W jaki sposób projekt horyzontalnego centrum obróbki pomieści duże i ciężkie obrabiarki przy jednoczesnym zachowaniu dokładności obróbki?

Podstawowym aspektem obsługi dużych i ciężkich obrabiarek w poziomym centrum obróbki jest wyjątkowo sztywna i stabilna rama maszyn. Zazwyczaj konstruowane z wysokiej jakości żeliwa lub meehanitu, podstawa i kolumna są zaprojektowane tak, aby były odporne na siły zginania i skręcania wytwarzane podczas ciężkiego cięcia. Ta solidna konstrukcja zapewnia doskonałe charakterystykę tłumienia wibracji, która znacznie zmniejsza rozmowę i oscylacje, które mogą degradować wykończenie powierzchni i dokładność wymiarową. Rama jest często wzmacniana strategicznie umieszczonymi żeberkami i klakrami i ulega precyzyjnym zabiegu nadmiernym związanym z napięciem, aby zapewnić stabilność wymiarów w okresie obsługi maszyny. Ten wysoki poziom sztywności umożliwia maszynie podtrzymywać siły ciężkich cięcia bez naruszenia precyzji, nawet w wymagających warunkach operacyjnych.

Poziome centra obróbki są wyposażone w stoły robocze specjalnie zaprojektowane w celu obsługi znacznych ciężarów części i stóp dużych komponentów. Tabele te są wykonane ze stali stalowej lub żeliwa o wysokiej wytrzymałości i ulegają precyzyjnym szlifowaniu, aby zapewnić płaskość i równoległość w mikronach. Powierzchnia zazwyczaj zawiera kadry T lub niestandardowe punkty ustawiania, umożliwiając elastyczne i bezpieczne montaż różnorodnych obrabiarów. Aby ułatwić płynne i precyzyjne ruch stolika pod ciężkimi obciążeniami, stosowane są liniowe drogi przewodników lub łożyska wałka o wysokim obciążeniu. Przewodniki te zapewniają wyjątkowy rozkład obciążenia i minimalizują tarcie, zapewniając, że ruch tabeli pozostaje dokładny i powtarzalny, nawet podczas obsługi nieporęcznych lub asymetrycznie załadowanych części. Duże zakresy podróży osi X i Y pozwalają również na obróbkę wielu funkcji bez zmiany pozycji obrabiania, poprawy ogólnej wydajności i dokładności.

Integracja modułowych zmieniaczy palet i wyspecjalizowanych rozwiązań do ustalania jest kluczowym elementem projektowym w poziomych ośrodkach obróbki mających na celu pomieścić ciężkie obrabiarki. Palety służą jako wymienne platformy, które bezpiecznie przechowują części podczas obróbki i ułatwiają cykle szybkiego ładowania/rozładunku. Palety te są obrobione z precyzyjnymi funkcjami lokalizacyjnymi, takimi jak kołki kołek i powierzchnie odniesienia, które zapewniają, że części są umieszczane w dokładnie tym samym położeniu w każdym cyklu. Ta powtarzalność skraca czas konfiguracji i eliminuje zmienność, umożliwiając produkcję o dużej objętości o stałej jakości. Można zastosować oprawy i indeksatory obrotowe, aby zapewnić wielostronny dostęp do obrabiania bez ręcznego zmiany położenia, zachowując w ten sposób wyrównanie i poprawiając precyzję obróbki złożonych geometrii.

System kontroli ruchu poziomego centrum obróbki ma na celu utrzymanie dokładności pod ciężarem i siłami bezwładnościowymi dużych robót. Maszyna wykorzystuje ciężkie liniowe przewodniki lub łożyska rolkowe zdolne do obsługi wysokich obciążeń promieniowych i osiowych bez ugięcia. Te przewodniki są wstępnie załadowane w celu wyeliminowania luzu i zapewnienia płynnego, spójnego ruchu. Śruby kulowe lub silniki liniowe z wysokim momentem wyjściowym napędu osi, zapewniając precyzyjne pozycjonowanie z minimalnym błędem. Sztywność i reakcja systemu napędowego mają kluczowe znaczenie dla utrzymania ciasnych tolerancji, szczególnie podczas dynamicznych operacji obróbki obejmujących szybkie przyspieszenie i spowolnienie.

Aby zminimalizować wpływ obciążeń statycznych i dynamicznych na dokładność maszyny, poziome centra obróbki przechodzą obszerną analizę strukturalną przy użyciu metod elementów skończonych (MES). Proces ten identyfikuje potencjalne punkty ugięcia, które są wzmocnione lub przeprojektowane w celu utrzymania sztywności. Maszyny zawierają strategie zarządzania termicznego w celu przeciwdziałania zmianom wymiarowym z powodu zmian temperatury. Systemy dostarczania chłodziwa są zaprojektowane w celu zapewnienia jednolitej kontroli temperatury wokół wrzeciona i przedmiotu obrabianego, a niektóre maszyny integrują czujniki temperatury i aktywne algorytmy kompensacji w systemie sterowania CNC. Cechy te zapobiegają rozszerzeniu cieplnej powodowania odkształcenia części lub dryfu pozycji, co jest niezbędne do utrzymania precyzji na poziomie mikrometru podczas długich cykli obróbki na ciężkich komponentach.