ЖЕСТКОСТЬ И КИНЕМАТИЧЕСКАЯ ТОЧНОСТЬ СТАНКА
Такое свойство зубофрезерных станков, как крутильная жесткость (суммарный угол поворота оси инструмента относительно оси нарезаемой заготовки) является определяющим фактором, влияющим на его точностные характеристики и производительность. Кроме того, в процессе эксплуатации регулярно возникает необходимость устранения ряда существенных дефектов кинематических цепей станков, связанных с циклической погрешностью червячной делительной передачи станка, дефектами на зубьях делительного колеса, циклической погрешностью инструментального шпинделя, геометрическими погрешностями пальцев и сменных колес гитары деления.
СТАНОК С РАЗВЯЗАННОЙ КИНЕМАТИКОЙ
Одним из наиболее эффективных путей решения этих проблем является способ модернизации станка, предуматривающий исключение механических элементов кинематической схемы и их замены так называемыми виртуальными кинематическими связями. Именно на станке с развязанной кинематикой количество кинематических элементов, участвующих в передаче вращения от инструмента к детали, минимальное, что позволяет добиться точности обработки, зависящей исключительно от возможностей инструмента. Поэтому развитие производства и модернизация оборудования в направлении станков c развязанной кинематикой, позволяет добиться качества изготовления зубчатых колес в среднем на 2 квалитета выше.
ТИПОВОЕ РЕШЕНИЕ
Большинство компаний для своих решений по модернизации зубофрезерного оборудования используют функционально насыщенные системы ЧПУ, демонстрирующие избыточность в отношении таких специальных задач, как создание станка с развязанной кинематикой. В результате заказчик вынужден платить за дополнительные функции, необходимость в которых зачастую отсутствует.
АЛЬТЕРНАТИВНОЕ РЕШЕНИЕ
В свою очередь мы разработали более рациональное решение на базе программируемого логического контроллера производства Mitsubishi Electric (моушн контроллер), позволяющее не только восстановить рабочие характеристики, но и расширить технические возможности станков, установленных за последние 25 лет на предприятиях машиностроения. Главным достоинством моушн контроллера являются его функциональные возможности создания виртуальной кинематической схемы станка, благодаря чему исключается необходимость сложного программирования взаимосвязанного движения осей. Эмулируя зубчатые зацепления, моушн контроллер позволяет сократить до минимума количество промежуточных элементов кинематической цепи станка, обеспечивая повышенную жесткость несущей системы при любых режимах резания, а также возможность выбора оптимального способа и цикла обработки, что непосредственно влияет на производительность оборудования.
ТЕХНИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ЗУБОФРЕЗЕРНЫМ СТАНКОМ
Как основной компонент системы управления, моушн контроллер корректирует параметры скорости и вращающего момента, а также обеспечивает полную синхронизацию работы всех осей. Моделирование кинематической схемы станка выполняется в специализированном программном обеспечении, применяемом на стадии разработки управляющей программы.
Полноценная библиотека механических узлов и механизмов позволяет описывать любые кинематические связи и содержит такие элементы, как программируемые редукторы, муфты, кулачки и т. п.
Для обеспечения работы моушн контроллера достаточно использовать процессорный модуль начального уровня, что благоприятно сказывается на цене решения. Разрешающая способность и динамические характеристики сервоприводов позволяют достигать высокой точности синхронизации движения осей и производительности станка. Плавность вращения инструмента обеспечивается за счет функций подавления вибраций и автонастройки контуров регулирования.
Специально разработанные экраны панели оператора позволяют программировать рабочие циклы станка посредством простого параметрирования режимов сверления и ввода необходимых размеров непосредственно с чертежа, а также автоматической перестройкой станка при выборе определенного изделия. В системе управления предусмотрены рабочие циклы для обработки цилиндрических зубчатых колес с косым, прямым и бочкообразным зубом. Разработанный в рамках СУ, графический интерфейс позволяет параметрировать работу станка, предоставляя возможность специалисту, не обладающему квалификацией оператора станка с ЧПУ, выполнять все операции, свойственные данному оборудованию.
ЭФФЕКТ ВНЕДРЕНИЯ
Впервые применив моушн контроллер, мы добились значительных результатов в части упрощения управления станками со сложной кинематикой и повышения качества обработки зубчатых колес. При этом использование в системе управления зубофрезерным станком компонентов Mitsubishi гарантирует высокую надежность и прогрессивность решения. На сегодняшний день зубофрезерные станки, оснащаемые нашей системой управления, успешно внедрены в серийное производство крупных предприятий автомобилестроения, таких как МАЗ и БелАЗ. В результате:
- • была достигнута точность нарезания зубьев на уровне 4 квалитета благодаря существенному повышению жесткости станка;
- • реализована возможность обработки цилиндрических, зубчатых колес с косым и бочкообразным зубом без
- перепрограммирования станка;
- • благодаря модернизации производительность станка стала ограничиваться только возможностями инструмента;
- • время переналадки снизилось примерно на 10 часов по сравнению со станком с механическими связями;
- • существенного снизились требования к квалификации оператора станка.
На сегодняшний день целесообразность модернизации данного класса оборудования обусловлена его высокой стоимостью. Наш проект доказывает, что эффективная модернизация — это самый короткий путь к получению оборудования, отвечающего современным требованиям.
Основным недостатком, предлагаемого в качестве альтернативы зубофрезерным станкам электроэрозионного оборудования, является его ограниченность в части изготовления шестерен со сложным профилем зубьев. В частности, ввиду отсутствия возможности управления сложными перемещениями инструмента по несколькимосям, электроэрозионные станки неприменимы в отношении задач получения зубьев с косым или бочкообразным профилем, для получения на одной несущей двух и более шестерен разного диаметра (нарезание зубьев на валу) и т. п.
ООО «ЭНСИ-ТЕХ»
Авторизованный дистрибьютор
Mitsubishi Electric CNC
Москва, ул. Б. Новодмитровская
14, стр. 2, офис 213
Тел. (495) 748-01-91
факс (495) 748-01-92
<"