Перед тем как вы будете звонить нам по поводу консультаций и/или покупки координатного стола, пожалуйста, ознакомьтесь с содержанием этого краткого глоссария. Это нужно для того чтобы вы сэкономили своё и наше время и говорили с нашими сотрудниками более-менее на одном языке. Если вам покажется, что в глоссарии допущены какие-то неточности или упущены важные пункты для понимания того что есть координатный стол, пожалуйста, опишите нам своё видение проблемы.
Это не совсем глоссарий, т.к. исходя из наших целей, он не является исчерпывающим, и, кроме того, здесь помимо чётких дефиниций будут и должны присутствовать лирические рассуждения о практике применения, вреде и пользе тех или иных конструктивных или технологических решений.
МАНИПУЛЯТОР – в механике – устройство для перемещения в пространстве грузов либо технологического инструмента (сварочная или фрезерная головка, заклёпочник и т. п.). Основные характеристики – ручной или автоматический, количество осей (они же – степени свободы), полезная нагрузка, рабочее поле, скорость, повторяемость, точность.
Существует класс роботов – манипуляторов, - это антропоморфные 5-6 осевые роботы типа ФАНУК или КУКА, имеющие более-менее сходные характеристики с координатными столами по соотношению цена-качество. Цена «голого» робота может составлять 30-40 т. евро. при повторяемости 0.02-0.5мм и полезной нагрузке 5-10 кг. Такого робота можно укомплектовать головкой, при работе с которой отсутствует непосредственный контакт с обрабатываемым материалом, например - лазерной, плазменной, сварочной, наплавочной, покрасочной. Иногда ставят фрезерные шпиндели, но при полезной нагрузке в 10 кг (с учётом веса шпинделя) можно обрабатывать только пенопласт или иные модельные пластики, иначе уйдут все геометрические параметры. Если брать робота помощнее - с нагрузкой 20 – 50 кг, то можно уже фрезеровать и дерево, и все пластики.
КООРДИНАТНЫЙ СТОЛ – 2-х или 3-х координатная разновидность МАНИПУЛЯТОРА, при которой перемещение грузов или обработка детали ведётся преимущественно в плоскости. 3-я координата требуется для Z-компенсации неровностей поверхности. В таких случаях говорят о системе координат 2+.
Зачем люди покупают координатные столы?
Обычные причины следующие:
- у кого-то есть технологическое оборудование, например, стол лазерного раскроя. При этом лазер ещё «живой», а стол начинает глючить – уходят размеры изготавливаемых деталей, вместо круга - получается эллипс, что-то где-то подклинивает и греется привод, ЧПУ сходит с ума и т.п. В таких случаях есть вариант обойтись малой кровью – менять именно то, что глючит – появились люфты в трансмиссии – меняем ШВП или рейку-шестерню. Но поскольку у нормальных производителей компоненты обычно сбалансированы по сроку жизни-эксплуатации, то проблемы часто появляются одновременно и в разных местах. Средний срок жизни для координатного стола составляет 10-15 тыс. часов – это 5-7 лет при работе каждый день в одну смену. Столько же живут и моторы, и редукторы при работе с номинальными нагрузками. Трансмиссия и направляющие у дешёвых производителей живут меньше – минимальный срок – это срок гарантии, после которого производитель «уже ни в чём не виноват».
По сути, они, эти производители, по-своему правы и в таком случае трансмиссию и направляющие следует рассматривать как расходные материалы. Но прямо и явно производители об этом конечно не говорят и умалчивают. Особенно когда по-русски не понимают, а родной язык – китайский. В таких случаях, даже если стол проработал не 5-7 лет, а 1-2 года иногда есть смысл менять ВЕСЬ стол с системой управления.
- кто-то не имеет денег на покупку нового станка или приличного б/у. В таких случаях человек (или юр. лицо) покупает отдельно технологическую часть – например шпиндель для фрезерной обработки и отдельно покупает стол, или же сам собирает его из разных компонентов. В принципе, подход правильный и нормальный. Экономия по деньгам может составить в разы. Но тут есть два не совсем очевидных момента, на которых следует остановиться.
Почему самостоятельное производство координатных столов "сомнительное удовольствие":
1. Вы НИКОГДА на самодельном столе не получите той точности и/или производительности, которую обеспечивает серийное заводское изделие. А если получите, то стоимость вашего стола будет такой же, как и у станка или выше. Исключения бывают, но не надейтесь.
2. Чтобы самому сделать станок - нужен ОПЫТ. Если у вас есть только знания и представления – это прекрасно, но недостаточно. Еще потребуется МНОГО времени, терпения и настойчивости. И если вы ЭТО сделаете, не обладая первичным опытом, то обещаем – ваша жизнь изменится, вы испытаете как минимум те же ощущения, что и Иван Петрович Кулибин, в 30 лет смастеривший уникальные часы. Человек, пережив подобный опыт, обычно не останавливается на достигнутом и начинает реально ТВОРИТЬ. Вы можете смело считать себя изобретателем и быть причисленны к многочисленному и прославленному движению КУЛИБАН. Не боги горшки обжигают.
Кто такие кулибаны?
Это тайное, не оппозиционное властям сообщество изобретателей и рационализаторов. Оно, по сути, никак не организованно и не оформлено, т.к. его члены – люди обычно скромные, интравертные и творческие. И в силу этих причин, они никоим образом не нуждаются в ни в орденах, ни в повышенном, по сравнению с соседом материальном достатке, ни в отправлении социально-массовых культов. О них можно сказать что, будучи скорее индивидуалистами, они чаще в одиночку противостоят проблеме и решают её не благодаря, а вопреки обстоятельствам. Все свои (и доступные чужие) деньги они тратят на очень «странные вещи». Встретив «брата по разуму», легко становятся экстравертами и могут часамии без перерыва говорить о вроде бы незначительных явлениях.
Краткий словарь используемых терминов:
ТОЧНОСТЬ ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ – разность между реальным положением рабочего технологического инструмента в пространстве и положением, заданным в некоторой математической модели в соответствии с применяемой системой ЧПУ, позиционного контроллера, положения штурвала при ручном управлении и т. п.
ПОВТОРЯЕМОСТЬ – пространственная разность между положением рабочего технологического инструмента при его попадании в одну и ту же заданную системой управления точку.
Такие параметры, как точность и повторяемость станка зависят от 3-х главных исходных станочных компонентов. А именно от станины, компонентов мехатроники и ЧПУ.
ДОПУСК НА ИЗГОТОВЛЕНИЕ – отражает возможный реальный разброс геометрических размеров детали, в соответствии с дальнейшей технологической обработкой – снятие фаски, шлифовка, сборка, и т. д.
СТАНИНА станка (координатного стола) – пространственная опора с интегрированной трансмиссией, направляющими, приводами, датчиками и прочими элементами мехатроники, совместно с системой управления (ЧПУ или контроллер движения) обеспечивает заданные характеристики станка по жёсткости и размеру поля обработки.
Обычно станина изготавливается в одном из 3-х вариантов:
- литая чугунная, реже литая стальная,
- стальная сварная и как вариант ещё и свертная,
- алюминиевая свертная.
Остальные варианты – гранитная, с заливкой спецбетоном и т. п. более экзотичны и мы их здесь не рассматриваем. Классическим и бессмертным вариантом является чугунная станина. Обычно используется в широком серийном производстве и даёт наилучшие показатели по жёсткости. Чтобы станину в дальнейшем « не вело», перед обработкой чугун требует некоторого «старения». Раньше станины закапывали в землю на несколько месяцев, теперь чугун « отпускают» термообработкой, ультразвуком и на вибрационных стендах. Мехатроника – ШВП, рейки, направляющие устанавливаются непосредственно на станину. Сварная стальная станина – тоже очень распространённый вариант. Используется как в серийном, так и в мелкосерийном производстве. Она менее жёсткая по сравнению с чугунной, но зато легче.
