МНОГОПОЗИЦИОННЫЙ ФРЕЗЕРНЫЙ СТАНОК С ЧПУ

Полезная модель относится к машиностроению и может быть использована для фрезерной обработки изделий большой площади из различных материалов.
7
Известна конструкция учебного фрезерного станка с компьютерной системой ЧПУ, содержащего регулируемый привод главного движения, приводы продольной, поперечной и вертикальной подач, управляемые одновременно, комбинированную систему управления, включающую персональный компьютер и блок управления, соединенный с параллельным портом компьютера, приводы подач которого выполнены цифровыми дискретными на базе шаговых двигателей, блок управления выполнен по системе прямого компьютерного управления на основе ШИМ-контроллеров с тремя входами по каждой управляемой координате, при этом приводы рабочего стола выполнены с возможностью наладки на «нуль станка» вручную (RU №49640 U1, МПКG09B 5/00, 19/00, опуб. 27.11.2005 г.).
К недостаткам можно отнести малые габариты, невысокую точность и жесткость станка.
Известна также конструкция фрезерного станка с ЧПУ, содержащего основание с установленным на нем рабочим столом, который имеет возможность перемещения по направляющим по координате «Y», расположенным горизонтально на основании станка, при этом перпендикулярно направляющим по координате «Y» и над столом установлены направляющие по координате «X», которые закреплены на основании с помощью стоек и на которых с возможностью перемещения по ним установлена плита, с размещенными на ней направляющими по координате «Z», на которых с возможностью перемещения установлен корпус с фрезерной головкой, причем устройства для перемещения по координатам X, Y, Z, соответственно, выполнены в виде пар винт-гайка, винты которых соединены с валами приводных электродвигателей, а гайки соединены с плоскостями перемещаемых узлов, кроме того, рабочий стол и плита установлены с возможностью обеспечения перемещения фрезы непрерывно по одной общей траектории, определяемой уравнением:
n
m
y=Ax+Bx,
где х, у - координаты в плоскости, перпендикулярной оси фрезы, в которой осуществляется перемещение фрезы (RU №137219 U1, МПК В23С 1/02 (2006.01), опуб. 10.02.2014 г.).
Преимущества этого станка - высокая жесткость по сравнению с предыдущим, есть возможность обеспечивать высокую точность. К недостаткам можно отнести большой ход только по одной координате.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве ближайшего аналога, является продольно-фрезерный станок с ЧПУ, содержащий станину с продольными направляющими, стол, установленный с возможностью перемещения по продольным направляющим станины и снабженный соответствующим приводом, две стойки, прикрепленные к станине, соединенные сверху поперечной балкой и имеющие вертикальные направляющие, траверсу, установленную с возможностью перемещения по вертикальным направляющим стоек, снабженную соответствующим приводом и имеющую горизонтальные направляющие, каретку, установленную с возможностью перемещения по горизонтальным направляющим траверсы и снабженную соответствующим приводом, а также фрезерную головку, снабженную приводом вращения шпинделя, при этом привод перемещения траверсы состоит из двух - по одному на каждую стойку - синхронно работающих приводов, на каретке закреплены вертикальные направляющие, станок снабжен ползуном, установленным с возможностью перемещения по вертикальным направляющим каретки и снабженным соответствующим приводом, фрезерная головка закреплена на ползуне и выполнена двухосной с возможностью программируемого поворота шпинделя вокруг вертикальной и горизонтальной осей, приводы перемещения стола, траверсы, каретки и ползуна выполнены в виде передач винт-гайка качения, винты которых приводятся во вращение при помощи электродвигателей и снабжены датчиками числа оборотов, выходы датчиков соединены с входами системы числового программного управления (ЧПУ), а выходы системы ЧПУ через преобразователи соединены с электродвигателями этих приводов (RU №63729 U1, МПК В23С1/06 (2006.01), опуб. 10.06.2007 г.).
Данный станок за счет пяти управляемых приводов позволяет обеспечить обработку изделий более сложного профиля. Однако дополнительные управляемые координаты значительно уменьшают область обработки по сравнению с трехкоординатными станками. К недостаткам можно отнести высокую стоимость и невысокую жесткость обработки при больших габаритных размерах изделий.
Технической задачей, на решение которой направлена полезная модель, является расширение технологических возможностей станка для пятикоординатной обработки изделий большой площади за счет параллельно-последовательной обработки участков изделия одной или несколькими малогабаритными фрезерными головками.
Указанная задача решается тем, что многопозиционный фрезерный станок с ЧПУ, содержащий станину с продольными направляющими, стол, установленный с возможностью перемещения по продольным направляющим станины и снабженный соответствующим приводом, две стойки, прикрепленные к станине, и фрезерную головку, снабженную приводом вращения шпинделя, выполненную двухосной с возможностью программируемого поворота шпинделя вокруг вертикальной и горизонтальной осей содержит салазки с направляющими для поперечного перемещения стола, две дополнительные стойки, установленные на станине, на стойках неподвижно закреплена плита на которой выполнены базовые элементы для крепления фрезерных головок, которые дополнительно содержат привод продольного перемещения шпинделя вдоль своей оси.
Совокупность отличительных признаков, заключающаяся в том, что фрезерный станок с ЧПУ содержит салазки с направляющими для поперечного перемещения стола, две дополнительные стойки, установленные на станине, на которых неподвижно закреплена плита, выполненная с базовыми элементами для крепления фрезерных головок, имеющих привод продольного перемещения шпинделя вдоль своей оси, позволит обработать заготовку сложного профиля (с поднутрениями) больших габаритных размеров при малых величинах ходов по всем управляемым координатам, что в свою очередь позволяет расширить технологические возможности станка, обеспечить низкую цену комплектующих и всего станка в целом.
Заявителю не известны многопозиционные фрезерные станки с ЧПУ с указанной совокупностью существенных признаков, и заявленная совокупность существенных признаков не вытекает явным образом из современного уровня техники, что подтверждает соответствие заявляемого технического решения условию «новизна».
Заявляемое техническое решение поясняется чертежами, где:
фиг. 1 - многопозиционный фрезерный станок с ЧПУ, вид спереди;
фиг. 2 - то же, общий вид;
фиг. 3 - фрезерная головка станка.
Многопозиционный фрезерный станок с ЧПУ содержит станину 1 с продольными направляющими 2. По продольным направляющим перемещаются салазки 3 с направляющими 4 для поперечного перемещения стола 5. На станине 1 установлены четыре стойки 6, на которых неподвижно закреплена плита 7 с базовыми элементами 8 для крепления по крайней мере двух фрезерных головок 9. Фрезерные головки содержат привод 10 вращения шпинделя 11, привода 12 и 13 поворота шпинделя вокруг вертикальной и горизонтальной осей и привод 14 продольного перемещения шпинделя 11 вдоль своей оси.
При необходимости на базовые элементы 8 плиты 7 могут быть установлены две и более фрезерных головок для одновременной обработки. В этом случае для каждого из участков создается своя управляющая программа ЧПУ, которые затем объединяются в одну - многокоординатную. Например, для двух фрезерных головок сначала создают две пятикоординатные программы для обработки двух участков, которые затем объединяются в одну восьмикоординатную (перемещение стола по двум координатам общее).
Процесс работы многопозиционного фрезерного станка с ЧПУ выглядит следующим образом. Заготовку располагают на столе 5 станка и крепят при помощи элементов крепления. Обрабатываемую площадь на заготовке делят на участки по количеству базовых элементов 8 на плите 7. Одну или несколько фрезерных головок 9 устанавливают на базовые элементы 8 и запускают программу обработки. Система ЧПУ станка обеспечивает перемещение стола, повороты и осевое перемещение шпинделей фрезерных головок. После обработки участков фрезерные головки устанавливают на другие базовые элементы и продолжают обработку, пока не будет обработана вся поверхность заготовки.
Техническое решение позволяет расширить технологические возможности станка, снизить цену комплектующих и всего станка в целом.
Заявляемое техническое решение соответствует требованию промышленной применимости, его реализация возможна на стандартном технологическом оборудовании.