Cum se alege o maşină-unealtă (VI)

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

e. Combinaţii de mese şi maşini-unelte

O flexibilitate deosebită este oferită de combinaţii de mese rotative şi basculante cu maşini-unelte cu unul sau mai mulţi arbori principali.

În figura 11.a [6] sunt prezentate maşini-unelte echipate:

• cu mese rotitoare oscilante cu mai multe „posturi de lucru” (mese rotitoare multiple amplasate pe aceeaşi masă oscilantă;
• cu atâţia arbori principali câte mese rotative există pe masa oscilantă.

Cele trei deplasări liniare ale sistemului portant al arborelui(lor) principal combinate cu cele două mişcări de rotaţie/basculare asigură o flexibilitate deosebită a maşinii, în ceea ce priveşte tipurile de piese, de materiale şi de prelucrări. Şi regimurile de prelucrare pot fi adaptate condiţiilor de prelucrare necesare.

În figura 11.b [6] este prezentată o altă variantă de extindere a posibilităţilor de prelucrare a unei maşini-unelte/unui centru de prelucrare. Aceeaşi maşină-unealtă/centru de prelucrare poate prelucra, printr-o mişcare de tip navetă, piese montate pe două (în figura prezentată) mese rotitoare oscilante cu mai multe mese rotative. În timp ce se face prelucrarea pieselor de pe o paletă, operatorul descarcă piesele prelucrate deja şi fixează şi reglează piesele de prelucrat pe cealaltă paletă (masă rotitoare oscilantă). Este evident că este posibilă combinarea acestor structuri cu sisteme variate de schimbare a meselor rotitoare oscilante.

Într-un spaţiu mai restrâns se poate mări nivelul de flexibilitate al unui centru de prelucrare prin soluţiile prezentate în figura 12 [8]:

• maşina-unealtă are doi montanţi independenţi, fiecare cu câte un arbore principal, fiecare montant având deplasări după două sau trei axe de coordonate;
• cele două mese rotative oscilante

 - sunt independente şi sunt amplasate pe batiul comun al maşinii;

 - una dintre mese (stânga) are patru axe de coordonate: două oscilante, una de rotaţie şi una de deplasare liniară;

 - a doua masă are doar două axe: una de rotire şi una basculantă.

De fapt, cele două combinaţii reprezintă două centre de prelucrare montate pe un singur batiu.

O flexibilitate deosebită într-un spaţiu restrâns este prezentată în fig. 13 [9]:

• maşina-unealtă (centrul de prelucrare) are două culise verticale independente (mişcări pe verticală independente) şi un montant cu două axe de coordonate rectangulare;
• masa rotitoare oscilantă poate fi livrată în mai multe tipuri de configuraţii, cu diferite caracteristici  constructive:

  - pe masa oscilantă pot fi amplasate una sau mai multe mese rotative, cu mişcări de rotaţie independente;

  - mesele oscilante sunt montate pe un suport comun, care are o mişcare oscilantă (0°/180°) cu axă de oscilaţie în plan vertical. Mişcarea suportului realizează o funcţie de paletă: în timp ce piesele de pe partea dinspre maşină sunt prelucrate, piesele de pe partea opusă (cu acces din partea operatorului) pot fi descărcate de pe „paletă” şi se pregătesc alte piese pentru prelucrat.

NOTA: Există soluţii la care bascularea suportului se face înjurul unei axe orizontale, mesele oscilante fiind amplasate pe o structură de forma literei Z.

ζ. Soluţii pentru centre de prelucrare de strunjire

La luarea unei decizii privind achiziţia unei noi maşini-unelte trebuie, aşa cum am mai arătat, să se ţină cont de mulţi parametri. Printre aceştia, amintesc:

• spaţiul disponibil, luând în considerare şi viitoare necesităţi;
• productivitatea, termenele de livrare, volumul de produse de livrat în unitate de timp;
• costurile legate de forţa de muncă şi disponibilitatea acesteia la nivelul de pregătire şi în numărul necesar;
• evitarea la maximum a influenţării comportamentului maşinii din cauze externe sau interne ale procesului de prelucrare;
• evacuarea uşoară, rapidă a aşchiilor şi a lichidului de răcire şi multe altele.

Soluţiile propuse de [9] oferă câteva rezolvări ale acestor cerinţe:

• În fig. 14.a este prezentat un centru de strunjire echipat cu două păpuşi fixe independente, amplasate în paralel;
• Fiecărei păpuşi fixe i s-a alocat o sanie în cruce (cu două axe comandate numeric), pe care se află câte un cap revolver cu până la 8 scule, fiecare din acestea cu acţionare independentă;
• Toate ansamblurile sunt montate peacelaşi batiu, cu rigiditate mare, care, prin construcţie, permite colectarea şi evacuarea aşchiilor (prin cădere liberă)  şi a lichidului de răcire;
• În fig. 15 sunt prezentate variante de alimentare cu roboţi tip gantry (cu trei axe comandate), echipaţi, la rândul lor, cu elemente de prindere adaptate pieselor de manipulat, constând dintr-un cap oscilant (dublu), care permite alimentarea/evacuarea rapidă a piesei de prelucrat/prelucrate. Este posibilă combinarea în diverse variante a maşinilor şi a roboţilor de alimentare;
• Piesele de prelucrat sunt încărcate pe un magazin de piese, iar evacuarea celor prelucrate se face pe unul similar. Modul de amplasarea acestor magazine de piese rezultă din fig. 15.

O aplicaţie practică ilustrând aceste considerente este prezentată în fig. 16 [8], centrele de prelucrare diferind de cele mai sus prezentate.

În [9] se propune şi o altă variantă de centru de strunjire, prezentat în fig. 14.b. Acest centru de strunjire se distinge prin următoarele particularităţi:

• Centrul de prelucrare are două păpuşi port-piesă orizontale şi coaxiale. Arboriilor principali sunt acţionaţi independent, dar viteza lor de rotire poate fi sincronizată prin CNC. Păpuşa secundară are posibilitatea deplasării axiale (în comandă numerică);
• Între cele două păpuşi se află două capete revolver, fiecare cu câte 12 scule acţionate:

- Turela superioară este plasată pe o sanie cu trei axe comandate numeric (X,Y,Z);

 - Turela inferioară este plasată pe o sanie cu doar două axe comandate numeric (X,Z);

• Piesele se prelucrează din bară, care trece prin alezajul arborelui păpuşii din stânga. După prelucrarea capătului liber al piesei, aceasta este preluată de a doua păpuşă (în rotire sincronă cu prima), prelucrarea celuilalt capăt fiind realizată cu celălalt cap revolver şi cu piesa fixată în a doua păpuşă. Mişcările fiind independente se pot executa diferite tipuri de prelucrări, pe piese diferite sau pe aceeaşi piesă, la cele două capete (strunjiri sau frezări de diferite tipuri);
• Batiul înclinat permite evacuarea eficientă a aşchiilor şi montarea (opţională) a unui transportor pentru evacuarea pieselor finisate.

NOTA: Echiparea unor sănii cu motoare liniare măreşte dinamica mişcărilor, precizia de prelucrare şi permite prelucrarea unor suprafeţe ovale (problema va fi tratată mai pelarg într-un viitor episod).

Corneliu Gornic este Preşedinte PROFEX, Centru de Dezvoltare Tehnologică