Analiza funkcija i primjenjivih industrija obradnih centara
I. Uvod
Obradni centri, kao ključna oprema u modernoj proizvodnji, poznati su po svojoj visokoj preciznosti, visokoj efikasnosti i multifunkcionalnosti. Oni integrišu različite procese obrade i sposobni su da završe višeprocesnu obradu složenih dijelova jednim stezanjem, značajno smanjujući vrijeme obrta obradaka između različitih alatnih mašina i greške stezanja, te značajno poboljšavajući preciznost obrade i efikasnost proizvodnje. Različite vrste obradnih centara, kao što su vertikalni obradni centri, horizontalni obradni centri, višestolni obradni centri i složeni obradni centri, imaju svoje jedinstvene strukturne karakteristike i funkcionalne prednosti, koje su pogodne za obradu različitih vrsta dijelova i zahtjeve različitih proizvodnih scenarija. Dubinsko razumijevanje funkcionalnih karakteristika ovih obradnih centara je od velikog značaja za racionalan odabir i primjenu obradnih centara radi poboljšanja nivoa proizvodnje i kvaliteta proizvoda u proizvodnoj industriji.
Obradni centri, kao ključna oprema u modernoj proizvodnji, poznati su po svojoj visokoj preciznosti, visokoj efikasnosti i multifunkcionalnosti. Oni integrišu različite procese obrade i sposobni su da završe višeprocesnu obradu složenih dijelova jednim stezanjem, značajno smanjujući vrijeme obrta obradaka između različitih alatnih mašina i greške stezanja, te značajno poboljšavajući preciznost obrade i efikasnost proizvodnje. Različite vrste obradnih centara, kao što su vertikalni obradni centri, horizontalni obradni centri, višestolni obradni centri i složeni obradni centri, imaju svoje jedinstvene strukturne karakteristike i funkcionalne prednosti, koje su pogodne za obradu različitih vrsta dijelova i zahtjeve različitih proizvodnih scenarija. Dubinsko razumijevanje funkcionalnih karakteristika ovih obradnih centara je od velikog značaja za racionalan odabir i primjenu obradnih centara radi poboljšanja nivoa proizvodnje i kvaliteta proizvoda u proizvodnoj industriji.
II. Vertikalni obradni centri
(A) Funkcionalne karakteristike
- Mogućnost višeprocesne obrade
Vreteno je postavljeno vertikalno i može obavljati različite procese obrade kao što su glodanje, bušenje, narezivanje navoja i rezanje navoja. Ima najmanje tri ose sa dva mehanizma povezivanja, a generalno može postići tri ose sa tri mehanizma povezivanja. Neki vrhunski modeli mogu čak obavljati i petoosno i šestoosno upravljanje, što može zadovoljiti zahtjeve obrade relativno složenih zakrivljenih površina i kontura. Na primjer, u proizvodnji kalupa, tokom procesa glodanja šupljine kalupa, visoko precizno oblikovanje zakrivljenih površina može se postići višeosnim mehanizmom povezivanja. - Prednosti stezanja i otklanjanja grešaka
- Praktično stezanje: Radni komadi se mogu lako stegnuti i pozicionirati, a mogu se koristiti i uobičajeni uređaji poput kliješta s ravnom čeljusti, pritisnih ploča, podjeljivih glava i rotacijskih stolova. Za male dijelove pravilnog ili nepravilnog oblika, kliješta s ravnom čeljusti mogu ih brzo fiksirati, olakšavajući serijsku obradu.
- Intuitivno otklanjanje grešaka: Putanja kretanja alata za rezanje je lako uočljiva. Tokom otklanjanja grešaka u programu, operateri mogu intuitivno vidjeti putanju kretanja alata za rezanje, što je pogodno za pravovremenu inspekciju i mjerenje. Ako se pronađu bilo kakvi problemi, mašina se može odmah zaustaviti radi obrade ili se program može izmijeniti. Na primjer, prilikom obrade nove konture dijela, greške se mogu brzo otkriti vizuelnim posmatranjem da li je putanja alata za rezanje u skladu sa unaprijed postavljenom putanjom.
- Dobro hlađenje i uklanjanje strugotine
- Efikasno hlađenje: Uslovi hlađenja se lako uspostavljaju, a rashladna tečnost može direktno doprijeti do alata za rezanje i površine obrade, efikasno smanjujući habanje alata i temperaturu obrade obratka, te poboljšavajući kvalitet površine obrade. Prilikom rezanja metalnih materijala, dovoljna količina rashladne tečnosti može smanjiti termičku deformaciju alata za rezanje i osigurati preciznost obrade.
- Glatko uklanjanje strugotine: Strugotina se lako uklanja i otpada. Zbog djelovanja gravitacije, strugotina prirodno pada, izbjegavajući situaciju u kojoj strugotina grebe obrađenu površinu. Ovo je posebno pogodno za obradu mekših metalnih materijala poput aluminija i bakra, sprječavajući da ostaci strugotine utiču na završnu obradu površine.
(B) Primjenjive industrije
- Industrija precizne mašinske obrade: Kao što je proizvodnja malih preciznih komponenti, uključujući dijelove za satove, minijaturne strukturne dijelove elektronskih uređaja itd. Njegova sposobnost visokoprecizne obrade i praktične karakteristike stezanja i otklanjanja grešaka mogu zadovoljiti složene zahtjeve obrade ovih sitnih dijelova i osigurati dimenzijsku tačnost i kvalitet površine.
- Industrija proizvodnje kalupa: Za obradu šupljina i jezgara malih kalupa, vertikalni obradni centri mogu fleksibilno obavljati operacije poput glodanja i bušenja. Uz pomoć funkcije višeosnog povezivanja, može se ostvariti obrada složenih zakrivljenih površina kalupa, poboljšavajući preciznost proizvodnje i efikasnost proizvodnje kalupa te smanjujući troškove proizvodnje kalupa.
- Oblast obrazovanja i naučnog istraživanja: U laboratorijama studenata mašinstva na fakultetima i univerzitetima ili u naučnoistraživačkim institucijama, vertikalni obradni centri se često koriste za demonstracije nastave i eksperimente obrade dijelova u naučnoistraživačkim projektima zbog svog relativno intuitivnog rada i relativno jednostavne strukture, pomažući studentima i naučnim istraživačima da se upoznaju s radom i procesima obrade obradnih centara.
III. Horizontalni obradni centri
(A) Funkcionalne karakteristike
- Višeosna obrada i visoka preciznost
Vreteno je postavljeno horizontalno i obično ima tri do pet koordinatnih osa, često opremljeno rotacijskom osom ili rotacijskim stolom, što omogućava obradu više strana. Na primjer, prilikom obrade dijelova kutijastog tipa, pomoću rotacijskog stola, glodanje, bušenje, narezivanje navoja itd. mogu se sekvencijalno izvoditi na četiri bočne strane, osiguravajući tačnost pozicioniranja između svake strane. Tačnost pozicioniranja može doseći 10μm – 20μm, brzina vretena je između 10 – 10000 o/min, a minimalna rezolucija je uglavnom 1μm, što može zadovoljiti zahtjeve obrade visokopreciznih dijelova. - Magazin alata velikog kapaciteta
Kapacitet magazina alata je uglavnom velik, a neki mogu pohraniti stotine alata za rezanje. To omogućava obradu složenih dijelova bez čestih izmjena alata, smanjujući pomoćno vrijeme obrade i poboljšavajući efikasnost proizvodnje. Na primjer, kod obrade komponenti u zrakoplovnoj industriji mogu biti potrebne različite vrste i specifikacije alata za rezanje, a magazin alata velikog kapaciteta može osigurati kontinuitet procesa obrade. - Prednosti serijske obrade
Za dijelove kutijastog tipa koji se proizvode u serijama, sve dok su jednom stegnuti na rotacijskom stolu, mogu se obraditi više površina, a u slučajevima gdje su zahtjevi za pozicionu toleranciju, kao što su paralelnost između sistema rupa, okomitost između rupa i čeonih površina, relativno visoki, lako je osigurati preciznost obrade. Zbog relativno složenog otklanjanja grešaka u programu, što je veći broj obrađenih dijelova, to je manje prosječno vrijeme koje svaki dio zauzima u alatnoj mašini, pa je pogodan za serijsku obradu. Na primjer, u proizvodnji blokova motora automobila, upotreba horizontalnih obradnih centara može značajno poboljšati efikasnost proizvodnje uz osiguranje kvaliteta.
(B) Primjenjive industrije
- Automobilska industrija: Obrada dijelova kutijastog tipa kao što su blokovi motora i glave cilindara tipična je primjena horizontalnih obradnih centara. Ovi dijelovi imaju složene strukture, s brojnim sistemima rupa i ravnima koje treba obraditi, te izuzetno visoke zahtjeve za tačnost pozicioniranja. Mogućnost višestrane obrade i karakteristike visoke preciznosti horizontalnih obradnih centara mogu dobro zadovoljiti proizvodne zahtjeve i osigurati performanse i pouzdanost automobilskih motora.
- Zrakoplovna industrija: Komponente poput kućišta motora i stajnog trapa zrakoplovnih motora imaju složene oblike i stroge zahtjeve za brzinu uklanjanja materijala, preciznost obrade i kvalitet površine. Veliki kapacitet magazina alata i sposobnost visoke preciznosti obrade horizontalnih obradnih centara mogu zadovoljiti izazove obrade različitih materijala (kao što su legure titana, legure aluminija itd.), osiguravajući da kvalitet i performanse zrakoplovnih komponenti zadovoljavaju visoke standarde.
- Industrija teške mašinerije: Kao što je obrada velikih dijelova kutijastog tipa, poput reduktorskih kutija i kreveta alatnih mašina. Ovi dijelovi su velike zapremine i teške težine. Horizontalni raspored vretena i snažna sposobnost rezanja horizontalnih obradnih centara omogućavaju stabilnu obradu, osiguravajući dimenzijsku tačnost i kvalitet površine dijelova, ispunjavajući zahtjeve montaže i upotrebe teških mašina.
IV. Višestolni obradni centri
(A) Funkcionalne karakteristike
- Višestolno online stezanje i obrada
Ima više od dva zamjenjiva radna stola, a zamjena radnih stolova se ostvaruje putem transportnih tračnica. Tokom procesa obrade, moguće je ostvariti online stezanje, odnosno obrada i utovar i istovar obradaka se vrše istovremeno. Na primjer, prilikom obrade serije istih ili različitih dijelova, kada se obradak na jednom radnom stolu obrađuje, drugi radni stolovi mogu obavljati utovar i istovar obradaka i pripremne radove, što značajno poboljšava iskorištenost alatne mašine i efikasnost proizvodnje. - Napredni sistem upravljanja i magazin alata velikog kapaciteta
Koristi napredni CNC sistem sa velikom brzinom računanja i velikim kapacitetom memorije, koji može da obradi složene zadatke obrade i logiku upravljanja više stolova. Istovremeno, magazin alata ima veliki kapacitet da zadovolji različite zahtjeve alata pri obradi različitih radnih komada. Njegova struktura je složena, a alatna mašina zauzima veliku površinu za smještaj više radnih stolova i povezanih mehanizama za prenos.
(B) Primjenjive industrije
- Industrija elektronike i električnih uređaja: Za serijsku proizvodnju kućišta i strukturnih dijelova nekih malih elektroničkih proizvoda, višestolni obradni centri mogu brzo prebacivati različite zadatke obrade kako bi zadovoljili zahtjeve obrade različitih modela proizvoda. Na primjer, pri obradi kućišta mobilnih telefona, računarskih radijatora i drugih komponenti, kroz koordinirani rad višestolnih obradnih centara, poboljšava se efikasnost proizvodnje kako bi se zadovoljila tržišna potražnja za brzom obnovom elektroničkih proizvoda.
- Industrija medicinskih uređaja: Komponente medicinskih uređaja često imaju veliku raznolikost i visoke zahtjeve za preciznošću. Višestolni obradni centri mogu obrađivati različite vrste dijelova medicinskih uređaja na istom uređaju, kao što su ručke i zglobni dijelovi hirurških instrumenata. Putem online stezanja i naprednog sistema upravljanja osigurava se preciznost obrade i konzistentnost dijelova, poboljšavajući kvalitet proizvodnje i efikasnost medicinskih uređaja.
- Industrija obrade mašina po narudžbi: Za proizvodnju malih serija nekih prilagođenih proizvoda, višestolni obradni centri mogu fleksibilno reagovati. Na primjer, za mehanički prilagođene dijelove prema posebnim zahtjevima kupaca, svaka narudžba možda neće imati veliku količinu, ali će biti raznolika. Višestolni obradni centri mogu brzo prilagoditi proces obrade i metodu stezanja, smanjujući troškove proizvodnje i skraćujući proizvodni ciklus, a istovremeno osiguravajući kvalitet.
V. Složeni obradni centri
(A) Funkcionalne karakteristike
- Višestrana obrada i garancija visoke preciznosti
Nakon jednog stezanja obratka, mogu se obraditi više površina. Uobičajeni obradni centar s pet površina može završiti obradu pet površina, osim donje površine za montažu, nakon jednog stezanja, imajući funkcije i vertikalnih i horizontalnih obradnih centara. Tokom procesa obrade, pozicijska tolerancija obratka može se efikasno garantirati, izbjegavajući akumulaciju grešaka uzrokovanih višestrukim stezanjem. Na primjer, prilikom obrade nekih zrakoplovnih komponenti složenih oblika i više obradnih površina, složeni obradni centar može završiti više procesa obrade kao što su glodanje, bušenje i bušenje na više površina jednim stezanjem, osiguravajući relativnu pozicijsku tačnost između svake površine. - Višenamjenska realizacija rotacijom vretena ili stola
Jedan oblik je da se vreteno okreće pod odgovarajućim uglom kako bi postalo vertikalni ili horizontalni obradni centar; drugi je da se sto okreće zajedno s obratkom dok vreteno ne mijenja smjer kako bi se postigla obrada s pet strana. Ovaj višenamjenski dizajn omogućava složenoj obradi 中心 da se prilagodi obratcima različitih oblika i zahtjeva obrade, ali također dovodi do složene strukture i visokih troškova.
(B) Primjenjive industrije
- Industrija proizvodnje vrhunskih kalupa: Za neke velike, složene kalupe za automobilske panele ili precizne kalupe za brizganje, centar za obradu složenih dijelova može završiti visokopreciznu obradu više strana kalupa jednim stezanjem, uključujući obradu šupljina, jezgara i raznih elemenata na bočnim stranama, poboljšavajući preciznost proizvodnje i ukupni kvalitet kalupa, smanjujući rad podešavanja tokom montaže kalupa i skraćujući ciklus proizvodnje kalupa.
- Područje precizne proizvodnje u vazduhoplovstvu: Ključne komponente poput lopatica i impelera vazduhoplovnih motora imaju složene oblike i izuzetno visoke zahtjeve za preciznost i kvalitet površine. Višestrana obrada i garancija visoke preciznosti kompleksnog obradnog centra mogu zadovoljiti zahtjeve obrade ovih komponenti, osiguravajući njihove performanse i pouzdanost u ekstremnim radnim uslovima kao što su visoka temperatura i visoki pritisak.
- Industrija proizvodnje vrhunske opreme: Za obradu ključnih komponenti visokopreciznih CNC alatnih mašina, kao što je obrada ležajeva i stubova alatnih mašina, složeni obradni centar može završiti višestranu obradu ovih komponenti, osiguravajući okomito, paralelno i druge pozicijske tačnosti između svake strane, poboljšavajući ukupnu preciznost montaže i performanse CNC alatnih mašina, te promovirajući tehnološki napredak industrije proizvodnje vrhunske opreme.
VI. Zaključak
Vertikalni obradni centri igraju važnu ulogu u industrijama kao što su proizvodnja malih preciznih dijelova i kalupa, zahvaljujući prednostima praktičnog stezanja i intuitivnog otklanjanja grešaka; horizontalni obradni centri se široko koriste u oblastima kao što su automobilska i vazduhoplovna industrija, zahvaljujući prednostima višeosne obrade, magazina alata velikog kapaciteta i serijske obrade; višestolni obradni centri pogodni su za serijsku ili prilagođenu proizvodnju u industrijama kao što su elektronika i električni uređaji, medicinski uređaji, zahvaljujući mogućnostima online stezanja i višestrukog rukovanja; složeni obradni centri zauzimaju važnu poziciju u vrhunskim proizvodnim oblastima kao što su visokokvalitetni kalupi, precizna proizvodnja u vazduhoplovstvu, zahvaljujući višeslojnoj obradi i karakteristikama garancije visoke preciznosti. U modernoj proizvodnji, u skladu sa različitim zahtjevima za obradu dijelova i scenarijima proizvodnje, racionalan odabir i primjena različitih vrsta obradnih centara mogu u potpunosti iskoristiti svoje funkcionalne prednosti, poboljšati efikasnost proizvodnje i kvalitet proizvoda, te promovirati razvoj proizvodne industrije prema inteligenciji, visokoj preciznosti i visokoj efikasnosti. U međuvremenu, uz kontinuirani napredak nauke i tehnologije, funkcije obradnih centara će se nastaviti poboljšavati i proširivati, pružajući snažniju tehničku podršku za inovacije i unapređenje proizvodne industrije.
Vertikalni obradni centri igraju važnu ulogu u industrijama kao što su proizvodnja malih preciznih dijelova i kalupa, zahvaljujući prednostima praktičnog stezanja i intuitivnog otklanjanja grešaka; horizontalni obradni centri se široko koriste u oblastima kao što su automobilska i vazduhoplovna industrija, zahvaljujući prednostima višeosne obrade, magazina alata velikog kapaciteta i serijske obrade; višestolni obradni centri pogodni su za serijsku ili prilagođenu proizvodnju u industrijama kao što su elektronika i električni uređaji, medicinski uređaji, zahvaljujući mogućnostima online stezanja i višestrukog rukovanja; složeni obradni centri zauzimaju važnu poziciju u vrhunskim proizvodnim oblastima kao što su visokokvalitetni kalupi, precizna proizvodnja u vazduhoplovstvu, zahvaljujući višeslojnoj obradi i karakteristikama garancije visoke preciznosti. U modernoj proizvodnji, u skladu sa različitim zahtjevima za obradu dijelova i scenarijima proizvodnje, racionalan odabir i primjena različitih vrsta obradnih centara mogu u potpunosti iskoristiti svoje funkcionalne prednosti, poboljšati efikasnost proizvodnje i kvalitet proizvoda, te promovirati razvoj proizvodne industrije prema inteligenciji, visokoj preciznosti i visokoj efikasnosti. U međuvremenu, uz kontinuirani napredak nauke i tehnologije, funkcije obradnih centara će se nastaviti poboljšavati i proširivati, pružajući snažniju tehničku podršku za inovacije i unapređenje proizvodne industrije.