Станки с поворотными столами: характеристики, функции, преимущества

Поворотные столы значительно расширяют функциональные возможности фрезерных станков, обеспечивают высокую точность индексации, качество обработки сложных деталей. В статье подробно разбираем разновидности, особенности работы, преимущества и критерии выбора поворотных столов. Вы узнаете, как правильно подобрать оборудование, чтобы повысить эффективность производства.

Несмотря на широкую функциональность фрезерных станков некоторые задачи на них трудно выполнить. Для подобных случаев предусмотрены поворотные столы с высокой точностью индексации. Давайте рассмотрим работу и главные функции этих приспособлений, каких разновидностей они бывают и где их применяют.

Сфера применения и преимущества

Поворотный стол с ЧПУ — устройство, которое вращает заготовку вокруг одной или нескольких осей. Его устанавливают на станке для изменения угла расположения детали. Это позволяет выполнять сложные технологические операции без необходимости повторного базирования.

Станки с поворотными столами широко применяют в приборостроении, авиационной, аэрокосмической и других отраслях, где точность служит важнейшим параметром и влияет на конечное качество изделий. Их используют в металлообработке и производстве для точного позиционирования заготовок. Применяют в фрезерных, сверлильных и других станках с ЧПУ для выполнения сложных операций.

Области применения:

• фрезерование криволинейных и сложных поверхностей;
• сверление под разными углами, что упрощают создание отверстий под наклоном;
• изготовление зубчатых колес;
• гравировка, нанесение маркировки;
• выполнение 3D-фрезеровки.

На большинстве предприятий установлены классические трехосевые фрезерные станки. Для многокоординатной обработки применяют обрабатывающие центры с поворотными столами по оси B, которые производят максимальное количество операций за одну установку.

Фрезерный станок с поворотным столом с точностью индексации до 0.001° позволяет работать с заготовками сложных геометрических форм. Высокая точность поворота необходима при обработке, когда важны минимальные угловые отклонения.

Преимущества использования:

• Высокое качество поверхности благодаря оптимальному углу резания. Обработка сложных профилей, выполнение канавок, глубоких выемок, отверстий и карманов с большой точностью.
• Многокоординатная обработка: выполнение 4- и 5-осевых операций за один установ. Создание сложных геометрических форм.
• Сокращение времени на установку. Деталь фиксируют один раз, последующую работу выполняют без дополнительной переустановки.
• Точное позиционирование с минимальной погрешностью.
• Снижение количества ошибок под влиянием человеческого фактора.
• При позиционировании деталей и узлов для обеспечения высокой точности угловых перемещений на столы устанавливают энкодеры. Эти устройства преобразуют механические вращения в цифровые сигналы, передавая значения в систему ЧПУ.

Энкодеры бывают инкрементальные и абсолютные. Первые фиксируют относительное перемещение, вычисляют скорость, определяют угол положения механизмов за каждый оборот; вторые — позволяют непрерывно контролировать наклон, отслеживать угол поворота и учитывать количество оборотов без дополнительной калибровки, даже в случае перебоя в питании.

Основные виды поворотных столов

При подборе станка важно определить, потребуется ли в будущем работа с углами высокой точности. Модели с малой дискретностью индексации не входят в стандартную комплектацию из-за сложности конструкции, поэтому их наличие необходимо предусмотреть на этапе выбора оборудования.

Разновидности и особенности:

• Горизонтальный — одна из самых простых и универсальных модификаций, которую чаще всего используют для сверления, кругового фрезерования.
• Горизонтально-вертикальный — позволяет качественно обработать деталь в вертикальном и горизонтальном положениях. Можно нарезать винтовые канавки, применять для кругового фрезерования.
• Наклонно-поворотный — поворачивает заготовку вокруг своей оси, наклоняет ее под разными углами. Такое оборудование обладает расширенными функциями обработки, востребовано в сложных операциях фрезерования и сверления.
• С продольным перемещением — применяют для фрезерования отверстий внутри плоских изделий. Встречаются модификации с делительным диском, предназначенные для выполнения серийных операций с равномерным делением заготовки на несколько частей. Их используют для нарезки шлицев, зубчатых колес, других деталей с повторяющейся геометрией. Главное преимущество — точность деления углов, недостаток — ограниченные возможности для универсальной обработки.
• С поперечно-продольным перемещением — способен поворачиваться по основанию, одна из самых технологичных конструкций. Повышает обрабатывающие свойства оборудования, подходит для работы со сложными нестандартными деталями под разными углами.

Классификация по типу привода

Встречаются механические, электромеханические с шаговым и серводвигателем, пневматические, гидравлические исполнения.

Ручные

Это наиболее простые и доступные модели, которые подходят для небольших мастерских. Для их работы не требуется автоматизированное управление. Оператор вручную вращает планшайбу с заготовкой.

Такие станки имеют относительно простую конструкцию, удобны в настройке и эксплуатации. Недостатком считается ограниченная точность. Качество выпускаемых изделий напрямую зависит от опыта оператора.

Механизированные

Оснащены подвижным приводом, что позволяет задавать углы поворота автоматически. Их используют в серийном производстве, где необходима частая повторяемость операций. Существенно сокращается объем ручного труда.

Преимущества моделей — повышенная точность позиционирования и возможность программирования углов поворота. Однако у них более высокая стоимость по сравнению с ручными.

ЧПУ-поворотные столы

Это самые современные модели, которые работают на базе числового программного управления. Такие механизмы выполняют сложные операции с многокоординатной обработкой. Среди всех видов они наиболее совершенные и автоматизированные. Имеют максимальную точность с возможностью интеграции в системы ЧПУ станков.

Оборудование отличается высокой стоимостью. Для правильной настройки и работы требуется специально обученный персонал.

Устройство и принцип работы

Конструкция поворотного стола включает следующие элементы:

• корпус, внутри которого размещены все механизмы;
• планшайба — вращающаяся платформа, на которой фиксируют заготовку;
• сервопривод или шаговый двигатель — механизм для обеспечения движения планшайбы, отвечает за управление угловыми перемещениями;
• редуктор — передаточный механизм для плавного вращения, уменьшает скорость и увеличивает крутящий момент;
• система зажима — фиксирует и удерживает стол в заданном положении во время обработки;
• энкодер — устройство для контроля точности угла поворота, передает данные в систему ЧПУ.

Сначала оператор через систему ЧПУ программирует угловые перемещения, задает параметры движения. В управляющей программе указывает углы поворота, скорость и другие характеристики.

После запуска программы система отправляет сигналы управления на двигатель поворотного стола. Таким образом происходит передача команд на привод, и начинается движение планшайбы. Платформа плавно вращается на заданный угол с высокой точностью, что позволяет выполнять сложные операции без повторного базирования.

По достижении нужного угла срабатывает система зажима. Происходит фиксация положения планшайбы, что обеспечивает надежность крепления и предотвращает смещение заготовки во время обработки.

Встроенные энкодеры или измерительные системы контролируют точность углового перемещения, при необходимости корректируют позицию. Датчики передают информацию о текущем положении стола в систему ЧПУ, обеспечивая точность на уровне 0,001°.

Современные поворотные столы спроектированы с высокой степенью защиты от пыли, грязи, СОЖ. по классу IP 65

Стандартный комплект поворотного стола включает:

Рекомендации и критерии выбора

• Размер планшайбы должен соответствовать габаритам заготовки, чтобы ее можно было свободно разместить.
• Следует подобрать подходящий тип и размер зажимного устройства (крепежного элемента) для фиксации заготовки.
• Грузоподъемность стола должна выдерживать вес детали и крепежного оборудования, чтобы обеспечить стабильность работы.
• Убедитесь, что устройство с закрепленной деталью и оснасткой помещается в рабочую зону станка. Проверьте расположение шпонпаза для базирования стола и наличие Т-образных пазов на станке.
• Двигатель может быть установлен справа, слева или сзади. Проверьте возможные перемещения по осям, чтобы избежать препятствий.
• Выбирайте место установки стола в зависимости от типа и конструкции инструментального магазина. Барабанный магазин располагается за пределами рабочей зоны, карусельный — обычно слева.
• Усилие зажима должно соответствовать нагрузкам при фрезеровке.
• Убедитесь, что выбранное приспособление совместимо с приводом станка, системой управления и интерфейсом.

Требования для установки поворотного стола на 3-х координатный вертикально-фрезерный станок

Следует предусмотреть:

• возможность внесения в систему дополнительного программного обеспечения для управления 4-й координатой;
• наличие усилителя сигнала системы ЧПУ;
• способ прокладки кабельных трасс от стойки ЧПУ к месту установки поворотного стола;
• дополнительные кабельные соединения и их крепление;
• наличие пневматической или гидравлической системы в станке или устанавливаемом поворотном столе;
• возможность использовать нужное количество свободных М-функций для управления столом, если нет возможности управления 4 осью отдельного контроллера. Однако такой контроллер не предусматривает одновременного поворота стола в заданное положение, фиксацию и перемещение шпинделя с инструментом по осям X, Y и Z.

Подводим итоги

Выбирайте подходящий поворотный стол для фрезерного станка с ЧПУ в зависимости от задач, требований производства, типа обрабатываемого материала, уровня сложности выполняемых работ.

Для небольших мастерских подойдут ручные модели. Если вам нужен баланс между ценой оборудования и его функциональностью, выбирайте механизированные — с возможностью программирования углов поворота.

Для серийного и высокоточного производства хорошо подойдут модели наклонного типа. В случае выполнения сложных технологических задач приобретайте обрабатывающие центры с поворотным столом и высокой дискретностью индексации. Это значительно расширит технологические возможности оборудования, снизит погрешности, повысит качество выпускаемой продукции.

Напомним, что предлагаемые нашей компанией 3 осевые станки уже подготовлены под установку 4 оси. Необходимо уточнить наличие на складе поворотных столов и заказать доукомплектование вашего станка.

Если вам нужно оснастить станок, приобретенный в других компаниях без такой подготовки, мы проведем эту работу сами. Остается лишь выбрать подходящую модель поворотного стола согласно габаритов рабочей зоны вашего станка. По вопросам поставки, настройки и эксплуатации обращайтесь к нашим специалистам.

Компания «ТЕХНО-СБ» имеет опыт в установке поворотных столов, закажите стол и установите через нашу сервисную службу.