Pred zadaním objednávky na a vertikálne obrábacie centrum , kupujúci by mal dostať jasné odpovede na desať praktických otázok týkajúcich sa výkonu vretena, pracovného priestoru, skladovania nástrojov, presnosti polohovania, tuhosti konštrukcie, úrovne automatizácie, sortimentu materiálu a výrobného zázemia dodávateľa. Týchto desať otázok tvorí jednoduchý kontrolný zoznam, ktorý pomáha nákupnému tímu priradiť vertikálne obrábacie centrum resp stroj VMC na diely, ktoré bude skutočne vyrábať, namiesto výberu modelu len na základe všeobecných špecifikácií. Nasledujúce časti podrobne prechádzajú každou otázkou s referenčnými tabuľkami, porovnávacími tabuľkami a kontrolným zoznamom hodnotenia dodávateľov na podporu rozhodovacieho procesu.
Vertikálna frézka a a vertikálne obrábacie centrum zdieľajú podobnú orientáciu vretena, ale sú vyrobené pre rôzne výrobné štýly. Ručná alebo poloautomatická vertikálna frézka sa spolieha na operátora, ktorý riadi rýchlosti posuvu, mení nástroje a monitoruje každý rez, čo funguje dobre pri jednorazových dieloch, pri práci v nástrojárni alebo pri školení. Naproti tomu CNC vertikálne obrábacie centrum prevádzkuje vopred naprogramované dráhy nástroja, mení nástroje automaticky prostredníctvom zásobníka nástrojov a dokáže opakovane udržiavať tolerancie počas dlhých výrobných sérií bez neustáleho zásahu operátora. Pre prevádzky, ktoré prechádzajú od ručnej práce v malých sériách k výrobe opakovateľných CNC obrábacích centier, je prechod na vertikálne obrábacie centrum zvyčajne bodom, kde sa súčasne zlepšuje výstupný objem a konzistencia dielov.
| Funkcia | Vertikálna frézka | Vertikálne obrábacie centrum |
|---|---|---|
| Metóda kontroly | Manuálny alebo základný digitálny odpočet | Plné ovládanie CNC programu |
| Výmena nástroja | Manuálne, jeden nástroj naraz | Automatický menič nástrojov, viac nástrojov |
| Opakovateľnosť | Do značnej miery závisí od zručnosti operátora | Konzistentné počas dlhých výrobných sérií |
| Typické použitie | Prototypovanie, nástrojáreň, oprava svetla | Sériová výroba, presné diely |
| Úroveň automatizácie | Nízka | Stredná až vysoká |
Výkon vretena je zvyčajne prvou špecifikáciou, ktorú kupujúci kontroluje, pretože priamo ovplyvňuje rýchlosť rezania, povrchovú úpravu a životnosť nástroja. Vertikálne obrábacie centrá sú bežne zoskupené do štyroch praktických rýchlostných tried. Stroj VMC ekonomickej triedy zvyčajne beží až do približne 6 000 otáčok za minútu a je vhodný pre bežné oceľové a liatinové diely, kde je odstraňovanie materiálu dôležitejšie ako povrchová úprava. Stroj štandardnej triedy zvyčajne dosahuje 8 000 až 10 000 otáčok za minútu a pokrýva široký rozsah prác z ocele, hliníka a foriem. Vysokorýchlostné vertikálne obrábacie centrum môže dosiahnuť 12 000 až 15 000 otáčok za minútu, čo prináša výhody hliníkovým konštrukčným dielom, tenkostenným komponentom a dutinám foriem, ktoré si vyžadujú hladší povrch. Trieda ultra presnosti sa môže vyšplhať na 20 000 otáčok za minútu alebo vyššie a je vybraná hlavne pre hliník s jemnými detailmi, grafitové elektródy a malé presné komponenty.
Výkon motora vretena by mal zodpovedať aj triede otáčok, pretože vreteno s vysokými otáčkami bez dostatočného krútiaceho momentu pri nižších otáčkach bude zápasiť s ťažšími rezmi ocele. CNC obrábacie centrum určené hlavne na prácu s hliníkom môže uprednostňovať vyššiu rýchlosť a nižší krútiaci moment motora, zatiaľ čo stroj určený na oceľové a nerezové diely vo všeobecnosti ťaží zo silnejšieho krútiaceho momentu pri nízkych otáčkach, aj keď sú najvyššie otáčky nižšie. Potvrdenie krivky krútiaceho momentu pre skutočne rezaný materiál je spoľahlivejším krokom ako porovnávanie samotnej hornej rýchlosti vretena.
Pracovný stôl a dráha osi definujú najväčšiu časť alebo najväčšiu dávku prípravkov, ktoré môže vertikálne obrábacie centrum držať pri jednom nastavení. Výber stroja s príliš malým stolom si vynúti viaceré nastavenia a zvyšuje pravdepodobnosť chyby zarovnania medzi operáciami, zatiaľ čo nadrozmerný stroj pridáva zbytočnú podlahovú plochu a čas cyklu pre malé diely. Prezeranie aktuálnych nákresov dielov spolu s dielmi očakávanými v priebehu niekoľkých nasledujúcich rokov vo všeobecnosti poskytuje realistickejšiu veľkosť tabuľky než samotné pozeranie sa na dnešné diely.
| Trieda stroja | X Cestovanie | Y Cestovanie | Z Cestovanie | Najlepšie sa hodí pre |
|---|---|---|---|---|
| Kompaktný | 500 mm | 400 mm | 400 mm | Malé presné diely, kryty elektroniky |
| Stredná veľkosť | 800 mm | 500 mm | 500 mm | Všeobecné mechanické časti, formy |
| Veľký | 1000 mm | 600 mm | 600 mm | Automobilové prípravky, väčšie formy |
| Extra veľký | 1300 mm | 700 mm | 700 mm | Ťažké zariadenia, viacdielne zostavy |
Kapacita zásobníka nástrojov určuje, koľko operácií môže CNC obrábacie centrum vykonať v jednom programe bez manuálnej výmeny nástrojov. Jednoduchá súčiastka, ktorá potrebuje iba vŕtanie a ľahké frézovanie, môže potrebovať iba 12 až 16 pozícií nástroja, zatiaľ čo súčiastka s viacerými veľkosťami otvorov, závitovaním, skosením a dokončovacími priechodmi môže vyžadovať 24 alebo viac nástrojov. Výrobné závody s rôznymi rodinami dielov na tom istom vertikálnom obrábacom centre často uprednostňujú väčší zásobník nástrojov, pretože to znižuje potrebu preprogramovania zoznamov nástrojov medzi úlohami a skracuje čas výmeny.
Ako je uvedené vyššie, stroje základnej úrovne bežne nesú približne 16 až 20 nástrojov, štandardné konfigurácie približne 24, pokročilé konfigurácie približne 32 a zásobníky nástrojov pre veľké zaťaženie sa môžu rozšíriť na 40 alebo viac pozícií pre prostredia so zmiešanou výrobou. Zosúladenie veľkosti zásobníka so skutočným zoznamom nástrojov rodiny najvyťaženejších súčiastok, skôr než s najjednoduchším, má tendenciu udržiavať nízku dobu výmeny počas celého výrobného plánu.
Presnosť polohovania popisuje, ako blízko vertikálne obrábacie centrum dosiahne zadanú súradnicu, zatiaľ čo opakovateľnosť popisuje, ako konzistentne sa vracia do rovnakého bodu počas mnohých cyklov. Pre väčšinu všeobecných mechanických častí môže 3-osový stroj VMC so štandardnými guľôčkovými skrutkami a lineárnymi vedeniami udržať presnosť polohovania v rozsahu plus alebo mínus 0,01 mm, čo je dostatočné pre väčšinu krytov, konzol a mechanických armatúr. Pridanie lineárnych sklenených mierok pre spätnú väzbu v uzavretej slučke to zvyčajne stiahne na približne 0,008 mm. Stroje skonštruované so 4-osovou alebo 5-osovou simultánnou schopnosťou v kombinácii s kvalitnejšími vedeniami a tepelnou kompenzáciou môžu dosiahnuť hodnoty opakovateľnosti bližšie k 0,005 mm, čo je dôležité pre konzoly v leteckom štýle, medicínske komponenty a presné dutiny foriem.
Vyššie uvedená tabuľka znázorňuje všeobecný trend opakovateľnosti naprieč konfiguráciami bežných osí, hodnotený na relatívnej stupnici na účely porovnania. Jediné číslo presnosti namerané raz na technickom liste je menej užitočné pri každodennej výrobe ako opakovateľnosť v tisíckach cyklov, pretože obchod sa stará o to, ako konzistentné diely zostanú od prvého kusu dávky po posledný.
Dobre nakonfigurovaný stroj VMC dokáže spracovať širokú škálu technických materiálov a správna rýchlosť vretena, nástroje a stratégia chladenia zvyčajne záleží viac ako samotná trieda stroja. Bežné materiály spracovávané na vertikálnych obrábacích centrách zahŕňajú nasledujúce.
Dodávka chladiacej kvapaliny, či už chladenie záplavou alebo chladivo cez vreteno, hrá po potvrdení zoznamu materiálov priamu úlohu v životnosti nástroja a povrchovej úprave. Tvrdšie materiály, ako je nehrdzavejúca oceľ a titán, vo všeobecnosti ťažia z chladiacej kvapaliny cez vreteno a pevných, krátkych previsov nástroja, zatiaľ čo pri práci s hliníkom sa často uprednostňuje vyššia rýchlosť vretena a efektívne odvádzanie triesok, aby sa zabránilo hromadeniu materiálu na reznej hrane.
Kupujúci, ktorí porovnávajú CNC vertikálne obrábacie centrum, sa často pýtajú, ako sa tri bežné úrovne konfigurácie spájajú s faktormi, ktoré sú dôležité pre každodennú výrobu, konkrétne tuhosť, presnosť, rýchlosť, automatizácia a flexibilita. Radarová tabuľka nižšie uvádza ekonomickú konfiguráciu, štandardnú konfiguráciu a konfiguráciu pre ťažkú prevádzku vedľa seba v relatívnej mierke na základe typických rozsahov špecifikácií pozorovaných na týchto troch bežných úrovniach.
V grafe predstavuje najsvetlejší tieňovaný polygón ekonomickú konfiguráciu, stredný odtieň predstavuje štandardnú konfiguráciu a najtmavší odtieň predstavuje ťažkú konfiguráciu. Ekonomická úroveň vyhovuje obchodom, ktoré uprednostňujú jednoduché diely a stredne veľké série. Štandardná úroveň vyvažuje presnosť a automatizáciu pre obchody so zmesou rodín dielov. Vysokovýkonná vrstva vymení určitú špičkovú rýchlosť za vyššiu tuhosť a automatizáciu, čo prospieva obchodom pri rezaní tvrdších materiálov alebo pri dlhých bezobslužných cykloch.
Konštrukčná tuhosť určuje, ako dobre vertikálne obrábacie centrum odoláva vibráciám a deformácii pri zaťažení rezom, a má priamy vplyv na životnosť nástroja, povrchovú úpravu a ako dlho si stroj zachová svoju pôvodnú presnosť. Ťažšia liata základňa s dobre umiestneným rebrovaním v kombinácii s konštrukciou s pravouhlým alebo lineárnym vedením, ktorá je správne dimenzovaná pre triedu strojov, znižuje chvenie pri ťažších rezoch a pomáha udržiavať presnosť počas rokov každodennej výroby.
Tepelná stabilita tiež zohráva úlohu, pretože zmeny teploty vretena a okolitej teploty môžu zmeniť presnosť počas dlhých výrobných sérií, ak konštrukcia a chladiaci systém nie sú navrhnuté spoločne. Kupujúci, ktorí hodnotia CNC vertikálne obrábacie centrum, by sa mali skôr pýtať na dizajn odliatku, typ vodiacej dráhy a funkcie tepelnej kompenzácie, než sa spoliehať len na rýchlosť vretena a dráhu, pretože tieto konštrukčné detaily oddeľujú konzistentný dlhodobý výkon od stroja, ktorý funguje dobre len vtedy, keď je úplne nový.
Automatizácia na vertikálnom obrábacom centre znižuje čas manuálnej manipulácie a podporuje dlhší bezobslužný chod, čo je dôležité pre obchody, ktoré sa snažia získať väčší výkon z rovnakej podlahovej plochy a práce. Medzi bežné funkcie automatizácie, ktoré stojí za preskúmanie, patria nasledujúce.
Obchody s malými, rôznorodými sériami často uprednostňujú flexibilný menič nástrojov a jednoduché upínanie pred plnou automatizáciou, zatiaľ čo obchody s väčšími, opakovateľnými sériami majú tendenciu získať viac z meničov paliet, otočných stolov a funkcií bezobslužného chodu. Prispôsobenie úrovne automatizácie skutočnej veľkosti dávky a dostupnej pracovnej sile vo všeobecnosti vytvára praktickejšie nastavenie vertikálneho obrábacieho centra, než pridávanie všetkých dostupných funkcií v predvolenom nastavení.
Výber výrobcu vertikálneho obrábacieho centra zahŕňa viac než len porovnávanie jedného hárku so špecifikáciami stroja. Kupujúci, ktorí získavajú dodávateľa CNC vertikálneho obrábacieho centra, najmä pre projekty vertikálneho obrábacieho centra OEM alebo vlastné konfigurácie strojov ODM VMC, vo všeobecnosti preveria dodávateľa prostredníctvom krátkeho zoznamu praktických faktorov predtým, ako sa zaviažu k objednávke.
| Faktor hodnotenia | Čo skontrolovať | Prečo na tom záleží |
|---|---|---|
| Výrobná mierka | Výrobná kapacita a vlastná schopnosť odlievania alebo obrábania | Označuje konzistenciu medzi viacerými jednotkami a veľkosťami objednávok |
| Technická podpora | Schopnosť prispôsobiť vreteno, veľkosť stola alebo riadiaci systém aplikácii | Potrebné pre projekty vertikálnych obrábacích centier OEM a ODM |
| Možnosti riadiaceho systému | Kompatibilita s bežnými značkami CNC riadenia | Ovplyvňuje znalosť programovania a školenie operátora |
| Proces kontroly kvality | Kontrolné kroky počas montáže a pred odoslaním | Znižuje rozdiely medzi jednotlivými strojmi |
| Dostupnosť náhradných dielov | Stavy zásob pre bežné opotrebiteľné diely | Skracuje prestoje v prípade potreby výmeny dielu |
| Popredajná odpoveď | Dostupnosť technickej podpory po inštalácii | Podporuje hladšie spustenie a nepretržitú prevádzku |
Spoločnosť Nantong New Era Technology Co., LTD sa už viac ako 20 rokov zameriava na vývoj, navrhovanie a výrobu strojov na numerické riadenie a CNC obrábacích strojov. Spoločnosť pracuje so špecializovaným tímom pre vývoj technológií, výrobu a predaj, ktorý podporuje štandardné modely vertikálnych obrábacích centier aj vlastné konfigurácie pre špecifické aplikácie. Ako an Výrobca OEM vertikálneho obrábacieho centra a partner stroja ODM VMC, Nantong New Era, spolupracuje so zákazníkmi na prispôsobení možností vretena, veľkosti stola, riadiacich systémov a automatizačných funkcií tak, aby zodpovedali dielom, ktoré zákazník skutočne vyrába. Spoločnosť pôsobí ako dodávateľ CNC vertikálneho obrábacieho centra s integrovaným výrobným a montážnym zariadením a podporuje zákazníkov, ktorí hľadajú spoľahlivú továreň na výrobu strojov VMC v Číne s inžinierskym zázemím na spracovanie vlastných požiadaviek spolu so štandardnými katalógovými modelmi výrobcov CNC obrábacích centier.
| Zakladajúce zameranie | Hlavná činnosť | Výrobný model |
|---|---|---|
| Viac ako 20 rokov vo vývoji strojov s číslicovým riadením | CNC obrábacie stroje vrátane vertikálnych obrábacích centier | Podpora OEM a ODM pre vlastné konfigurácie strojov VMC |
Pre kupujúceho, ktorý sa zaoberá desiatimi otázkami obsiahnutými v tejto príručke, spolupráca s výrobcom, ktorý má ako štandardné modely, tak aj inžinierske schopnosti OEM alebo ODM, uľahčuje úpravu triedy vretena, veľkosti stola, kapacity zásobníka nástrojov a automatizačných funkcií tak, aby vyhovovali konkrétnej skupine dielov, a nie prispôsobovanie výroby podľa špecifikácie pevného katalógu.
Vertikálne obrábacie centrum je CNC obrábací stroj s vertikálne orientovaným vretenom, ktoré sa pohybuje pozdĺž osi Z, zatiaľ čo pracovný stôl sa pohybuje pozdĺž osi X a Y, čo umožňuje automatickú výmenu nástrojov a viackrokové obrábanie v jednom nastavení.
Stroj VMC číta CNC program, ktorý riadi rýchlosť vretena, rýchlosť posuvu a výber nástroja, pričom automaticky prepína nástroje zo zásobníka na kompletné vŕtanie, frézovanie, rezanie závitov a dokončovacie operácie bez manuálnej výmeny nástroja medzi krokmi.
CNC frézovanie popisuje samotný proces obrábania, zatiaľ čo vertikálne obrábacie centrum je jedným typom stroja, ktorý vykonáva CNC frézovanie spolu s automatickou výmenou nástrojov, vďaka čomu je VMC špecifickou kategóriou CNC frézovacích zariadení.
Stroj VMC bežne spracováva hliníkové zliatiny, mäkkú a legovanú oceľ, nehrdzavejúcu oceľ, liatinu, zliatiny titánu a rôzne technické plasty, pričom rýchlosť vretena a nástroje sú prispôsobené každému materiálu.
Presnosť polohovania na štandardnom vertikálnom obrábacom centre zvyčajne klesá okolo plus alebo mínus 0,01 mm, s užšou opakovateľnosťou dosiahnuteľnou pomocou lineárnych mierok, konfigurácie viacerých osí a funkcií tepelnej kompenzácie.
Možnosti vretena sa zvyčajne pohybujú od približne 6 000 otáčok za minútu pre všeobecnú prácu s oceľou až po 20 000 otáčok za minútu alebo vyššie pre jemné hliníkové práce a precízne práce s detailmi, pričom výkon motora je zvolený tak, aby zodpovedal zamýšľanému rozsahu materiálov.
Nantong New Era podporuje projekty vertikálnych obrábacích centier OEM a ODM, upravuje triedu vretena, veľkosť stola, kapacitu zásobníka nástrojov a možnosti riadiaceho systému tak, aby zodpovedali konkrétnej skupine dielov a plánu výroby zákazníka.
Po dodaní vertikálneho obrábacieho centra je k dispozícii technická podpora, ktorá vám pomôže s inštalačnými pokynmi, otázkami riadiaceho systému a riešením problémov, čo podporuje hladšie spustenie nových výrobných liniek.