Станок с ЧПУ + робот

Опубликовано admin Апр 10, 2013 в Роботетхника

Уровень автоматизации станка — основной критерий, позволяющий использовать станок в составе РТК. Такой станок должен быстро переналаживаться, обеспечивать контроль деталей, вывод стружки, обработку всех деталей, включенных в группу. Кроме того, автоматически зажимать и освобождать деталь, точно и надежно ее базировать на станке, автоматически менять инструмент при обработке, поджимать заготовку к торцу токарного патрона или к плоскости приспособления для ее установки.

Первые шаги в автоматизации металлорежущих станков были сделаны еще во времена Петра Первого. Андрей Константинович Нартов — изобретатель суппорта токарного станка и выдающийся русский инженер — разработал первый токарно-копировальный станок, который мог вытачивать различные медали и кубки, украшенные затейливой резьбой. Для этого сначала надо было изготовить деталь-образец, которая являлась копиром. Режущий инструмент был соединен со специальным щупом, который, двигаясь по копиру, заставлял инструмент повторять в своем движении его форму. Можно сказать, что копир задавал программу движения инструмента.

Но чем сложнее машина, тем больше в ней деталей, для которых требуются копиры, что становится невыгодным из-за большого расхода металла на их изготовление, как, например, при изготовлении самолета, когда таких деталей набирается около 2000. Новая система задания информации была создана на использовании фотокопировального станка. Луч фотоглаза считывал контур чертежа детали, а инструмент повторял его при обработке заготовки.

Чертеж детали задавался с помощью двоичного кода через координаты опорных точек контура, т. е. в качестве точек, в которых меняется траектория инструмента. Сигналы записывались на перфоленте. Комбинации сигналов с перфоленты через фотоглаз передавались на привод инструмента — происходило числовое программное управление. Так возникли станки с ЧПУ. Многие из них оснащены барабанами с большим набором инструментов. Смена инструмента осуществляется по программе механической рукой — автооператором.

В истории автоматизации технологического оборудования существует удивительный парадокс: чем проще, примитивнее действия рабочего, тем труднее их заменить автоматами, потому что автоматически обработать деталь легче, чем правильно ее сориентировать и закрепить на станке. Это в полной мере относится к операциям загрузки-выгрузки заготовок на станках, осуществляемых роботами. Они устанавливают заготовки в зажимных приспособлениях, снимают готовые детали, передают их на другие станки, на контрольные стенды. Могут упаковать и уложить в тару. Если робот подвижный, он может обслуживать несколько станков, чтобы не простаивать, пока на одном станке ведется обработка.

Рассмотрим несколько РП. Многопозиционный РТК мод. АСВР-05, включает в себя один фрезерно-центровальный 3 станок мод. МР-73М, два токарных 5 станка мод. 1Б732ФЭ с ЧПУ, ПР 4 мод. УМ160Ф2.81.01, вспомогательное оборудование и систему светозащиты. Вспомогательное оборудование составляют четыре магазина-накопителя 1 и посты 2 для хранения деталей при разгрузке станка. На первом станке обрабатываются торцовые плоскости валов и сверлятся небольшие центровые отверстия, далее происходит точение валов. (Диаметр валов — до 140 мм, длина — до 1000 мм, масса — до 160 кг.) Программирование осуществляется методом обучения. ПР имеет универсальное захватное устройство и датчики, которые позволяют ему находить заготовку. Можно купить подобные обрабатывающие центры с чпу в Екатеринбурге.

Другим примером комплекса станок — робот является РТК, созданный на базе токарно-винторезного станка 16К20Т1, ПР «Электроника-НЦТМ-01» и системы управления. Робот установлен непосредственно на передней бабке станка. Сдвоенным схватом манипулятора он забирает заготовки с кассеты-накопителя, а после обработки возвращает обратно. Система управления ПР имеет режим обучения по первой заготовке и обеспечивает элементы адаптации его к внешним условиям. Приводы перемещения манипулятора состоят из электродвигателей постоянного тока, а приводы схватов — пневматические.

Роботы применяются не только при автоматизации токарной обработки. Хорошо зарекомендовал себя РТК для шлифования валов массой до 40 кг мод. АСВР-06. ПР осуществляет загрузку — выгрузку станков заготовками, межстаночное транспортирование, поиск заготовок и раскладку их в магазинах в ориентированном виде. Такой комплекс повысил производительность работы в 4 раза и высвободил 6 рабочих.

Для обработки корпусных деталей созданы РТК на базе вертикально-сверлильных станков с ЧПУ, расточных и агрегатных станков. Кроме того, имеются роботизированные производства на базе многооперационных станков. Они снабжены магазином инструментов, необходимых при обработке группы деталей. На многооперационных станках производятся разные методы обработки: сверление, фрезерование, растачивание, что позволяет обрабатывать на одном станке самые сложные детали, не перемещая заготовку со станка на станок. По принципу управления они аналогичны станкам с ЧПУ. В многооперационных станках необходимо обеспечить поиск инструмента в магазине, смену отработавшего инструмента, его закрепление. Электронная система управления следит за ходом обработки и сигнализирует оператору о неисправностях.

Роботизированное производство, созданное на базе пяти многооперационных станков ИР-500МФ4, склада-накопителя с автоматическим штабелером, который работает с поворотным столом, и ПР мод. УМ160Ф2.81.01, предназначено для обработки корпусов гидроблоков. Робот, устанавливающий заготовку в зажимные приспособления станков, расположен на портале и может двигаться относительно станков. Такой комплекс может заменить целый цех.