (т.е. ещё по двум «круговым» осям). Для этого у различных 5-координатных станков может быть использована пара A+B или B+C круговых осей, общая схема расположения осей приведена на Рис. 1. Такие задачи решаются с помощью пяти-координатных обрабатывающих центров.
Применение 5-координатных обрабатывающих фрезерных центров имеет ряд преимуществ перед описанными в предыдущих разделах «классическими» 3-осевыми обрабатывающими центрами с вертикальным или горизонтальным направлением оси вращения шпинделя.
Появление двух дополнительных осей (наклона шпинделя влево-вправо) и вращения детали вокруг горизонтальной (на манер токарного станка) или вертикальной (на манер токарно-карусельного станка) осей даёт возможность обрабатывать детали сложных профилей за один установ, экономя время обработки при гарантированной точности. Ведь любое перезакрепление (установ) заготовки на рабочем столе требует времени, а также вносит дополнительную погрешность. Кроме того, 5 координат дают возможность обрабатывающим центрам создавать более сложные в математическом смысле газо- и гидро-динамические поверхности: лопасти и крыльчатки пропеллеров, роторов и т.п.
В целом, 5-координатные фрезерные обрабатывающие центры обладают следующими преимуществами по сравнению с 3-координатными:
становится возможным изготавливать канавки и другие углубления более сложной конфигурации, гарантировать точность внутреннего профиля
появляется возможность использования более коротких фрез и обеспечивается более высокая точность обработки при высокой скорости резания
исключается погрешность базирования детали в приспособлении, что особенно важно для отверстий с произвольными углами, включая большие диаметры (в настоящее время с появлением износостойких материалов фрез большие отверстия стало эффективнее расфрезеровывать, чем растачивать на расточных станках)
отсутствие переустановок сокращает время обработки и исключает вероятность появления брака по вине оператора
снижается нагрузка на станок, износ инструмента, а также повышается качество обработки поверхности вследствие более рациональной, чем у 3-осевых обрабатывающих центров, ориентации оси вращения инструмента по отношению к поверхности детали и траектории движения фрезы.
Все эти преимущества проявляются в неразрывной связи с цифровой системой управления 5-координатными обрабатывающими центрами (ЧПУ) и с применением компьютерных программ, называемых CAM-системами, предназначенных для подготовки и предварительной проработки исполняемых программ. CAM-системы обеспечивают расчёт траектории движения инструмента, её оптимизацию дляувеличения скорости обработки и снижения нагрузки на станок:деталь:инструмент. Предварительный расчёт траекторий движения позволяет исключить соударения между фрезой (шпинделем), деталью и элементами станка во время обработки, визуализировать процесс обработки на мониторе и с помощью компьютерного моделирования достигать специфических целей в обработке отдельных участков детали.
Деревообрабатывающие центры не требуют огромных мощностей, так как дерево материал податливый, его проще обрабатывать. Это значительно удешевляет данные станки, но такие станки не в силах обрабатывать металл, и становятся менее востребованными в плане обработки разных материалов, таких как: сталь, алюминий, чугун и другие. Так же использование СОЖ не желательно, в связи с тем, что дерево может разбухнуть, а после высохнуть и изделие не будет попадать в размеры. Так же дерево подвержено возгоранию, поэту является крайне опасным обрабатываемым материалом.
Представители деревообрабатывающих станков являются:
Proxxon 27112;WATTSAN M1 1325 RD;
WATTSAN 0404 MINI; G1325C1;
CNC WOOD ROUTER-1.
Многообрабатывающий центр по обработке дерева, стали и чугуна СW-800
