Файл: Станки с программным управлением..pdf

Глава вторая

Обзор конструкций токарных станков с числовым программным управлением, выпускаемых заводом’

В 1966 году Средневолжским станкозаводом совместно с Куй­ бышевским политехническим институтом (отраслевая лаборато­ рия «Металлорежущие станки») был спроектирован центровой то­ карный станок мод. ІА616ПУ (ІА616ФЗ). В 1967 году опытный об­ разец его был сдан Государственной комиссии и принят к серий­ ному производству.

Базой для нового станка стал универсальный токарно-винто­ резный станок мод. 1А616, серийно выпускаемый заводом.

Испытания новой конструкции в станочной лаборатории заво­ да, а также промышленное апробирование станков у потребите­ лей позволили наметить основные пути совершенствования кон­ струкции, заложить основу для дальнейшей разработки токарных станков с ЧПУ.

За рассматриваемый промежуток времени (1966—1972 годы) заводом спроектированы и изготовлены следующие станки с ЧПУ: станок мод. 1А616ФЗ, полуавтомат токарный патронный мод. 1Ф616ФЗ, центровой токарный станок мод. КТ100А, полуавтомат токарный патронный мод. 1П717ФЗ, центровой токарный станок мод. КТ100ЭМ, центровой токарный станок мод. 16Б16ФЗ.

Все станки, выпускаемые заводом, выполнены по принципу разомкнутой системы ЧПУ с электрогидравлическим шаговым приводом подач.

В первых станках мод. 1А616ФЗ, 1Ф616ФЗ, работающих от си­ стем ЧПУ «ПРС-ЗК», «Контур 4МИ» и «Контур ЗП», основой при­ вода подач стал шаговый электродвигатель типа ШД-4 и гидро­ усилитель крутящих моментов типа МГ18-1.

Главный недостаток этих приводов и управляющих систем — их малое быстродействие. При таком приводе максимальная ве­ личина подач составляет лишь 120 мм/мин в поперечном направ­ лении и 1200 мм/мин в продольном. Это существенно сужает об­ ласть их рационального использования.

В настоящее время во всех токарных станках с ЧПУ, выпу­ скаемых заводом, используется освоенный отечественной промыш­ ленностью новый комплектный быстроходный электрогидравличе­ ский шаговый привод типа Э32Г18-2, созданный на основе шаго­

27

вого электродвигателя типа ШД-5Д1. Это позволило увеличить скорости вспомогательных перемещений суппортов и довести их до 2400 мм/мин в поперечном направлении и 4800 мм/мин в про­ дольном.

Полученное преимущество в скорости приводов подач обус­ ловливает увеличение мощности насосной установки и требует бо­ лее тщательной отработки гидротрассы станка и улучшения ох­ лаждения резервуара с маслом для исключения неравномерности нагрева корпусных деталей и стабилизации геометрической точ* ности станка. Увеличение мощности насосной установки обуслов­ ливает также расширение площади под станок и уменьшение КПД привода.

В настоящее время на заводе ведутся изыскания конструкции привода, удовлетворяющего требованиям станков токарной груп­ пы нашего типоразмера по точности и быстродействию, без ис­ пользования гидравлики. Такими приводами могут быть силовые шаговые двигатели, а также регулируемый электропривод с об­ ратной связью.

При проектировании приводов подач станков с ЧПУ следует прежде всего удовлетворить требование повышенной жесткости составляющих их конструктивных элементов. Это диктуется не­ обходимостью выполнения на токарном станке с ЧПУ полной токарной обработки детали с получением размеров по второму классу точности при чистоте обработки Ѵ6, а также обеспечения достаточной долговечности и надежности приводов.

Большие технологические возможности станков с ЧПУ позво­ ляют получать криволинейные поверхности практически неограни­ ченной сложности, а также использовать при работе на станке все типы токарного инструмента. Это определяет высокие требо­ вания к приводу главного движения, особенно в смысле обеспе­ чения оптимизации режимов резания, а также к резцедержате­ лю, который должен быть в полной мере оснащен режущим ин­ струментом.

В 'первых освоенных заводом станках с ЧПУ мод. 1А616ФЗ и 1Ф616ФЗ привод главного движения унифицирован с серийно выпускаемым универсальным токарно-винторезным станком мод. 1А616. Это привод с ручным управлением с 21-й ступенью чисел оборотов шпинделя. Такое конструктивное решение объясняется несовершенством первых систем ЧПУ станками, невозможностью осуществить управление изменением чисел оборотов привода глав­

ного движения от управляющей программы.

Все последующие модели станков имеют в приводе главного движения автоматическую коробку скоростей, которая обеспечи­ вает переключение ступеней чисел оборотов шпинделя по -заданной программе.

Все модели станков, выпускаемые заводом, оснащены много­ позиционными резцовыми головками с управлением смены пози­ ций от программы. Многорезцовая настройка станка с установкой режущих кромок резцов различных типов в соответствии с дан­

28

ными схемы наладки и обеспечение достаточной точности их ус­ тановки требует. применения специальных устройств. В первых станках мод. ІА616ФЗ, выпущенных заводом, настройка резцов на размер осуществлялась прямо на станке с помощью микроско­ па «Мир 2», установленного на задней бабке. При такой налад­ ке режущего инструмента станок длительное время простаивал.

Затем резцедержатели всех выпускаемых заводом станков бы­ ли оснащены комплектом быстросменных резцовых блоков. В та­ ких блоках установка резцов на размер производится вне станка, с помощью приспособления, спроектированного на базе боль­ шого инструментального микроскопа типа БМИ-1, с использова­ нием экранной оптики.

Конструктивное исполнение, технологические возможности станка* его экономическую эффективность во многом определяет система ЧПУ.

Станок мод. ІА616ФЗ претерпел ряд последовательных модер­ низаций вследствие применения в его конструкции более совер­ шенных систем ЧПУ, осваиваемых отечественной промышленно­ стью. Первая система ПРС-ЗК была предназначена для управ­ ления фрезерными станками. В ней не предусматривались технологические команды управления станком по программе (пово­ рот резцедержателя, включение и отключение охлаждения, пере­ ключение чисел оборотов шпинделя, торможение шпинделя

и т. п.).

Поэтому для осуществления, например, поворота резцедержа­ теля необходимо было производить изменения в самой системе и предусмотреть в конструкции суппорта дополнительное устройст­ во для управления резцедержателем.

Использование системы ПРС-ЗК-Т (токарный вариант) в стан­ ке мод. 1А616ФЗ позволило управлять поворотом резцедержате­ ля от программы без усложнения станка.

Следующий этап в модернизации — стыковка станка с новой системой «Контур-4 МИ». Эта система позволила увеличить уско­ ренные перемещения суппорта в ручном и автоматическом режи­ мах, корректировать величину подачи при отработке программы, иметь вспомогательные команды. Указанные выше системы ра­ ботают от магнитной ленты, а для перенесения на нее числовой информации управления станком требуется специальная электрон­ ная аппаратура. Приобретение такой аппаратуры для обслужи­ вания одного-двух станков экономически нецелесообразно из-за ее значительной стоимости.

Поэтому потребителям, у которых нет больших групп стан­ ков с ЧПУ, работающих на магнитной ленте, приходится поддер­ живать постоянный контакт с предприятиями, имеющими аппа­ ратуру для записи программы. Это приводит к определенным неудобствам и трудностям организационного характера. При зна­ чительной удаленности кооперирующихся предприятий друг от дру­ га невозможно оперативно подготавливать управляющие прог­ раммы,

29

Отсюда заинтересованность потребителей в оснащении станка системой, позволяющей производить полный цикл подготовки уп­ равляющей программы на месте.

С этой целью станок мод. ІА616ФЗ стал выпускаться с систе­ мой ЧПУ «Контур ЗП-68», уже освоенной нашей промышленно­ стью.

Система «Контур ЗП-68» работает от пятидорожечной перфо­ ленты, что позволяет потребителю автономно решать вопросы подготовки управляющих программ при наличии одного лишь те­ летайпа.

Кроме того, система предусматривает возможность ручного ввода программы построчно, что повышает оперативность отработ­ ки ее отдельных элементов. Для потребителей, в разной степени освоивших станки с ЧПУ, завод продолжил выпуск станков мод. ІА616ФЗ в сочетании с системой «Контур 4МИ» и «Контур ЗП».

Проведенная на заводе работа по совершенствованию и созда­ нию новых конструкций токарных станков с ЧПУ, изучение опы­ та эксплуатации станков позволили сформулировать основные требования к управляющим системам для станков нашего типо­ размера. Это, в свою очередь, предопределило активное участие завода в создании новой, более прогрессивной системы управле­ ния «Контур 2ПТ-71», разработанной СКВ Ленинградского элек­ тромеханического завода. В результате эта система была состы­ кована со станком мод. ІА616ФЗ.

Описываемый ниже станок мод. ІА616ФЗ соответствует его конструкции с системой «Контур 2ПТ-71». Станок в таком испол­ нении имеет ряд существенных преимуществ по сравнению со сво­ ими предшественниками, оснащенными системами ПРС-ЗК, «Кон­ тур 4МИ» и «Контур ЗП».

При дискретности отработки суппортом одного импульса 0,005 мм в поперечном направлении и 0,05 мм в продольном на­ правлении максимальная величина подачи стала равной 320 мм/мин в поперечном и 3200 мм/мин в продольном направле­ ниях (в сравнении со 120—240 мм/мин и 1-200—2400 мм/мин соот­ ветственно в прежних вариантах станка).

Кроме того, новый пульт позволяет оперативно вмешиваться в- процесс отработки программы — останавливать суппорт в лю­ бом месте без потери информации.

У станка появилась также и нулевая точка с автоматическим1 вводом в нее суппорта, что значительно упрощает установку суп­ порта в начальное, исходное положение при наладке станка на обрабатываемую деталь.

При обработке на станке партии деталей возникает .необходи­ мость в компенсации износа режущего инструмента, погрешнос­ тей его установки, нежесткости системы и т. д. Для этого в системе имеется девять корректоров. В работу они включаются по про­ грамме в заранее определенном месте, а величина и направле­ ние коррекции задаются вручную оператором.

30