CNC soustruh se dvěma vřeteny pro obrábění hřídelí a trubek

Jak D cNC soustruhy se dvěma vřeteny Eliminace sekundárních nastavení s přesností zarovnání pod 0,01 mm

Přenos obrobku z přední strany na zadní: Odstraňuje chyby způsobené manipulací

Při tradičním CNC soustružení musí operátoři ručně přemísťovat součásti pro obrábění druhé strany, což může vést k problémům s zarovnáním až o 0,05 mm a narušit souosost potřebnou u přesných součástí, jako jsou například ty používané v hydraulických systémech. Právě zde se ukazují výhody strojů se dvěma vřeteny – tyto stroje tento problém efektivně řeší tím, že automatizují celý proces od přední strany k zadní straně. Jakmile hlavní vřetenový úsek dokončí svou část práce, okamžitě přebírá sekundární vřetenový úsek, který během samotného cyklu součást zachytí. Tyto systémy obvykle udržují přesnost polohy pod 5 mikrometry. Klíčovou výhodou je hladký přechod mezi vřeteny. Vzhledem k tomu, že není vyžadována žádná lidská intervence, nedochází k chybám způsobeným manipulací, a nejdůležitější je, že průběžná vůle (runout) zůstává stálá v rozmezí ± 0,008 mm po celou dobu výrobního cyklu. Navíc továrny uvádějí úsporu téměř dvou třetin času potřebného na nastavení stroje při přechodu na tyto pokročilé systémy.

Statická/dynamická synchronizace vřetena pro přesnost dokování 0,01 mm

Celý systém funguje prostřednictvím toho, co nazýváme dvoufázovým synchronizačním procesem. Nejprve následuje fáze statického nastavení, ve které laserové paprsky nastavují ty kritické referenční body, které tvoří naši výchozí pozici. Poté, co se začnou součásti pohybovat, do činnosti vstupují servomotory, které porovnávají polohy hlavního a vedlejšího vřetene rychlostí až 500× za sekundu. To umožňuje systému průběžně provádět úpravy v reálném čase pro řadu problémů, jako je tepelná roztažnost, odstředivé síly nebo drobné mechanické posuny v průběhu času. Průmyslové testy ukázaly, že tato metoda konzistentně dosahuje cílových hodnot při dokování s přesností lepší než 0,01 mm, i při nepřetržitém provozu den za dnem bez dozoru. Proč je to důležité? Protože již minimální odchylka v zarovnání může vést k vážným problémům v pozdější fázi. Automobilové převodovky jsou v tomto ohledu zvláště citlivé – jakákoli odchylka mimo toleranční rozmezí ± 0,012 mm začíná způsobovat problémy s hlukem, vibracemi a drsností, které nakonec negativně ovlivňují celkový výkon vozidla.

Stabilizace dlouhých, štíhlých hřídelí a potrubí s tuhým rámem a synchronním řízením vřetene

Potlačení vibracemi způsobené oválnosti součástí o délce 800 mm pomocí tuhosti litinového lože

Při obrábění štíhlých součástí delších než 800 mm se harmonické vibrace stávají hlavním problémem, který často způsobuje elipticitu až přes 50 mikrometrů. K potlačení tohoto jevu využívají výrobci dvouvřetenové CNC soustruhy vybavené speciálními litinovými ložisky naplněnými minerály. Tyto ložiska tlumí vibrace přibližně o 40 % lépe než běžné ocelové rámy. Pevná konstrukce těchto strojů pomáhá pohltit ty obtížné řezné vibrace, čímž se omezuje průhyb ve středu obrobku zhruba na čtvrtinu původní hodnoty. Navíc zajišťuje rovnoměrné upínací síly po celé délce obrobku. Co to všechno znamená? Stabilní kruhovost, která je nezbytná například u potrubí pro těžbu ropy a zemního plynu nebo u hřídelí pohonu. Bez dostatečné stability způsobí jakýkoli průhyb během obrábění poruchu těsnosti pod tlakem i rotační rovnováhy v těchto kritických aplikacích.

Algoritmy SSC udržující kruhovost < 0,005 mm u ocelových hřídelí do délky 1,2 m

Systém Synchronous Spindle Control pracuje s encodery s vysokým rozlišením a chytrými algoritmy, které udržují rotaci špidlu v souladu asi 0,001 stupně, i když se mění teploty nebo nástroje se zatíží jinak. Při práci na těch 1,2 metrových ocelových hřídelích umožňuje tato technologie nepřetržitý obrábění ložiskových časopisů, kde je kulatost pod 5 mikronů, což je zhruba jedna desátá šířka jednoho vlákna vlasů. Zbavení se rozptýlení způsobeného synchronními rotacemi znamená, že dílny mohou splňovat normy ASME B46.1 pro povrchové úpravy a zároveň získat asi o 30% více životnosti svých řezných nástrojů. Navíc, povrchová drsnost zůstává pod 1,6 mikronů na tvrzených ocelových dílech, což je velký rozdíl v kontrole kvality pro přesné výrobní operace.

Vytváření s více operacemi v jednom nastavení: Sílová věž s interpolací na ose Y

Vyměna tří strojů (točivá/mlinová/vrtárenská) za integrované obráběcí zařízení pro flangy

CNC soustruhy vybavené dvojitými vřeteny a rotujícími nástrojovými věžemi s poháněnými nástroji kombinují soustružení, frézování a vrtání v rámci jediného upínání obrobku. Tyto stroje v podstatě eliminují potřebu samostatných soustruhů, frézek a vrtacích strojů pro různé úkoly. Při obrábění složitých součástí, jako jsou příruby, rozmístění šroubových otvorů nebo obtížné křížově vrtané otvory, již není nutné obrobek mezi jednotlivými stroji přemisťovat. Tím se odstraňují všechny rušivé chyby způsobené manipulací při převodu mezi zařízeními. Výrobci uvádějí přibližně 60% pokles problémů s centrovaním při přechodu z tradičních vícestrojových uspořádání na tyto integrované systémy. Protože obrobek zůstává po celou dobu obrábění pevně upnutý, stroj udržuje konzistentní přesnost polohy až do tolerance přibližně 0,01 mm u každé vyráběné funkce.

Interpolované závitování mimo osu a čelní frézování na koncích potrubí s využitím osy Y

Díky integrované ose Y mohou stroje zpracovávat díly s nesouosými prvky, aniž by bylo nutné díly nejprve přemisťovat. Myslete například na závitování, které není symetrické, nebo čelní frézování na koncích trubek. Systém se ve skutečnosti automaticky upravuje během obrábění tvrdých materiálů, čímž udržuje velmi dobré souosost v rozmezí přibližně 0,005 mm a dosahuje vynikající hladkosti povrchu s drsností pod 1,6 mikrometru na kalené oceli. U vysoce výkonných soustruhů to znamená, že lze dokončit složité úpravy konců dílů najedou, místo aby bylo nutné opakovaně zastavovat a spouštět proces. Čas cyklu klesá přibližně o 45 % ve srovnání se staršími metodami, při nichž každý krok musel být prováděn samostatně. To dává smysl zejména na výrobních plochách, kde se usiluje o maximalizaci efektivity bez kompromisu s požadavky na kvalitu.

Snížení nákladů na díl prostřednictvím integrace automatizace ve vysokorozsáhlých dvouvřetenových strojích Cnc soustruh Výrobní

Když je manipulace s díly pomocí robotů kombinována s dvouvřetenovými CNC soustruhy, skutečně se otevírá cesta k výrobě bez přítomnosti personálu („lights out manufacturing“), která snižuje náklady na jednotku, zejména při výrobě velkých sérií. Samotná automatizace může snížit čekací dobu mezi jednotlivými operacemi přibližně o 60 až dokonce o 75 procent. A nezapomeňme ani na to, že obě vřetena pracují současně na obou koncích obrobku, čímž se typicky zkrátí čas obrábění o dalších zhruba 30 procent. Pokud k tomu připojíme i nízkou míru odpadu – většinou pod 0,8 % – a lepší vyvážení zatížení mezi nástroji, což znamená menší opotřebení, začnou majitelé dílen pozorovat pokles provozních nákladů o 40 až 50 % na vyrobenou jednotku. Tyto uspořádání jsou zvláště účinná při výrobě například hřídelí pohonu, hydraulických potrubí a různých jiných válcových součástí, u nichž je klíčová rotační symetrie.

Často kladené otázky k dvouvřetenovým CNC soustruhům

Jaká je hlavní výhoda použití dvouvřetenových CNC soustruhů?

CNC soustruhy se dvěma vřeteny eliminují sekundární nastavení díky zarovnání s přesností lepší než 0,01 mm, čímž snižují chyby způsobené manipulací a zvyšují efektivitu výroby.

Jak CNC soustruhy se dvěma vřeteny zajišťují přesné zarovnání?

Využívají statickou a dynamickou synchronizaci vřeten, která umožňuje přesné dokování s přesností do 0,01 mm i při nepřetržitém provozu.

Mohou CNC soustruhy se dvěma vřeteny zpracovávat dlouhé a tenké součásti?

Ano, díky své tuhé konstrukci a synchronnímu řízení vřeten stabilizují dlouhé a tenké obrobky, udržují jejich kruhovost a potlačují problémy způsobené vibracemi.

Jak CNC soustruhy se dvěma vřeteny přispívají ke snížení nákladů?

Díky integraci automatizace a efektivní manipulaci s obrobky výrazně snižují náklady na jednotlivou součást tím, že zkracují dobu provozu a obrábění i podíl odpadu.

Jsou CNC soustruhy se dvěma vřeteny vhodné pro víceoperativní obrábění?

Ano, díky svým integrovaným funkcím mohou nahradit tradiční uspořádání a zvládnout složité úkoly, jako je soustružení, frézování a vrtání, v rámci jediného nastavení.