Анализ компоновок станков с ЧПУ

Компоновка станка представляет собой блочную структуру, состоящую из одного стационарного и нескольких подвижных (в соответствии с исполнительными движениями) блоков, оснащенных прямолинейными или круговыми направляющими (в том числе подшипники шпинделя). Блоки, несущие заготовку и инструмент, в компоновке всегда крайние.

Основными блоками компоновки токарных станков являются: основание, станина или колонна, шпиндельная бабка, стол, салазки или суппорт. Следует различать ветви детали и инструмента. Ветвь определяется относительно базовой (неподвижной) детали, например, от станины соответственно к детали или инструменту. Большинство станков с ЧПУ имеют одну ветвь детали и одну ветвь инструмента. Существуют многоцелевые станки, у которых имеется несколько ветвей, например, две ветви деталей и одна ветвь инструмента или две ветви деталей и две ветви инструментов и т.д.

Структурная формула (код) компоновки – это определенная последовательность символов, обозначающих блоки компоновки и раскрывающая координатную принадлежность этих блоков. В структурных формулах используют систему обозначения координат, отвечающую рекомендациям ISO. Основные координаты обозначаются латинскими прописными буквами X, Y и Z, вторичные координаты – буквами U, V и W. Угловые координаты (программируемые вращательные движения) – буквами A, B и C соответственно вокруг осей X, Y и Z. Непрограммируемые вращательные движения, связанные с формообразованием, (например, вращение детали при токарной обработке) – строчными буквами c (для основного шпинделя) или d (для второго шпинделя). Стационарный (неподвижный) блок (основание, станина) обозначается буквой О.

Структурная формула компоновки записывается последовательно от блока к блоку в направлении от детали к инструменту. Например, код компоновки cOXZ содержит следующую информацию: деталь закреплена в шпинделе, имеет непрограммируемое вращение (c), шпиндельная бабка находится неподвижно на станине (O). На станине базируются поперечные салазки (программируемая ось X), несущие продольные салазки с инструментом (программируемая ось Z).

Если компоновка станка имеет две и более ветвей детали и инструмента, код компоновки состоит из двух частей, объединенных знаком «+». Этим ветвям присваиваются порядковые номера. Например, при независимой работе двух ветвей код компоновки для некоторого станка может быть представлен как c ₁ Z ₁ OX ₁+ c ₂ Z ₂ OX ₂.

Таблица 1

Примеры обозначения компоновок

Тип станка	Код компоновки станка
Токарный горизонтальный одношпиндельный с крестовым суппортом	cOZX
Вертикальный двухшпиндельный токарный с вращающимися столами (шпинделями), с подвижной стойкой и вертикальными салазками с резцедержателем	c 1 OX 1 Z 1+ c 2 OX 2 Z 2
Токарный горизонтальный с контршпинделем и с крестовым суппортом	cOZX+WdОZX

При анализе компоновки станка, особенно в процессе его проектирования, целесообразно составить матрицу кодов возможных компоновок путем изменения последовательности расположения координатных движений его исполнительных органов. В таблице 2 показан фрагмент матрицы компоновок для некоторого станка.

Таблица 2

Матрица кодов компоновок токарного станка

cXZO	cXOZ	cOXZ	…
cZXO	cZOX	…	…
…	…	…	…

Анализ компоновки станка осуществляется по тем или иным заданным критериям: удобство обслуживания станка, возможность встраивания станка в автоматическую линию, жесткость и геометрическая точность несущей системы (при проведении необходимых расчетов), возможность разделения движений исполнительных органов станка при многопозиционной обработке и т.д.

Контрольные вопросы

1. Что представляет собой компоновка станка?

2. Что характеризует код (структурная формула) компоновки станка?

3. Как обозначаются программируемые и непрограммируемые координаты (движения) в коде компоновки?

4. В какой последовательности записывается код компоновки?

5. Расшифруйте коды компоновок: cZOX; c ₁ Z ₁ X ₁ O + c ₂ Z ₂ X ₂ O.