Odborně-vzdělávací a zpravodajský portál z oblasti strojírenství a navazujících oborů
Články >> Elektrické podavače tyčí v roce jedna
Chcete dostávat MM Průmyslové spektrum ZDARMA až do Vaší schránky? Více informací zde.

Elektrické podavače tyčí v roce jedna

Lze snížit náklady na součástku při soustružení větších dávek? To je otázka, kterou si klade většina majitelů CNC soustruhů.

Začátkem roku 2001 uvedla firma CNC Technology, s. r. o., Praha na trh model elektrického podavače tyčí k CNC soustruhům Spacesaver 2101 (SS2101). Během tohoto krátkého období tvořil počet instalací SS2101 v České republice jednu třetinu všech instalovaných spacesaverů.

Princip podavače krátkých tyčí

Tak jako všechny předcházející modely podavačů pocházejících z vývojové kanceláře CNC Technology je i SS2101 typickým podavačem krátkých tyčí. Jejich základní vlastností je, že při obrábění nedochází k dotyku podavače s rotující tyčí či s rotujícími částmi soustruhu. Technolog má tedy možnost libovolně využívat celý pracovní rozsah otáček vřetena soustruhu, není podavačem limitován. Určitou nevýhodou těchto podavačů je omezená maximální délka podávané tyče. Je nutné zajistit, aby při obrábění byl případný ohyb podávané tyče omezen vřetenovou vložkou soustruhu. To znamená, že maximální délka podávané tyče je omezena délkou vřetena (s upínacím válcem a upínačem). Uvědomíme-li si, že běžná délka vřetena soustruhu se pohybuje přibližně v rozmezí 90 až 110 cm, dojdeme k závěru, že průměrná maximální délka podávaných tyčí je 1 m. Tato nevýhoda je kompenzována tím, že jsou podavače vybaveny zásobníkovým stolem s automatickým zakládáním. Po zpracování tyče v soustruhu podavač samočinně naloží do soustruhu novou tyč ze zásobníku a výroba automaticky pokračuje. Obsluha se tedy může nerušeně věnovat sledování kvality výroby, případně jiné činnosti a pouze namátkově kontrolovat stav materiálu v zásobníku podavače.

Elektricky podavač

Čím se tedy odlišuje SS2101 od svých předchůdců? A proč si SS2101 během několika měsíců získal takovou oblibu u uživatelů CNC soustruhů, i když za něj museli zaplatit nejvíce peněz, co kdy za podavač tohoto českého výrobce zaplatit museli? Odpověď je velice jednoduchá: Vše spočívá ve změně principu pohonu vodorovné osy podavače. Až doposud byl tlačník všech spacesaverů poháněn pneumatickým válcem. U SS2101 je však tlačník poháněn servopohonem. Srdce podavače SS2101 tvoří 400W servopohon Yaskawa SGDH-04AE spolu s řídicí jednotkou Yaskawa MP940.
Základní výhodou elektrického pohonu je délka reakční doby podavače na soustruhem vysílané příkazy. Aby se prapor podavače mohl začít pohybovat, musí podavač s klasickým pneumatickým pohonem po obdržení příkazu pro tlačení nejprve natlakovat válec tak, aby prapor překonal odemykací sílu zámku tlačníku. Tento čas se pohybuje v rozmezí 0,5 až 1 s. Elektrický podavač však po obdržení příkazu pro tlačení okamžitě vyráží vpřed.

Podávání na souřadnici

Velkou výhodou servopohonu je možnost točit servomotorem ve dvou základních režimech: v režimu s konstantním krouticím momentem (torque mode) nebo v režimu polohovacím (position mode).
Režim s konstantním krouticím momentem (ekvivalent velikosti tlaku vzduchu ve válci) umožňuje simulovat činnost klasického pneumatického podavače. SS2101 je tedy také schopen podávat tyč proti dorazu umístěnému v nástrojové hlavě soustruhu. Zpětný pohyb tlačníku je prováděn rychloposuvem. Zde odpadá další čas prodlužující podání pneumatického podavače. Jde o čas potřebný k vyrovnání tlaků před a za pístem při změně směru pohybu tlačníku. Trvá-li tedy pohyb vzad u pneumatického podavače 3,5 s + 0,7 s pro vyrovnání tlaků, pak SS2101 se vrací do zadní polohy za cca 2 s.
Je-li pohon přepnutý do polohovacího režimu, je podavač schopen opakovaně najíždět hrotem tlačníku na pozici s přesností ±0,025 mm. Tato vlastnost se využívá při tzv. podávání na souřadnici, kdy SS2101 podává tyč na předem zadanou pozici bez nutnosti použití dorazu. U soustruhů pohybujících pomaleji nástrojovou hlavou je možné vynecháním těchto pohybů ušetřit další čas nutný na podání.

Volba kleštinového upínače

Podávání na souřadnici má však několik úskalí. Jedním z nich je nutnost vybavit soustruh takovým kleštinovým upínačem, který upíná pohybem tahové trubky vzad (směrem k podavači). Tento princip upínání je však v Evropě nestandardní a zajištění kvalitních upínačů splňujících tuto podmínku může být obtížné. Splnění této podmínky je však bezpodmínečně nutné. Jelikož podávaná tyč není k tlačníku pevně fixována, musí být zajištěno, že při zavírání upínače tyč setrvá na požadované pozici. Pokud by se tahová trubka při zavírání pohybovala směrem od podavače, byla by jí tyč unášena směrem vpřed (pryč od tlačníku) a výsledné podání by bylo nepřesné. Pro podávání na pozici je možné použít např. tyto upínače: ATS Workholding "J" Style Collet Chucks nebo HQC Quick-Change Collet Systems.
Upínače ATS Workholding "J" Style Collet Chucks jsou vhodné pro upínání přesných tyčí. Kleštinu mají jednodílnou a je našroubována na adaptér, který je pevně spojen s tahovou trubkou soustruhu. Kleština je tedy pevně spojena s tahovou trubkou a přesně kopíruje její pohyb. Při pohybu vzad je kleština zatahována do kuželového otvoru upínače. Určitým úskalím je její vysoká přesnost a tvrdost. Při práci s nepřesnými či hladkými tyčemi musí uživatel obvykle použít kleštinu s vroubkovanými čelistmi.
Upínače HQC Quick-Change Collet Systems je možné s úspěchem použít na upínání i méně přesných tyčí bez nutnosti nákupu kleštin s vroubkovanými čelistmi. Kleština tohoto upínače je tvořena třemi na sobě nezávislými čelistmi, které jsou vzájemně spojeny třemi gumovými segmenty. Čelisti se mohou vzájemně natáčet, a tak lépe upnout i méně přesnou, "křivou" tyč. Tato kleština však není pevně spojena s tahovou trubkou, ale je upevněna k adaptéru pomocí vzájemně do sebe zapadajících zápichů, což může při otevírání upínače způsobit vlivem energie akumulované v pružných částech určité vystřelení tyče vpřed (do soustruhu). Tyč se tedy po otevření upínače může, podle provedených zkoušek, octnout až 10 mm před požadovanou polohou. Chce-li tedy uživatel vyrábět součástky kratší než 10 mm, musí jich vyrábět více najednou, tak aby výsledné podání tyče bylo vždy delší než délka náhodného vystřelení tyče při otevírání upínače.

Požadavky na kvalitu čel tyčí

Dalším možným problémem při podávání na souřadnici je přesnost (kolmost) dělení tyčí při přípravě výroby. Podavač vždy snímá polohu hrotu tlačníku, ne však polohu předního čela tyče. Nejsou-li tedy tyče řezány kolmo, může se tyč při různém natočení jevit různě dlouhá, což při podání velice ovlivňuje přesnost polohy předního čela tyče. Ačkoli tedy tlačník najíždí velice přesně na zadanou polohu, je tyč ve skutečnosti podána s přesností cca ±0,05 mm. Se zhoršující se kvalitou dělení tyčí se zhoršuje i přesnost podání.

Dvouvřetenové soustruhy

Vraťme se však zpět k novinkám, které s sebou SS2101 přináší uživateli. Jednou z nich, jež opět zkracuje dobu podání, je tzv. návrat na bezpečnou pozici. Tato funkce nastavuje vysunutí tlačníku do vřetena soustruhu, kdy se ještě tlačník vlivem průhybu bezpečně nedotýká vřetenové vložky. Po dokončení podání (zavření upínače) se tlačník nevrací až do zadní polohy (ven z vřetena soustruhu), ale najíždí na tuto zadanou polohu. Tím je možné zkrátit dráhu tlačníku, a tedy i čas nutný na podání. K výraznému zkrácení celkového času podání přispívá i skutečnost, že podavač překonává vzdálenost z místa, kde se nachází, do místa, kde skončilo podání minulé součásti, velkou rychlostí. Teprve dráhu vlastního podání překonává posuvem, limitovaným buď z hlediska přípustného nárazu na doraz (při podávání v torque modu), nebo setrvačností podávané tyče (při podávání v position modu).
Nelze zapomenout též na jednu novou funkci podavače SS2101, díky níž tento podavač převyšuje svoje předchůdce, a to funkci "Režim zásobník". Tato funkce je speciálně navržena pro spolupráci s dvouvřetenovými soustruhy nebo se soustruhy vybavenými jiným podávacím zařízením. Je-li aktivován Režim zásobník, podavač nepodává tyč pro vyrobení dalšího kusu. To je prováděno např. druhým vřetenem soustruhu. Podavač na základě požadavku na podání pouze odečte délku podání. Tímto způsobem sleduje délku tyče zpracovávané v soustruhu. Není-li tyč dostatečně dlouhá, vyhlásí podavač do soustruhu konec tyče a zajistí vyhození zbytku do pracovního prostoru soustruhu. Naloží novou tyč a v závislosti na zvoleném režimu podávání (doraz - pozice) ji vysune na doraz nebo na zvolenou pozici před upínačem. Poté se vrátí zpět a opět pouze sleduje délku tyče v soustruhu. SS2101 v tomto případě slouží pouze jako automatický zásobník, který ve vhodný okamžik zajistí naložení nové tyče do soustruhu.

Další články

Obráběcí stroje a technologie

Komentáře

Nebyly nalezeny žádné příspěvky

Sledujte nás na sociálních sítích: