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精度高、安全性強(qiáng)、產(chǎn)量高和靈活性強(qiáng)，這些都是切削加工企業(yè)的核心利益。K.-R.-Pfiffner-Gruppe公司的新的PT 52-12型數(shù)控圓轉(zhuǎn)臺(tái)多工位機(jī)床恰好可以滿(mǎn)足這方面的要求。這種設(shè)備是現(xiàn)有的Hydromat型圓轉(zhuǎn)臺(tái)多工位機(jī)床的定向技術(shù)再發(fā)展。
典型的Haus Pfiffner公司圓轉(zhuǎn)臺(tái)多工位機(jī)床。該公司在這方面已有40年的技術(shù)經(jīng)驗(yàn) 新一代設(shè)備有很多特點(diǎn)，既可提高加工精度、加工安全性和生產(chǎn)效率，也可提高加工靈活性。新的PT 52-12型數(shù)控圓轉(zhuǎn)臺(tái)多工位機(jī)床在各個(gè)加工單元上可以對(duì)Z軸上的進(jìn)給動(dòng)作和加工軸上的驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行數(shù)字控制。此外，設(shè)備方案還可為各加工單元提供多達(dá)5軸的數(shù)字控制的選項(xiàng)。主軸驅(qū)動(dòng)裝置由一個(gè)AC電機(jī)進(jìn)行調(diào)節(jié)。與其他技術(shù)方案相比，尤其在頻繁更換產(chǎn)品的情況下，該設(shè)備可以通過(guò)其他一系列優(yōu)化措施和更大的靈活性，為實(shí)現(xiàn)大批量高精密部件的經(jīng)濟(jì)性加工提供良好的前提條件。 每個(gè)加工單元可提供5個(gè)可控軸 在改進(jìn)型設(shè)備上通過(guò)對(duì)其他軸的控制和換裝時(shí)間的縮短，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)品種繁多的工件進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性加工，并顯著提高設(shè)備的利用率。根據(jù)不同的加工工件，上代設(shè)備可以采用液壓或電控加工單元進(jìn)行作業(yè)。大幅縮短的換裝時(shí)間在小批量生產(chǎn)條件下也盡顯優(yōu)勢(shì)。總之，即使產(chǎn)品更換頻繁，也可達(dá)到良好經(jīng)濟(jì)性的生產(chǎn)條件。 每個(gè)加工單元上的四個(gè)可以有選擇地加以控制的輔助軸，是橫向于Z軸運(yùn)行的Y軸，垂直的X軸和銑頭可沿Z軸旋轉(zhuǎn)的C2軸以及專(zhuān)用于活門(mén)頭工藝的U軸。通過(guò)所述的最后一種軸，可以實(shí)現(xiàn)從內(nèi)側(cè)對(duì)偏心孔等一類(lèi)的部位進(jìn)行加工。
圖1 ?在Z向上行程延長(zhǎng)50mm的GM 50/150型加工單元的基本造型的設(shè)計(jì)圖 PT 52-12型數(shù)控圓轉(zhuǎn)臺(tái)多工位機(jī)床的裝備特征就決定了該機(jī)床可以滿(mǎn)足對(duì)較高精度和較大加工安全性的要求。機(jī)床適用于對(duì)最大直徑為60?mm和長(zhǎng)度為150?mm的工件的加工。與其他Hydromat系列圓轉(zhuǎn)臺(tái)多工位機(jī)床一樣，PT 52-12型數(shù)控圓轉(zhuǎn)臺(tái)多工位機(jī)床也由一個(gè)帶有12或16個(gè)工件托架或夾緊鉗的可變位中央操作盤(pán)和一個(gè)針對(duì)12(18)或16(24)個(gè)加工站的固定立式環(huán)形支架構(gòu)成。 根據(jù)不同的切削任務(wù)，各個(gè)加工單元可以裝配相應(yīng)不同的刀頭。在第一個(gè)工位上，棒狀原材料被輸送到夾鉗上并被夾緊，然后在此由鋸刀切割成所給定的規(guī)格。 每完成一個(gè)加工步驟之后，操作盤(pán)連同所夾持的工件就有節(jié)奏地從一個(gè)工位旋轉(zhuǎn)到下一個(gè)工位。工件通過(guò)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，依次接受所有所需的加工作業(yè)，直至完成加工。 在最后一個(gè)工位上，工件可以從夾鉗上被取下并被引到后續(xù)的工序上。由此，圓轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)床可以實(shí)現(xiàn)高效和經(jīng)濟(jì)性的加工。圓轉(zhuǎn)臺(tái)多工位機(jī)床的顯著優(yōu)勢(shì)在于把各個(gè)切割步驟分配到多個(gè)加工工位上，因此，用戶(hù)可以在很小的公差范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)大批量同類(lèi)型工件的整體加工。 軸公差被補(bǔ)償?shù)搅阒?/strong> 雖然把加工工序分配到多個(gè)加工工位上的做法在實(shí)現(xiàn)大批量高效整體加工方面具有很大優(yōu)勢(shì)，但這對(duì)圓轉(zhuǎn)臺(tái)多工位機(jī)床的加工精度提出了很高的要求。因此，盡管設(shè)備的各個(gè)部件均接受了高精度加工，但是各加工工位和夾鉗上的軸線(xiàn)仍會(huì)出現(xiàn)0.01?mm范圍內(nèi)的誤差。
圖2 ?通用接口的模塊化結(jié)構(gòu)實(shí)例 這些誤差會(huì)影響到所制造的工件的精度。為了避免這種現(xiàn)象，新型的機(jī)床設(shè)備上設(shè)有一個(gè)夾鉗誤差和同圓性的補(bǔ)償功能。操作人員首先在設(shè)備上加工出一個(gè)試樣，然后對(duì)試樣進(jìn)行測(cè)量和檢驗(yàn)，同時(shí)把可能的誤差記錄到X軸和Y軸的數(shù)字控制里，這樣，設(shè)備在加工時(shí)既可顧及這些數(shù)值并可把軸線(xiàn)補(bǔ)償?shù)搅恪? 如果加工工位只有Z軸接受數(shù)字控制的話(huà)，為了補(bǔ)償軸線(xiàn)誤差，該軸可以加裝一個(gè)同樣受控的X/Y法蘭單元。X/Y法蘭單元設(shè)置在各個(gè)工位的外托架上，構(gòu)成了刀具單元的裝配平臺(tái)，并依據(jù)控制系統(tǒng)的要求在X或Y方向上運(yùn)行。這種法蘭單元可以自動(dòng)把軸線(xiàn)偏差補(bǔ)償?shù)搅恪３溯S線(xiàn)誤差補(bǔ)償功能之外，現(xiàn)在通過(guò)X/Y法蘭單元，也可實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的偏心加工(圖3)。
圖3? X/Y法蘭可補(bǔ)償軸線(xiàn)誤差并實(shí)現(xiàn)偏心加工 在經(jīng)濟(jì)效益上另一個(gè)更具吸引力的技術(shù)創(chuàng)新便是對(duì)加工裝置的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化。在上代機(jī)床設(shè)備上，根據(jù)其不同的加工工件，用戶(hù)有60多種方案可以選擇。這些方案是專(zhuān)門(mén)為各種加工任務(wù)而設(shè)計(jì)出來(lái)的，會(huì)受到這些用途的限制，因此在靈活性上顯得不足。 而在新型機(jī)床設(shè)備上，只設(shè)一個(gè)GM-50/150型加工單元即可。這種加工單元可根據(jù)所有加工任務(wù)，配置各種不同的刀頭。通過(guò)這種方式，可以省去對(duì)大量各式各樣的加工單元的費(fèi)時(shí)費(fèi)力的操作和對(duì)大量相應(yīng)備件的儲(chǔ)備。總之，用戶(hù)可以節(jié)省可觀(guān)的費(fèi)用。此外，GM-50/150型加工單元在Z向上還可提供50?mm延長(zhǎng)路徑，現(xiàn)在共可達(dá)到150?mm。 對(duì)于設(shè)備操作人員來(lái)說(shuō)，需要做的便只是手動(dòng)把加工單元預(yù)調(diào)設(shè)到所需的行程范圍上，而且加工單元也可以保持在同一個(gè)位置上。與節(jié)省其他手動(dòng)調(diào)節(jié)步驟一樣，由此也可以大幅縮短生產(chǎn)輔助時(shí)間。在以前的設(shè)備上，例如進(jìn)給閥就需要依靠手動(dòng)調(diào)節(jié)。而在新型圓轉(zhuǎn)臺(tái)多工位機(jī)床上，現(xiàn)在只需通過(guò)CNC(這里是通過(guò)采用通過(guò)西門(mén)子840 sl)寫(xiě)入?yún)?shù)即可。 加工單元的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是模塊化結(jié)構(gòu)：通過(guò)各種不同的附加法蘭，可以對(duì)各種不同的刀座進(jìn)行調(diào)整，例如采用HSK32 – HSK63標(biāo)準(zhǔn)型空心桿錐體，或也可以采用特型部件。此外，加工單元還設(shè)有對(duì)中短錐座和圓柱形孔，用以對(duì)刀頭進(jìn)行精確校準(zhǔn)。 由此，機(jī)床設(shè)備便可適應(yīng)于多種不同的切削作業(yè)：例如，采用軸向刀頭、橫向刀頭、攻螺紋刀頭和滾動(dòng)刀頭等，可以加工內(nèi)外螺紋;采用車(chē)削、銑削或刮削刀頭，可以實(shí)現(xiàn)很高的切削效率。后者帶有4個(gè)在圓周軸向上略微錯(cuò)開(kāi)的刀片。它在軸向上推向工件，并在一道工序上，以快速進(jìn)給的方式對(duì)圓形材料和其他型材進(jìn)行加工。多邊車(chē)削刀頭(MKDK)也是屬于多類(lèi)別高效刀具之一。這種刀具可以對(duì)四邊形或六邊形工件或其他外形部件進(jìn)行車(chē)削加工。滑動(dòng)活門(mén)刀頭可以被用于對(duì)內(nèi)外偏心穿孔進(jìn)行加工。在該機(jī)床設(shè)備上，對(duì)于攻螺紋作業(yè)無(wú)需再采用導(dǎo)向螺紋鼓，而是控制系統(tǒng)通過(guò)Z軸對(duì)C1軸傳動(dòng)進(jìn)行內(nèi)插。
圖4 ?這里所示為帶有回轉(zhuǎn)軸的基本造型 通過(guò)可靠的工件翻轉(zhuǎn)功能實(shí)現(xiàn)工件反面加工 在最佳加工速度選擇方面，可以通過(guò)控制軟件對(duì)兩級(jí)三角皮帶減速箱的可變轉(zhuǎn)速進(jìn)行選擇。NC控制系統(tǒng)可以提供一切機(jī)會(huì)，來(lái)充分利用機(jī)床設(shè)備的靈活性，在必要情況下，還可以用來(lái)進(jìn)行快速的錯(cuò)誤診斷。轉(zhuǎn)位刀頭(圖5)可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)特殊的功能，即針對(duì)反面加工，可以對(duì)工件進(jìn)行重新定位。迄今為止，翻轉(zhuǎn)動(dòng)作總是伴隨著一些不安全性，因?yàn)樵谌∠鹿ぜ螅行蓟虍愇镉锌赡軙?huì)進(jìn)入到刀座里。此時(shí)，工件不再貼緊刀座的反向參照面上，而是貼在異物上。因此，軸向上的尺寸便會(huì)發(fā)生偏離，工件則會(huì)變成廢品。 改良型設(shè)備的推進(jìn)桿在取下工件之前，先對(duì)工件的軸向位置進(jìn)行測(cè)量，然后把該數(shù)值存入到控制系統(tǒng)里，由此可以確保工件翻轉(zhuǎn)的安全性。在翻轉(zhuǎn)之后，推進(jìn)桿再次對(duì)工件的軸向位置進(jìn)行測(cè)量。如果這兩個(gè)數(shù)值不相符合，這個(gè)有問(wèn)題的工件就會(huì)被控制系統(tǒng)自動(dòng)揀出。
圖5 ?采用這種翻轉(zhuǎn)模塊可以實(shí)現(xiàn)安全的反面加工 控制系統(tǒng)對(duì)推進(jìn)桿動(dòng)作、Z軸進(jìn)給、翻轉(zhuǎn)動(dòng)作和夾持動(dòng)作的最終位置進(jìn)行監(jiān)控。此外，控制系統(tǒng)還負(fù)責(zé)對(duì)軸的內(nèi)插。通過(guò)天車(chē)掛鉤原理，機(jī)床設(shè)備實(shí)現(xiàn)了更大的加工靈活性。 帶有電氣柜、介質(zhì)導(dǎo)入/導(dǎo)出、操作臺(tái)的整體設(shè)備被安裝在結(jié)實(shí)的框架上，因此它可以作為整體裝置由天車(chē)吊鉤進(jìn)行搬運(yùn)，并在定位后可以立即投入使用。生產(chǎn)流程變得更快捷。從總體上說(shuō)，設(shè)備達(dá)到了極佳的性?xún)r(jià)比并可向用戶(hù)提供很好的投資安全性。 |
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