Модернизация токарных станков по металлу и дереву

Модернизация КР450 ОЗПО в фрезерный ЧПУ

Так, фото пока больше нет (если кому-то что-то надо отдельно отснять, пишите, отсниму). Немного ответов по вопросам и дальнейших планов.

Спасибо. Композит действительно очень хороший, мы делали контрольные бруски из него и ломали, нагружая через образцовый динамометр, на сжатие и на разрыв. Паспортные данные он даже слегка превышает. И станок в первую очередь будет для получистовой фрезеровки, больше 1мм ф20 фрезой драть точно не будем, скорее всего даже меньше.

Поэтому есть основания полагать, что хотя бы годик он прослужит. А потом можно и на чугунную вставку будет поменять, для этого композита и его родной эпоксидки есть специальный злой растворитель, его можно будет убрать без вреда родным направляйкам.

Сначала хотели отдельную бабку, для неё куплены плиты В95, осталось две рельсы, четыре каретки.. А сейчас на станок посмотрели — и решили «пиноль» не ставить.

В рогах редуктора червячные, в масляной ванне, редукция то ли 20, то ли 40 раз. Вместо родного асинхронника поставим на привод «рогов» серво, на колонну поставим линейку-микронку, а на механизма зажима траверсы, видимо, пневмо или гидропривод.

К траверсе (ну и ко всему остальному тоже, но к траверсе особенно) подведём смазку, и лить будем от щедрот.

Почему сейчас решено отказаться от отдельной бабки :

Во-первых, жестче чем шпиндель прямо на траверсе трудно себе представить конструкцию при данных вводных.

Во-вторых, намного проще, не нужно городить еще одну ось.

В-третьих, станок в основном предполагается под ступенчатую обработку плит пресс-форм, и синхронная работа 3 осей там не нужна,

Плюс, хотели оба мотора (шпиндельный и привод оси Z) свесить за горб траверсы, но тогда поперечный ход ограничивается расстоянием «между винтами — ширина двух моторов».

Лепить два тяжеленных мотора на траверсу спереди тоже не хочется, в сумме с шпинделем будет почти 100кг, нехорошо. Поэтому сзади будет только привод шпинделя, а кататься будем всей траверсой.

Почти. Они близко к точкам Эри, но не совсем на них, это связано с особенностью отливки и удобством подлезания в некоторых местах. Но стол хорошо оребрён и сам весьма жесткий, думаю, несколько соток прогиба мы ему простим.

Какие устройства мы ремонтируем?

В перечень техники, которую мы восстанавливаем, входят:

Токарные станочные системы.
Фрезерные установки.
Шлифовальные устройства.
Сверлильные агрегаты.
Пресса
Гидромолоты

Подобные устройства активно используются в металлообрабатывающей сфере производства. Они существенно ускоряют рабочие процессы. Позволяют выполнять устранение поломок с максимальной точностью. Восстановительные мероприятия проводятся быстро, эффективно и основательно.

Причин для разработки комплекса мер по ремонту и модернизации существует множество. Это могут быть:

Выход из строя электроавтоматики.
Сбой системы управления.
Технические неисправности привода.
Нарушение в работе электроники.
Износ токарных комплектующих, экструдера и других рабочих узлов.

Благодаря широкому опыту, ответственному подходу при исполнении заказов процедуры по замене, диагностике и обслуживанию производятся на основании подготовленного проекта. С минимальной погрешностью определяются места поломок. Выбираются наиболее эффективные схемы решения проблемы. Подбираются новые комплектующие с точно такими же техническими параметрами.

Процесс усовершенствования оборудования способствует повышению степени производительности техники. Он существенно облегчает задачи по внедрению различных систем для программирования рабочих операций. Увеличиваются точность, надежность, снижаются расходы энергетических ресурсов. Происходит безопасное управление полученными исходными данными. Появляются реальные возможности, чтобы найти пути для развития целых сетей, обеспечивающих взаимодействие с другими программными ресурсами.

Наиболее частые причины модернизации станков с ЧПУ

Модернизация станков с ЧПУ целесообразна, когда возникает одно или несколько условий:

недостаточная точность станка , выражающаяся в частом, системном изготовлении бракованных деталей, либо в иных низких показателях качества;
появление проблем, связанных с трудностями обеспечения необходимых режимов обработки : нехватка давления СОЖ, недостаточность смазки, частое включение оператора в работу;
недостаточная производительность станка , связанная с повышением программы производства;
недостаточные технологические возможности : необходимость обработки сложных материалов, необходимость автоматизации измерений параметров деталей и инструмента;
требования безопасности и охраны труда : высокий уровень шума и вибрации, отсутствие систем безопасности для операторов.

Главные преимущества модернизации по сравнению с покупкой нового оборудования – это меньшая стоимость и более короткие сроки выполнения работ. Порой новое оборудование приходится ожидать многие месяцы, а так же тратить огромные силы и средства на демонтаж старых станков, подготовку фундамента, оснастки и инструмента для нового станка. При модернизации необходимость в этом отпадает.

Принцип сравнения и рейтинг

Выбрать лучший настольный токарный станок по металлу по одним только техническим показателям практически невозможно. Эти станки имеют ограниченные ресурс и технические возможности. Поэтому их применяют для производства единичных изделий, используя, как правило, по мере необходимости. Их «целевая аудитория» — это даже не малый машиностроительный бизнес, а небольшие опытные производства в научных учреждениях, мелкие ремонтные мастерские, автосервисы, профессионально-технические учебные заведения, технические кружки, а также домашние мастера-умельцы, для которых лучший вариант — это настольный токарный станок для дома.

Поэтому мы будем проводить сравнение выбранных моделей по собственным критериям, которые может быть в чем-то субъективны, но все же лучше прямого сравнения технических параметров:

По каждому пункту выставляются оценки по пятибалльной шкале, которые затем суммируются в итоговый рейтинг. Ниже приведена сводная таблица оценок и суммарный рейтинг настольных токарных станков:

	METALMASTER MML 1830V	Jet BD-6	Jet BD-8VS	Stalex SBL-280/700	Stalex SBL-250/550
Технические характеристики	5	5	4	4	3
«Настольность»	5	5	5	3	3
Стоимость	5	3	3	3	3
Конструкция	5	3	3	4	4
Сервис	3	5	5	5	5
ИТОГО:	23	21	20	19	18

Таким образом, лучший токарный станок по металлу для дома, ремонтной мастерской, автосервиса и учебного заведения — это METALMASTER MML 1830V.

Объем статьи не позволяет подробно описать каждую оценку, тем более, что некоторые из них вполне очевидны.

Но все же отдельные оценки необходимо вкратце пояснить.

Раздел «Конструкция». Высокая оценка METALMASTER связан с тем, что он один из немногих, кто указывает типы подшипников, способ обработки станины и пр., а также такие ключевые параметры, как радиальное биение шпинделя. Stalex сообщает о применении конусных роликовых подшипников в шпинделе, но этим и ограничивается. Информация от Jet в этом вопросе минимальна, к тому же он использует пластиковые шестерни, что неоднозначно воспринимается некоторыми пользователями.
Раздел «Технические характеристики». Причина высокой оценки Jet BD-6 в том, что у этого станка при его скромных размерах самое лучшее соотношение межцентрового расстояния к длине и максимального диаметра обточки к высоте станка.
Раздел «Сервис» Причина низкой оценки METALMASTER — отсутствие у этого производителя сети сервисных центров на территории России.

В качестве заключения хотелось бы отметить, что данная система оценок не предназначена для составления узконаправленных рейтингов, типа «лучший токарный станок для гаража» или «лучший станок по соотношению цены и качества». Ее цель как раз обратная — проанализировать параметры настольного токарного оборудования с разных точек зрения и в интересах всех групп пользователей.

Сборка всего воедино

Все было на своих местах. Мы могли управлять ШД при помощи кнопок UI или инструкций G-code, а с помощью элементарного крепления двигателей к ходовым винтам можно было перемещать каретку вдоль обеих осей. Мы не знали точного отношения скорости вращения ходовых винтов к боковому смещению, так что правильные установки для программы StepConf искали методом проб и ошибок. Эта программа запрашивает несколько значений: количество шагов двигателя на оборот, микрошаг драйверов, соотношение зубьев шкивов и шаг ходового винта. Если вы не уверены в этих значениях, имейте ввиду, что они перемножаются в одно значение, которое означает «шаги на дюйм»

Если все эти значения кроме одного (не важно какого) установить на 1, то в итоге оставшееся значение будет большим числом, которое можно подстроить с отличной точностью

Для этого мы следовали такому алгоритму:

Двигаясь слева направо, переместить каретку на приблизительную известную позицию. В UI ЧПУ сбросить смещения, установив значение позиции как 0.
Измерить расположение каретки.
С помощью G-code передвинуть каретку на 1” дальше вправо, то есть к Z1.
Измерить новое положение каретки и посчитать разницу в дюймах.
Разделить значение «шаги на дюйм» на пройденное кареткой расстояние, получив новое значение «шагов на дюйм». Например, если количество шагов на дюйм равно 20 000 , и вы производите смещение на1.015” , то новое значение будет20 000/1.015 или19 704 шагов на дюйм.
Повторять процесс, пока команда выполнить смещение на 1” не будет давать конкретно смещение на1” .

Очень важно делать измерения после перемещения каретки только в одном направлении, потому что ходовой винт будет наверняка иметь некоторый люфт. Если проводить измерение после перемещения в противоположном направлении, то результат будет отклоняться вплоть до величины люфта

Цифровой индикатор по-прежнему был прикреплен к токарному станку, что сильно упрощало процесс сравнения вводимых на ПК инструкций с фактическим перемещением каретки. Следуя разработанному нами алгоритму, мы должны были получить значение шагов на дюйм, которое бы давало согласованные результаты независимо от оси, на которой проводились измерения. Этот подход отлично работал для оси X, но при измерении оси Z результаты варьировались в диапазоне до 0.012”, что зависело от места проведения измерений. В чем-то крылась серьезная ошибка.

Токарный станок JIB WL1218VDB

Станок WL1218VDB стал дальнейшим развитием модели WL1218B. Основные показатели изменения не протерпели. Главная особенность — электронный регулятор скорости. Его наличие позволяет изменять скорость, не выключая шпиндель. Это повышает качество и удобство работы. Для обеспечения широкого диапазона скоростей оставлена двухступенчатая клиноременная передача. Наряду с достоинствами, токарный агрегат имеет один скрытый недостаток. Применение электронного регулятора на низких скоростях приводит к падению допустимого усилия резания. В ступенчатом варианте низкая скорость компенсировалась повышенным моментом, за счет коэффициента передачи шкивов. Такая картина ориентирует WL1218VDB на чистовую обработку. Поэтому, несмотря на регулятор, положение станка в рейтинге остается невысоким.

Нашими специалистами разработаны и реализованы проекты модернизации по следующим станкам:

Токарные

токарно-карусельные 1512, 1516, 1516Ф1, 1516Ф3;
токарно-револьверные 1325Ф3, 1В340Ф3;
токарно-патронные 16А20Ф3, 16М30Ф3, 1П756;
токарно-винторезные 16К20;
лоботокарные 1М692Ф3,
токарные ИТ-42, С1600, MAZAK, SCHAUBLIN;
обрабатывающие центры BOLEY и TRAUB.

Фрезерные

координатно-расточные 24K40CФ4, 2Е450, 2Е450АФ1, 2Е450АФ30, 2Е450Ф1, 2Е450Ф30;
горизонтально-расточные 2А636, 2А636Ф1, 2636, 2А637, 2А637Ф1, 2637, 2А622, 2А622Ф1, 2А622Ф4, 2А620, 2А620Ф1, 2Н636, 2Н636Ф1, 2А637ГФ1, 2Н637ГФ1, 2Н636ГФ1;
вертикально-фрезерные 65А60Ф1, 65А60Ф4, 65А80Ф4, 6Р11, 6Р11Ф3, 6Р13, 6Р13Ф3, FKrS500, FSS350MR;
продольно-фрезерные 6М610, 6М610Ф1, 6М610Ф11, 6М610Ф3, 6М616, 6М616Ф1, 6М616Ф11, 6М616Ф3.

Шлифовальные

внутришлифовальные 325Д, 3М227;
координатно-шлифовальные особо высокой точности 3283;
плоскошлифовальные 3Б722, 3Д724, 3Д725, ВСЗ-301;
зубошлифовальные универсальные полуавтоматы 5М841;

Как выбрать токарный станок

Прежде чем делать покупку, необходимо определиться, какой нужен токарный станок для мастерской – по дереву или по металлу. Каждый вид имеет свои конструктивные особенности: разработчики учитывают специфику работы с относительно мягким деревом и твердыми материалами. Выбирать оборудование необходимо с учетом назначения и других особенностей

Обязательно уделяется внимание мощности электродвигателя, типу станины, размерам и весу понравившейся модели. Правильный выбор поможет решать в домашней мастерской или на производстве самые сложные задачи

Назначение

Перед изучением характеристик токарного станка, определяются с его назначением. Оборудование для работы с металлом отличается от моделей, предназначенных для обработки дерева. Наличие суппорта с резцедержателем помогает эффективно использовать резцы, с помощью которых аккуратно снимаются тонкие слои со стальных заготовок. В деревообрабатывающем оборудовании суппорт заменен на подручник. Металлообрабатывающая техника более универсальная – с ее помощью можно выполнять операции с деревянными заготовками, деталями из пластика.

Размеры и вес

Станок должен без проблем занимать отведенное место в мастерской. Размеры станины определяются решаемыми задачами. При работе с металлом длина заготовок не большая, а при обработке дерева – может достигать 1 метра. Производители деревообрабатывающих комплексов выпускают удлинители для станины, которые помогают при производстве балясин и других габаритных изделий

При выборе необходимо уделить внимание и высоте расположения центров – от этой характеристики зависит максимальный диаметр обрабатываемой детали

Чем больше вес – тем меньше вибраций. Тяжелая станина и массивные балки делают оборудование устойчивым. Если станок планирует перемещать, перевозить, то лучше купить более легкую модель, вес которой не будет превышать 30-80 кг.

Мощность двигателя

Характеристика привода, которая имеет важное значение при обработке деталей с большим диаметром. При работе с небольшими по размерам заготовками можно выбрать модель с электромотором небольшой мощности

Это позволить экономить на электроэнергии. Другим способом снизить расходы является покупка электрооборудования с регулировкой числа оборотов. Для домашней мастерской достаточно техники, с электродвигателем 250-400 Вт. На небольшое производственное предприятие можно выбрать модель с мотором 500-700 Вт. Более мощное оборудование может потребовать подключение к трехфазной электросети.

Тип станины

Производятся модели с прямой и наклонной станиной. Прямая – самый распространенный тип станины. Используются на станках, предназначенных для обработки деталей большого диаметра и длины. Прямая станина простая в обслуживании, имеет длительный срок эксплуатации, позволяет выпускать модели с разной высотой центров.

Преимущество наклонной станины – высокая скорость отвода стружки из зоны обработки деталей. Это конструктивное решение помогает увеличить жесткость производственного комплекса, сделать скорости перемещения и вращения заготовок более высокими. Оборудование с наклонными станинами актуально для крупносерийного производства деталей.

При выборе станины предпочтение стоит отдать конструкции из чугуна. Она обладает высокой прочностью, устойчивостью к долговременным нагрузкам. К вертикальным стойкам станина может фиксироваться сваркой или болтами. Соединения этого типа надежны, но за болтами придется постоянно следить.

Другие особенности

Возможность выбора скорости вращения помогает оптимизировать токарные работы, улучшить качество выпускаемой продукции. Чем больше передач – тем шире диапазон решаемых задач. Не будет лишним наличие функции реверса. Минимальный шаг лимба помогает выполнить более точную настройку.

Большинство представленных станков имеет механическое управление, но можно выбрать модель с цифровой индикацией скорости, автоматической продольной и поперечной подачей заготовок. Эти особенности помогают увеличить производительность труда и улучшить качество обработки.

Преимущества модернизации

Услуга по модернизации обладает рядом неоспоримых достоинств по сравнению с приобретением нового оборудования:

возможность получить технически более совершенный станок, установив его на прежнее место без дополнительных изменений в планировке цеха;
низкий уровень внутренних напряжений в станинах и в других базовых деталях станка вследствие естественного старения;
сокращённые сроки поставки, по сравнению с изготовлением нового станка.

В среднем время на реализацию проекта по модернизации станка составляет около 60% от срока изготовления нового станка. Список преимуществ можно продолжить, но если вернуться к финансовой стороне вопроса, где приобретение нового оборудования к модернизации может достигать соотношения 1:5, то выбор решения чаще всего становится очевидным.

Рассматриваемые модели

В сравнительной таблице (см. ниже) выбранные станки ранжированы по массе и размерам. Здесь приводятся только их основные технические параметры, а результат анализа и наш рейтинг настольных токарных станков по металлу изложены в следующем разделе.

	Stalex SBL-280/700	Stalex SBL-250/550	METALMASTER MML 1830V	Jet BD-8VS	Jet BD-6
Диаметр точения над станиной, мм	280	250	180	210	180
Межцентровое расстояние, мм	700	550	300	400	200
Проходное отверстие в шпинделе, мм	38	26	21	21	20
Скорость шпинделя, об/мин	50-1800	50-2000	150-2500	50-2500	100-2500
Мощность двигателя, кВт	1.5	1.1	0.6	0.6	0.25
Габаритны, мм	1400×550×500	1100×590×500	830×395×355	890×390×310	600×300×300
Вес, кг	190	120	65	58	33
Ориентировочная цена, руб.	195 000	145 000	60 000	75 000	50 000

Stalex SBL-280/700

Производится в Китае известным международным брендом Stalex. Это самая тяжелая и самая габаритная модель из анализируемой группы: ее вес — 190 кг, длина — 1400 мм, ширина — 550 мм и высота — 500 мм. Мощность главного привода — 1.5 кВт. В отличие от других моделей в его стандартную поставку входят два люнета.

Stalex SBL-250/550

Модель того же международного бренда, но несколько меньших габаритов. Ее вес составляет 120 кг, а размеры — 1100 мм в длину, 550 мм в ширину и 500 мм в высоту. Как и все оборудование этого типа марки Stalex она имеет бесступенчатый регулятор вращения шпинделя с электронной индикацией числа оборотов. В состав ее стандартной поставки входит комплект прямых и обратных кулачков для токарного патрона.

METALMASTER MML 1830V (MML 180x300V Turner)

MetalMaster — это известная российско-германская группа инжиниринговых компаний, производящая металлорежущее оборудование в Польше, Китае и России. MML 1830V выпускается в Китае с 2016 года и является модифицированной версией предыдущей модели этого станка. Его габаритные размеры (длина/ширина/высота, мм) — 830×395×355, а вес — 65 кг. Мощность двигателя — 600 Вт, управление — бесступенчатое в двух диапазонах. В комплект поставки входит упорный центр и обратные кулачки, а также металлические сменные шестерни для гитары.

Jet BD-8VS

Настольное токарное оборудование швейцарского бренда Jet теперь выпускается в Китае. Jet BD-8VS по своим габаритам и весу близок к METALMASTER MML 1830V, имеет такую же мощность и скорость вращения двигателя, но почти на четверть дороже последнего. С недавнего времени эти швейцарско-китайские станки стали комплектовать набором пластиковых сменных шестерен.

Jet BD-6

Эта модель отличается небольшим весом (33 кг), компактными размерами (длина — 600 мм, ширина — 300 мм, высота — 300 мм) и маломощным двигателем (250 Вт). По своей компоновке и комплектации она аналогична старшей модели Jet BD-8VS.

Сборка блока управления

Оригинальный блок был слишком мал и просто не вместил бы все компоненты, необходимые для управления станком. Поэтому мы заказали корпус размером 24″×16″×10″, в который бы точно все поместилось. Глубина 10” была, возможно, излишней, но зато обеспечила достаточно пространства для крепления вентиляторов охлаждения и переключателей на боковой стенке. В то же время корпус оказался достаточно жестким, чтобы, будучи установленным на задней стенке станка, удерживать на себе монитор и при этом не падать.

Расположение элементов управления Мы закрепили все компоненты на листе алюминия толщиной 1/8”, который можно было вынимать из корпуса для удобства доступа. При этом он также выступал в качестве теплоотвода. Для элементов ручного управления шпинделем мы вырезали в листе и корпусе соответствующие отверстия.

Прокладка проводов Во избежание спутывания проводов мы добавили кабельные каналы с открытыми пазами.

Тщательно промаркированное соединение В течение всего процесса схема обрабатывалась в Visio, где все соединения тщательно пронумеровывались, а провода для соответствия помечались с обоих концов.

Собранный блок управления (с головой Стэна внутри)

Блок управления в сборе. Первое тестирование Весь процесс сборки блока управления занял около 60 часов.

Сколько стоит модернизация

Существуют и станки, в работе которых постоянное перепрограммирование приведёт к снижению темпов производства. К таким видам токарных станков относятся те, что предназначаются для выполнения единичных изделий. Но и для этого ряда станков необходима модернизация, которая сделает работу на них более удобной и качественной.

Для токарных станков, используемых для изготовления штучных изделий, модернизация может заключаться:

повышением точности, за счёт установки подшипников другого типа;
облегчения самого станка ввиду ограничения в данном производстве диаметра и веса заготовки;
изготовлением станины с выемкой, что вызвано удобством в обработке определённого вида заготовок.

Расходы на установку ЧПУ и всей сопутствующей модернизация станка могут составлять около половины суммы нового оборудования. Да и не каждый станок, отработавший немалый срок, сможет выдержать подобное усовершенствование. Для старого оборудования, безотказно работающего в своём формате, достаточно доработать или обновить некоторые узлы:

повысить мощность, поставив электродвигатель нового поколения;
увеличить число рабочих передач;
повысить жёсткость;
механизировать процесс закрепления и снятия заготовок.

Такие усовершенствования могут проходить по плану во время капитального ремонта станков, но если учесть их возраст и то, что запасные части для них уже не выпускаются, остаётся их дорабатывать методом подбора узлов, предназначенных для других моделей токарных станков или изготавливать самостоятельно.

Проводимая модернизация может способствовать выходу из строя других узлов. Например, при установке более мощного двигателя, могут не выдержать такой нагрузки:

ременная передача;
фрикционная муфта;
зубчатое колесо и другие узлы и механизмы.

Устанавливая новые мощные узлы, необходимо заранее просчитать, не приведёт ли такая модернизация к выходу из строя других. Чтобы избежать случайностей, необходимо провести проверочный расчёт на прочность всего оборудования станка, и усилить более слабые его узлы. Только в этом случае усовершенствование будет целесообразным и принесёт доход, а не дополнительные траты на покупку и изготовление запчастей.

Модернизация очень старого станка может заключаться:

в смене вида ременной передачи с плоской на клиновую;
установке зубчатых колёс из более прочных сплавов и композитов;
в повышении жёсткости путём установки станка на более широкие тумбы;
в укреплении станины за счёт дополнительных рёбер жёсткости;
в удлинении станины, если того требует производственный процесс;
в оснащении револьверной головкой другого типа.

Любая модернизация производится для того, чтобы продлить срок службы станка и сделать его более современным и производительным.