Расширение технологических возможностей станка-робота за счет обеспечения других видов обработки

Введение. Разработчики станков в области структур (компоновок) с параллельной кинематикой решают вопрос по комбинированию высокой гибкости и большой рабочей зоны станков-роботов с точностью и жесткостью классических станков. За последний период времени внимание также уделялось разработкам станков с параллельной кинематикой так называемый МПС (механизмы с параллельной структурой). Эта технология означает, что движения по координатам X, Y и Z выполняются тремя или большим количеством параллельных осей, которые дают отличную жесткость и точность с сохранением оптимальной гибкости и охватом рабочей зоны станка-работа. Станок, который фактически реализовал данную технологию, станок-робот разработанный на кафедре «Автоматизация технологических процессов» (УГАТУ) представлен на рисунке 1.

Актуальностью и новизной данной научной работы является рассмотрение вариантов расширения технологических возможностей станка-робота за счет обеспечения других видов обработки.

Рисунок 1 – Общий вид станка станка-робота для высокоскоростной обработки.

Целью работы является предложение нескольких технологических видов обработки внеся в конструкцию станка-робота незначительные изменения. При выполнении данной работы решены следующие задачи, а именно: предложены варианты возможных видов обработки; внесены изменения по классификации станков-роботов согласно возможным видам обработки.

Виды обработок (рисунок 2): шлифование; сварка; электроэрозионная обработка; лазерная обработка. Изменению подвержен шпиндельный узел. Шпиндельный узел состоит из таких основных частей, как мотор-шпиндель, корпус шпиндельного узла, шарниров и крепежных элементов. Особое внимание уделяем корпусу шпиндельного узла (рисунок 3), в данном случае единственный элемент, где возможно изменение геометрических характеристик не внеся ущерб компоновке станка и ее полному функционированию.

При шлифовании пера лопатки (рисунок 2а) на данном станке необходимо спроектировать и изготовить приспособление позволяющий установить и закрепить ось Z заготовки вертикальном положении и зажать задним центром [1]. С использованием таких координат станка-робота как, X, Y, Z и С – вращение заготовки вокруг оси X. В случае сварки трением (рисунок 2б) требуется следующее: сварочный инструмент, воздействия ультразвукового воздействия (при необходимости) и др. На рисунке 4 представлена расширенная классификация станков-роботов за счет обеспечения других видов обработки.

Использование такого вида обработки как электроэрозионная обработка требует следующих элементов: рабочей жидкости, провода, специального приспособления для подачи через шпиндельный узел провода, генератора импульсов и т.д.

Лазерная резка листового металла требует следующие элементы: резак, газ, энергетическую установку.

а

б

в

Рисунок 2 – Технологические виды обработок: а - визуализация траектории движения инструмента в программном продукте PowerMill; б – сварка трением; в – электроэрзионная обработка; г – лазерная резка металла;

г

а

Рисунок 3 – Трехмерная модель корпуса шпиндельного узла: а –

б

изометрия;

б - разрез вдоль плоскости XY;

Рисунок 4 –

Классификация станков-роботов с расширенными технологическими возможностями [2].

Вывод: Согласно рисунку 2б на посадочный диаметр D, можно установить любые виды приспособлений за место мотор-шпинделя позволяющий вести такие виды обработок, как шлифование, сварка трением, электроэрозионная обработка, лазерная резка металла.