В последнее время малогабаритные системы для механообработки стали пользоваться большой популярностью. Они оказались полезны и эффективны не только в учебном процессе, но и в производстве. Малогабаритные (настольные) станки стали настолько совершенными, что в большинстве случаев не уступают «серьезному» оборудованию ни в производительности, ни в поддержке передовых технологий.
Omega ADEM Technologies, разработчик пакета ADEM, на протяжении нескольких лет работают с компаниями, специализирующимися в области производства и продажи малогабаритного оборудования. Разработаны специальные средства поддержки такого оборудования, которые с успехом применяют как при проектировании станков, так и при дальнейшей работе с этим оборудованием.
Основные партнеры Omega ADEM Technologies в этом секторе рынка это компания из Санкт-Петербурга «АРМ-ИНЖИНИРИНГ» и московское предприятие «ЭКОИНВЕНТ».
«АРМ-ИНЖИНИРИНГ».
Компания в ее нынешнем виде существует с начала 2002 года, путем объединения специалистов из ФТИ им. Иоффе и ТФ «Энергия» и является разработчиком, производителем и поставщиком фрезерных станков с ЧПУ типа Снайпер-4, Снайпер -6, Снайпер -9 и др., автоматических машин для раскроя и резки листовых материалов с помощью лазера или металлического резака, другой высокотехнологичной продукции машиностроения.
При создании компании было решено для проектирования применять систему CAD/CAM ADEM, так как она поддерживает сквозной процесс с единой конструкторско-технологической моделью, что важно для успешного взаимодействия конструкторов и технологов, а также других специалистов предприятия. Использование методов сквозного проектирования позволяет быстро и легко создавать чертежи, документы, описывающие совокупность процессов, а также значительно сократить сроки и повысить качество технологической подготовки производства.
При выборе программы решающее влияние оказала необычайная легкость освоения системы, продуманная и полная справка, встроенная в систему.
Применяя CAD/CAM ADEM, конструктор и технолог работают бок о бок, и созданная конструктором объемная модель практически тут же переводится в чертежи и программы для ЧПУ, с учетом используемых на предприятии оборудования и инструмента. Применяя систему, удалось менее чем за год полностью спроектировать и изготовить 4 типа фрезерных станков, не имевших аналогов в России.
Станки проектировались в расчете на их использование в малых и средних предприятиях. В последнее время практически все крупные и средние фирмы в мире начали выпускать так называемые дешевые обрабатывающие центры, преимущественно портального исполнения. Они конструктивно проще и, безусловно, обладают несколько меньшими технологическими возможностями, но удовлетворяют значительную часть потребителей. Если учитывать экономическую ситуацию во многих странах, то неудивительно, что эти станки находят неплохой сбыт, в особенности в России испытывающей острый голод на современное оборудование.
Рис. 1 Станок «Снайпер»
Чаще всего, такой станок должен сочетать в себе высокую удельную мощность привода с возможностью получения высоких частот вращения шпинделя, что особенно актуально для предприятий мелкосерийного и единичного производства, где на одном и том же станке нередко приходится обрабатывать как легированную сталь, так и алюминий и другие легкие материалы.
Основное применение таких станков это: изготовление моделей для литья, пресс-форм для ЛВМ и термопластавтоматов, продукции рекламного назначения, художественных изделий; гравировки валов и поверхностей; изготовления электродов для электроэрозионной обработки, штампов.
Кроме того, появился и быстро растет спрос на 3 координатные фрезерные станки с ЧПУ для обработки дерева, они могут иметь относительно низкую точность и жесткость, но очень большое обрабатываемое поле. Такие станки применяются в мебельном производстве, полиграфии, для изготовления вырубных штампов и для изготовления моделей для литья.
Особенности конструкции
В конструкции станков применены наиболее актуальные тенденции, сохраняющиеся или проявляющиеся в настоящее время в металлообработке. К этим тенденциям относятся:
· высокоскоростная механическая обработка (обработка с высокими скоростями резания);
· сухая обработка (обработка без СОЖ или с ее минимальным использованием);
· возможность так называемой «твердой» обработки, главным образом чистовой обработки закаленных сталей (до 62 HRC) и других материалов повышенной твердости современными инструментами.
Высокоскоростное фрезерование стало возможно с появлением новых конструкций станков и инструментов, позволяющих снимать большой объем материала, что приводит к снижению времени обработки при одновременном повышении качества поверхности готовых деталей.
При высоких скоростях и тяжелых режимах резания применяют станки с литыми конструкциями, рассчитываемыми методом конечных элементов, что позволяет свести к минимуму массу этих конструкций там, где для них не требуется опора, и усилить их там, где такая опора необходима. Такого рода анализ позволяет предсказать статические и динамические характеристики станка, изменяя при необходимости виброхарактеристики его важнейших конструкций.
Наилучшее пространственное решение выбранное для станков – портальная компоновка. Если станок рассчитан на высокие скорости резания и съем значительных припусков, то литые базовые детали для него будут предпочтительнее. Многие известные фирмы, выпускающие станки, например EMAG, Studer и другие, длительное время выполняют станины своих станков из полимербетона (синтеграна). Эти станки, особенно фирмы EMAG, пользуются широким спросом, что говорит об их высоких эксплуатационных качествах. Исходя из этого, было принято решение о применении для изготовления базовых деталей из синтеграна.
Разработчики ADEM немедленно отреагировали на популярные тенденции в современных технологиях. Уже в версиях продукта 7.хх появились специальные возможности по скоростной обработке (гладкие и трохоидальные траектории, постоянный слой снимаемого материала, постоянный сход стружки и т.д.)
Одним из основных элементов станка является стойка ЧПУ. Система управления во многом определяет решение о выборе того или иного станка. Она должна быть проста в использовании, как для оператора, так и для программиста, иметь систему визуализации и обладать функциями интерактивности и широкими графическими возможностями. Кроме того, она должна быть совместима с возможностями станка, в том числе в области высокоскоростной обработки.
Необходимо учесть также, что сейчас в России большой дефицит опытных специалистов.
Исходя из этого, было принято решение о разработке и изготовлении стойки на базе стандартного компьютера, работать на котором может малоквалифицированный оператор. Компьютер работает под управлением POSIX-совместимой операционной системой реального времени QNX6.2. Большое преимущество такого подхода состоит в легкости внесения изменений и дополнений в систему управления станком в течении всего времени эксплуатации, а также проведения удаленного диагностирования станка через подключение его к сети INTERNET.
ADEM с самого начала ориентирован на полную автоматизацию получения УП на любые стойки. Для этого в системе существует модуль генератора постпроцессоров (GPP), который успешно работает на протяжении более чем пятнадцати лет на предприятия самых различных отраслей. В комплект оборудования входит и готовый постпроцессор на каждый из станков, созданный при помощи ADEM GPP.
Особенности применения
Станки рассчитаны на применение фрез, предназначенных для высокоскоростной обработки, т.е. изготовленных из цельного сверхмелкозернистого твердого сплава с высокой теплостойкостью и повышенным сопротивлением абразивному износу, так как частота вращения привода главного движения (от 7000 до 27 000) об/мин, и жесткость конструкции предполагают применение скоростного фрезерования. Подача СОЖ не предусмотрена. Тепло уносится мелкой раскаленной стружкой. Для удаления стружки предусмотрен пылеотсос с использованием промышленного пылесоса.
Наиболее приемлемыми для высокоскоростной обработки являются цанговые патроны и патроны с термозажимом. Те и другие обеспечивают закрепление инструментов относительно их хвостовиков со всех сторон. В настоящее время на станках установлены цанговые патроны с диаметром хвостовика до 8 мм.
Наилучшие результаты получены при использовании фрез фирмы Sandvik. Скорость резания при обработке стали достигает 400 м/мин. При обработке алюминия стружечных канавок у концевой фрезы для высокоскоростного фрезерования большого объема должно быть три. Именно с таким количеством канавок эта фреза становится практически идеальной для выполнения высокоскоростной обработки. Максимальная производительность при обработке алюминия при съеме припуска, составляет примерно 3 куб. дюйма (45 см3) в минуту
Характеристики станков
«Снайпер – 4»: Изготовление моделей для литья, пресс-форм для ЛВМ, продукции рекламного назначения, художественных изделий; трёхкоординатное фрезерование мягких материалов, не требующих высокой точности обработки.
«Снайпер – 5»: Трехкоординатный станок, одна из координат вращается. Предназначен для фрезерной обработки тел вращения и гравировки валов.
«Снайпер – 6»: Трехкоординатный, прецизионный, размеры обрабатываемой зоны 420х300х100 мм. Предназначен для изготовления формообразующих элементов пресс-форм, моделей, электродов для электроэрозионной обработки, штампов из материалов до стали включительно.
«Снайпер – 7»: Аналогичен станку «Снайпер – 6»; имеет две дополнительные координаты - стол для крепления обрабатываемых деталей вращается на 180°х360°. Размеры обрабатываемой зоны 300х200х50 мм. Предназначен для изготовления формообразующих элементов пресс-форм повышенной сложности, моделей, электродов для электроэрозионной обработки, штампов.
«Снайпер – 9»: Трехкоординатный станок, размеры обрабатываемой зоны - 480х300х100 мм. Предназначен для изготовления деталей, до стали включительно. По специальному заказу возможно увеличение обрабатываемой зоны.
«Снайпер – 11»: Трехкоординатный станок, размеры обрабатываемой зоны - 600х600х120 мм. Предназначен для изготовления деталей из легких металлов.
УИЦ ЗАО «Экоинвент»
Учебно-инженерный центр (УИЦ) – специализированное подразделение ЗАО «Экоинвент» специализируется в основном в области разработки и производства учебного оборудования и методических материалов для системы профессионального образования и системы повышения квалификации специалистов, занятых в различных отраслях промышленности.
Последняя из работ учебного центра ЗАО «Экоинвент», , произвел поставку учебного класса для Волгоградского государственного колледжа управления и новых технологий.
Оснащение этого колледжа было запланировано государственным контрактом по созданию образцового технического колледжа в регионе. Наличие подобного класса подобно выставочному образцу, равняться на который будут как региональные технические учебные заведения, так и главы административных округов. По отзывам преподавателей колледжа, класс больше похож на исследовательскую лабораторию, чем на привычное техническое помещение.
Рис. 2 Учебный класс CAD/CAM технологий.
Новый класс по CAD-CAM технологиям монтировался и был принят в эксплуатацию под руководством заместителя директора колледжа г-на Малолкина А.Ю. и преподавателей технических дисциплин. Кроме класса CAD/CAM технологий, в колледже начнется оборудование других классов по тематике дисциплин, которые читают в колледже.
Рис. 3 Учебное место конструктора-технолога.
Под CAD/CAM технологиями понимается оснащение рабочих мест учащихся малогабаритными настольными 3-х координатными фрезерными станками немецкой фирмы Max Computer и отечественной интегрированной CAD/CAM системой ADEM, в качестве системы конструкторско-технологической подготовки производства и системы, непосредственно управляющей данными станками. Предполагается работа каждых двух студентов на одном станке, таким образом, получаются сдвоенные места, состоящие из двух компьютеров и одного станка, помещение класса вместило 6 таких сдвоенных мест и одно место преподавателя, также оснащенное компьютером с установленной на нем системой АДЕМ для своевременной верификации работ учащихся.
Кроме класса CAD/CAM технологий, в колледже уже начато оборудование других классов по тематике дисциплин, которые читают в колледже.
Актуальность создания подобных обучающих центров подтверждает тот факт, что профессия технолога является наиболее востребованной в России.
автор статьи: В. Семенников, В. Силин, К. Карабчеев