Что умеет токарно фрезерный станок с ЧПУ

Речь идет не о токарных станках класса "хобби", на которых смонтировано фрезерное приспособление и которые используются в ремонтных мастерских.

Токарно-фрезерные станки с ЧПУ - это относительно новый класс промышленных машин, которые имеют более высокую производительность и расширенные возможности, чем классические токарные станки с ЧПУ.

Токарно-фрезерный станок умеет все то же, что и обычный 2-х осевой токарный станок с ЧПУ + имеет дополнительную поворотную ось C и револьверную головку с приводным инструментом, которые позволяют вести внеосевую обработку (сверление, фрезерование, нарезание резьбы метчиком и т.д.).

Например, такая деталь как фланец, обычно обрабатывается на двух станках: токарном и сверлильном (или фрезерном). Токарно-фрезерный станок изготовит фланец за одну установку за минимальное время.


Как работает программируемая ось C

Ось С - в токарных станках с ЧПУ - это программное управление углом поворота шпинделя и удержание его. Используется синхронно с приводным инструментом. Основной параметр - минимальный угол поворота шпинделя (обычно минимальный управляемый угол поворота 0,001°).

Ось C обеспечивает прецизионное двунаправленное перемещение шпинделя, которое полностью интерполируется с перемещением оси X и/или Z. Можно задать командой скорость вращения шпинделя от 0,01 до 60 об/мин.

Станки с осью С, соответственно, должны иметь 3-х координатную систему ЧПУ с возможность линейной и круговой интерполяции.

Привод оси С может осуществляться двигателем шпинделя или отдельным серводвигателем. На корпусе шпинделя крепится датчик углового положения.

Работа оси C зависит от массы, диаметра и длины обрабатываемой детали и/или зажимной оснастки (патрона).

В станках с осью С шпиндель работает в 2-х режимах:

  1. Режим главного движения (точение) - шпиндель приводится в движение главным приводом и вращается с заданной скоростью в соответствии с режимом точения. Скорость вращения задается УЧПУ.
  2. Режим ось C - шпиндель по команде УЧПУ поворачивается на заданный угол и фиксируется (осуществляется индексация оси C).

Управление осью С

Основные команды управления шпинделем и осью С:

  1. M03 подает команду шпинделю на вращение в прямом направлении
  2. M04 подает команду шпинделю на вращение в обратном направлении
  3. M05 подает команду шпинделю на остановку
  4. M154 включает ось C
  5. M155 выключает ось C

Токарный станок автоматически выключает тормоз шпинделя, если подана команда о движении оси C, а после снова включает его, если коды M по-прежнему активны.

Возможно относительное перемещение оси C с помощью адресного кода H, как показано в примере:


Типовая программа управления осью С

Команды в декартовых координатах преобразуются в движения линейной оси (движения револьверной головки) и движения шпинделя (вращение детали).

Интерполяция в декартовы координаты, пример 1.


Типовая программа управления осью С

Пример декартовой интерполяции


Пример декартовой интерполяции 2


Пример декартовой интерполяции 2

Пример декартовой интерполяции 2



Как работает приводной инструмент

Приводной инструмент позволяет значительно расширить возможности станка, делая токарный станок с ЧПУ обрабатывающим центром. Приводной инструмент всегда работает с осью С.

Механизм приводного инструмента состоит из следующих компонент:

Технологические операции, которые осуществляет приводной инструмент:

На сегодняшний день в мире существует две наиболее распространенные системы крепления инструмента для токарных обрабатывающих центров с приводным инструментом.

Это системы VDI и BMT®. Система BMT® (Built-in Motor Turret - с встроенным в револьвер приводом инструмента) имеет преимущество в жесткости крепления блока к револьверной голове за счет закрепления 4-мя болтами.

Кроме того, система BMT® предоставляет возможность расширения количества инструмента за счет промежуточных положений револьверной головы (до 24).

Примерные характеристики приводного инструмента:


Револьверная головка BMT

Револьверная головка BMT


Управление приводным инструментом

Команды включения

Скорость вращения шпинделя управляется адресным кодом P. Например, P1200 задает скорость вращения шпинделя 1200 об/мин.

Изменение скорости вращения шпинделя (SSV) позволяет вам задать диапазон, в котором скорость вращения шпинделя непрерывно изменяется. Это полезно для подавления вибрации инструмента, которая может привести к нежелательному ухудшению качества обработки детали и/или повреждению режущего инструмента.

Система управления изменяет скорость вращения шпинделя в соответствии с настройками 165 и 166. Например, для изменения скорости вращения шпинделя +/-100 об/мин от ее текущей скорости по команде с рабочим циклом 1 секунда, установите настройку 165 на 100, а настройку 166 – на 1.

Это изменение зависит от материала, оснастки и характеристик в вашем конкретном случае, но 100 об/мин в течение 1 секунды - хорошее начало.

Вы можете отменить значения настроек 165 и 166 с помощью адресных кодов Р и Е при их использовании вместе с M138. Где P - изменение SSV (об/мин), Е - цикл SSV (сек). См. пример ниже:

M138 не зависит от команд шпинделя; после выполнения этой команды она остается активной даже при неработающем шпинделе. Помимо этого, M138 остается активной до ее отмены с помощью M139 или при M30, а также с помощью команды Сброс или Аварийный останов.

Токарно-фрезерные станки в названии могут иметь букву «M» (Milling). Это означает, что такой станок имеет функцию приводного инструмента.





Как работает ось Y

Ось Y – это дополнительная ось на токарных станках. Установка оси Y позволяет расширить возможности токарного станка с ЧПУ. Ось Y добавляет функцию обработки заготовки, вне оси вращения заготовки или вне перпендикуляра к оси вращения заготовки. Другими словами, наличие оси Y позволяет осуществлять линейную фрезеровку и внеосевое сверление.

Привод оси Y приподнимает револьверную голову над осью шпинделя. Ось Y перемещает инструменты перпендикулярно осевой линии шпинделя. Это перемещение достигается сложным движением шариковых винтов осей Х и Y. Перемещение по оси Y реализовано через одновременное перемещение револьвера по оси X и дополнительной оси с направляющими скольжения. На сегодняшний день — это самое передовое, надежное и стабильное решение.

Типовое применение оси Y — изготовление контровочных отверстий на гайках.


Ось Y

Ось Y


Управление осью Y

Осью Y можно управлять командами и поведение ее аналогично стандартным осям X и Z. Для включения оси Y нет специальной команды.

После смены инструмента токарный станок автоматически выполняет возврат оси Y к осевой линии шпинделя. Прежде чем подавать команду на вращение, убедитесь, что револьверная головка расположена правильно.

Стандартные коды G и M доступны при программировании с использованием оси Y.

При выполнении операций приводного инструмента коррекция на инструмент типа фрезы может применяться как в плоскости G17, так и G19. Необходимо выполнять правила коррекции на режущий инструмент во избежание непредсказуемого перемещения при применении и отмене коррекции. Значение радиуса используемого инструмента необходимо ввести в столбец RADIUS на странице геометрии соответствующего инструмента. Вершина инструмента принимается за «0», и значение вводить не нужно.

Следующие стандартные циклы можно использовать с осью Y.

Только осевые циклы:

Только радиальные циклы:


Пример программы фрезерования с осью Y


Пример программы фрезерования с осью Y

Пример программы фрезерования с осью Y



Токарно-фрезерные станки в названии могут иметь букву «Y». Это означает, что такой станок оборудован осью Y, что автоматически означает, что на этом станке установлен и приводной инструмент («M»).





Как работает противошпиндель

Установка противошпинделя (контр-шпинделя) S2 с полной осью C позволяет вести обработку детали с обратной стороны (сверление, фрезеровка, перфорация) без дополнительной перестановки детали в станок, следовательно сэкономить время, необходимое на полную обработку детали. Эта возможность позволяет обрабатывать детали повышенной сложности и точности.

Типовое применение противошпинделя — изготовление валов, обработка торца с двух сторон.

Шпиндель и противошпиндель токарного обрабатывающего центра синхронизированы для обеспечения высокой точности позиционирования детали, что повышает точность тяжелой обработки.

Токарно-фрезерные станки с противошпинделем могут иметь букву «S» в названии.


Токарный станок с ЧПУ с осью Y и противошпинделем

Токарный станок с ЧПУ с осью Y и противошпинделем



Многоцелевые токарно-фрезерные станки

Токарные станки с осью C и приводным инструментом существенно превосходят классические токарные станки с ЧПУ по возможностиям и производительности, но и они имеют свои недостатки: один из которых небольшое количество инструмента в револьверной головке (максимум 24).

Полностью недостатки компенсируются применением отдельного поворотного токарно-фрезерного шпинделя с магазином инструментов.

После установки фрезерного шпинделя токарный станок можно называть многоцелевым. Многоцелевые станки, сочетают в себе функции токарного станка с ЧПУ и обрабатывающего центра и реализуют концепцию Done-In-One (сделано за один установ).


INTEGREX e-500H II многоцелевой токарно-фрезерный станок


Многоцелевой токарно-фрезерный станок INTEGREX e-500H II (MAZAK)

Многоцелевой токарно-фрезерный станок INTEGREX e-500H II


Многоцелевой токарно-фрезерный станок INTEGREX e-500H II имеет возможность применения всех видов операций за один установ – токарные и расточные операции, фрезерная обработка, сверление, перехват детали от главного ко второму шпинделю и многое другое. Идеально подходит для высокоточной обработки крупногабаритных деталей типа «вал» для большинства видов промышленности.

Станок оснащен мощным, высокомоментным интегрированным мотор-шпинделем с двумя ступенями частот вращения для повышения возможностей обработки при тяжелых режимах резания.

Ось С (с дискретностью поворота 0,0001°) активируется с помощью подключаемой червячной передачи, характеризующейся высокой точностью позиционирования.

Одношпиндельная фрезерная головка (конус 50) с устройством автоматической смены инструмента обеспечивает простую установку инструмента при минимальной вероятности столкновения.

Благодаря режиму контурной обработки по оси В фрезерный шпиндель может выполнять разнообразные виды операций за один установ детали.

Автоматический люнет, управляемый от ЧПУ, и задний центр обеспечивают безопасную обработку длинных деталей.

Основные параметры многоцелевого токарно-фрезерного станка INTEGREX e-500H II





Условные обозначения, термины и пояснения


Условные обозначения конфигурации токарных обрабатывающих центров:


Пояснения терминов

Мотор-шпиндель - интегрированный привод шпинделя (ISM). Шпиндель станка является осью приводного электродвигателя. В серии CTX (фирма DMG) применяется 9 типоразмеров мотор-шпинделей. Мотор шпиндели имеют высокую точность и термостабильность благодаря жидкостному охлаждению. Мотор шпиндели применяются как в главном приводе так и в противошпинделе. (В станке CTX beta 800 установлен мотор-шпиндель ISM 76 - мощностью (100% ED) 25 кВт, крутящий момент (100% ED) 280 Нм. Скорость вращения до 5000 об/мин, встроенная ось C (0,001°).

Ось С - в токарных станках с ЧПУ - программное управление углом поворота шпинделя и удержание его. Используется синхронно с приводным инструментом. Основной параметр - минимальный угол поворота шпинделя (В серии CTX минимальный управляемый угол поворота 0,001°). Может быть встроенной в шпиндельный двигатель либо иметь отдельный серводвигатель.

Ось Y - ось Y расширяет возможности приводного инструмента. Механизмы оси Y позволяют направлять инструмент со смещением к оси вращения детали. Основной параметр - наибольшее ход

Противошпиндель - в токарных станках с ЧПУ - дополнительный шпиндель (контршпиндель), установленный вместо задней бабки. В случае необходимости обработки детали с противоположной стороны она передается от главного шпинделя противошпинделю. Для этого по команде с ЧПУ скорость вращения противошпинделя синхронизируется со скоростью основного шпинделя, противошпиндель перемещается, захватывает и зажимает обрабатываемую деталь. Обработка продолжается с другой стороны детали.

Линейные направляющие - направляющие качения. Для перемещения револьверной головки по осям X и Z в токарных станках серии CTX используются шариковинтовые пары и шариковые (роликовые) линейные направляющие, которые обладают низким коэффициентом трения (малым тепловыделением), отсутствием эффекта «прилипания» (быстрый ход до 30 м/мин), постоянством точности (низкий износ) и очень низкой потребностью в смазке.

Линейный привод - высокодинамичный привод для максимальной динамики и долговременной точности по оси X (верхняя револьверная головка). Привод с высоким скоростным ходом до 60 м/мин и ускорениями до 1,5 g сокращает вспомогательное время до минимума. Линейный привод состоит из линейных направляющих и линейного двигателя, узел ШВП исключен и сила трения приближается к 0.

Direct Drive - технология привода приводного инструмента непосредственно от электродвигателя.

TRIFIX® - способ установки инструмента на револьверную головку VDI с опорой на три точки с более высокой точностью чем при обычной установке.

Приводной инструмент - вращающийся инструмент (сверло, фреза, метчик.), предназначенный для установки в револьверную головку.

VDI - (Verein Deutscher Ingenieure - Ассоциация Немецких Инженеров) револьверная голова с резцедержателями для токарных станков с ЧПУ (Крепление инструментальной державки: клин с зубьями на хвостовике державки), выполненными по немецкому стандарту DIN 69880 (VDI 3425) (ГОСТ 24900-81). Соединения VDI имеют шесть типоразмеров 16, 20, 25, 30, 40, 50 в зависимости от мощности станка и размера инструмента. Используется для крепления как приводного так и неприводного инструмента.

BMT® - (Built-in Motor Turret) револьверная голова с встроенным приводом инструмента.

BOT - (Bolt-On Tools) револьверная голова с болтовым креплением неприводного инструмента. Термин принятый в документации Haas.

TWIN - станок с двумя независимыми рабочими зонами - двумя револьверными головами, которые работают одновременно с думя шпинделями. Запатентованная концепция фирмы DMG.






Российские производители токарно-фрезерных станков



АО НИПТИ «Микрон», г. Владимир

Микрон НИПТИ (Научно-исследовательский проектно-технологический институт) основан в 1957 году. Адрес: 600001, Россия, г. Владимир, ул. Дворянская, д. 27а корп. 7, ВэбСайт http://mikron33.ru/history.html

В настоящее время НИПТИ Микрон производит:



Южный завод тяжелого станкостроения, ООО (ЮЗТС) г. Краснодар

ЮЗТС Южный завод тяжелого станкостроения, г. Краснодар - создан в 2016 году на базе Краснодарского станкостроительного завода имени Седина (КЗТС).

В настоящее время ЮЗТС производит:



Станкостроительная группа СТАН, г. Москва

СТАН - Станкостроительная группа, г. Москва - частная компания основана в 2012 году.

Предприятия группы Стан производят токарно фрезерные станки:



Проект «Станкостроение». Станки марки F.O.R.T.

F.O.R.T. - торговая марка станков, производимых в рамках проекта Станкостроение.

Проект реализуют партнеры проекта «Станкостроение», которые производят токарно фрезерные станки:



Ульяновский станкостроительный завод, ООО (DMG MORI)

Крупнейший в мире японско-немецкий станкостроительный концерн DMG MORI построил сборочный завод в Ульяновске. Завод был запущен (зарегистрирован) 04.06.2012

Токарные станки с ЧПУ:



Ковровский электромеханический завод ФГУП, КЭМЗ г. Ковров

Ковровский электромеханический завод, КЭМЗ основан в 1898 году в г. Трёхгорный Владимирской обл.



СтанкоМашСтрой, ООО г. Пенза

Станкостроительное предприятие, основанное в 2006 году. Адрес предприятия: 440028, г. Пенза, ул. Германа Титова, 9А. Вебсайт: http://16k20.ru

На предприятии производятся универсальные токарно-винторезные станки, токарные станки с ЧПУ и обрабатывающие центры:



Московский станкостроительный завод «ДМТГ РУС»

DMTG Московский станкостроительный завод «ДМТГ РУС» основан в 2017 году.

На предприятии налажена крупноузловая сборка фрезерных, сверлильных, токарных станков. Они позволяют делать детали для автомобильной, авиационной промышленности, военной промышленности, а также медицинское оборудование. Это новое поколение технологий в станкостроении.



Станкостроительный завод Туламаш, ООО НПП

Станкостроительный завод Туламаш» основан в 2013 году и является дочерним обществом АО «АК Туламашзавод», специализируется на металлообрабатывающем оборудовании. Вебсайт: http://cnc-tulamash.ru

НПП Станкостроительный завод Туламаш занимается разработкой и производством станков и особо ответственных узлов машин, включая шпиндельные узлы, направляющие станков высших классов точности.






5-осевой станок. Видеоролик.




    Список литературы

  1. Руководство оператора токарного станка. Система управления следующего поколения 96-RU8910. Редакция M. Февраль 2020. Haas Automation Inc.




Главная   О компании   Новости   Статьи   Прайс-лист   Контакты  
Справочная информация   Скачать паспорт   Интересное видео   Производители