В нашу компанию обратился потенциальный заказчик, который представляет мебельную фабрику с целью автоматизировать ручные операции, увеличить производительность и снизить процент бракованных изделий.
Исходные данные
-
Сверление отверстий и фрезерование пазов различной конфигурации в алюминиевом профиле с точностью 0.1 мм;
-
Толщина профиля до 5 мм;
-
Глубина сверления и фрезерования до 25 мм;
-
Типоразмер современного профиля фасада не превышает 90х60 мм;
-
СОЖ не применяется.
Нашей компанией была проведена работа по разработке станка с ЧПУ под задачи работы с алюминиевым профилем современного мебельного производства, итак, представляем:
Специальный станок с ЧПУ «ПРОФИЛЬМИЛЛ А90»
Предназначен для обработки алюминиевых профилей прямоугольного поперечного сечения размерами от 15х15 до 90х90 мм без ограничений по длине заготовки. Также станок пригоден для обработки корпусов различного назначения в условиях серийного производства.
Станок имеет портальную компоновку и трёхкоординатную кинематику XYZ, где ось X направлена вдоль заготовки. Хода по осям составляют 460х180х130 мм.
| Хода по осям (X x Y x Z) | 460 х 180 х 130 мм |
| Рабочая зона (X x Y x Z) | 420 х 110 х 90 мм |
| Зона зажима заготовки | (15...90) х (15...90) х 380 мм |
| Загрузка заготовок | фронтальная |
| Исполнение | настольное [основание доступно опционально] |
| Габариты транспортировочные (Ш х Г х В) | не более 1200 х 1200 х 1000 мм |
| Габариты эксплуатационные (Ш х Г х В) | 1790 х 1090 х 820 мм |
| Вес | не более 200 кг |
Зажимное устройство
Ключевой особенностью конструкции станка является зажимное устройство, представленное тремя базами:
-
Задняя (упорная) база — неподвижна, является частью конструкции станины станка и оснащена губкой из 11 сменных секций. При демонтаже отдельных секций на их месте образуются карманы для бокового подвода и выхода инструмента;
-
Передняя (зажимная) база — перемещается вдоль оси Y посредством пневматического привода и служит для фиксации заготовки. Пневматический привод имеет ручное управление (трёхпозиционный пневмораспределитель), а также регулировки давления и скорости хода. Передняя база имеет гребёнчатую конструкцию и оснащена губкой из 5 сменных секций;
-
Нижняя (наладочная) база — перемещается вдоль оси Z вручную с помощью двух винтовых пар и обеспечивает позиционирование заготовок различной высоты заподлицо с верхней плоскостью зажимного устройства. Нижняя база несёт на себе два выдвижных упора по краям зоны зажима, необходимых для базирования заготовки в направлении оси X, при этом конструкция упоров обеспечивает базирование заготовок с торцами под 90° и 45°. Также в конструкции нижней базы предусмотрены съёмные штанги для поддержки длинных заготовок.
Зажимное устройство обеспечивает надёжную фиксацию заготовок в области от 15х15х380 до 90х90х380 мм. Сменные губки упорной и зажимной баз, а также рабочая поверхность наладочной базы имеют специальное покрытие, исключающее повреждение поверхности заготовки при зажиме. Конструкция станка и зажимного устройства обеспечивают удобную фронтальную загрузку заготовок.
| Привод передней базы | пневматический с ручным управлением (усилие зажима и скорость хода регулируются) |
| Привод нижней базы | ручной (две метрические винтовые пары с фиксацией) [электропривод нижней базы доступен опционально] |
| Привод выдвижных упоров | ручной, с магнитной фиксацией в верхнем положении (вылет упоров над рабочей поверхностью нижней базы составляет 14 мм) |
Линейные перемещения и точность
Линейные перемещения в станке обеспечиваются посредством профильных направляющих Hiwin высокого класса точности. Шариковинтовые передачи Hiwin обеспечивают точность позиционирования не хуже 0.05 мм по каждой из координатных осей.
В базовой комплектации станок имеет настольное исполнение (без основания) и устанавливается на виброопоры.
| Система линейных перемещений | Hiwin HGR20RH + HGW20-CCZAH |
| ШВП | Hiwin R20-5-0.05 + R20-5K4-FSC |
| Опоры ходовых винтов | FK15-C5 + FF15 |
Шпиндель и инструмент
В базовой комплектации станок оснащается шпинделем с автоматической сменой инструмента для обеспечения комбинированной обработки за один установ. Смена патронов (ISO20-ER20) осуществляется оператором вручную по команде с кнопки. В комплект поставки входят 5 патронов, набор цанг и соответствующие ключи.
Для калибровки длины инструмента в конструкции станка предусмотрен стационарный датчик нажимного типа. Цикл измерения вылета инструмента запускается по команде оператора, а измеренные значения сохраняются в энергонезависимой памяти УЧПУ.
Асинхронный мотор-шпиндель мощностью 2,2 кВт имеет частотно-регулируемый привод с векторным управлением, что обеспечивает надёжную работу и стабильный крутящий момент во всём диапазоне скоростей вращения (3000–24000 об/мин).
| Мощность шпинделя | 2.2 кВт |
| Тип | асинхронный |
| Диаметр | 80 мм |
| Диапазон оборотов | 3000–24000 об/мин |
| Тип охлаждения | водяное |
| Конус | ISO20 |
| Патроны | ISO20-ER20 (5 шт. в комплекте) |
| Смена патронов | ручная (команда на открытие замка подаётся кнопкой) |
| Базовая частота | 400 Гц |
| Калибровка вылета инструмента | стационарный датчик нажимного типа с повторяемостью срабатывания не хуже 5 мкм |
| Центроискатель | нет [доступен опционально] |
| Система подачи СОЖ | нет [устанавливается опционально] |
Приводы подачи и реферирование
Для управления подачей используются сервошаговые приводы (шаговые приводы с обратной связью), имеющие минимальную статическую ошибку позиционирования и высокую динамику. Реферирование осей (поиск домашнего положения) осуществляется с помощью бесконтактных индуктивных датчиков и индексных меток на энкодерах моторов. Такой подход обеспечивает отличную повторяемость реферирования системы координат станка относительно базовых плоскостей зажимного устройства. Мотор оси Z оснащён электромагнитным тормозом для предотвращения самопроизвольного опускания суппорта.
| Приводы подачи | сервошаговые, фланец NEMA 23, момент удержания 3 Нм, энкодер 1000 имп/об ABZ, мотор оси Z оснащён тормозом |
| Дискретность позиционирования | 1.25 мкм |
| Скорость холостых ходов | 4500 мм/мин по XY, 2400 мм/мин по Z |
| Реферирование осей | бесконтактные индуктивные датчики + индексные метки на энкодерах моторов (повторяемость не хуже 5 мкм) |
Блок управления и электроника
Блок управления станком (электрошкаф) стационарно размещён на станине и имеет неразъёмное подключение. Корпус блока управления имеет степень защиты от внешних воздействий IP54 и приточно-вытяжное воздушное охлаждение. Электропроводка в станке выполнена с использованием специальных гибких кабелей, а кабельные жгуты проложены в полиамидных гофрированных трубах для защиты от масла и стружки.
Электропитание станка: 1ф 220В 50Гц 16А (длина силового кабеля 5 м, подключение в розетку «Schuko»).
Система ЧПУ
Для числового программного управления станком используется ПО LinuxCNC. В аппаратной части УЧПУ представляет собой встроенный ПК и плату управления с интерфейсом Ethernet. Загрузка управляющих программ на языке G-code (RS274/NGC) осуществляется с USB-накопителя или через локальную сеть предприятия. УЧПУ имеет графический интерфейс пользователя на русском языке, в интерфейсе реализована визуализация траектории.
| Система управления | LinuxCNC (встроенный ПК + плата управления с интерфейсом Ethernet) |
| Язык управляющих программ | G-code (RS274/NGC) |
| Порты для подключения периферийных устройств | 3xUSB, 1xHDMI, 1xRJ-45 [монитор, клавиатура и мышь поставляются опционально] |
| Исполнение блока управления | стационарное, с неразъёмным подключением |
| Степень защиты блока управления | IP54 |
| Электропитание | 1ф, 220В, 50Гц, 16А (длина силового кабеля 5 м, подключение в розетку "Schuko") |
