Модульные станки с чпу в настоящее время получают широкое применение. Благодаря своей универсальности модульный принцип построения и изготовления станков с ЧПУ и станочных систем стал новым трендом в станкостроении. Под модулем в этом случае понимается конструктивно и функционально законченная единица, являющаяся составной частью станка с ЧПУ и станочной системы.
Все большее количество узлов и механизмов станка с ЧПУ (узел шпинделя, направляющие, передача ходовой винт–гайка, револьверные головки, устройства ЧПУ, измерительные преобразователи, приводные электродвигатели и др.) стали практически полностью или частично независимы от конструкции и иногда даже того, какого типа станок ЧПУ, и их необходимые типоразмеры стали централизованно разрабатываться и выпускаться различными специализированными фирмами.
При разработке модульного станка с чпу, инженер-конструктор выбирает нужные ему готовые узлы и механизмы из каталогов и проектирует самостоятельно только, по сути, общую компоновку и базовые узлы станка (станину, колонну, корпуса шпиндельной бабки, суппортов и другие корпусные детали). Это похоже на детскую игру «Лего», когда из отдельных модулей собирается любая желаемая компоновка и конструкция разных изделий. При этом конструктор выбирает модули тех фирм, которые он считает нужными сам или которые его попросит заказчик станка.
На сегодняшний день при использовании модульного принципа построения станков с ЧПУ существует два направления: первое направление - это производство разных модификаций станка с ЧПУ на основе одной его базовой модели и самостоятельно разработанных этой же фирмой ряда различных унифицированных основных узлов и механизмов (рис. 1).
Рис. 1. Модульный принцип построения токарного многоцелевого станка с ЧПУ фирмы Schablin (Швейцария)
Другим примером построения модульного станка по металлу являются многоцелевые станки с ЧПУ с горизонтальной компоновкой шпинделя фирмы Graffenstaden (Франция), различные модификации которых можно создавать из гаммы модулей, разработанных и изготавливаемых данной фирмой (рис. 2). По мере увеличения централизованной разработки и изготовления все большего разнообразия унифицированных и нормализованных узлов и механизмов станков с ЧПУ специализированными фирмами более перспективным становится второе направление использования модульного принципа, когда при разработке и изготовлении конкретных станков с ЧПУ в максимальной степени применяются готовые модули большинства узлов и механизмов станков с ЧПУ.
Рис. 2. Модульный многоцелевой станок с ЧПУ фирмы Graffenstaden (Франция)
Модульные станки по металлу, принцип построения
Токарный многоцелевой станок с ЧПУ фирмы Schablin (см. рис. 1):
- 1 — суппорт с нижней револьверной головкой;
- 2 и 3 — варианты исполнения привода главного движения;
- 4–7 — варианты суппорта с верхней револьверной головкой;
- 8–9 — варианты исполнения противошпинделя;
- 10 — задняя бабка;
Многоцелевой станок с ЧПУ фирмы Graffenstaden (см. рис. 2):
- 1 — основная плита;
- 2 — передвижное основание с делительным столом;
- 3 — встроенный поворотный стол;
- 4 — наклоняемый поворотный стол;
- 5 — удлиненная станина;
- 6 — двусторонняя станина;
- 7 и 8 — салазки на удлиненную и двустороннюю станины;
- 9, 10 и 11 — стойки с ходом соответственно 1000, 1500–2000, 650–800–1000 мм;
- 12 — механизм переключения магазинов;
- 13 — инструментальный магазин;
- 14 — накопитель магазинов;
- 15 — рельсовый путь для магазинов;
- 16 — тележка для магазинов;
- 17 — шпиндельный блок для электродвигателя мощностью 15 л.с.;
- 18, 19, 20 — гильзы шпинделя соответственно для большой, средней и малой скоростей;
- 21 — шпиндельный блок для электродвигателя мощностью 30 л.с.;
- 22, 23, 24 — гильзы шпинделя соответственно для большой, средней и малой скоростей;
- 25 и 26 — фреза и борштанга большого диаметра;
- 27, 28, 29, 30, 31, 32 и 33 — соответственно многошпиндельная, протяжная головки, головка с токарными резцами, пазофрезерная, угловая и фрезерная головки;
- 34 — универсальный поддон;
- 35 — трубка;
- 36 — балка;
- 37 — угловое приспособление;
- 38 — делительный стол
Проектирование станков с чпу по модульному принципу по первому и, особенно, по второму направлению позволяет:
- сократить время разработки, проектирования и изготовления станков для обработки установленной номенклатуры заготовок с получением заданных технических и технологических характеристик;
- снизить стоимость металлорежущих станков. Созданные на модульном принципе станки не обладают избыточными функциями, поэтому они экономичнее станков с универсальными возможностями;
- увеличить надежность работы станка за счет отработанности входящих в него модулей и наибольшего соответствия данной конструкции модулей выполняемой задаче;
- повысить точность станка. Фирма, которая профессионально занимается выпуском конкретного модуля, более качественно, быстрее и дешевле изготовит данный модуль;
- повысить переналаживаемость станков за счет возможности их более быстрой компоновки при наличии готовых узлов и механизмов;
- улучшить условия эксплуатации и ремонтопригодность за счет уменьшения разнообразия конструкций модулей станка по металлу и составляющих их элементов.
