Устройство станка мод. 1836М.10Ф3 в базовой комплектации

Станина представляет собой жесткую коробчатую конструкцию.

На ней имеются прямоугольные закаленные направляющие для шпиндельных бабок.

В средней части станины устанавливается: редуктор для перемещения левой и правой бабки и передачи вращения на шпиндели бабок, домкрат для установки колесной пары в центра, плита на которую крепятся левый и правый суппорты.

Так же в средней части станины имеются проемы для сбора стружки и направления ее в специальные короба, устанавливаемые в нише фундамента.

На направляющих станины устанавливаются левая и правая бабки. Литые жесткие корпуса бабок имеют зеркальную конструкцию.

Бабки прижимаются к станине четырьмя гидромеханическими зажимами.

Шпиндель смонтирован на конических роликоподшипниках. Подшипники регулируются гайками.

В отверстие шпинделя вставлена термообработанная пиноль, в хвостовой части которой имеется полость для штока, через который подается масло, сообщающее пиноли движение вперед. Также через шток происходит выдавливание масла при движении пиноли назад. Полость пиноли находится постоянно под давлением. Если колесная пара не установлена в центрах, пиноли бабок выходят вперед до упора и упираются в бурт штока.

Связь обеих полостей пинолей с гидросистемой станка производится через устройства, смонтированные в задних частях шпинделей и позволяющих передавать масло во вращающиеся шпиндели.

Устройство представляет собой полый вал, смонтированный на подшипниках качения.

 

Кулачки устанавливаются на планшайбе и настраиваются на необходимый диаметр. Настройка каждого кулачка индивидуальна, независима от других кулачков. Всего на каждой планшайбе размещается по три кулачка.

Каждый кулачок имеет цилиндр, в который вставлен плунжер с кольцами-уплотнениями.

На внешнем конце плунжера закреплена гребенка с радиусной поверхностью, нажимающей на торцевую поверхность колеса. Все три цилиндра на планшайбе одной из бабок увязаны трубами в общую систему, заполненную густой смазкой. При нажиме гребенки на колесо давление на все кулачки распределяется поровну, что при перекосе колеса обеспечивает зажим колесной пары всеми кулачками.

Расположение труб внутри планшайбы предохраняет их от стружки. На левой планшайбе установлен манометр, позволяющий контролировать усилие зажима колесной пары.

Левый и правый суппорты конструктивно идентичны и имеют зеркальную конструкцию. Каждый суппорт состоит из трех основных частей: жестко закрепленной на станине плиты, каретки, имеющей поперечное перемещение по плите, и салазок, перемещающихся продольно вдоль оси станка по верхним направляющим каретки. На салазках закрепляется резец с твердосплавными пластинами. Для поперечного перемещения каретки по нижней плите и продольного перемещения салазок по каретке на суппорте установлены регулируемые высокомоментные электродвигатели 1FK7103 с номинальным моментом 25 Нм.

Двигатель поперечного перемещения каретки закреплен на нижней плите. Его вал с помощью зубчато-ременной передачи соединен с ходовым винтом шарико-винтовой передачи (ШВП), гайка которой, соединенная с кареткой, при вращении винта перемещает каретку по поперечным направляющим. На плиту установлены две линейные направляющие, по которым перемещается подвижная каретка, установленная на четырех роликовых каретках. Аналогично выполнен и механизм продольного перемещения салазок по каретке. При этом двигатель установлен на каретке, а его вал через зубчато-ременную передачу, ходовой винт и гайку шарико-винтовой передачи (ШВП) перемещает салазки по направляющим качения. На каретке установлены две линейные направляющие, по которым перемещаются подвижные салазки, установленные на четырех роликовых каретках.

Для предотвращения попадания грязи и стружки на ходовых винтах установлена спиральная защита. Для обеспечения безопасности зубчато-ременные передачи закрывают в отдельных кожухах. Кроме того, весь суппорт сверху закрывается кожухом, имеющим подвижные шторки в месте выхода наружу передней части салазок с резцом. При необходимости доступа к механизмам суппорта кожух может откидываться, поворачиваясь на осях, закрепленных на каретке.

На корпусных деталях суппорта установлены конечные выключатели, срабатывающие при достижении суппортом крайних положений при перемещений по осям X и Z. Контроль перемещения по осям X и Z осуществляется с помощью датчиков, встроенных в двигатели 1FK7103.

На салазках суппорта смонтирован измерительный датчик. Выдвижение датчика в рабочее положение и отвод его после обмера колеса осуществляется при помощи пневмоцилиндра. Датчик предназначен для обмера параметров профиля колеса колесной пары.

Конструктивно датчик представляет собой шарнирно закрепленный рычаг, опирающийся на подпружиненный шарнир с клинообразным пазом. При перемещении или повороте рычага при касании с деталью происходит поворот шарнира и связанного с ним сектора, и затем срабатывание оптического конечного выключателя. При выдвижении вперед защитная штора, закрывающая все механизмы измерительного датчика, с помощью рычагов открывает выход щупу датчика, а при отводе назад, когда щуп уйдет внутрь коробки, штора закрывает механизмы щупа от попадания стружки, грязи и посторонних предметов и фиксируется на базовом жестком упоре.

На салазках суппорта смонтирован измерительный датчик. Выдвижение датчика в рабочее положение и отвод его после обмера колеса осуществляется при помощи пневмоцилиндра. Датчик предназначен для обмера параметров профиля колеса колесной пары.

Конструктивно датчик представляет собой шарнирно закрепленный рычаг, опирающийся на подпружиненный шарнир с клинообразным пазом. При перемещении или повороте рычага при касании с деталью происходит поворот шарнира и связанного с ним сектора, и затем срабатывание оптического конечного выключателя. При выдвижении вперед защитная штора, закрывающая все механизмы измерительного датчика, с помощью рычагов открывает выход щупу датчика, а при отводе назад, когда щуп уйдет внутрь коробки, штора закрывает механизмы щупа от попадания стружки, грязи и посторонних предметов и фиксируется на базовом жестком упоре.

Пневмопривод предназначен для выполнения движений подвода и отвода датчиков, расположенных на суппортах. Состоит из блока подготовки воздуха, находящегося на ограждении помоста, пневмоаппаратов и пневмоцилиндров, расположенных на суппортах и соединенных между собой с блоком подготовки воздуха жесткими и гибкими трубопроводами. Блок подготовки воздуха подключается к цеховой пневмосети.

Ввиду простоты пневмосхемы ее описание не приводится/

Редуктор представляет собой кинематическую связь, помещенную в литой чугунный корпус. От электродвигателя, установленного на фундаменте станка, через коническую пару и далее через цилиндрические передачи вращение передается на вал и на винт.

Вал сообщает шпинделям станка вращение, а винт сближает-удаляет бабки. Вращение и сближение-удаление обеспечиваются с помощью зубчатой муфты и подвижной шестерни, которые переключаются рукояткой. Для предотвращения поломок механизмов при сближении бабок, в редукторе имеется многодисковая фрикционная муфта, которая должна пробуксовать в случае перегрузки.

Для удобства сборки и ремонта вал и винт состоят из нескольких частей, чтобы при разъединении муфт редуктора каждая бабка могла быть снята со станка. Вал и винт закрыты телескопической защитой.

Гидросистема обеспечивает выполнение следующих операций станка:

1. подпор пинолей шпиндельных бабок;
2. зажим и отжим бабок;
3. подъем и опускание домкрата.

Гидросистема станка состоит из гидростанции, установленной рядом со станком. На гидростанции смонтирована фильтрующая, предохранительная и контрольно-регулирующая аппаратура. В качестве источников питания применен сдвоенный насос. Система фильтрации обеспечивает очистку рабочей жидкости от частиц размером более 25 мкм. Насосная станция оснащается теплообменником.

Электрооборудование представляет собой составную часть станка.

Вращение колесной пары от асинхронного двигателя с частотным регулированием. Высокомоментные серводвигатели переменного тока с частотным регулированием используются для осей Х и Z.

Электрическая система соответствует требованиям стандартов ДСТУ, ГОСТ, МЭК и предназначена для подсоединения к нормальной сети 3-фазного питания TN-C 3 x 380В, 50Гц.

Дополнительные вспомогательные двигатели служат для привода гидравлики и смазочных насосов. Между главным и вспомогательными приводами имеется блокировка, исключающая возможность недопустимых включений.

Между токарными суппортами установлен пульт управления с панелью оператора и другими элементами управления.

Все коммутационные, управляющие и предохранительные приборы размещены в распределительных шкафах, защищенных от попадания пыли. Шкафы имеют стальной корпус. Степень защиты оболочек - IP54. Охлаждение шкафов от встроенных вентиляторов.

Изменяющиеся требования современных производственных процессов требуют применения новых технологий обработки. Кроме того, современные стандарты, т.е. сложные профили с повышенными требованиями по качеству, могут быть выполнены только при условии использования более мощных систем управления.

Работоспособность станка напрямую зависит от надежности компонентов системы управления. Это включает в себя гарантированное наличие запчастей в течение длительного периода времени и надежную техническую поддержку. При выборе компонентов наших аппаратных средств это было ключевым критерием при принятии решений.

Структура системы управления и привода

Система управления станка построена на оборудовании фирмы Siemens: устройства ЧПУ SINUMERIK 840Dsl в комбинации с линейкой приводов SINAMICS S120 и периферийным модулем:

Система управления станком обеспечивает необходимые защиты, блокировки и контроль состояния узлов и механизмов станка для безопасной и высокопроизводительной эксплуатации станка

Спецификация системы управления:

• система управления, включая мощные компоненты для новой системы ЧПУ;
• центральный процессор с цифровыми входами и выходами;
• панель оператора;
• панель управления станком;

SINUMERIK 840Dsl – это универсальная система ЧПУ, разработанная совместно с приводной системой SINAMICS, с поддержкой до 31 осей. SINUMERIK 840Dsl как открытая система предоставляет широкий спектр функциональных возможностей и оптимальная для решения комплексных задач.

SINUMERIK 840Dsl устанавливает новые масштабы динамики, точности и сетевой интеграции.

Система ЧПУ

Система ЧПУ предназначена, прежде всего, для решения комплексных задач. Система ЧПУ пригодна практически для любых областей применения, имеет модульную конструкцию, быстро адаптируется к потребностям конкретного заказчика и препятствует длительному простою оборудования.

При выборе SIEMENS 840Dsl, мы приняли решение в пользу той системы ЧПУ, которая показала себя одной из наиболее совершенных систем числового управления, и в настоящее время широко применяется на станках

Система SIEMENS SINUMERIK 840Dsl имеет следующие возможности:

• микропроцессор 32 бит;
• встроенная система PLC;
• пульт управления с цветным экраном;
• текст на экране на русском языке;
• коррекция нулевой точки;
• коррекция положения инструмента;
• постоянная скорость резания;
• компенсация радиуса кромки резания инструмента;
• ручной ввод данных;
• нарезание резьбы;
• включение фаз и радиусов;
• графическая поддержка оператора;
• цифровой ввод и вывод данных;
• возврат в точку прерывания;
• повторение циклов, циклы обработки;
• повторение старта;
• подключение USB для передачи данных

Панель управления и интерфейс оператора

Панель управления SIEMENS имеет легкий в освоении и удобный в управлении стандартный пользовательский интерфейс SIEMENS

Панель управления SIEMENS вместе с программным обеспечением образует современный пользовательский интерфейс, который может быть адаптирован практически к любым потребностям заказчика, что обеспечит успешное осуществление процесса обработки.

Удобный для пользователя и легкий в освоении интерфейс оператора способствует тому, чтобы операторы фокусировали свое внимание непосредственно на процессе обработки.

Концепция привода – SINAMICS

Система привода SINAMICS – это солидная база для промышленного высокопроизводительного применения в области машиностроения и производстве комплексного промышленного оборудования.

Большое количество различных аппаратных модулей и технологических функций позволяют находить оптимальное решение для любого применения и обеспечивают совместимость всех компонентов.

SINAMICS предлагает эффективные индивидуальные приводы и приводы на несколько осей, поддерживающие вектор-функции или сервофункции.

Все компоненты приводной системы SINAMICS, включая двигатели и датчики, соединены друг с другом через общий последовательный интерфейс DRIVE-CLiQ.

Система преобразователей SINAMICS:

С помощью приводов SINAMICS можно объединить отдельные узлы в общую систему, что обеспечит быструю и гибкую синхронизацию работы привода и осей станка. В сочетании с SINUMERIK 840Dsl интерполяция сервоосей и главных приводов – это результат, достигнутый благодаря многолетнему опыту и разработке многих станков по всему миру.

Система SINAMICS:

• это модульный транзисторный преобразователь, управляемый новой силовой электроникой;
• это компактная система для различных осей, а также для приводов;
• при необходимости может быть расширена;

Серводвигатель:

• обеспечивает высочайшее качество поверхности обрабатываемой детали благодаря плавному режиму работы двигателей;
• имеет минимальную продолжительность процесса регулирования благодаря высоким динамическим характеристикам;
• может быть легко установлен, благодаря встроенной кабельной разводке;

Технические признаки:

• интегрированные датчики для контроля скорости и положения;
• повышенная плавность работы благодаря применению постоянного магнита;
• момент при нулевой скорости – от 1 Нм до 140 Нм;
• разработан для технологии числового управления с использованием SINAMICS;

Унифицированные узлы привода и управления

Двигатели для осей с ЧПУ

Для каждой оси с ЧПУ применяется техническое решение двигателей SIEMENS.

Кабельная разводка по осям с ЧПУ

Силовой кабель и кабель датчика выполнены с высочайшим качеством для надёжной и безопасной эксплуатации. Для достижения максимального качества данного приводного узла решающее значение имеет применение соответствующей спецификации кабелей.

Силовые и регулирующие модули для осей с ЧПУ

Системы привода SIEMENS Sinamics разработаны специально для ЧПУ SINUMERIK 840Dsl и ПЛК SIEMENS, и обладают большим количеством параметрических, сервисных и диагностических функций.

Система привода и система ЧПУ связаны прямой связью. Такая прямая связь обеспечивает кратчайшее время реакции и функции обеспечения надежности данных для индивидуальных задач позиционирования.

Программное обеспечение к станку

Программное обеспечение для станка:

• пакет программного обеспечения Siemens для всех функций станка;
• измерительные циклы;
  • интерфейс «человек-машина».

Кроме того, в процессе проектирования будет разработана и внесена в память ЧПУ программа управления электроавтоматикой станка и соответствующие машинные данные приводов и ЧПУ.

Технические преимущества системы управления станком

Управление: Система управления с SINUMERIK 840Dsl

Преимущества:

• децентрализованное и простое построение системы через Ethernet, PROFINET и PROFIBUS;
• незначительное количество отказов системы по сравнению с вариантами использования систем с ПК;
• используется по всему миру;
• наличие запчастей в течение длительного периода времени;
• высокая характеристика интерполяции;
• открытая, удобная для оператора система ЧПУ компании SIEMENS;
• не требует технического обслуживания;
• отсутствие радиального биения приводных двигателей;
• модульная конструкция;
• надёжность: аварийный отвод (предотвращение повреждений обрабатываемой из-за прекращения подачи тока).