Обработка на мультизадачных станках

В настоящее время в условиях серийного производства все большее распространение получают многозадачные станки. Их ключевым преимуществом является высокая производительность в сочетании с компактностью. Производительность достигается за счет одновременной обработки несколькими режущими инструментами. По сути, многозадачный станок — это два, три, а иногда и четыре станка объединенных в одном корпусе.

На рисунке выше показан пример классического многозадачного станка. Он объединяет в себе токарный обрабатывающий центр с револьвером и 6-ти координатный фрезерный станок. Помимо этого имеется подвижный противошпиндель, обеспечивающий перехват детали и ее обработку с обратной стороны.

Типовой техпроцесс обработки на таком станке предполагает:

• Зажим заготовки в одном из шпинделей.
• Выполнение токарных работ нижним револьвером.
• Выполнение фрезерных работ верхним поворотным шпинделем.
• Перехват заготовки в другой шпиндель.
• Загрузка новой заготовки в освободившийся патрон.
• Одновременная обработка обеих деталей. При этом если токарная обработка выполняется над одним из шпинделей, то в это же время фрезерная обработка выполняется на другом шпинделе. При необходимости револьвер и фрезерный шпиндель меняются местами.
• Выгрузка готовой детали из второго шпинделя.
• Перехват.
• Загрузка следующей заготовки.

Управление каждым исполнительным органом многозадачного станка, осуществляется отдельным контроллером, работающим по своей программе. Соответственно, программирование такого центра сводится к задаче создания нескольких управляющих программ для каждого контроллера (канала управления). При этом возникает задача синхронизации этих программ. Чтобы два или более исполнительных органа работали скоординировано, необходимо обеспечить возможность ожидания. Например, в нашем случае фрезерный шпиндель не может приступить к обработке заготовки в левом патроне, пока ее точением занимается нижний револьвер.

Чтобы обеспечить действительно эффективное использование многозадачного станка необходимо минимизировать время ожидания. Эта задача связана с равномерным распределением нагрузки между исполнительными органами. В нашем примере это означает, что объем обработки, выполняемой револьвером и шпинделем, должен быть примерно одинаковым. Помимо этого продолжительность обработки в левом и правом патронах должна быть также сбалансирована.

В условиях, когда в одной рабочей зоне одновременно находится несколько заготовок и работает несколько исполнительных органов, особую актуальность приобретает реалистичное моделирование этого процесса с возможностью контроля столкновений всех объектов, находящихся в зоне. Только наличие такого моделирования, обеспечит уверенность в правильности разработанного технологического процесса и существенно снизит вероятность тяжелых аварий вследствие ошибок программирования.

Итак, система SprutCAM имеет весь комплекс средств, необходимых для программирования многозадачных станков. В их число входит:

• Механизм описания кинематических схем станков с несколькими исполнительными органами, несколькими местами для крепления заготовок и возможностью разделения осей по каналам управления.
• Возможность программирования загрузки, выгрузки и перехвата заготовки.
• Средства для оценки и балансировки нагрузки на каждом из каналов управления. Удобный механизм переноса работ с одного канала в другой.
• Механизм расстановки точек ожидания (точек синхронизации).
• Реалистичное моделирование процесса одновременной обработки всеми каналами в масштабе времени.
• Контроль всех объектов зоны обработки на столкновение.