Инновационные технологии в металлообработке 2013

СТАТЬЯ ИЗ РУБРИКИ: «СТАНКИ И ОБОРУДОВАНИЕ»

Innovative Metalworking Technologies 2013
In mid July Ukrainian company Stankopromimport invited the representatives of machine-building enterprises to a conference on the latest trends in metalworking technologies. One of the highlights of the event were machining centers by the Japanese company OKUMA. The company supplies complex solutions including NC systems, software and peripheral devices. All the equipment models (of which there are over 200) are characterized by highest precision achieved by the machine design features as well as its control systems and intellectual functions.

станки OKUMA
Рина Мил,
генеральный директор компании
Phoenix Machine Tools AG

В середине июля в Киеве прошла научно-техническая конференция, организованная ООО «НПГ «Станкопромимпорт». Познавательная программа мероприятия позволила специалистам ведущих машиностроительных предприятий Украины подробно ознакомиться с преимуществами обрабатывающих центров, производимых мировым лидером станкостроения — японской компанией OKUMA; новейшими станками тайваньской компании Hartford; станочной оснасткой и режущим инструментом, поставляемыми на украинский рынок ООО «Фрактальность».

Компания OKUMA уже более ста лет создает станки, сочетающие в себе производственные традиции и последние достижения в области металлообработки. Каждый из них представляет собой комплексное законченное решение. Практически все их комплектующие, включая приводы, систему ЧПУ, а также програм­мное обеспечение, разработаны и изготовлены на заводах компании по принципу Single Source Supply — поставка из единого источника. Гармоничное сочетание механических, электрических и электронных компонентов, спроектированных и изготовленных в рамках одного предприятия, позволяет добиваться наивысшей производительности, точности и стабильности работы станков OKUMA. Даже после продолжительной эксплуатации они превосходят по этим показателям новое оборудование многих производителей!

Сегодня станки OKUMA можно найти практически в любом уголке мира. Чуть более 40% всей продукции корпорации эксплуатируется в Японии, затем приблизительно по 20% в Америке и странах Азии, остальные приходятся на Европу. Россия входит в десятку основных стран-потребителей оборудования OKUMA. Отрасли, где превалирует спрос на ее станки: авиация и космонавтика, медицина, энергетика и связь.

OKUMA производит свыше 200 моделей и модификаций высокоточного металлообрабатывающего оборудования:

  • токарные (вертикальные и горизонтальные) ОЦ;
  • фрезерные (вертикальные и горизонтальные) ОЦ;
  • многофункциональные токарные ОЦ;
  • многофункциональные фрезерные ОЦ;
  • портальные ОЦ;
  • шлифовальная группа станков.

Главной особенностью оборудования OKUMA является комплекс свойств, который, с одной стороны, позволяет вести обработку с высочайшей точностью, а с другой — существенно сократить производственные издержки и, тем самым, снизить себестоимость деталей. К ним относятся геометрические характеристики конструкции:

  • точность линейного позиционирования осей;
  • прямолинейность осей;
  • взаимная перпендикулярность осей;
  • плоскостность поверхностей;
  • точность углового позиционирования вращающихся осей/стола.

А также:

  • статические и динамические характеристики конструкции и механизмов, способность компенсировать нежелательные процессы;
  • точность систем измерения;
  • стратегии обработки (ЧПУ, управляющие программы и пр).

Например, токарные станки серии LB позволяют достичь точности позиционирования осей ±1 мкм. А на фрезерных серии MB точность позиционирования составляет ±1 мкм, повторного позиционирования ±0,2 мкм, разброс размеров в партии деталей при изменении температуры окружающей среды на ±8° С составляет 8–10 мкм. Высокой точности в данном случае достигают благодаря повышению устойчивости всей конструкции станка: портальной схеме, перемещению центра тяжести и консоли вниз, ближе к опоре, ребрам жесткости станины, расчету нагрузок с помощью метода конечных элементов, а главное наличию системы термостабильности.

Повышению точности позиционирования и жесткости конструкции также способствует отливка опор подшипников шариковых винтовых передач (ШВП) зацело со станиной. Симметричное расположение направляющих и винта ШВП гарантирует отсутствие перекосов и вибрации — основного фактора, препятствующего достижению высокой скорости и точности в процессе обработки.

Благодаря специальной конструкции сепараторов расход смазки уменьшен на 32%. Причем во время остановки механизмов смазка не поступает, в результате чего ее экономия может достичь от 5 до 30%

Синхронный двигатель PREX

Станки OKUMA снабжены синхронным двигателем с первичным возбуждением PREX (Primary Excited Synchronous Motor). Его преимущества перед асинхронным двигателем такой же мощности:

  • отсутствие обмотки на роторе;
  • компактность (на 45 мм меньше асинхронного);
  • КПД 93% (78% у асинхронного);
  • способность выдерживать кратковременные перегрузки до 300%;
  • низкий момент инерции и высочайшее быстродействие.

К моменту начала производства в 2002 году конструкция PREX была защищена восемью патентами. На сегодня еще 15 заявок находятся на рассмотрении.

Гарантия на все шпиндели компании OKUMA — 3 года без ограничения наработки станка.

Система управления

Все оборудование компании OKUMA оснащено комплектующими и системами, произведенными внутри корпорации:

  • система управления ЧПУ (NC Operation system);
  • сервопривод (Servo Drive Unit);
  • двигатель шпинделя PREX (Spindle PREX Motor);
  • датчики абсолютного положения (Absolute Position Encoder) с точностью 22 млн измерений за полный оборот ходового винта;
  • датчики углового перемещения (DD Encoder). Энкодер нового поколения имеет разрешение 36 млн измерений за полный оборот двигателя с точностью интерполяции ±2,5 секунды.

Числовое программное управление OKUMA OSP — OKUMA Sampling Path control — это:

  • большой цветной сенсорный дисплей 15”;
  • процессор Intel Core i7;
  • НЖМД 160 Гб, ОЗУ от 1 ГБ;
  • источник бесперебойного питания;
  • передача данных: 2 x USB, Ethernet 100/1 000 Мбти/с;
  • визуализация программирования One Touch IGF;
  • система предотвращения столкновений CAS (опц.);
  • выбор оптимального режима обработки Machining Navi (опц.);
  • NURBS, Super NURBS;
  • совместима с любыми CAM–CAE системами (Delcam, СamWork, ProEngineer и т.д.) Для всего модельного ряда станков OKUMA имеются пост-процессоры, подготовленные в программе Delcam;
  • дистанционная сервис-диагностика и многое другое.

ЧПУ OSP-P300 на базе ПК позволяет легко обрабатывать самые сложные детали. Система очень проста в использовании — одно прикосновение к сенсорной панели и данные введены. IGF — интерактивное программирование в интерактивном режиме осуществляют с использованием стандартного кода ISO. Real 3D Simulation — визуализация изготавливаемой детали в режиме реального времени возможна во время ее обработки. Оператор в любой момент самостоятельно выбирает режим отображения — твердотельный, сечение или прозрачный. При необходимости он может выполнить рестарт с любого кадра.

Основные преимущества OSP-P300:

  • дружественный интерфейс;
  • использование возможностей ПК и высокая надежность;
  • множество функций, облегчающих обработку и наладку — CAS, Navi, TFC, «умный» рестарт, Antyvibration, IO монитор, IGF, менеджер инструмента;
  • разнообразие подключаемых периферийных устройств.

Turning Cut — функция токарной обработки на горизонтально-фрезерных станках, осуществляемая путем синхронизации угла поворота шпинделя и перемещения по трем осям (Х, Y, Z). Положение режущей кромки ориентируется таким образом, чтобы она располагалась перпендикулярно поверхности заготовки.

Система OSP-P300 М позволяет выполнять токарную обработку на горизонтально-фрезерных станках благодаря синхронизации осей X-Y и угловому позиционированию инструмента.

Multi Tool Function — индексирование многолезвийного инструмента — позволяет позиционировать державку с несколькими лезвийными инструментами, через каждые 30/45 градусов. В станках MАCTURN 250/350/550 позиционирование осуществляется через 45°, в MULTUS B200/B300/B400/B750 — через 30°. Это позволяет размещать большее количество инструментов в магазине и уменьшать время обработки.

Функция контроля нагрузки. Автоматический контроль допустимой нагрузки осуществляется с помощью функции расчетной установки ее пределов в зависимости от текущего значения. Границы могут быть также установлены вручную по номинальным максимальным значениям или по графику. Вид выводимой на экран информации можно настроить, выделив инструмент и режим обработки (чистовой/черновой). Визуализированная на экране информация интуитивно понятна. Данная функция имеется в стандартной спецификации любой модели станков OKUMA.

Online Справка&Руководство пользователя — максимум информации в одном окне. На экране управления инструментом можно одновременно наблюдать за геометрическими параметрами инструмента, его износом и осуществлять выбор очередного.

Периферийное оборудование

Система ЧПУ станка работает в единой сети цеха. В нее могут входить: ПК для разработки управляющих программ, на котором установлены CAD/CAM система ADMAC-Parts и система управления производством MAcMan. В состав периферийного оборудования также может входить считыватель штрих-кода (USB), дисководы для FD и CD дисков, штангенциркуль с цифровой индикацией и USB- накопитель.

Базирование и обмер

При помощи датчика Renishaw, который может быть установлен на оборудовании ОКУМА можно выполнять различные измерения изготавливаемых на станке деталей. После написания программы для Renishaw в автоматическом режиме возможна установка базы (нуля): по боковой поверхности, центру, углу, перепаду уровней, центру окружности, углу между центрами двух окружностей, центру трех окружностей и др.

Теледиагностика с использованием возможностей Интернета. Система удаленного доступа к стойке ЧПУ-станка, позволяющая сервисному инженеру через Интернет выполнять его дистанционную диагностику и при возможности устранение неполадок. Также для анализа текущего состояния станка и консультаций специалисты заказчика могут использовать веб-камеру.

Функции с интеллектом

Значительно повышают точность и эффективность обработки на станках OKUMA их интеллектуальные функции:

  • Концепция термостабильности Ther­mo-Friendly Concept;
  • Выбор оптимальных режимов обработки Machining Navi;
  • Система предотвращения столкновений Collisin Avoidance System).

Традиционный метод борьбы с температурными деформациями станков большинства компаний — принудительное охлаждение отдельных узлов или всей конструкции, а также кондиционирование воздуха в цехе. Иногда выполняют и то и другое. Все это требует значительных энергозатрат и технического обслуживания.

При возникновении температурных нагрузок не всегда эффективно стабилизировать только температуру в помещении цеха. При черновой и чистовой обработке выделяется разное количество тепла. Например при черновой обработке станок может потреблять до 80% расчетного максимума энергии, а при чистовой — 10–15%. Скоростная обработка вызывает повышение температуры в ШВП и линейных приводах, что может вызвать их деформацию и неточность позиционирования.

Концепция термостабильности OKUMA в данном случае предполагает:

  • высокоточную компенсацию тепловой деформации с помощью пересчета системой ЧПУ положения по осям на основе данных температурных датчиков, передаваемых в систему ЧПУ on-line;
  • применение термоизоляции рабочей зоны и электрошкафа, равномерное распределение или изоляция источников выделяющих тепло.
  • исполнение элементов станины в виде короба, для симметричного распределения температурных нагрузок, деформацию от которых можно прогнозировать и автоматически компенсировать.
  • корректировку температурных отклонений станины, вызванных изменением температуры окружающей среды. Система TAS-C компенсирует термическую деформацию для получения высочайшей точности при обработке.

Система термокомпенсации Thermo-Friendly Concept позволяет обеспечить высокую повторяемость размеров в партии деталей, снизить брак до минимума и экономить средства на термостабилизацию помещения. Например, для поддержания температуры около 20° С в помещении площадью 10х10 м и высотой 3 м, в котором работает 2 станка в две смены, требуется приблизительно 135 тыс. кВт/час в год. При средней стоимости 1 кВт/час 1,00272 грн расходы на стабилизацию температуры составят 135-367 тыс. грн. или более €12 тыс.

Система Machining Navi позволяет определять оптимальные условия резания для высокоэффективной обработки. Это система контроля и предупреждения возникновения вибраций при фрезерной и токарной обработке посредством микрофона, встроенного в станок, и датчиков вибрации. Программа сравнивает уровень шума и возможную вибрацию при обработке и в случае отклонения значений в большую сторону автоматически меняет режимы резания на оптимальные.

Система предотвращения столкновений CAS (Collision Avoidance System) позволяет обезопасить работу станка, защитить от столкновения его компоненты (например, револьверную головку с патроном или задней бабкой), уберечь от разрушения и поломок дорогостоящий шпиндель и инструмент. Очень важно, что ЧПУ запоминает количество удаленного в текущей операции или при предыдущем проходе материала.

Преимущества CAS OKUMA:

  • 3D-моделирование процесса обработки;
  • имитация процесса обработки на компьютере;
  • высокая скорость реакции при ручном управлении;
  • скоростной прогон-имитация обработки осуществляется в 7 раз быстрее реальной обработки;
  • возможность поддержки различного дополнительного оборудования и оснастки (угловых поворотных устройств, шпиндельных угловых головок и др.).

Продолжение следует.

ООО «НПГ «СТАНКОПРОМИМПОРТ»
Компания «Phoenix Machine Tools AG»

г. Харьков, ул. Клочковская, 298
Тел.: +380 57 716-54-54, +380 67 311-44-66, +380 67 644-33-11,
факс:+380 57 716-56-56
info@phoenix-ua.com, www.phoenix-ua.com, stankopromimport.com.ua

Рекламодатели

Партнёры

Новостная рассылка

Будьте в курсе наших последних новостей. Оформите бесплатно персональную новостную рассылку.