Как известно, производители станков с ЧПУ редко экономят на системах линейного перемещения, равно как и на любых иных системах, критичных для функционирования шпинделей. Однако не все системы перемещения, применяемые в таких станках, одинаково важны. Практически в каждом станке, кроме оси шпинделя существует по меньшей мере одна, а зачастую и несколько осей, для которых обеспечение максимальной точности и повторяемости перемещений не является приоритетной задачей.
В частности, в качестве таких осей могут рассматриваться системы перемещения зоны ограждения, либо перемещения вспомогательных компонентов оборудования. Данные системы непосредственно не связаны с выполнением станком технологических операций. Правильный подбор систем линейного перемещения для использования на таких осях позволит машиностроителю не только удешевить конструкцию станка, но и в ряде случаев повысить надёжность работы.
В частности, у многих современных станков в системах перемещения зоны ограждения используются компоненты, неидеально пригодные для таких задач. Конечно, к открытию и закрытию сдвижных дверей не предъявляется высоких требований по точности, однако и у таких задач существует своя специфика, которую следует учитывать ещё на стадии проектирования. В частности, сдвижные двери нередко представляют собой массивные металлические панели, которые подвержены изгибу и нередко сложны в регулировке. Кроме того, от них требуется надёжная работа в неблагоприятных условиях, характеризующихся высокой загрязнённостью в том числе металлической стружкой и эмульсией.
Как размеры сдвижных дверей промышленного обрабатывающего оборудования, так и условия их эксплуатации делают линейные подшипники, традиционно используемые в системах перемещения зон ограждения, не самым лучшим выбором для подобных задач. В дополнение к этому проектирующие станки инженеры-конструкторы нередко закладывают в конструкцию зон ограждения профильные направляющие с системой рециркуляции шариков — частично по привычке, а частично потому, что направляющие именно этого типа особенно хорошо знакомы инженерам такой специализации. Однако направляющие с системой рециркуляции шариков совершенно не оптимальны для использования в качестве систем перемещения сдвижных дверей, основными требованиями к которым является как надёжность, так и по возможности невысокая стоимость.
С учётом вышеизложенной проблематики компанией Rollon было разработано альтернативное техническое решение для перемещения зоны ограждения и реализации перемещений вспомогательных компонентов промышленного обрабатывающего оборудования. Данное решение основано на использовании систем Compact Rail линейного перемещения, отличающихся встроенной функцией самоустановки и устойчивостью к загрязнениям.
Функция самоустановки. Точное выставление линейных подшипников по положению представляет собой непростую задачу, которую приходится решать в процессе изготовления станка. Для этой цели машиностроителям сначала приходится путём мехобработки придавать несущим поверхностям, к которым предполагается крепить элементы систем линейного перемещения, практически идеально плоскую форму. Затем на этих поверхностях с использованием специального крепежа монтируются направляющие, которые при этом ещё и точно выставляются по горизонтали и вертикали. Обе вышеописанных стадии изготовления станка способны существенно увеличить сроки и стоимость его производства.
Однако при проектировании и монтаже сдвижных дверей от обеих этих необязательных и даже излишних стадий можно отказаться в принципе. Мы охарактеризовали данные две стадии как лишние, поскольку высокоточное выставление по положению больших выполненных из листового металла элементов конструкции станка, к которым относятся, в частности, сдвижные двери, невозможно технически: в процессе реальной эксплуатации они всё равно будут играть, что в итоге делает любую кропотливую их регулировку бессмысленной. И мы охарактеризовали данные две стадии как необязательные, поскольку уже существуют самоустанавливающиеся линейные подшипники, способные автоматически скомпенсировать неточности их установки — в том числе и вызванные погрешностями изготовления несущих поверхностей, на которых они смонтированы — делая излишними как дорогостоящую мехобработку указанных поверхностей, так и трудозатратную регулировку этих подшипников по положению при их монтаже.
Не все оси станков с ЧПУ одинаково важны. В то время как для шпинделя точность перемещения является критическим параметром, для зон ограждения и многих других вспомогательных компонентов необходимы системы линейного перемещения, от которых требуются, прежде всего, надёжность и простота монтажа.
Подобная функция самоустановки предусмотрена у систем линейного перемещения, относящихся к модельному ряду Compact Rail компании Rollon: у данных систем функция реализована за счёт того, что установленные на роликах большого типоразмера каретки этих систем перемещаются по направляющим со специальными профилями рабочих поверхностей, используемыми в определённом сочетании. За счёт такой специально подобранной комбинации профилей направляющих каретки получают определённую степень свободы смещения в одной или двух плоскостях, что и позволяет скомпенсировать непараллельность установки направляющих.
Для установки сдвижных дверей технологического оборудования оптимально сочетание направляющих серии Compact Rail двух типов, соответственно с двумя различными профилями — направляющих типа U и типа K (рис. 1). При этом направляющая типа U имеет плоскую поверхность качения, позволяющую роликам каретки перемещаться в том числе и в поперечном направлении относительно оси направляющей.
Одновременно с этим профилем направляющей типа K обеспечивается возможность поворота роликов каретки в пределах ограниченного углового диапазона, без снижения точности линейного перемещения. При применении направляющих вышеозначенных двух типов в их сочетании становится возможным компенсировать существенные погрешности монтажа направляющих в двух плоскостях: их непараллельность в горизонтальной плоскости, а также их разновысотность в вертикальной плоскости.
Насколько широк диапазон автоматически компенсируемых отклонений? Он зависит от расстояния между двумя направляющими, образующими одну систему линейного перемещения. Так, например, если это расстояние составляет два метра, то системой будет обеспечиваться автоматическая компенсация горизонтальной непараллельности до 4 мм и разновысотности в пределах +/- 50 мм (информация о величине компенсируемых отклонений при других расстояниях между направляющими содержится в табл. 1).
При применении систем Compact Rail линейного перемещения причина, по которой возникли автоматически компенсируемые отклонения, не имеет никакого значения. Независимо от того, обусловлены ли эти отклонения погрешностями выполнения опорных поверхностей станка, неточностями монтажа, или же возникли в процессе эксплуатации из-за изгиба перемещаемого элемента (например, сдвижной двери станка), система Compact Rail с одинаковой эффективностью автоматически компенсирует их, причём без каких-либо отрицательных последствий для ресурса и срока службы системы линейного перемещения.
Малое усилие перемещения. Дополнительным преимуществом систем Compact Rail является то, что установленные на них двери отличаются весьма лёгким ходом, и причиной этого является не только заложенная в конструкцию этих систем способность автоматической компенсации неточностей монтажа. Лёгкость и плавность хода систем Compact Rail объясняется в том числе и присущим им малым коэффициентом трения. Этот коэффициент отличается в зависимости от конкретного типоразмера направляющих, и находится в диапазоне от 0,003 до 0,006. Благодаря столь малым потерям на трение усилие, требуемое на открытие 90 килограммовой сдвижной двери, установленной с применением системы Compact Rail типоразмера 43, составит всего 680 г.
Устойчивость к загрязнениям. Ещё одним важным требованием к системам линейного перемещения, используемым для перемещения зоны ограждения и иных вспомогательных компонентов оборудования, является их устойчивость к загрязнениям. Системы линейного перемещения с рециркуляцией шариков, имеющие минимальные зазоры между шариками и направляющими, известны их подверженностью поломкам в результате загрязнений, причём во избежание подобных случаев требуются специальные защитные меры. Ситуация дополнительно осложняется наличием металлической стружки.
В системах Compact Rail компании Rollon проблемы с загрязнением решены комплексно. Так, в конструкции предусмотрены специальные уплотнения и грязесъёмники, позволяющие свести к минимуму загрязнение направляющих. Для дополнительного снижения риска загрязнения направляющих конструкцией системы допускается их установка в перевёрнутом положении.
Однако наиболее эффективной мерой по борьбе с загрязнениями можно назвать грязеустойчивый конструктив систем Compact Rail в целом.
В конструкции используются герметичные ролики, которые уже предсмазаны на весь срок службы (рис. 2). При этом размер самих роликов относительно велик, что делает их малочувствительными к большинству распространённых загрязнений. Такие ролики просто перекатятся через частицы металлической стружки, которые могли бы вывести из строя систему рециркуляции шариков.
Rollon S. p.A. (Россия)
117105, Москва, Варшавское шоссе, д. 17 стр. 1, офис 207
Телефон +7 (495) 799-42-29
E-mail: info.russia@rollon.com
http://www.роллон.рф
<"