转向未来
这种新型机床代表了新一代数控多轴自动机床的最新特点。它的发展是一个干净的方法和结果是令人印象深刻的。
使用X, Z和C轴在交叉滑动上的插补提供了铣平的能力,即使工具是在圆弧中移动。结果是精确的y轴切割。
这是一个周六,我发现自己又一次在机场准备飞往欧洲。我去德国科隆的同座乘客是吉姆·特伦克,他是舒特等人的美国在密歇根州杰克逊的军事行动。
我们的任务是让我探索公司的新SCX系列数控多轴的内部。经验告诉我,这通常最好在工厂里完成。
我见过两次机,显示了在欧洲,但是我发现只是看它不足以真正理解它是如何工作的运作,特别是因为工作区域没有幻灯片,汽车冷却剂,辅助驱动轴和大多数其他的典型动作线索发现传统乐器组。我花了一个周末的时间去看这台新机器的构造,了解它的原因、功能和原理,这是非常值得的。
设计意图
对于任何一家设计现代多轴机床的制造商来说,首要任务是将足够的生产灵活性结合起来,以适应商店现在需要在这种机床上运行的零部件的范围。SCX采用了该公司所称的“多单轴”机器的形式,将多轴的多种加工能力与单轴的简单设置和操作结合起来。
机器是模块化的,所有工具位置相等,所有主轴相等。工具单元使用标准快速变频耦合安装。没有从一个站到另一个站的操作妥协。这通过允许在任何位置使用任何工具来增强过程优化。即使是附件也是模块化的,可以在任何车站上工作。
此外,为了适应转换,任何与加工零件没有直接关系的东西都被从机器的工作区域中排除。封闭的切割区域不包含驱动部件或导轨,润滑或冷却管路,或布线。这是一个干净的工作区域,更好地方便快速更换模具,较少限制的芯片疏散和自由添加或删除各种加工配置。
模块化允许SCX以三种复杂程度提供。SC6-26是直杆26毫米六主轴机床没有反对主轴或后方加工能力的简单零件。型号SC7-26使用对置第七轴作为拾取器。在这个模型上,六站的横向滑动工具提供了有限的反向加工能力。但SC9-26可以通过两个额外的主轴和两个功能齐全的加工工作站提供反向加工能力。
其核心
任何多轴的整体精度始于主轴鼓的结构和对准。SCX上的六轴载体采用三部分Hirth耦合和锁定机制,在每个工位精确地建立可重复定位。
每个主轴使用独立的液体冷却电机,在26 mm型号上使用零至7,000rpm的可编程速度。通过每个主轴独立驱动,可以在所有站点上编程C轴和主轴停止。
Schütte采用分散控制器驱动整体主轴电机。它没有移动电缆到主轴电机。电气连接使用滑环,使主轴转鼓连续索引。
分散控制单元保持它远离热量和污染。使用滑环也允许程序主轴转速调整“在飞行”作为鼓的指标。这增加了周期时间的积分主轴加速度,减速或停止同步鼓指数。
复合交叉幻灯片
以60度的间隔围绕主轴鼓,复合交叉滑轨是相同的每个主轴位置。x轴滑块沿直线导轨向主轴中心线径向移动。z轴运动采用流体静力笔设计,与主轴中心线平行,并以90度角通过x轴载体。两个轴都是电动驱动的。使用插值,这些提供X-Z复合运动在所有六个站。
只有z轴套筒在加工区域内移动。表面上,Hirth耦合用于接受各种配置的炮塔,这些炮塔携带用于给定站的切削工具。
标准连接允许任何刀具转塔定位在任何交叉载玻片上。这种模块化设计适用于静止和现场工具。对于驱动工具,整体电机安装在Z轴羽线槽中并产生10,000 rpm。
冷却剂线也通过羽毛管道,保持工作区整洁。通过工具冷却液可提供高达100巴。
这些模块化的横向滑动工具塔可以在6个工位中的任何一个工位上携带1、2或3个工具进行切割,可以将任何给定工位上使用的刀具数量增加两倍。这种灵活性允许在一个工位上执行多个操作,或者可以选择使用多余的工具进行无人操作。
十字滑塔还使用HSK或Capto切削刀具持有人的固体夹紧和快速转换。标准和准确的刀具界面鼓励使用脱机刀具预设器,以进一步加快机床的刀具更换。
它变得更好。每个交叉载玻片也可以提供Y轴加工能力。这是通过SCX交叉载玻片设计的配置实现的举动。
除了直线运动外,Z轴还可以进行旋转。这种运动允许第二或第三个刀具被放置在工件上。它也允许y轴铣削时,与线性X轴和旋转的C轴主轴。
组合移动允许旋转Z轴的圆弧由X轴提供,而旋转运动由C轴偏移,保持刀具与工件表面正常。结果是精确执行y轴切割,如铣削平面。这是一种通过应用可编程伺服电机技术而实现的操作。这可以在六个电台中的任何一个做到。(点击第一个视频)
能力终止
在横向滑动单元上使用的模块化概念延续到末端工作单元。工件表面的加工是通过安装在由静压轴承支撑的圆推杆上的端工工具进行的。横向滑动炮塔也可以在末端工作方向进给。
当端部推杆纵向进给时,切削力线性作用于刚性套筒,从而避免在刀柄上产生弯曲力矩。这些羽毛笔可以携带多达两个活的或固定的切割工具。与十字形滑动单元一样,活动工具的驱动电机安装在端加工套筒中。
使用双刀具转塔可以在一个工位进行连续操作,如钻孔和攻丝。或者,它可以为更长时间不间断的零件运行提供一个冗余的工具位置。
z轴套筒可以旋转,提供y轴加工滑动铣削或偏心钻操作。实际上,它变成了这些操作的Y/Z复合幻灯片。
鹅毛管上的标准接口允许使用许多附件,如摆动拉刀、螺纹旋转和多边形车削。这些附件或任何工装方案的位置不受任何特定的末端加工位置的限制。
Part-Off后的生活
SCX的设计在加工工件的部分方面开辟了一种新的尺寸。通常,背部工作调用多主轴机上的循环时间调整,部分原因是大多数多主轴机器缺少足够的工具或站,以使前后和后备工作同步,尤其是在复杂的部件上。
Schütte通过将工件转移到另一个加工区域,在两个车站,八个和九个站中加工的另一个加工区域来解决SC9-26上的这种传统的多主轴虚弱。
每个主轴由一个完全铰接的加工单元,如横向滑动单元。多达6个额外的固定或活动工具可以施加在工件上,在两个周期内完成零件。
零件在第6工位切断后,再转移到另外两个加工工位。对置主轴(7号)作为拾取器,在第二面加工过程的其余部分中,将零件夹头或三爪夹头固定。
夹头或三颚夹具有HSK快速变化界面。HSK确保将重复性定位,因为部件从站移动到站。自动吹气可确保在机器主轴中正确确保HSK座椅。
这是一种同步动作的芭蕾舞。从主轴七,三站机械手移动夹紧工件站八个同时传输站8站九和转移完成的从站九回站七个部分,在选择从夹头或查克和沉积在一个即将离任的输送机。(点击第二个视频)
所有这些举措都是同时发生的。由于两个反加工主轴都在切削中,一个循环有效地使反加工时间翻倍。换句话说,如果前台工作的周期时间是8秒,那么后台工作的周期是16秒或2个周期。
用于后侧加工操作的加工单元,刀柄,附件和工具系统对应于前台站上使用的设备。可以在背面使用加工部件的加工部件的相同灵活性,包括Y轴,直播钻孔,铣削和多边形转动。不再是第二侧操作是必要的来确定部分处理序列。
积分Workhandling
许多商店依靠引力处理零件变得不那么可接受。对于复杂,高附加值的工件尤其如此,外观通常是规范。
在SC9-26上,一个完整的工作处理系统可以满足这一需求。如上所述,完成的工件被放置在出料输送机上。
输送带从工作区取下零件,并以小于5秒的循环次数并行运行。完成的部分然后放置在一个托盘。托盘站从工作区域外进入,因此在更换托盘时生产不中断。所有的工作处理轴使用数控,以快速和容易地转换工作。
控制
如果主轴鼓是多轴的心脏,那么数控就是它的大脑。SCX使用西门子840D来保持一切运行。其通道组成增强了“多单轴”自动化的思想。
为了帮助这些机器的程序员,Schütte开发了特定于机器的软件,包括用于多主轴加工的优化程序,刀具偏移管理和常用例程的罐装周期。以刀具力监测的形式感测可用和DNC。
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