Многоместная обработка на фрезерном станке как способ повышения эффективности производства

• Введение
• Преимущества многоместной обработки
• Варианты многоместной обработки
  1. Многоместная обработка на 3-осевом фрезерном станке
  2. Многоместна обработка на 4-осевом фрезерном станке
  3. Комбинированная многоместная обработка сложной детали
  4. Многоместная обработка на 5-осевом фрезерном станке
• Особенности программирования многоместной обработки
• Заключение

Введение

Многоместная обработка на фрезерном станке с ЧПУ — это технология изготовления нескольких деталей по одной управляющей программе без участия оператора. Такая обработка сразу нескольких заготовок может быть простым и эффективным способом увеличения производительности производства. В этой статье расскажем, как многоместную обработку можно организовать и какие преимущества она дает.

Преимущества многоместной обработки

• Сокращение времени, которое необходимо на выполнение вспомогательных операций. При многоместной обработке не нужно несколько раз открывать и закрывать дверь станка для замены готовой детали на новую заготовку, достаточно сделать это один раз для группы деталей. Не нужно также много раз брать ручку от тисков для их зажима/разжима и не нужно несколько раз запускать управляющую программу. На все это тратится немало времени. Снижение подобных простоев оборудования повышает производительность производства.
• Многоместная обработка также позволяет минимизировать количество смен режущего инструмента, что тоже заметно уменьшает вспомогательное время. Один инструмент в этом случае может обрабатывать сразу несколько установленных в рабочей зоне фрезерного станка деталей. Количество смен инструмента при многоместной обработке будет равно количеству смен инструмента при обработке одной детали, т.е. общее количество смен уменьшится во столько раз, сколько деталей находится в рабочей зоне. Чем больше режущего инструмента участвует в обработке, тем выше рост производительности.
• Увеличивается уровень автоматизации производства. Если делать по одной детали, то оператору нужно будет постоянно участвовать в процессе производства, не получится оставить станок надолго «без присмотра», время обработки будет небольшим. В случае изготовления сразу нескольких деталей время обработки без участия оператора в несколько раз увеличивается, что позволяет заняться другими делами.
• Увеличивается не только уровень автоматизация производства, но и снижается нагрузка на оператора, а значит уменьшается вероятность каких-либо ошибок, связанных с человеческим фактором. Оператор реже вмешивается в процесс обработки, что снижает вероятность появления брака.

Варианты многоместной обработки

1. Многоместная обработка на 3-осевом фрезерном станке

Самый простой способ организации многоместной обработки — это установить несколько тисков на рабочий стол фрезерного станка.

Несколько тисков на столе 3-осевого фрезерного станка

Можно установить столько тисков, сколько поместится в рабочей зоне. Удобно в данном случае использовать многоместные тиски. Это экономит место на столе станка и упрощает замену готовых деталей на новые заготовки.

Многоместные тиски с боковым упором

Время смены инструмента при обработке нескольких деталей будет такое же, как и при обработке одной детали, т.е. потери времени на одну деталь сокращаются в несколько раз. Время переналадки на одну деталь также заметно уменьшается, особенно если обеспечить повторяемость установки заготовки.

2. Многоместная обработка на 4-осевом фрезерном станке

Существует много разных способов организации многоместной обработки при работе с поворотным столом. Самый распространенный способ — это использование плиты, расположенной между столом и задней опорой.

Быстросменная плита поворотного стола для установки деталей

Такая плита может быть и быстросменной, что позволяет быстро снимать всю плиту с изготовленными деталями и устанавливать другую плиту с заготовками. В этом случае станок будет работать практически без простоя, а готовые детали с плиты можно снять и позже. В плите можно сделать, например, резьбовые отверстия для крепления деталей с двух сторон. Детали в этом случае могут быть обработаны с трех сторон за один установ.

Вместо плиты может использоваться и инструментальный блок, на который устанавливаются небольшие детали уже с четырех сторон.

Инструментальный блок для установки деталей с четырех сторон

3. Комбинированная многоместная обработка сложной детали

Многоместная обработка — это не обязательно обработка нескольких одинаковых деталей по одной управляющей программе за одно открывание рабочей двери станка. Такая обработка может быть полезна и при изготовлении одной сложной детали, которую необходимо обрабатывать с разных сторон. Например, на рабочий стол вертикально-фрезерного станка можно установить двухместные тиски для обработки детали с одной, а потом с другой, а также поворотный стол для обработки этой же детали с разных других сторон.

Многоместная обработка одной детали на вертикально-фрезерном станке

В этом случае обработка также происходит в разных местах без участия оператора. Управляющие программы при этом используются, конечно, тоже разные.

После окончания обработки оператору нужно будет открыть дверь станка, снять готовую деталь с поворотного стола, а на ее место установить обработанную уже с двух сторон деталь из тисков. На освободившееся в тисках место устанавливается деталь, которая была обработана только с одной стороны, а в первую позицию тисков устанавливается новая необработанная заготовка. Таким образом, за одно открывание двери станка можно получить полностью готовую деталь, обработанную со всех сторон.

4. Многоместная обработка на 5-осевом фрезерном станке

Многоместная обработка на 5-осевом станке отличается в первую очередь зажимными приспособлениями, которые должны позволять обрабатывать детали с разных сторон за один установ. Для 5-осевого обрабатывающего центра с большой интегрированной наклонно-поворотной планшайбой можно использовать, например, такую трёхместную пирамиду.

Трёхместная пирамида на планшайбе 5-осевого фрезерного станка

Для вертикально-фрезерного станка с установленным наклонно-поворотным столом также существуют разные многоместные приспособления для изготовления не очень больших деталей. Такие приспособления могут быть подготовлены и для работы с роботом для их быстрой автоматической замены, что еще больше сокращает простои оборудования и уменьшает вероятность ошибок.

Многоместное приспособление для наклонно-поворотного стола

Особенности программирования многоместной обработки

Написать управляющую программу для многоместной обработки проще и удобнее с помощью локальных подпрограмм. Например, в системах ЧПУ Fanuc и Haas локальные или внутренние подпрограммы вызываются с помощью кода M97. Порядок программирования для многоместной обработки может быть следующим. Локальные подпрограммы создаются для каждого инструмента и помещают после кода завершения основной программы M30. В основной программе задаются рабочие смещение координат для каждой детали и вызовы подпрограмм. Ниже показана общая схема такой программы для обработки двух деталей двумя инструментами.

Если обрабатываемых деталей и/или используемых инструментов будет больше двух, то их несложно будет добавить в такую управляющую программу.

Заключение

Многоместная обработка позволяет уменьшить вспомогательное время, необходимое на установку новых заготовок и снятие готовых деталей, а также позволяет сократить количество смен инструмента. Производительность производства может вырасти на 10-20% и более. Это зависит в первую очередь от времени обработки детали и от количества используемого режущего инструмента. При внедрении в производство многоместной обработки также нужно учитывать серийность, т.к. данная технология позволяет сократить время производства именно всей серии, а не одной детали.