CC BY
26
Станкостроительная и инструментальная промышленность
УДК 67.05
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПЯТИОСЕВОГО ОБРАБАТЫВАЮЩЕГО ЦЕНТРА С ОТЕЧЕСТВЕННОЙ СИСТЕМОЙ ЧПУ НА БАЗЕ ИМЕЮЩЕГОСЯ СТАНОЧНОГО ПАРКА
MANUFACTURING OF A FIVE-AXIS MACHINING CENTER WITH A DOMESTIC CNC SYSTEM ON THE EXISTING MACHINE PARK
DOI: 10.24412/CL-35807-2022-1-55-57
Антонов Д. Н., инженер-электроник 2-й категории АО «ПО «Стрела», e-mail: aksakovboy@mail.ru
Antonov D. N., electronic engineer of the 2nd category JSC «Production Association «Strela», e-mail: aksakovboy@mail.ru
Аннотация. В настоящее время огромную роль играет оснащение производства высокотехнологичным оборудованием. Возрастающие требования к точности и скорости обработки деталей сложных форм приводят к тому, что морально устаревшее оборудование не в состоянии выполнять поставленные задачи.
Решение о модернизации оборудования обусловлено дороговизной и в большинстве случаев невозможностью покупки новых станков иностранного производства в связи с санкционными ограничениями.
В статье приводится описание конструкции поворотного стола обрабатывающего центра ИС-800МПФ4 в заводском исполнении, его основные технические характеристики, а также описаны мероприятия по модернизации станка и экономический расчет.
Annotation. Currently, equippingproduction with high-tech equipment plays a huge role. The increasing requirements for the accuracy and speed of processing parts of complex shapes lead to the fact that obsolete equipment is not able to perform the assigned tasks.
The decision to modernize is due to the high cost and, in most cases, the inability to purchase foreign-made machines due to the sanctions restrictions.
The article describes the design of the rotary table of the IS-800MPF4 machining center in the factory version, its main technical characteristics, and also describes the measures for the modernization of the machine and the economic calculation.
Ключевые слова: модернизация металлобраба-тывающих станков, отечественная система ЧПУ, наклонно-поворотный стол, пятиосевая обработка, им-портозамещение.
Keywords: modernization of metalworking machines, domestic CNC system, tilting rotary table, five-axis machining, import substitution.
В настоящее время огромную роль играет оснащение производств высокотехнологичным оборудованием. Возрастающие требования к точности, скорости обработки деталей сложных форм и использование новых материалов приводят к тому, что морально устаревшее оборудование не в состоянии выполнять поставленные задачи. Промышленным предприятиям приходится выбирать: либо покупать новое высокопроизводительное оборудование, либо модернизировать уже существующее, путем расширения его функциональных возможностей и улучшения технических характеристик.
Руководством предприятия была поставлена задача выполнить комплекс работ по изготовлению пятикоординатного обрабатывающего центра на базе имеющегося станочного парка.
Решение о модернизации существующего оборудования обусловлено дороговизной и в большинстве случаев невозможностью покупки новых станков и комплексов иностранного производства в связи с санкционной политикой стран Запада.
При модернизации металлообрабатывающего оборудования остро стоит вопрос с выбором системы управления, которая должна соответствовать требованиям технологии производства. На рынке существует целый ряд комплексов ЧПУ зарубежного производства, поддерживающих пятиосевую обработку: Heidenhain, Siemens, Mitsubishi, Fanuc и др. Однако покупка этих систем связана со множеством затрат на 5-ко-ординатное программное обеспечение для работы станка и обучением специалистов для работы с этим ПО. Кроме этого, отказ от покупки зарубежных систем ЧПУ обусловлен упомянутыми выше санкционными ограничениями, в условиях которых приобрести отдельную систему ЧПУ с 5-осевой обработкой не представляется возможным.
Рис. 1. ИС-800ПМФ4 в стандартном исполнении
Рис. 2. Программно-аппаратный комплекс «Мехатроника» ЫМС-800
В связи с этими факторами, а также курсом на импортозамещение, принято решение проанализировать системы ЧПУ отечественного производства на возможность пятиосевой обработки. Среди представленных на рынке систем ЧПУ российского производства фирм ООО «Балт-Сис-тем», ООО «Ижпрэст», ООО «Мехатроника», выбор сделан в пользу ЧПУ МКС-800 производства ООО «Мехатроника». Данный аппаратно-программный комплекс полностью соответствует нашим требованиям, в отличие от других представленных на рынке, которые осуществляют трех-осевую обработку и только начинают развивать пятиосевую.
В качестве основы под будущий пятиосевой обрабатывающий центр был выбран ивановский станок ИС-800ПМФ4, исходя из следующих факторов:
• монолитное основание осей Х и 2;
• достаточно большой магазин инструментов (64 штуки);
• заложенная в конструкции станка возможность установки оптических преобразователей для линейных осей;
• число оборотов шпинделя — 4500, что удовлетворяет техническому заданию. ИС-800ПМФ4 в стандартном исполнении
представляет собой горизонтальный обрабатывающий центр с дискретным поворотным столом, позволяющий выполнять операции по фрезерованию и расточке. Особенность стандартного поворотного стола в том, что во время обработки детали по программе он не может осуществлять плавное вращение, а лишь позиционируется на углы, кратные 3°. Такая конструкция не может обеспечить достаточную быстроту и точность изготовления современных изделий сложных форм. ИС-800ПМФ4 в стандартном исполнении представлен на рисунке 1.
Для придания станку новых возможностей проводились следующие виды работ:
• разработана, изготовлена и установлена платформа на направляющих качения для установки нового стола взамен штатного;
• для сохранения рабочей зоны увеличен ход по оси Х, т. к. габариты нового стола отличаются от прежнего в большую сторону;
• установлен двухосевой наклонно-поворотный стол СКСТ-630. Технические характеристики стола приведены в таблице 1.
• установлены новые ШВП по всем осям;
• спроектировано и изготовлено новое ограждение зоны резания;
• заменены серводвигатели и серводрайверы координатных осей станка, а также мотор и частотный преобразователь шпинделя;
• установлены преобразователи линейных перемещений ЛИР-9М фирмы АО «СКБ ИС»;
• в качестве системы ЧПУ внедрен программно-аппаратный комплекс МКС-800 отечественного производства фирмы ООО «Мехатрони-ка» с возможностью 5-координатной обработки, калибровкой кинематики и 3Б-коррекции инструмента. Данный комплекс ЧПУ представлен на рисунке 2;
Таблица 1
Технические характеристики двухосевого наклонно-поворотного стола CNCT-630
Диаметр стола, мм 630
Максимальная длина устанавлива- 800
емой на оснастке детали, мм
Общая высота стола, мм 905
Высота оси наклона, мм 580
Максимальная ч астота вращения 8,3
оси А (ось наклона), об/мин
Угол наклона оси А ±120°
Максимальная частота вращения 16,6
оси В (ось вращения), об/мин
Тип осевых серводвигателей Б1ешеш 1БК7101
Тип датчиков обратной связи Не1ёепЬат ИОШ87
• установлена современная система измерения инструмента и обкатки деталей Hexagon, разработаны и используются соответствующие технологические циклы измерения инструмента и детали;
• написана и протестирована программа логики работы станка и вспомогательного оборудования под полноценную пятиосевую обработку деталей.
После выполнения всех работ мы получили пятиосевой обрабатывающий ц ентр, получивший
Таблица 2 Технические характеристики станка ИС-800М5+
Рабочий ход оси Х, мм 910
Рабочий ход оси У, мм 1000
Рабочий ход оси Z, мм 800
Максимальная скорость перемещения 6000
по линейным осям, мм/мин
Максимальная частота вращения ш пинделя, 4500
об/мин
Число ячеек инструментального магазина 64
Устройство ЧПУ MNC-800
Система автоматического измерения инст- Hexagon
румента и обкатки деталей
Таблица 3
Сравнение стоимости нового отечественного оборудования и изготовленного силами АО «ПО «Стрела»
Рис. 3. Изготовленный станок ИС-800М5+
обозначение ИС-800М5+, с отечественной системой ЧПУ, соответствующий уровню имеющимся на предприятии пятиосевым станкам отечественного производства с зарубежными системами ЧПУ. Это позволило перецеховать серийные детали на изготовленный ИС-800М5+, тем самым разгрузив парк пятиосевых станков предприятия. Изготовленный станок представлен на рисунке 3.
Технические характеристики модернизированного пятиосевого обрабатывающего центра ИС-800М5+ приведены в таблице 2.
Исходя из затрат на покупку необходимых материалов и оборудования, делаем вывод, что ИС-800М5+ по стоимости обходится по м еньшей мере в 2,5 раза ниже, чем покупка нового, аналогичного по функциям оборудования. Сравнение по стоимости с аналогичным оборудованием приведено в таблице 3.
Хочу отметить, что в настоящее время АО «ПО «Стрела» планирует модернизировать немецкий станок ИБСКБЯТ CW-1000 и отечественный СФП-13 до пятиосевой обработки в связи с растущими объемами выпуска крупногабаритных деталей сложных форм.
Модель станка Система ЧПУ Стоимость приобретения, млн руб. Стоимость модернизации, млн руб.
Стерлитамак Siemens 66,312 —
VMB-800
Стерлитамак Siemens 73,219 —
650H5
ИС-800М5+ MNC-800 — 24,558
Список литературы
1. Наклоняемый поворотный стол модели CNCT-630. Руководство по эксплуатации. Taichung, Taiwan. 2019.
2. Руководство по программированию. Устройство ЧПУ серии MNC. — Иваново: ООО «Мехатроника», 2020.
3. Руководство по эксплуатации ИС-800ПМФ4 (5002.000.000 РЭ). — Иваново, 1986. 353 с.
4. Силовые преобразователи серии MTDrive. Руководство по эксплуатации. Редакция 4.2 (МТРН. 40 6190. 700 РЭ). — Иваново: ООО «Мехатроника». 2014.
5. Система управления MNC-800. Руководство оператора. — Иваново: ООО «Мехатроника». 2020.
