Специальное предложение

Система закрепления заготовок


10 Апреля 2012

Технология зажима заготовки имеет решающее значение для автоматизации и сокращения вспомогательного времени. Производительность можно повысить не только с помощью комплексной автоматизации, но и благодаря разработке оригинальных решений, применяемых для закрепления заготовок.

Автоматизация работы на металлообрабатывающих станках невозможна без эффективной системы зажима заготовки. При этом зажимное устройство должно быть надежным, прочным, очень точным и доступным. Особенно важны доступность и надежность системы зажима заготовки для установки на металлообрабатывающих станках роботизированных систем, пользующихся в настоящее время все более высоким спросом. При этом особенно востребованы разработки зажимных приспособлений для станков с ЧПУ, модульных систем, систем на основе нулевых точек или паллет, чтобы значительно сократить подсобное время за счет выполнения работ по переналадке параллельно основному технологическому времени и рационально обрабатывать заготовки при мелкосерийном производстве. При возросшей сложности оборудования и технологий зажима заготовок большее значение приобретают консультационные услуги и обслуживание. Уже достаточно давно ставку на автоматизацию на основе роботов сделала компания Erowa (Швейцария). Она представляет нового робота Robot Compact, который благодаря своим небольшим размерам является простым, но эффективным средством автоматизации (рис. 1).
При площади основания 2 м2 робот обслуживает один или два станка, на которых обрабатываются заготовки весом до 30 кг. Благодаря своей гибкой конструкции компактный робот позволяет разместить до 160 паллет и обеспечивает, таким образом, высокую автономность производства.

Роботы становятся вездесущими
Компания Erowa представила на выставке ЕМО манипулятор ERS Linear для обслуживания до 8 станков, который перемещается по направляющим со скоростью 2 м/с (рис. 2). Манипулятор может не только параллельно загружать заготовки в станки, на которых выполняются одинаковые технологические операции, но и связывать различные рабочие места. Таким же образом можно производить последовательное обслуживание обрабатывающей, очищающей и измерительной станций, причем бесперебойная работа обеспечивается благодаря надежному устройству управлению ГПМ. Система может переносить грузы весом до 200 кг и обслуживать до 1200 гнезд инструментальных магазинов. Длина линейной оси или направляющей может составлять до 20 м. Обе модели могут быть оснащены функциями смены захвата, а также автоматического распознавания паллет.
Особое значение при смене заготовки или паллеты уделяется соединению стола и зажимного приспособления, причем все большей популярностью пользуются быстросменные системы паллет. Благодаря таким системам можно быстро и точно за одну операцию выполнить позиционирование оборудования, зажимного устройства, а также фиксацию и зажим заготовки. Благодаря тому, что установка заготовки выполняется параллельно с обработкой и за пределами станка, сокращается время простоя, что обеспечивает значительную экономию при мелкосерийном производстве и при обработке заготовок различных форм. В соответствии с данной тенденцией специалисты компании Schunk (Германия) представляют систему быстросменной оснастки для паллет Unilock NSA SF для автоматизированного производства (рис. 3). Компактный модуль обеспечивает надежное соединение со столом станка. Он объединяет в оной станции системы продувки сжатым воздухом, текущего контроля установки, выталкивания и подачи воздуха. Точное центрирование системы NSA SF осуществляется с помощью четырех коротких конусов, которые регулируются в соответствии с размером паллеты. Опрокидывающий и крутящий моменты могут быть легко компенсированы. Принудительная подача сжатого воздуха гарантирует очистку коротких конусов при автоматической смене паллет и, таким образом, абсолютно плоскую рабочую поверхность. Центральная блокировка обеспечивается с помощью четырех прижимных салазок/траверс, которые гарантируют жесткую самоблокирующуюся контролируемую фиксацию центрирующих колец. Стабильность повторяемости при позиционировании с помощью Unilock NSA SF не превышает 0,005 мм. Сила затяжки составляет 25 кН, удерживающая сила - 75 кН, а максимальная осевая нагрузка - 50 кН. Наряду с применением в качестве быстросменной оснастки для паллет данный модуль может также использоваться в качестве дополнительной принадлежности робота для переноски тяжелых деталей.

Зажимные приспособления для решения сложных задач
Для подготовки станка к работе за максимально короткое время наряду со скоростью необходимо выбрать правильную концепцию зажима заготовки. При этом часто наблюдаются противоречия между определенными целями - достижением гибкости системы и увеличением машинного времени решения данной проблемы. Компания Kipp, г. Зульц, представляет не только систему быстросменной оснастки, но и также широкий выбор стандартных деталей, которые могут использоваться для конструирования зажимных приспособлений. В основе лежит система Ball Lock, которая может использоваться в качестве системы ориентации на обрабатывающих центрах, металлообрабатывающих станках и других производственных установках. Например, куб для крепления заготовки может быть со всех сторон оснащен быстрозажимными приспособлениями (рис.4). Благодаря большому количеству позиционирующих отверстий могут зажиматься сменные пластины толщиной от 13 до 50 мм. Удерживающая сила составляет от 3 до 85 кН на зажимной цилиндр. Размер сменной пластины определяется клиентом в зависимости от области применения и оснащения станка. Система быстросменной оснастки компании Kipp обеспечивает точное позиционирование и фиксацию крепежной и установочной плит в течение нескольких секунд. При разработке особенное внимание было уделено вопросам гибкости системы, достижению максимально короткого периода времени простоя станка и жесткости во время обработки.

Интеллект вместо чувств
Более рациональная обработка, высокая частота вращения и возможность обработки более тонкостенных филигранных заготовок относятся к тенденциям токарной обработки. Радиальная сила зажима для зажимного патрона может быть рассчитана теоретически, но при этом не учитывается ни состояние зажимного устройства, ни влияние центробежной силы. Однако данные факторы значительно влияют и даже искажают рассчитанный результат. Решение данной проблемы предлагает зажимной патрон серии ToPlus IQ компании Hainbuch (Германия) (рис. 5). Благодаря хитроумному, чувствительному сенсорному оборудованию зажимной патрон может не только точно определить текущую величину удерживающей силы, но и внести необходимые поправки. Сенсорное оборудование обладает такой высокой чувствительностью, что, например, при радиальной силе зажима, равной 120 кН, фиксирует изменение силы зажима 1 кН. Данные по величине удерживающей силы передаются по беспроводной связи на приемную станцию или компьютер. Затем при необходимости вводятся необходимые корректировки. Когда речь идет о радиальной удерживающей силе на заготовке, оператор или технолог не должен больше полагаться на свои чувства.
Для данного зажимного патрона используются оригинальные решения: передатчик, расположенный в корпусе зажимного патрона, не требует отдельного источника питания, так как необходимая энергия вырабатывается при вращении зажимного устройства (рис. 6). Также положительное воздействие оказывает трение качения между зажимным патроном и головкой, которое обеспечивает минимальный коэффициент трения и, таким образом, способствует повышению удерживающей силы более чем на 50 % по сравнению с зажимным патроном серии Spanntop. Следовательно, даже при обработке тяжелых заготовок, например, из сплошного материала, они зажимаются в полную силу. С другой стороны, при последующей прецизионной обработке патрон обеспечивает очень мягкий зажим благодаря высокой силе трения зажимного устройства, что было невозможно при использовании зажимных патронов предыдущей серии.
Компания Allmatic-Jakob (Германия), при разработке тисков модели Titan 125 больше внимания уделяла вопросу надежности зажима, а не чувствительности. Благодаря высокой гибкости система объединяет в себе достоинства моделей NC Version LC125 и T-Rex XL. За счет отшлифованных твердосплавных ступенчатых губок (в зависимости от применения) с износостойким покрытием тиски Titan 125 обеспечивают точную и качественную обработку заготовок. Наряду с этим модульная система зажимных губок позволяет надежно и эффективно (по затратам) зажимать заготовки различных типов, например, разрезанные газовым резаком или пилой, или сложные фасонные отливки для обработки с пяти сторон. Жесткий корпус изготовлен из чугуна GGG60. Закаленные и отшлифованные направляющие должны гарантировать высокую точность и износостойкость. Большие боковые отверстия обеспечивают отвод стружки и СОЖ. Благодаря резьбе с обеих сторон для крепления заготовки и точным выравнивающим пазам в основании достигается простота в обращении с заготовкой. Основой зажимной системы является полностью закрытый, не требующий технического обслуживания нажимной винт с износостойким механическим усилителем. Для зажима используется ключ с регулируемым крутящим моментом: от 6 до 30 Н м. Благодаря этому возможен зажим заготовки даже при неудобном положении на столе. При использовании нового зажимного устройства и разнообразных систем зажимных губок создаются условия для гибкой и экономически выгодной системы зажима, которая позволяет проводить быструю смену заготовок без дополнительных затрат энергии.

Надежная герметизация
Очень часто зажимные приспособления различаются по степени надежности технологического процесса, по сроку службы и удобству для пользователя. Так, например, новые самоцентрирующиеся тиски серии Centrinos компании Gressel (Швейцария) для мелких деталей демонстрируют легкость зажима заготовки (рис 7). Эти тиски являются первыми тисками, которые полностью изолированы благодаря специально разработанной конструкции. Отказы из-за загрязнений и налипшей стружки полностью отошли в прошлое. К другим особенностям тисков для мелких деталей относятся допуски по высоте, которые обеспечиваются за счет конструкции (на которую подана заявка для получения патента) с направляющими длиной 150 мм. Ширина зажимных губок составляет 65 мм, что достаточно в большинстве случаев для обработки мелких деталей. Несмотря на очень небольшую длину корпуса 170 мм, тиски обеспечивают зажим заготовок с широким диапазоном размеров. Могут быть зажаты заготовки и детали размером от 0 до 152 мм с силой до 20 кН при крутящем моменте 65 Н м. Тиски серии Centrinos могут использоваться для зажима заготовок или в качестве прецизионных тисков с точностью 0,02 мм. Стандартная модель может быть усовершенствована с помощью губок для 5-координатной обработки (для лучшего доступа), ступенчатых, призматических губок, отшлифованных губок из мягкого металла, а также поворотных губок. Благодаря новой конструкции тиски для обработки мелких деталей могут встраиваться непосредственно в сменные паллеты, например Erowa-IST или System-3R без специального основания. Наряду с выигрышем по массе и стоимости тиски дополнительно характеризуются небольшой высотой и более высокой стабильностью.

Повышенная точность позиционирования с помощью вакуумного зажима
Немагнитные тонкостенные заготовки фиксируются для обработки резанием преимущественно с помощью вакуума. Причем для обработки тонкостенных заготовок может использоваться значительная сила резания.
При этом коэффициенты трения, которые определяются чистотой опорной поверхности и свойствами материала, оказывают значительное влияние на удерживающую силу. Для повышения коэффициента трения и, следовательно, удерживающей силы, специалисты компании Witte (Германия), по технологии вакуумного зажима предлагают специальное уплотнение, с помощью которого обеспечивается дополнительный противоскользящий эффект и повышается точность позиционирования во время выполнения обработки. После установки уплотнения на специальное вакуумное устройство оно трансформируется в соответствии с контуром заготовки. При этом возможно выполнение обработки с применением СОТС.

Франк Дайтер
Журнал «Главный механик», №10, 2008 г.


Возврат к списку

Задать вопрос