автоматами называют такие станки

Токарные автоматы и полуавтоматы: назначение и принцип работы

Полуавтоматом называются токарные станки, в которых автоматизированы все основные и вспомогательные движения, составляющие цикл обработки одной заготовки. По окончании цикла полуавтомат останавливается, для повторения цикла необходимо снять готовую деталь, поставить и закрепить новую заготовку и вновь запустить станок.

Токарные автоматы и полуавтоматы предназначены для изготовления деталей сложной конфигурации путем обработки заготовки несколькими инструментами. Наряду с токарными автоматами и полуавтоматами, получившими наибольшее распространение в машиностроении, существуют автоматы и полуавтоматы фрезерные, шлифовальные, сверлильные и прочие.

Автоматизация цикла работы современных станков осуществляется на основе использования средств механики, гидравлики, электротехники и электроники, пневматики или на комбинированной базе.

Особое место занимают станки с ЧПУ, это оборудование с числовым цифровым программным управлением циклом. Такие станки могут быть эффективно использованы для изготовления деталей мелких и средних серий.

Токарные автоматы и полуавтоматы подразделяют по различным признакам:

Выпуск станков токарной группы составляет большую часть общего выпуска станков. Диапазон их типоразмеров чрезвычайно широк: от настольных до тяжелых (массой до 1300 т).

Токарные автоматы и полуавтоматы относятся к высокопроизводительным станкам, которые широко применяют в условиях крупносерийного массового производства. Эти станки следует рассматривать как станки с программным управлением на механической основе. Главным органом управления таких станков является распределительный вал, на котором расположены кулачки, управляющие отдельными механизмами станка, обеспечивающие надежную синхронизацию всех движений цикла работы станка. В данном случае кулачки (копиры) являются носителями программы работы автомата или полуавтомата. Поэтому такие станки часто называют кулачковыми автоматами. Необходимо квалифицированно использовать это сложное технологическое оборудование механических цехов машиностроительных заводов, чтобы обеспечить максимальный съем деталей со станка при минимальной затрате времени, при высокой точности изготовляемых деталей.

Источник

3 Станки автоматы и полуавтоматы

Станки автоматы и полуавтоматы

Основные понятия об автоматизации металлорежущих станков

Машиностроительное производство по своему характеру подразделяется на массовое, серийное и единичное с внутренним подразделением на мелкосерийное, среднесерийное и крупносерийное.

При массовом производстве технологическое оборудование специализируется на выполнение одинаковых, повторяющихся операций технологического процесса.

При серийном производстве технологическое оборудование специализируется на выполнение двух или нескольких закрепленных операций, чередующихся в определенной последовательности.

При единичном производстве технологическое оборудование загружается различными работами и не имеет закрепленных операций или объектов производства.

Характер производства предъявляет определенные требования к технологическому оборудованию. Если в условиях массового производства со стабильными характеристиками выпуска продукции главным требованием к рабочим машинам является высокая производительность, то для условий серийного и единичного производства первостепенное значение приобретает универсальность и мобильность средств производства при обеспечении соответствующего качества продукции.

Под универсальностью понимается способность оборудования к переналадке на возможно широкий диапазон обрабатываемых изделий.

Рекомендуемые файлы

Мобильность определяется быстротой перехода с выпуска одних изделий на другие.

Как правило, чем выше производительность оборудования и степень его автоматизации, тем ниже показатели универсальности и мобильности.

Обработка деталей на металлорежущих станках состоит из рабочих и вспомогательных операций. Во время рабочих операций осуществляется формирование требуемой поверхности, то есть производится процесс резания. К вспомогательным относят операции управления станком, установки, закрепления и снятия обрабатываемой детали, операции подвода и отвода инструментов, контроля размеров и т.д.

Автоматами называют станки, в которых весь цикл изготовления детали, начиная от загрузки заготовок и кончая выгрузкой готовых изделий полностью автоматизирован, то есть процесс изготовления деталей происходит без участия оператора. Оператор осуществляет только лишь загрузку станка на партию обрабатываемых деталей и первоначальный пуск.

Полуавтоматами называют станки, в которых весь цикл обработки деталей автоматизирован, а операции загрузки станка штучными заготовками, выгрузки готовых изделий, а также операции управления станком, т.е. его включение и выключение производятся оператором вручную при каждом цикле.

К станкам с ЧПУ обычно относят универсальные станки, в систему автоматического управления которых вводят числа или символы, отражающие величину и характер перемещений инструмента и детали относительно друг друга и работают по заданной программе. Как правило, такие станки характеризуются большой гибкостью, маневренностью и универсальностью в условиях современного динамического производства.

Классификация станков-автоматов и полуавтоматов.

Автоматизированные станки в основном подразделяют по размерам, роду обрабатываемой заготовки, технологическим возможностям (выполняемым операциям), по точности обработки, принципу действия, по конструкции, числу различных органов (шпинделей) и по типам (см. рис. 1).

Так все автоматизированные станки можно подразделить на вертикальные и горизонтальные, которые, в свою очередь делятся на автоматы и полуавтоматы, одношпиндельные и многошпиндельные и т.д.

Вертикальные станки обычно являются более тяжелыми и мощными, чем горизонтальные и предназначаются для обработки деталей большого диаметра и относительно небольшой длины.

Рис.1
Системы управления автоматическими станками.

Системы автоматического управления обеспечивают работу станка по заранее заданной программе. Главное отличие автомата от обычного универсального станка состоит в том, что он по точной, заранее составленной программе выполняет определенный повторяющийся цикл работы.

Выбор системы управления во многом зависит от специфики технологического процесса, от конкретных производственных условий, в которых будет эксплуатироваться станок и от требований экономики.

Кроме того, система управления накладывает свои особенности на кинематику и конструкцию станков, систему транспортных и вспомогательных устройств,

так как они неотделимы от системы управления.

Однако любая система управления, независимо от ее технологического назначения, должна отвечать следующему ряду основных требований:

1. высокоточное исполнение команд на перемещение;

2. синхронизация перемещений в различных циклах;

3. высокая надежность работы;

4. мобильность при смене объекта производства;

5. простота конструкции и низкая стоимость;

6. оптимальное регулирование процесса обработки;

7. короткий цикл подготовки программы работы;

8. выполнение большого количества команд (переключение подач и частот вращения шпинделя, поворот резцовой головки, включение и выключение САЖ, смена инструмента и т.д.);

9. управление продолжительными циклами обработки без смены программоносителя.

Системы управления автоматов и полуавтоматов можно различать по следующим признакам: по принципу синхронизации, степени централизации управления, по методу воздействия, числу управляемых координат, виду программоносителя, по наличию или отсутствию обратной связи и т.д.

Централизованные системы управления характеризуются тем, что управление всем технологическим циклом осуществляется с центрального командного устройства (командоаппарата, пульта, распределительного вала, лентопротяжного устройства) независимо от действия и положения ИО. У таких систем управления (СУ) продолжительность рабочего цикла для каждого ИО является, как правило, величиной постоянной. Благодаря простоте схемы управления, надежности в работе удобству обслуживания и наладки централизованные СУ получили наибольшее применение в автоматах и полуавтоматах. К числу недостатков подобных систем можно отнести необходимость иметь дополнительные предохранительные устройства, так как команды с центрального пульта подаются вне зависимости от действия и положения исполнительных и рабочих органов.

Децентрализованные СУ, называемые иногда путевыми, осуществляют управление при помощи датчиков (чаще всего путевых переключателей и конечных выключателей), включаемых движущимися ИО. Эти системы основаны на управлении упорами. Все ИО связанны между собой так, что каждое последующее движение одного может происходить только лишь после окончания движения предыдущего ИО. Преимуществом этой системы управления является отсутствие блокировки, так как команды подаются только лишь после окончания предыдущей операции. Однако датчики расположены в рабочей зоне станков и нередко выходят из строя из-за попадания стружки, пыли, масла и выдают неправильные команды вследствие закорачивания электрических цепей. Кроме того, такие датчики являются еще недостаточно надежными в работе.

Наиболее важным и характерным признаком любой системы ПУ является способ задания программы обработки, выбор которого во многом зависит от назначения СУ, от структурной особенности и экономической целесообразности. Любая СУ выполняет строго определенный, заранее намеченный комплекс операций по обработке детали, составленный в виде программы работы автомата. Поэтому СПУ имеет программоноситель, который в той или иной отражает величину, траекторию, скорость и направление перемещения детали и инструмента.

По способу задания программы и виду программирования имеются:

1. системы управления упорами;

2. системы управления копирами;

3. системы управления распределительным валом;

4. СЦПУ (упоры, коммутаторы, штекерное табло);

5. системы ЧПУ (перфокарты, перфоленты, магнитные ленты и т.д.).

Наиболее высокой надежностью обладает СУ распределительным валом. Она представляет собой характерный пример централизованной разомкнутой СУ без обратной связи, обеспечивающей надежную и точную синхронизацию рабочего цикла любой сложности. Эта СУ получила широкое распространение в автоматах самого широкого распространения.

СУ упорами нашли широкое распространение в современных агрегатных станках и автоматических линиях.

Цикловые СПУ в отличие от СЧПУ более просты по структуре построения, конструкции и схеме их узлов. Они имеют меньшую стоимость, меньшую сложность освоения, достаточно высокую надежность работы, простоту устранения возникающих неисправностей, но и менее широкие возможности, чем СЧПУ.

Системы ЧПУ более сложны, чем ЦСПУ, более универсальны, обладают высокой гибкостью и переналаживаемостью оборудования на обработку новой детали, но и менее надежны. Несмотря на высокую пока еще их стоимость и сложность в обслуживании они находят все большее и большее применение, особенно при обработке сложных корпусных и дорогостоящих деталей.

. (1)

Источник

Токарные автоматы и полуавтоматы

Автоматы — это такие станки, где все вспомогательные и основные операции автоматизированы, включая установку, подачу, закрепление заготовки, а также освобождение и выдачу обработанного изделия. Функции оператора при обслуживании автомата сводятся к таким процессам: периодическая загрузка, выборочный контроль и наблюдение за общей работой станка (может включаться и его подналадка).

Отличие автоматов и полуавтоматов

Различие между автоматами и полуавтоматами заключается в том, что на полуавтомате оператор выполняет такие действия:

Прутковые токарные автоматы предназначены для их эксплуатации в серийном и массовом производствах. Объясняется это тем, что устройство таких автоматов предполагает использование достаточно сложных инструментальных наладок, которые занимают много времени для подготовки. Их рентабельность достигается только тогда, когда обработать нужно большую партию деталей.

Классификация

Токарные автоматы и полуавтоматы классифицируют следующим образом:

По назначению

Полуавтомат предназначается для изготовления элементов только из штучных заготовок. В основном, в патроне (полуавтоматы патронные), в центре — реже.

В автоматах прутковых пруток вводится в полый шпиндель, а в дальнейшем для каждой изготовляемой детали подаётся и зажимается автоматически.

В автоматах магазинных заготовки загружаются в бункер или магазин, а уже оттуда подаются автоматически к зажимному приспособлению станка.

По расположению шпинделей

По количеству шпинделей

Одношпиндельные автоматы

Автоматы одношпиндельные имеют разновидности. Наиболее распространены автоматы одношпиндельные прутковые. К ним относят:

Фасонно-отрезные

Предназначены фасонно-отрезные автоматы для изготовления деталей коротких с малым диаметром, которые имеют простую форму. Материал закрепляется в шпинделе, который вращается при помощи цангового патрона. У станка имеется 2 или 4 суппорта, которые перемещаются только в поперечном направлении и несут отрезные и фасонные резцы. Чтобы получить деталь необходимой длины, в станке есть подвижный упор, который автоматически устанавливается после окончания цикла по оси шпинделя. Подаётся материал при помощи механизма подачи до соприкосновения с упором.

Основным движением таких станков является вращение шпинделя и движене подачи — перемещения суппортов поперечных. У некоторых моделей фасонно-отрезных оборудований имеется продольный суппорт, который перемещается вдоль оси шпинделя и позволяет сверлить отверстия.

Продольного точения

Это оборудование предназначено для изготовления в большом количестве элементов из бунта или прутка малого диаметра, но длинных. Используется такое оборудование на предприятиях точной индустрии (приборостроение, часовое производство и прочие). Высокие требования к чистоте поверхности и точности деталей обусловили ряд конструктивных особенностей таких автоматов. Во вращающемся шпинделе закрепляется заготовка при помощи цангового патрона. По направляющим станины перемещается шпиндельная бабка, сообщая движение подачи заготовке относительно неподвижного резца, который закреплён в суппорте.

Суппорт резцу установочные перемещения при переходе на обработку ступени иного диаметра и движение поперечной подачи при фасонном обтачивании и отрезке. В станке есть суппорт сбалансированного типа и два или три вертикальных суппорта. Суппорт сбалансированного типа несёт два резца и совершает вокруг оси, которая закреплена в кронштейне, качательное движение. Чтобы увеличить жёсткость системы, пруток (заготовка) перемещается в люнетной втулке. Нарезание резьбы, развёртывание, зенкерование, сверление могут осуществляться с помощью специальных приспособлений, которые устанавливаются напротив обрабатываемой заготовки.

Часто шпиндели этих приспособлений имеют независимый привод для поступательного и вращательного движений.

Токарно-револьверные

Эти приспособления представляют собой токарно-револьверные станки, которые предназначаются для производства деталей сложной формы. Эти автоматы в основном рассчитаны на выполнение работ из прутка, но некоторые модели могут выполнять и обработку штучных изделий. Пруток закрепляется во вращательном шпинделе.

Револьверная головка совершает автоматические перемещения, которые связаны с подачей продольной, включая автоматические повороты для замены инструментов. Поперечная подача осуществляется двумя или тремя суппортами. Принцип работы и конструкция такого оборудования изучается в лабораторных условиях.

Многошпиндельные автоматы

Это оборудование подразделяется на два вида:

Распределительный вал является характерной деталью в токарных полуавтоматах и автоматах. На нём монтируются кулачки различной формы и конструкции (в зависимости от назначения). Они управляют всеми вспомогательными и рабочими движениями станков через систему механических и иных связей.

Наиболее употребительными исполнениями кулачков являются такие:

Диски с торцевыми накладными кулачками используются только для включения движений вспомогательных (поворотов револьверной головки, зажима и движения прутка и других). Диски имеют раздельную шкалу. Чаще всего она разделяется на сотые доли оборотов. Эта шкала необходима для установки кулачков в нужном месте.

Многошпиндельные горизонтальные

Они нужны для обработки элементов из калиброванных прутков шестигранного, квадратного и круглого профилей, а также из труб при массовом и крупносерийном производстве различных отраслей машиностроения.

Основными технологическими операциями, которые выполняются на этом оборудовании, являются:

Все нужные движения в оборудовании происходят автоматически при помощи кулачков, которые располагаются на распределительном валу. При одном его обороте происходит полный комплекс движений механизмов устройства, который необходим для производства одного обрабатываемого элемента. Такой комплекс определяет цикл обработки, а время цикла — это период, за который производится один оборот распределительного вала.

В многошпиндельном горизонтальном прутковом устройстве шпиндели располагаются в шпиндельном блоке по окружности. Поперечные суппорты находятся с торца шпиндельного блока, а продольный суппорт может перемещаться на центральной гильзе. Шпиндели устройства получают через зубчатые колёса вращение от центрального вала. После того как готовое изделие отрезается, шпиндельный блок разворачивается на угол, который соответствует количеству шпинделей.

Через направляющие трубы вводится прутковый материал в отверстия шпинделей и закрепляются в цанговых патронах устройства. На каждой позиции последовательно осуществляется обработка каждого элемента. Все заготовки находятся в обработке одновременно. На последней позиции производят отрезку готового изделия. Поперечные суппорты обслуживают каждую позицию. Суппорт продольный может обслуживать все позиции. Могут на нём находиться державки с независимым друг от друга и от продольного суппорта приводом продольной подачи.

А ещё на нём могут размещаться инструментальные шпиндели для сверлильного инструмента с независимой скоростью вращения от рабочих шпинделей. Бесступенчато осуществляется регулирование величины ходов поперечных и продольного суппортов.

Токарные многошпиндельные полуавтоматы изготавливают аналогично многошпиндельным автоматам в вертикальном и горизонтальном положениях. Отличаются такие полуавтоматы тем, что на них штучные заготовки обрабатываются в патронах, а загрузка заготовок производится при помощи загрузочного устройства или вручную. У полуавтомата многошпиндельного имеется гидропривод, который нужен для зажима в патронах заготовок. В полуавтоматах шести- и восьмишпиндельных поперечных суппортов установлено только пять, а на загрузочных позициях суппорты отсутствуют.

В позициях загрузочных установлены приспособления для выключения и включения вращения шпинделя и зажима в патроне заготовки. В полуавтоматах нет механизма зажима прутка и его подачи.

Многошпиндельные вертикальные полуавтоматы необходимы для обработки в патронах, а реже — в центрах, элементов сравнительно небольшого размера в крупносерийном производстве. Вертикальные многошпиндельные полуавтоматы по принципу работы могут подразделяться на такие типы:

В шестишпиндельном полуавтомате с последовательным действием на основании установлена колонна, около которой стол с шестью шпинделями периодически поворачивается. Пять шпинделей одновременно обслуживают пять суппортов с режущим инструментом. Готовую деталь снимают в загрузочной позиции, а вместо неё ставят новую. Шпиндели получают вращение после поворота стола на шестую часть оборота, а готовую деталь вновь снимают на исходной позиции и устанавливают новую.

Время цикла работы подобных полуавтоматов состоит из времени, которое требуется для выполнения холостых ходов и обработки самой трудоёмкой позиции (установка новой заготовки, фиксация детали и стола, поворот).

В полуавтоматах параллельного действия установлена вертикальная неподвижная колонна на основании. Около неё вращается непрерывно стол, несущий шпиндели и шестигранная гильза с шестью суппортами, которая представляет собой карусель — единое целое. Суппорты при повороте гильзы перемещаются по направляющим, установленным вертикально, от неподвижного барабана, с которым их связывают тяги. На каждом шпинделе, который проходит загрузочную зону, за один оборот завершается обработка детали. Здесь выключается автоматически вращение шпинделя, деталь освобождается от зажима, суппорт уходит в верхнее положение, готовая деталь снимается, а новая вставляется.

Источник

Какие виды токарных автоматов существуют?

Токарный автомат — это автоматизированное оборудование, которое используется при серийном производстве металлических деталей. С его помощью изготавливают небольшие детали конусовидной и цилиндрической формы. Часто в зарубежных каталогах это оборудование называют «токарным станком швейцарского типа».

Токарный автомат

Устройство оборудования

Токарный автомат, как и другое промышленное оборудование, состоит из нескольких узлов. Все они связаны между собой дополнительными механизмами и элементами (ремни, провода, шестерни, валы). Обработка заготовки происходит при помощи шпинделя и зажима для детали (суппорта). Станки, оборудованные системой ЧПУ, имеют такую конструкцию:

В современных станках присутствуют дополнительные элементы:

К дополнительным элементам относятся защитные щитки, подсветка, револьверная головка для выполнения дополнительных операций с заготовками. Это может быть сверление, точение, фрезерование и нарезание резьбы.

Основные функции

Токарный станок автомат применяется при серийном изготовлении небольших деталей. Связано это с высокой производительность оборудования. Машины способны обрабатывать до 20 деталей в минуту. Устройства предназначены для изготовления осей, ригелей, втулок, цанг, полых цилиндров, валов. Назначение:

Преимущества

У токарных автоматов есть ряд преимуществ, которые ценят производители:

За автоматизированным станком должен работать знающий человек. Ему требуется разбираться в настройке и ремонте оборудования.

Токарный автомат с ЧПУ

Классификация

Из-за многообразия видов токарных автоматов, человеку без опыта сложно их отличать. Для этого было создано несколько классификаций. В них указываются отличия автоматов по выполняемым операциям или конструкции.

По назначению

Любое промышленное оборудование можно разделить по назначение. Автоматические токарные станки бывают двух типов:

Также существуют полуавтоматы, которые используется для изготовления штучных деталей.

По расположению шпинделей

Если говорить о расположении рабочей части токарного автомата, можно выделить две конструкции:

Перемещение ключевых элементов оборудования и сам процесс обработки зависит от расположения шпинделя.

По количеству шпинделей

Устройства различаются и по количеству подвижных элементов:

Существует несколько типов одношпиндельных автоматов. Каждый их них представляет собой отдельную конструкцию, выполняющую определённые операции.

Одношпиндельный автомат

Фасонно-отрезные

Фасонно-отрезные автоматы используются для изготовления коротких заготовок, у которых небольшой диаметр. На выходе получается простая форма. Принцип работы заключается в том, что заготовка закрепляется во вращающемся шпинделе. Для обработки детали в суппортах закрепляются резцы. Количество суппортов может достигать 4. Перемещать их можно по поперечному направлению. В новых моделях есть специальные направляющие, которые позволяют перемещать суппорт вдоль оси шпинделя.

Дополнительно в фасонно-отрезных автоматах устанавливается упор. Его можно передвигать для увеличения или уменьшения длины заготовки.

Продольного точения

Токарный автомат продольного точения применяется при производстве длинных деталей с малым сечением из металлического прутка. Используется на предприятиях, занимающихся приборостроением или часовым производством. С помощью цангового патрона заготовка закрепляется в шпинделе. Он закреплён на подвижной бабке, которая передвигается по направляющим. Резцы же остаются неподвижными. Они прочно закрепляются в суппортах.

Дополнительно напротив заготовки могут устанавливаться специальные приспособления, с помощью которых выполняются различные операции. К ним относится сверление, нарезание резьбы и зенкерование. Шпиндель может оборудоваться отдельным приводом, который будет обеспечивать поступательные движения.

Токарно-револьверные

Токарно-револьверные автоматы используются на производстве при изготовлении изделий сложной формы. При работе применяется металлический пруток. Некоторые модели предназначены для создания штучных заготовок. Металлическое изделие или прут закрепляется в подвижном шпинделе. Револьверная головка начинает автоматически перемещаться. Суппорты совершают поперечные движения.

Многошпиндельные

Многошпиндельные токарные автоматы применяются при многосерийном изготовлении различных деталей. Используются для сверления, нарезки внутренней и наружной резьбы, обтачивания, обрезки заготовок.

В оборудовании присутствует подвижный вал, на котором закрепляются специальные кулачки. Когда вал начинает вращаться, происходит комплекс движений.

Бывает две группы многошпиндельных станков:

Также конструкции отличаются по типу закрепления кулачков на вращающемся валу:

Многошпиндельное оборудование считается универсальным и многофункциональным. На токарных автоматах такого типа устанавливается несколько суппортов, в которые закрепляются резцы. Такой станок может одновременно выполнять несколько операций.

Многошпиндельное оборудование

Чтобы понимать, какие автоматические токарные станки с числовым программным управлением можно встретить в продаже и сколько они могут стоить, следует рассмотреть две модели разных производителей:

Особенности Швейцарского оборудования:

Станок оборудуется автоматической системой диагностики. Она позволяет выявить неполадки без диагностики специалистом. Средняя цена — 1 125 000 рублей.

Китайское оборудование CKE6130i дороже швейцарской модели. Конструкция изготавливается из сверхпрочного чугуна, который выдерживает постоянные нагрузки. Используется для обработки поверхностей разной формы. Цена — 1 795 000 рублей.

Токарные автоматы представляют собой оборудование, в котором большинство движений выполняются механизмами. Дополнительно они оборудуются системами ЧПУ. Перед покупкой оборудования нужно изучить разновидности станков. Цены выстраиваются в зависимости от функционала и количества шпинделей.

Источник