Современное деревообрабатывающее оборудование и направления его развития





Быстрый прогресс промышленного производства, характерный для второй половины прошлого века, обнаруживает заметное влияние на совершенствование деревообрабатывающего оборудования. Основная цель этого совершенствования заключается в дальнейшем улучшении условий труда рабочего и повышении его экономических показателей.

В условиях высокого уровня развития оборудования реализация этого направления связана не только с конструктивным совершенствованием отдельных узлов современных станков, но и с расширением их типажа, поиском новых принципиальных и кинематических схем, пересмотром организации и управления производством, совершенствованием технологического процесса и т.д. Повышение экономических показателей производства за счет использования нового оборудования достигается увеличением их рентабельности. Сейчас рентабельным считают станок, который отличается высокой надежностью и обеспечивает наименьшую себестоимость продукции заданного качества. В решении этой проблемы особую роль играет качество станков и особенно их точность. Высокая технологическая точность станка достигается рациональным сочетанием принципиальной схемы, конструкции узлов, выбором материалов и технологии производства. Не последнюю роль в этом играют условия эксплуатации, техническое обслуживание и планово-предупредительный ремонт.

Сегодня экономически оправданные требования к точности деревообрабатывающих станков определяются преимущественно сроками их службы. Особенно жесткие требования к точности поставлены к машинам длительной эксплуатации. Увеличение сроков работы часто может служить выгодным способом увеличения объемов промышленной продукции и повышения эффективности производства. Требования к точности оборудования, которое быстро морально устаревает, можно сформулировать только на основе детальных экономических расчетов.

Принципиальные схемы оборудования. Переход к малым предприятиям с текущей организацией производства ставит новые требования к принципиальных схем технологического оборудования. Очень важным становится не столько его большая операционная производительность, сколько большая мобильность и концентрация обработки, повышение качества обработки, возможность рационально использовать сырье и экономить энергетические ресурсы. Известно, что большую производительность и концентрацию обработки можно обеспечить на станках проходного типа. Такие станки и сейчас успешно используют для операций: продольного и поперечного фрезерования, шлифования, отделки и т.д. Но проходная обработка с скользящим базированием деталей не всегда может обеспечить требования по технологической точностью. Этим объясняется появление ряда станков, выполняющих проходные операции за цикл-проходной схеме: поперечно-фрезувальни, форматные, сверло и другие. Цикло-проходная схема уменьшает производительность машин, но недвижимое базирования заготовки значительно повышает точность обработки.

Другой очень интересной особенностью принципиальных
схем современных станков является сквозной пропуск заготовки через машину с позиционной обработкой. Это особенно оригинально и просто осуществляется на станках с широким использованием пневмопривода, например, на сверлильно-присадочные станке проходного типа (рис.1).

Рис. 1 - Сверлильно-присадочные станок проходного типа.

Продолжают совершенствоваться принципиальные схемы стричкопилкових и круглопилкових станков. Здесь основное внимание обращено на качество обработки, экономию материала, удобство загрузки и разгрузки.

Схематика машин. В кинематици наблюдается дальнейшее упрощение кинематических цепей. Это достигается использованием стандартных или нормализованных элементов и узлов, широким использованием гидро-и пневмоприводов. Пневмопривод используют не только во время выполнения вспомогательных операций, но и для привода механизма подачи с использованием гидравлического демпфера. Например, в присадочные, шипорезный и других станках (рис. 2).

Пневматические агрегаты, в том числе силовые цилиндры, нормализованы и выпускаются специализированными фирмами. Другие стандартных элементов и узлов станков, которые позволяют упростить кинематику последних, относятся ряд электромеханических приводов: мотор-редукторы, вариаторы, цепи, поликлиновые ремни и т.д. Сочетание мотор-редуктора с приводным валом станка выполняют через цепную передачу или через муфту. Вариаторы современных деревообрабатывающих станков, как правило, фрикционные, преимущественно клинопасови с выходом на редуктор. Используют как горизонтальную, так и вертикальную компоновки. За последние годы широко внедряется привод с помощью асинхронных двигателей с частотным регулированием скоростей.

Наблюдается отказ от гидропривода и замена этим тиристорным приводом с большим диапазоном регулировки.

Рис.2 - шипорезный станок

Конструкции узлов. При конструировании узлов большое внимание уделяют их компактности и снижению массы. Это достигается уменьшением размеров рабочих органов за счет использования высококачественных сталей и повышения частоты вращения. Станины станков изготавливают сварными из профильного проката. Для уменьшения вибраций используют большой точности подшипники и специальные демпфирующие устройства. Широко используют винтовой-шариковые передачи с компенсаторами износа.

Привод шпинделей в большинстве случаев ременных с использованием плоских суцильнотканих или поликлинових пасов. Для горизонтальных шпинделей легких продольно-фрезувальних станков типичной можно считать схему приведенную на рис.3. Режущая головка уменьшенного диаметра с высокой частотой вращения (6 ... 8 тыс. об / мин) закреплена консольно на одном конце шпинделя, а на другом конце установлено шкив ременной передачи. Привод осуществляется от фланцевого электродвигателя закрепленного на прямоугольной раме суппорта. Вертикальная налаживания суппорта осуществляется от серводвигателя.

Привод механизмов подачи зачастую осуществляется от электродвигателя с фрикционным вариатором, который приводит в движение напрямую органы подачи. Для продольно-фрезувальних станков на сегодня типичным можно считать багатовальцевий механизм размещен вдоль станка (рис.4). Во многих станков прижатия вальцов к материалу осуществляется пневмоцилиндра. Это упрощает конструкцию узлов и улучшает их работу. При этом каждый валец притиснений отдельно.

Рис. 3 - Схема суппорта продольно-фрезувального станка:
1 - приводной шкив;
2 - клинопасова передача;
3 - шкив шпинделя;
4 - корпус с подшипниками;
5 - ножевая головка;
6 - рама суппорта.
7 - фланцевый электродвигатель;
8 - серводвигатель вертикального отладки.
Наладочные устройства для размерного настройки узлов основном совершенствуются в двух направлениях: широко используются сервоприводы и большое внимание уделяется контрольным устройствами, повышающими точность настройки по шкалам. Некоторые фирмы используют программное налаживания барабанного или кулачкового типа.

Рис. 4 - четырехсторонний продольно-фрезувальний станок с вальцами по всей длине

Расширение технологической мобильности. Идея этого направления имеет целью продлить сроки эксплуатации машин через быстрые изменения в технологии и спросом на рынке. Новые машины должны иметь "запас возможностей", чтобы их можно было использовать после введения новых видов продукции и материалов.

Начиная с конца 1980-х гг, на международных выставках появляются деревообрабатывающие многооперационные станки с числовым программируемым управлением (ЧПУ) наподобие тех, что использовались в металлообработке. Они получили название обрабатывающие центры.

Прототипами обрабатывающих центров можно считать комбинированные многооперационные станки, фрезувальни станки с револьверными суппортами и станки с магазинами для инструментов. Ювелирная точность изготовления деталей, отсутствие влияния человеческого фактора на качество продукции гарантируют конкурентоспособность и рентабельность производства. В обрабатывающих центрах привод всех суппортов осуществляется от шаговых двигателей, которые могут напрямую приводить его в движение или через гидроусилитель. По виду принципиальной схемы обрабатывающие центры бывают: проходного типа (угловые центры); позиционного типа; маятниковые. Можно ожидать появления обрабатывающих центров роторного типа, особенно для мелких деталей массового производства. По количеству степеней свободы обрабатывающие центры подразделяют на: с тремя степенями свободы (позволяют фрезуваты рисунок на любой грани кубической детали), с четырьмя степенями свободы (позволяют фрезуваты рисунок на боковой поверхности цилиндра), с пятью и более степенями свободы ( позволяют выписать рисунок на шаре. По способу крепления заготовок обрабатывающие центры делятся на следующие разновидности: с пневмо-механическим зажима и с вакуумным присасывания заготовок. По способу управления обрабатывающие центры делятся на две разновидности: с числовым программным управлением только в отладочном режиме ЧПУ в отладочном и рабочем режиме.

Благодаря программируемом управлению, обрабатывающие центры очень мобильны и позволяют быстро изменять положение рабочего органа и инструмент на обработку другой партии деталей. На рис. 5 показана принципиальная схема обрабатывающего центра маятникового типа с револьверной головкой. Благодаря своей мобильности, точности обработки и технологическим возможностям обрабатывающие центры, несмотря на свою сравнительно высокую стоимость, каждый раз увереннее выходят на рынок нашей страны, и можно надеяться, что в ближайшие годы эти высокие технологии займут достойное место в деревообработке.

Рис. 5 - Принципиальная схема обрабатывающего центра:
1 - изделие;
2 - стол;
3 - заготовка;
4 - направляющие станины;
5 - направляющие;
6 - механизм перемещения по оси Y;
7 - колонка;
8 - плита;
9 - механизм перемещения по оси Z;
10 - механизм замены инструментов;
11 - части инструмента;
12 - револьверная головка;
13 - механизм перемещения колонки по направляющим станины;
14 - пульт управления;
15 - дисковод.

Снижение шума, создаваемого машинами, достигается уменьшением размеров и усовершенствованием конструкции инструмента.

Особое внимание уделяют балансировке подшипников, шпинделей, инструментов. Широко используют шумопоглощающие кабины и специальные материалы для изоляции источников шума.

Механизация и автоматизация вспомогательных движений и управления. Сюда относят автоматизированные механизмы загрузки и разгрузки, базирования и переориентации деталей, настройка и наладка. Начинают широко выпускаться автономные питатели и составители, которые могут использоваться для различных машин. Прогнозируют широкое внедрение роботов и манипуляторов.

Повышение качества и снижение стоимости обработки. Эти характеристики деревообрабатывающего оборудования за последние годы становятся важными потому, что совершенствование станков предопределяет повышение их стоимости. Себестоимость обработки детали на станке определяется по известной формуле

 

 

По мере замены простого универсального оборудования новым высокоточным и производительным, но дорогим, меняется структура стоимости обработки. Доля затрат на приобретение и эксплуатацию оборудования растет, а доля затрат на зарплату постепенно уменьшается.

В своем развитии деревообрабатывающие машины можно разделить на четыре поколения.

К первому поколению относятся однооперационных машины с ручной или механизированной подачей заготовок.

Ко второму поколению относят многооперационные машины, автоматы и линии с ручным или механизированным управления.

К третьему поколению относят станки-автоматы, обрабатывающие центры и линии с программным управлением, работающих по жестким программам.

До четвертого поколения можно отнести автоматы, обрабатывающие центры, автоматические линии и роботизированные комплексы с адаптированным управлением, обеспечивающий реагирование машины на смену сырья, окружающей среды, технического состояния и самостоятельное внесение изменений в программу и режимы работы.

Сегодня основную массу деревообрабатывающего оборудования составляют машины второго поколения. Существует некоторое количество машин третьего поколения. Машины четвертого поколения пока не выпускают, но уже есть попытки создать искусственный интеллект и использовать его для рабочих машин. Четвертое поколение - это машины будущего.
 








Najnowsze ogłoszenia
Autoryzacja
Nazwa użytkownika:  
Hasło:  
 
W celu zdobycia dodatkowych możliwości w systemie, musisz zarejestrowac się . Rejestracja jest darmowa.

Современное деревообрабатывающее оборудование и направления его развития - www.PromWood.com
Społeczność online: 
Historia leśnictwa | Obróbka drewna | Gatunki drewna | Suszenie drewna | Maszyny i urządzenia | Stoliarka | Biopaliwo | Węgiel drzewny | Katalog leśny | Охота