Автоматизация наиболее выгодна при масштабном производстве, а также для станков обрабатывающих крупногабаритные детали. Среди таких металлорежущих машин портальные фрезерные станки KAFO, оборудованные ЧПУ. Их шпиндели закреплены на поперечной балке, расположенной между двумя колоннами. В отличие от портальных, на более легких станках головка режущего инструмента крепится консольно на одной колонне.
Станки с ЧПУ, как правило, имеют одну головку с большим количеством сменного инструмента. Обрабатывающий центр легко переходит от операции к операции, применяя фрезы, сверла, развертки разного диаметра, изменяя угол наклона инструмента, скорость резания и т.д. Такие обрабатывающие центры способны производить массивные изделия в большом количестве, с высокой скоростью и точностью. Для поддержания этих параметров необходимо проверять, корректировать взаимное расположение детали и режущего инструмента. Последний, как известно, подвержен износу. Ручная установка требует много времени и привлечения высококвалифицированного персонала. Поэтому на автоматизированных станках ее доверяют автоматическим системам измерения.

Одни системы измеряют величину износа инструмента, проверяют качество режущей кромки. Величина вылета определяется относительно торца шпинделя. Его высота, в свою очередь привязывается к опорной поверхности (столу).
Другие уточняют положение детали. В качестве базовой поверхности задается кромка будущего изделия, отверстие и т.д. Положение этой поверхности отличается при каждой новой установке, однако выверять точную ориентацию заготовки не требуется. Система измерения определяет ее координаты и корректирует все параметры обработки.

Датчики располагаются стационарно на краю стола, либо с возможностью быстрого съема/установки на специальной опоре. Устройство подводится к инструменту и детали вручную и автоматически.

Типы датчиков

Одни системы измеряют величину износа инструмента, проверяют качество режущей кромки. Величина вылета определяется относительно торца шпинделя. Его высота, в свою очередь привязывается к опорной поверхности (столу).
Другие уточняют положение детали. В качестве базовой поверхности задается кромка будущего изделия, отверстие и т.д. Положение этой поверхности отличается при каждой новой установке, однако выверять точную ориентацию заготовки не требуется. Система измерения определяет ее координаты и корректирует все параметры обработки.

Датчики располагаются стационарно на краю стола, либо с возможностью быстрого съема/установки на специальной опоре. Устройство подводится к инструменту и детали вручную и автоматически.

Существуют контактные и бесконтактные датчики.

Контактные (механические) датчики предполагают касание щупом объекта измерения, при котором происходит электрическое замыкание, и сигнал передается на блок управления. Они оборудованы ломкой вставкой, предохранителем, или, как его называют, слабым звеном. При чрезмерном нажатии щупа на деталь/инструмент, вставка ломается, сохраняя работоспособность системы.

Бесконтактные системы — лазерные. Они обеспечивают еще большую точность, чем механические, не подвержены повреждению, и могут проводить измерения при любой частоте вращения шпинделя. Излучатель и приемник луча допустимо располагать на любых точках станка. Существуют также совмещенные системы. В них приемник и излучатель установлены на общей базе. Такая конструкция отличается еще большей точностью, и не требуют настройки.

По окончанию изготовления детали, система может произвести контрольные измерения, после чего, изделие возможно придется доработать.
Передача данных

Передача данных осуществляется проводным и беспроводными методами.

• Проводное соединение обеспечивает надежный сигнал, но требует прокладки кабелей.
• Беспроводные методы — оптический и радио, также обладают высокой надежностью.
• Первый применяется при использовании оптического датчика и требует точного взаимного расположения излучателя и приемника.
• Радиосигнал используют на больших станках, где излучатель не всегда находится в поле зрения приемника. Помешать может крупногабаритная деталь.

На портальных фрезерных станках измеряется вылет по длине и диаметр.

Системы измерения на станках KAFO

На портальных фрезерных станках производства KAO FONG MACHINERY CO., LTD в качестве опций применяются

Системы измерения инструмента:
• Renishaw TR27R;
• Blume Probe-Z-3D проводного типа;
• Blume Probe NT-A2, беспроводного типа

Системы измерения детали:
• Renishaw OMP 60;
• Blume TC-50, инфракрасного типа;
• Blume TC-60, (радиосигнал).

Горизонтальные, вертикальные, портальные фрезерные станки, укомплектованные измерительным оборудованием поставляются в Россию и Узбекистан официальным представителем KAO FONG MACHINERY CO., LTD (Тайвань) ООО «СОИС Консалт».
Возможно приобретение металлорежущего оборудования в рассрочку, в лизинг. Действует доставка по всей территории РФ.

Любой станок характеризуется величиной погрешности. Его исполнительные механизмы отклоняются от заданного положения на некоторую величину. Происходит это по нескольким причинам:

•  Между деталями шарнирно-винтовой пары (ШВП) и других механизмов существуют зазоры. Они заданы конструктивно, и увеличиваются в процессе износа. Соответственно изменяется и позиционирование движущейся части станка. Например, для фрезерных станков имеется в виду перемещение стола;
•  нагрев заготовки, оборудования тоже приводит к изменению размеров
•  ошибка позиционирования зависит от скорости производимых операций;
•  кинематическая ошибка, вызванная позиционной ошибкой ШВП.

Для повышения точности работы станков KAFO, на заводах производителя опционально устанавливаются измерительные датчики линейных перемещений. Они определяют действительное позиционирование инструмента и других частей оборудования. Эти данные поступают на блок управления станка в качестве обратной связи. Компьютер обрабатывает информацию и корректирует рабочие параметры. Надежность обеспечения заданных геометрических размеров детали при этом возрастает.
Датчики отслеживают реальное позиционирование исполнительного механизма по осям X, Y, Z, перемещаясь вдоль шкалы, но не контактируя с ней. Горизонтальные и вертикальные зазоры между считывающей головкой и шкалой составляет ± 0.2 - ± 0.3 мм.

Эти устройства максимально соответствуют термическим свойствам обрабатываемой детали, измеряемого объекта. Коэффициенты расширения измерительных устройств, согласованы со свойствами заготовки, механизма станка.

Малая масса движущихся частей, высокая жесткость конструкции обуславливает превосходные динамические качества датчиков при работе на скоростных режимах. Это позволяет сочетать максимальную производительность с высокой точностью производства.
Приборы защищены от попадания стружки, воды, подключены к системе сжатого воздуха. Уберечь сигнал от помех помогает экранирование.

Датчики Heidenhain обладают высокой точностью и применяются как для обрабатывающих машин без ЧПУ, так и для автоматического оборудования. Применение датчиков получило широкое распространение на портальных фрезерных станках, а также токарных, расточных станках, обрабатывающих центрах и других видах оборудования. Как правило, ими оснащаются высокоточные станки. Актуальность применения этой опции зависит от требований к точности конечного изделия, состояния оборудования, его конструктивных особенностей. В частности, большое значение имеют габариты устройства. Чем больше размеры механизма, тем больше абсолютное значение погрешности. Также и большая масса движущихся крупногабаритных деталей увеличивает износ. Поэтому «измерительные линейки», как еще называют эти приборы, чаще применяются на больших станках. Так, для портальных фрезерных машин с ходом стола 3000 мм и более, применение этой опции рекомендовано профессионалами.
Востребованность датчиков линейных перемещений возрастает на высокоскоростных металлорежущих станках, обеспечивающих высокую геометрическую точность.

Конструктивные особенности оборудования учтены в устройстве измерителей. Компания Heidenhain предлагает 8 типовых рядов своей продукции. В приборах также применены различные методы измерений:

•  Абсолютный;

•  инкрементальный;

•  фотоэлектрический метод считывания.

Подробнее познакомиться с техническими характеристиками, принципами работы приборов и их интерфейсов, можно в брошюре Heidenhain «Датчики линейных перемещений для станков с ЧПУ».

Датчики линейных перемещений для станков с ЧПУ  (Скачать)

В стандартной комплектации портально-фрезерные станки KAFO оборудованы боковой кабинетной защитой. Она необходима для обеспечения безопасности персонала производства. Применение защиты для металлорежущего оборудования особенно актуально при высокой интенсивности производства. Ограждение применяется на станках с ЧПУ и обычном металлорежущем оборудовании. Защита предохраняет от механических частиц, искр, загазованности. Она способствует поддержанию чистоты, благоприятного микроклимата в цехе, обеспечивает привлекательный внешний вид оборудования.

Для некоторых видов работ, бокового ограждения недостаточно. Пример тому — изготовление трубных решеток для теплообменников. Технология требует подачи смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ). Она нагнетается в систему под давлением 20 бар и вырывается через сотни отверстий с большими скоростями, образуя летучую взвесь.

Компания KAO FONG MACHINERY CO., LTD поставляет своим официальным представителям в России и Узбекистане металлорежущее оборудование, опционально снабженное крышей для кабинетной защиты.
Полное ограждение надежно изолирует производственное помещение, способствует поддержанию температуры, существенно снижает шумность производства.