Юрген Браузеветтер, Наталія Василенко, фірма "Штайнбок"

Кутові центри. Загальний огляд

Віконне виробництво потребує сьогодні не тільки кількості, але й відмінної якості індивідуальних замовлень обсягом від 5 до 60 виробів на день. Кожний тип верстату пропонує різні вирішення стосовно кількості встановлення інструментів з метою мінімізації процесу їх заміни. Заміна інструменту завжди ризикована: встановлення не всіх інструментів та їх падіння, відсутність установки фіксації шпинделя тощо. Хоча, встановлення інструментів на верстатах такого виду є справою 5 хвилин. Це слід брати до уваги при калькуляції продуктивності.

Купуючи кутовий оброблювальний центр, слід з’ясувати, який тип верстата, з якими шпинделями, для яких інструментів та для виготовлення якої продукції необхідний у Вашому виробництві. Багатьох наших клієнтів не хвилює зміна інструментів при переході обробки від внутрішнього профілювання на зовнішнє. Це дозволяє зекономити кошти, скажімо, на рамний прес. Ми будемо раді запропонувати Вам різноманітні варіанти комплектації шпинделів і допомогти у виборі верстатів із врахуванням конкретно Ваших виробничих задач і фінансових можливостей. Кутові центри, зазвичай, потребують лише одного оператора. Це дасть Вам змогу зекономити засоби на робочу силу, що дорожчає, а також підвищить відповідальність, яка відіграє важливу роль при обслуговуванні дорогого обладнання.

Оскільки обладнання різних виробників має однакове призначення, а відрізняється лише технічними особливостями та цінами, а ще тому, що було б неможливо детально описати всі оброблювальні центри, ми пропонуємо Вашій увазі оцінку моделей, які добре себе зарекомендували на практиці. Оброблювальні центри запропоновані у алфавітному порядку за найменуванням найвідоміших моделей:

Аргументи, що часто наводяться і свідчать про довговічність обладнання, не слід пропускати поза увагою. З одного боку довговічність є гарантом Вашої інвестиції, а з іншого - недоліком, оскільки у секторі верстатобудівництва відбуваються прогресивні зміни. Кутові центри вперше випущені 1970 р. фірмою “ОКОМА”, яка отримала на них патент. Після закінчення терміну патенту багато машинобудівників, використовуючи досвід фірми “ОКОМА”, почали розробку власних кутових оброблювальних центрів.

Кутовий оброблювальний центр. Будова.

Центр влаштований таким чином, що для його базової моделі зміна інструменту необхідна тільки при переході від внутрішнього профілювання до зовнішнього. Усі цикли обробки стосуються восьми основних, управління якими здійснюється автоматично.

Циклами обробки є:
Розпилювання (торцювання)
1 раз розпилювання + розшипування
2 рази розпилювання + розшипування
Зовнішнє і внутрішнє профілювання
Одностороння обробка крайок + повздовжнє профілювання
Двостороння обробка крайок + повздовжнє профілювання
Зовнішнє профілювання і розшипування
Виготовлення косих елементів

Центр працює за принципом, завдяки якому деталь від шпинделя розшипування автоматично подається на профілювання. Тому центр і отримав назву кутовий (лежачої літери L).

Такі оброблювальні центри дозволяють розмістити, зазвичай, 10-16 комплектів інструментів, ними керують через CNC (комп’ютерний цифровий контроль). При експлуатації управління практично не дає збоїв у роботі, а автоматична діагностика постійно запускає відновлювальну програму. В основній своїй конструкції кутові центри досить тяжкі, приблизно від 3,4 до 6 т, однак при тому не потребують багато місця.

Багато нинішніх виробників верстатів пропонують маленький 32 сантиметровий шпиндель, але такий, що дозволяє встановлення до 5 інструментів, хоча висота їх кріплення переважно залежить від профілю виготовлюваних вікон.

Інша інформація:

Оброблювальний центр повинен передбачати наступне оснащення:

cтіл з установкою під кутом +60/-60о; вільне і просте обслуговування; агрегат обертання у напрямку ходу обробки; торцювальна пила з горизонтальним настроюванням і можливістю обрізання довгих деталей; електронне аварійне гальмування двигунів; можливість одиничного (вікно за вікном) чи серійного (деталь за деталлю для всієї партії вікон) виготовлення;

позиціонування інструментів шпинделями з пневмоелектричним і гідравлічним управлінням (з точністю 0,05 мм);

простий догляд (шпинделі не потребують змазування); безступеневе регулювання швидкості подачі; автоматичне позиціонування антискола.

Процес роботи (відео) – схема. Кутовий центр F4

З чотирьох сторін оброблені та відторцьовані з припуском у 3-5 мм бруски вкладають на столі кутового центру. Натисненням ножної педалі пневмоциліндри затискають брус. Стіл подає брус на торцювання (шпиндель Н), а потім відразу на розшиповування (шпиндель А). Стіл повертається у початкову позицію. Деталь тепер перевертаєть вручну і встановлюють згідно з упором настроювання довжини виробу. Натисненням ножної деталі педаль знову затискають пневмоциліндрами і після натиснення кнопки “старт” здійснюють кінцеве торцювання і розшипування деталі. Після цього деталь відразу автоматично пересувається на профілювання. Відповідні інструменти позиціонуються на потрібну, заздалегідь введену в програму висоту, і починають профілювання брусків. Тут немає необхідності у настроюванні упорів, нульового діаметру тощо. Усі шпинделі влаштовані таким чином, що програма управління чітко координує їх роботу. Деталі після внутрішньої обробки тепер вже повністю готові до склеювання у шипах на рамному пресі.

Стулки, а якщо необхідно й рами, можна обробити за зовнішнім периметром. Для цього на кутовий центр необхідно встановити інструменти FALM, FASO, RASO і RAU шляхом заміни. Оскільки кожний профіль вікна виготовляють зібраним на втулці комплектом фрез, то заміну всіх інструментів проводять максимум протягом 10 хв. Заміна інструментів є дуже простою і може бути виконана оператором самостійно. Після заміни можна проводити зовнішню обробку деталей.

Завдяки слідуванню операцій згідно із заздалегідь задіяною програмою (наприклад, виготовлення простого вікна – одна програма, обробка стулки – інша програма тощо) оброблювальний центр вмикається знову і інструменти позиціонуються відповідно до конкретно вибраної програми обробки. Тепер можна обробити стулку визначеним зовнішнім профілем. Торцювання у цей момент не працює. Стіл пересувається вперед і служить площиною вкладання стулки.

Стулки і рами вкладаються на фронтальній стороні центру і автоматично подаються на зовнішнє профілювання. Перекоси чи перекидання при цьому цілком виключені. Шпинделі 25/C/I працюють в такт один з одним таким чином, що немає необхідності у ручній подачі виробу, оскільки шпиндель 25 є шпинделем паралельного ходу і автоматично вступає в обробку вже на останніх 10 см виробу, що забезпечує відсутність сколів при зовнішній обробці. З цією проблемою зіштовхуються під час роботи на фрезерному верстаті, коли при зовнішньому профілюванні стулки чи рами в вже складеної необхідно подати за виробом ще і брус, який візьме на себе інструмент і виконає задачу антискола. У процесі зовнішньої обробки можна вручну включити шпиндель (I) з інструменом для паза під привід віконної фурнітури, оскільки цей паз не завжди необхідний на всіх чотирьох сторонах стулки. Така можливість включення шпинделя (І) дає змогу оператору виконувати цей профіль тільки там, де цього вимагає фурнітура, що веде до зменшення зносу інструментів і стулка має оптично більш привабливий профіль. Виготовлення усіх віконних профілів для вікна відбувається приблизно протягом 4-6 хвилин.

Відокремлення штапика на кутовому центрі

Ще в недалекому минулому віконний штапик виготовляли (відокремлювали) з профілю стулки (FIML - внутрішній профіль стулки зі штапиком), в наслідок чого штапика на вистачало на все вікно, через його природні недоліки, сучки тощо. Сьогодні ж ідуть шляхом виготовлення штапика на чотиристоронньому стругальному верстаті, де на 1 вікно припадає 7 штапиків. Виготовлення штапика на кутовому центрі доцільне лише тоді, якщо немає можливості підключити до цього процесу чотиристоронній стругальний верстат.

Фрезерний верстат для зовнішнього профілювання

Загальні характеристики. Система

Комбінація кутовий центр + фрезерний верстат, який є дозволяє можливість обійтися без заміни інструментів, що у свою чергу практично вдвічі підвищує продуктивність. Дуже часто фрезерний верстат для зовнішнього профілювання комбінують із фрезерним верстатом з кареткою для розшиповування. Слід зазначити, що суми інвестицій в обидвох варіантах приблизно однакова.

Верстат у своїй повній версії оснащений 3 шпинделями. Таке оснащення забезпечує значну мобільність виробництва, як-от при паралельному виготовленні внутрішніх кімнатних дверей чи профілактиці одного з верстатів.

Шпинделі влаштовані таким чином, що справа наліво (у напрямку обробки) стоїть агрегат паралельного ходу, профілюючий агрегат і агрегат для паза під привід фурнітури. Усі шпинделі настроюються автоматично за висотою і глибиною за допомогою CNC-техніки.

Таким чином, починає обробку головний агрегат зустрічного фрезерування і, коли він підходить до останніх 10 см деталі, у процес обробки автоматичновступає шпиндель з агрегатом попутного фрезерування, що забезпечує чисту, без сколів поверхню на торцях рам та стулок.

Верстат не потребує спеціального фундаменту, однак при цьому не створює великого шуму і оснащений витяжним столом для стабільної і зручної обробки рам і стулок для зовнішнього профілювання.

Чотиристоронній стругальний верстат

Загальні характеристики. Система

Як уже зазначено раніше, значення і задачі чотиристороннього верстата часто недооцінюють. Для доброго виробництва вікон, а у перспективі і для виготовлення міжкімнатних дверей , ми дозволимо собі нагадати Вам про переваги і принцип роботи цього верстата.

Принцип роботи:
1 вал фугування (обробка знизу)
2 вал профілювання (обробка справа)
3 вал профілювання (обробка зліва)
4 вал стругання (обробка зверху)
5 вал (універсальний) – комплектується за бажанням

Дуже важливо, щоб верстат був оснащений так званою стругально-пазувальною головкою. Вона чудово стругає початок бруса, що забезпечує подальшу точну подачу виробу на інструменти, оскільки брус своєю ідеальною поверхнею Зважаючи на те, що будь-який верстат тільки тоді ефективний, коли максимально завантажений на виробництві, сьогодні ідуть шляхом виготовлення на ньому віконного штапика, стінних обшивок, плінтусів чи навіть дверей, якщо ножова головка має 240 мм робочої поверхні. Ідеальним є чотиристоронній стругально-профілюючий верстат з можливістю встановлення 5-го універсального шпинделя. Практика показує, що навантаження виробництва постійно зростає. І лише при заздалегідь продуманому верстатному парку у комбінації з відповідними інструментами будь-яка перебудова процесу з виготовлення одного виробу на інший не стане суттєвою проблемою, оскільки власне зміна інструменту для цього відбувається протягом 3-5 хвилин.

Стосовно шпинделів, слід коротко нагадати, що краще, якщо верстат має на один шпиндель більше, ніж менше! Чим більше шпинделів, тим більше точок натискають на педаль, що забезпечує кращий результат обробки.

Якщо початково заплановано виготовляти віконний штапик на чотиристоронньому верстаті, то доцільно на одному валі встановити комбінований комплект інструментів, у якому на ножову головку монтуються пиловий диск та профільна фреза. При цьому слід врахувати, що максимальний зовнішній діаметр інструментів, які можна встановити на верстаті, складає 180 мм, виходячи з того, що сьогодні через різну товщину склопакета необхідно виготовляти різної товщини штапик, який не повинен бути вужчим 12 мм. У цьому випадку ми рекомендуємо застосування спеціального насосу, що змащує деталь, і захисного пристрою, який запобігає зворотньому викиду маломіра, яким і є штапик.

Усе більш поширеним стає виготовлення вікон на чотиристоронніх верстатах. У принципі ця ідея “списана” з виробництва PVC-вікон. Тут кутові з’єднання вікон мають просте виконання, тобто не через традиційне з’єднання шип-провушина, а через з’єднання під кутом 45о із з’єднанням “хвіст ластівки”.

Виготовлення поздовжних профілів деталей стулки і рами відбувається виключно на чотиристоронньому верстаті, хоча при цьому необхідний ще фрезерний верстат для виготовлення контрпрофілів (скажімо, для імпоста), а фрезерний шипорізний верстат чи кутовий оброблювальний центри при цьому не потрібні.

Завдяки цій конструкції вікна можна зекономити на інструментах, а також на перелічених вище верстатах.

Виготовлення вікна в цілому обходиться дешевше, скажімо, не потрібен алюмінієвий зливник, оскільки таке вікно не має паза під стік води і, перш за все, верстатний парк обмежується розумними інвестиціями.
Верстат для виготовлення з’єднання “хвіст ластівки” є недорогим. Ще однією перевагою такої конструкції вікна є й те, що відбувається лакування усіх поверхонь, навіть стикових, і перед монтажем. При цьому економлять засоби на підвісних пофарбувальних доріжках.

На основі цього, можна виготовляти довгі профілі, навіть по 6 м, і продавати їх погонними метрами.

Хороший чотиристоронній верстат чи профілюючий автомат, як-от Unimat WEINING, є базою.

Відносно самого з’єднання, було б доцільно згадати, що ринок споживачів до нього ще не звик. Недоліком цього вікна, а також елементом, якого бракуватиме при продажі, буде відсутність зливника.

Резюме:

цікаве вирішення, яке стає все більш популярним;
можливість масового виготовлення;
невеликі інвестиційні заходи;
якість вікна не так високо цінується, як вікно з традиційним з’єднанням через шип-провушину.

Газета "Деревообробник"