Cum se alege o maşină-unealtă (V)

Înarticolul din acest număr voi continua prezentarea caracteristicilor tehnice de care trebuie să ţinem cont la alegerea maşinilor-unelte.

4. Flexibilitatea unei maşini-unelte:

• oferită prin concepţia, construcţia sa ca echipament tehnologic;
• posibilă prin utilizarea unor dispozitive, accesorii puse la dispoziţie (opţional) de către producător (se va prezenta într-un episod viitor);
• realizabilă prin module software, care-i extind posibilităţile de control („răspunsul” maşinii la factori de influenţă interni sau externi şi eventuala corecţie a efectelor acestor factori), de comandă (pentru realizarea diferitelor funcţii, pentru prelucrarea unor diverse suprafeţe) etc (se va prezenta într-un episod viitor);
• capabilă să poată fi modificată ca structură, ca alcătuire pentru creşterea performanţelor (în special productivitate, diminuarea costurilor cu forţa de muncă, extinderea utilizării în zilele libere etc),

NOTA: Prin „structură”, în acest context, înţeleg: conceptul maşinii-unelte, construcţia fizică a acesteia, materiale utilizate, posibilităţi de utilizare/prelucrare, sisteme care asigură creşterea performanţelor (productivitate, precizie, fiabilitate, consum energetic, protecţia mediului, uşurinţa operării etc).

Trebuie să specific faptul că aceeaşi problemă se ridică şi la achiziţionarea unei maşini-unelte noi şi la repararea şi mo­dernizarea unei maşini-unelte vechi (indiferent de tipul acesteia). Scopul acestei analize este de a oferi viitorului beneficiar/utilizator posibilitatea existenţei unui „sistem deschis”, adică a unei maşini-unelte ale cărei posibilităţi, şi anume:

• procedee de prelucrare;
• spaţiul de lucru;
• productivitatea;
• tipurile de materiale şi/sau piese/suprafeţe care pot fi prelucrate;
• calitatea (rugozitatea, precizia) suprafeţelor prelucrate etc
• pot fi extinse sau adaptate unor noi cerinţe ale pieţei.

În cele ce urmează, la această caracteristică, voi aborda aceste probleme la diferite tipuri de maşini-unelte.

a. Mese individuale

        Figura 2

În figura 2 este prezentată o soluţie originală care, prin combinarea a două sau trei tipuri de mese, asigură o gamă largă de posibilităţi tehnologice, astfel:

În ambele cazuri, cele două mese (indiferent de tip) pot fi utilizate:

• individual: este posibil ca, în timp ce piesa fixată pe una din ele să fie prelucrată, pe cealaltă masă operatorul montează, fixează şi reglează o nouă piesă de prelucrat.

În acest mod se elimină timpii morţi (de funcţionare „în gol”) ai maşinii; acest tip de funcţionare se numeşte „navetă”; fiecare masă dispune de un sistem propriu de acţionare şi de măsurare a deplasării (traductor de deplasare);

• cuplate: cele două mese pot fi cuplate astfel încât să ofere utilizatorului o suprafaţă mai mare de prindere a piesei, mesele funcţionând simultan, ca o singură axă comandată numeric;
• una dintre mese poate avea înglobată o masă rotativă, care este o axă comandată numeric suplimentară (opţional). Restul modurilor de utilizare este la fel ca în cazul meselor dreptunghiulare.

            Figura 3

În figura 3 este prezentată o altă soluţie de extindere a posibilităţilor unei maşini-unelte supergrele, care este o maşină de frezat cu portal mobil (tip gantry), având o masă fixă şi un platou rotativ (de tip carusel).

Modul în care sunt realizate aceste ansambluri

• asigură funcţionarea independentă;
• permite posibilitatea cuplării şi funcţionării sincrone,
• oferă suprafeţe de prindere amplasate în acelaşi plan;
• prevede aceleaşi elemente de prindere (canale T);
• permite fixarea unor piese mari sau prelucrarea/fixarea (reglarea) alternativă a pieselor (funcţionare în regim pendular), astfel încât la maşina-unealtă nu există timpi morţi necesari fixării/reglării piesei de prelucrat.

b. Echiparea maşinilor cu mese rotative sau rotative/basculante

Se oferă multiple variante:

• masă rotativă cu axă de rotire orizontală figura 4;

    Figura 4

• masă rotativă oscilantă (basculantă) înglobată, figura 5,

         Figura 5

• masă rotativă oscilantă (basculantă) înglobată în structura maşinii-unelte. Mişcarea de basculare (oscilantă) este de tip „gantry” (acţionare la ambele capete sau numai la unul din capete, cu lăgăruire la ambele capete), figurile 6.1 şi 6.2;

        Figura 6.1

        Figura 6.2

• masă rotativă oscilantă (basculantă) demontabilă, figura 6.2.

Mesele prezentate în figura 6.2 prezintă şi alte tipuri de opţiuni:

• fixarea piesei utilizând canale T;
• fixarea altor mese paletabile prevăzute cu variate sisteme de prindere (conuri SK sau HSK);
• fixarea paletei cu asigurarea poziţiei orientate a paletei şi raportată la sistemul de axe ale maşinii.

c. Mese paletabile

      Figura 7   

       Figura 8

     Figura 9

Atunci când utilizatorul are o „imagine” clară privind programul de prelucrări pentru care se face achiziţia noii maşini-unelte (tipuri de piese, materialul de prelucrat, volumul loturilor, periodicitatea şi reproductivitatea acestora, ritmul  livrărilor, disponibilitatea forţei de muncă etc.) aceasta poate fi dotată cu sisteme de mese (figurile 7-9), care, în figura prezentată, reprezintă:

• un sistem de palete, amplasate în poziţii fixe, pe o traiectorie circulară, manipulate de un schimbător de palete. Numărul acestor palete depinde de spaţiul disponibil, de raportul dintre timpul de prelucrare (completă) şi cel necesar montării/reglării piesei pe paletă etc;
• sistemul de palete este liniar, cu deplasarea efectuată de o bandă liniară şi schimbarea paletei (încărcare/descărcare) efectuată de un manipulator de palete. În cazuri bine justificate (de exemplu atunci când, din motive de volum/termen de livrări, este necesară utilizarea sistemului şi în zilele libere) se pot concepe sisteme etajate de palete (rastele), care sunt manipulate de roboţi mobili;
• un sistem la care, din cauza unui spaţiu nu prea generos, se folosesc două sisteme de transport liniare pentru palete cu piese de prelucrat şi pentru palete cu piese prelucrate. Manipularea între maşina-unealtă şi cele două benzi transportoare este realizată de un robot. Soluţia poate fi aplicată şi în cazul în care se doreşte şi se poate actualiza un sistem de producţie existent.

d. Masă rotativă basculantă (oscilantă) cu posibilitatea utilizării de mese paletabile

   Figura 10

Soluţia prezentată în figura 10 oferă o variantă de mărire a gradului de automatizare a maşinii-unelte: pe masa rotitoare oscilantă se poate monta (folosind orice sistem de încărcare/descărcare) o paletă cu piese de prelucrat. Masa rotitoare este prevăzută cu sisteme de centrare a paletei şi de strângere a acesteia. Sistemul permite extinderea perioadei de operare a centrului de prelucrare în regim de lucru fără prezenţă umană.

Corneliu Gornic este Preşedinte PROFEX, Centru de Dezvoltare Tehnologică