Špindeliai

Į Viršų | Ankstesnis | Sekatis

 

Špindelis (Spindle) - tai staklių dalis, kurioje yra įtvirtinamas įrankis, ir ši dalis suteikia įrankiui darbinį judesį, reikalingą medžiagos pašalinimo atlikimui arba detalės ruošiniui priauginimui. Metalo apdirbimo staklėse dažniausiai yra vienas špindelis ir, reikalui esant, jam yra keičiami įrankiai. Šis keitimas gali būti vykdomas operatoriaus pagalba arba specialių laikiklių (Magazines) su įvairiais įrankio keitimo mechanizmais pagalba. Vieno špindelio komponuotę lemia tai, kokio dydžio jėgomis yra pjaunamas metalas ir tai, kokie keliami reikalavimai apdirbimo tikslumui.

 

Tuo tarpu, medžio apdirbimas nereikalauja tokių pjovimo jėgų ir nėra tokie griežti reikalvimai tikslumui, todėl, norint turėti efektyvesnį ir greitesnį medžio apdirbimo procesą, buvo sukurtos staklių komponuotės, kurios ženkliai skiriasi nuo metalo apdirbimo staklių. Komponuotės požiūriu medžio apdirbimo staklės yra daug sudėtingesni įrenginiai. Judančioje staklių galvoje gali būti patalpinti dešimtys įvairiai orientuotų erdvėje špindelių su juose įtvirtinais įvairios paskirties įrankiais. Tokia komponuotė leidžia labai greitai atlikti visą seriją opercijų, nešvaistant laiko įrankio keitimo operacijai. Beje, sudėtingesnės staklės sėkmingai naudoja ir specialių laikiklių (Magazines) įrankių keitimo būdą. Taigi turime situaciją, kur staklėms reikia aprašyti visą šitą špindelių įvairovę.

 

Toliau aptarsime, kokios charakteristikos apibūdina špindelį.

 

Špindelį identifikuojanti informacija

 

Špindelis duomenų bazėje turi būti įvardintas. Jo įvardinimui panaudojami du špindelį identifikuojantys laukai:

 

Name - špindelio pavadinimas. Čia vartotojas įrašo pavadinimą, kuris geriausiai trumpai apibūdina špindelio paskirtį.

Code - špindelio kodas. Dažniausiai šis kodas sutampa su įrankio numeriu staklėse. Šis numeris per visą informacijos apdorojimo grandinę papuola į programos galutinį tekstą kaip įrankio iškvietimo irįrankio panaudojimo operacijoje komanda. Pvz., T01, T12 ir t.t.

 

Šių dviejų laukų kombincija turi būti unikali duotojo įrenginio duomenyse. Kitaip tariant, įrankio kodas gali kartotis, jeigu skiriasi šių įrankių pavadinimai ir atvirkščiai, bet negali būti įrankio su tokiu pačiu pavadinimu ir kodu viename įrenginyje.

 

Užtaisomas įrankis

 

Kiekvienas špindelis turi būti užtaisomas pasirinktu įrankiu iš įrankių sandėlio (Tool Pool). Visi špindeliai yra grupuojami pagal į juos įdėto įrankio tipą:

 

1.

 

Thru drill icon

Kiauryminiais grąžtais (Through Drills tools)  užtaisyti špindeliai.

2.

 

Blind drill icon

Aklų skylių grąžtais (Blind Drills tools) užtaisyti špindeliai.

3.

 

Mill tool icon

Galinės frezos (End Mill tools) užtaisyti špindeliai.

4.

Saw Blade icon

Diskiniais pjūklais (Saw Blades tools) užtaisyti špindeliai.

 

Špindelio duomenų pildymo metu yra toks momentas, kuometi sukurtas špindelis neturi priskirto įrankio ir jis yra abstraktaus špindelis. Toks špindelis papuola į grupę (tool-less), kur špindelis neturi priskirto įrankio. Kai tiktai špindeliui priskiriamas įrankis, toks špindelis automatiškai pervedamas į grupę pagal įrankį. Reikia žinoti, kad špindelio užpildomos charakteristikos skiriasi priklausomai nuo grupės kuriai jis priklauso.

 

Pjovimo režimai

 

Įrankio pjovimo režimus apibūdina darbinė pastūma ir špindelio apsisukimų greitis. Šios chrakteristikos yra visose špindelių grupėse:

 

Cutting feedrate - pjovimo pastūmos greitis. Greitis užrašomas mm/min metrinėje sistemoje ir coliais/min colinėje sistemoje.

Rotations Speed - špindelio sukimosi greitis. Greitis užrašomas apsisukimais/min.

 

Kitos pjovimo režimų charakteristikos, priklausančios nuo špindelio grupės

 

Thru drill icon Kiauryminių ir Blind drill icon aklų skylių gražtų špinelių grupės charakteristikos:

 

Tool specifying - tai charkteristika, apibrėžianti kaip yra aprašomas įrankis identifikuojant jį CNC programoje. Kai kuriose priekinio naudojimo (front-end) CAM sistemose grąžtus galima nurodyti netiesiogiai, t.y. nereikia nurodyti konkretaus špindelio numerio, bet užtenka opracijai nurodyti grąžto diametrą. Priekinio naudojimo (front-end) CAM sistema pati parenka reikiamus įrankius pagal staklėse sukonfigūruotą įrankių užtaisymą. Toks operavimas yra patogesnis grandyje, kur technologas programuotojas yra ir staklių operatorius. Staklių operatoriui suteikiama didesnė laisvė manipuliuoti špindelių užtaisymu. Todėl atsižvelgiant į įrenginį, kuriam kuriama konfigūracija, įrankio specifikavimą galima nurodyti dvejopai:

 

1.By Code - įrankis CNC programoje išvedamas toks, koks nurodytas špindelio kode.

2.By Diameter - CNC programoje nespecifikuojamas konkretus įrankis, o nurodomas tik jo diametras.

 

Tool withdrawal feedrate - įrankio ištraukimo greitis. Kai kuriems CNC įrenginiams reikia nurodyti kokiu greičiu yra ištraukiamas grąžtas pasibaigus operacijai. Dažniausiai jis paliekamas nenurodytas.

 

 

Mill tool icon Galinių frezų špindelių grupės charkteristikos

 

Tool direct landing feedrate - tiesioginio įsigilinimo į medžiagą pastūma. Tai pastūma, kuria freza juda žemyn, kada yra gilinamasi į medžiagą tiesiu judesiu žemyn.

Tool orbit landing feedrate - orbitine trajektorija įsigilinančios frezos į medžiagą pastūma.

Tool approach to contour feedrate - priartėjimo prie frezuojamo kontūro pastūma.

Tool withdrawal from contour feedrate - atitolinimo nuo frezuojamo kontūro pastūma.

Tool overlap percentage - įrankio persidengimo procentas kišenės išėmimo operacijoje. Reikšmė pagal nutylėjimą. Šią reikšme galima keisti operacijos sudarymo metu.

Stepover - pasluoksnio kontūro ir kišenės pjovimo žingsnio reikšmė pagal nutylėjimą.

 

 

Saw Blade icon Diskinių pjūklų špindelių grupės charakteristikos

 

Tool overlap percentage - minimalus pjūklo persidengimo procentas nuo pjūvio storio pjaunant griovelį platesnį negu yra pjūklo plotis.

 

Špindelio orientacijos erdvėje laisvės laipsnio apibrėžimas

 

Spindle orientation degree of freedom

 

 

Kaip matyti pateiktame paveikslėlyje, staklių špindeliai yra įvairiai orientuoti erdvėje. Negana to, kai kurie špindeliai gali keisti įrankio orientaciją erdvėje prieš pradedant darbinį judesį. Woodwork for Inventor CAM aplinkoje aprašant špindelį reikalaujama nurodyti, kokiu kampu gali špindelis būti išstatytas erdvėje prieš pradedant operaciją. Špindelio orientavimo laisvės laipsnių aprašymui pasitelktas sferos įvaizdis. Orientavimo laisvės laipsnis yra užduodamas dviejose plokštumose: horizontalioje ir vertikalioje.

 

 

Galimų špindelio pasukimo kampų apibrėžimas horizontalioje plokštumoje

Galimų špindelio pasukimo kampų apibrėžimas horizontalioje plokštumoje

Galimų špindelio pasukimo kampų apibrėžimas vertikalioje plokštumoje

Galimų špindelio pasukimo kampų apibrėžimas vertikalioje plokštumoje

Špindelio ašies orientavimo erdvėje apibrėžimo dviejose plokštumose rezultatas

Špindelio ašies orientavimo erdvėje apibrėžimo dviejose plokštumose rezultatas

 

 

Nusakydami galimą minimalų pradžios ir maksimalų pasukimo pabaigos špindelio posūkio kampą horizontalioje plokštumoje nusakome kampo sektorių, kuriame gali būti išstatyta špindelio ašis šioje plokštumoje. Horizontalioje plokštumoje galimas pradžios ir pabaigos kampo nustaymas yra nuo 0 iki 360 laipsnių intervale. Iš čia galima apibrėžti kampo sektorių nuo 0 iki 360 laipsnių. Tą patį galima atlikti vertikalioje plokštumoje. Skirtumas tik tame, kad čia pradžios ir pabaigos sektoriaus kampai užduodami nuo 0 iki 180 laipsnių intervale. Kampo intervalas visada imamas nuo starto kampo judant į pabaigos kampą prieš laikrodžio rodyklę. Tuo atveju jeigu minimalus ir maksimalus kampas sutampa, tuomet laikoma, kad špindelio padėtis toje plokštumoje yra fiksuota ir ji negali kisti.

 

Pastaba. Šiuo metu Woodwork for Inventor CAM sistema nepalaiko galimybės 5D apdirbimo projektavimui. T.y., įrankis pozicionavimo metu gali būti orientuojamas erdvėje taip, kaip leidžia įrankio orientavimo erdvėje nusakyti laisvės laispniai, tačiau įrankis negali keisti savo orientacijos ir vienu metu judėti visomis trimis koordinatėmis darbinės pastūmos metu. Kitaip tariant,tai yra tarpinis variantas tarp 2.5D ir 5D apdirbimo, kurio dažniausiai vadinamas kaip pasvirasis apdirbimas (Slant manufacturing).

 

Žemiau pateikti populiariausius špindelio apibrėžimo atvejai

 

Fiksuotos krypties vertikalus špindelis.

Dažniausias taikymas: vertikalios frezos, grąžtai.

 

Leistinas špindelio ašies kampas XY plokštumoje (Allowed spindle axis angle in XY plane):

Start Angle =0 deg

End Angle = 0 deg

 

Leistinas špindelio ašies kampas XZ plokštumoje (Allowed spindle axis angle in ZX plane):

Start Angle =180 deg

End Angle = 180 deg

 

 

Fiksuotos krypties horizontalus špindelis +X kryptimi.

Dažniausias taikymas: horizontalūs grąžtai, fiksuotos orientacijos vertikalių pjūvių Y kryptimi pjūklas.

 

Leistinas špindelio ašies kampas XY plokštumoje (Allowed spindle axis angle in XY plane):

Start Angle =0 deg

End Angle = 0 deg

 

Leistinas špindelio ašies kampas XZ plokštumoje (Allowed spindle axis angle in ZX plane):

Start Angle =90 deg

End Angle = 90 deg

 

 

Fiksuotos krypties horizontalus špindelis -X kryptimi.

Dažniausias taikymas: horizontalūs grąžtai, fiksuotos orientacijos vertikalių pjūvių Y kryptimi pjūklas.

 

Leistinas špindelio ašies kampas XY plokštumoje (Allowed spindle axis angle in XY plane):

Start Angle =180 deg

End Angle = 180 deg

 

Leistinas špindelio ašies kampas XZ plokštumoje (Allowed spindle axis angle in ZX plane):

Start Angle =90 deg

End Angle = 90 deg

 

 

Fiksuotos krypties horizontalus špindelis +Y kryptimi.

Dažniausias taikymas: horizontalūs grąžtai, fiksuotos orientacijos vertikalių pjūvių X kryptimi pjūklas .

 

Leistinas špindelio ašies kampas XY plokštumoje (Allowed spindle axis angle in XY plane):

Start Angle =90 deg

End Angle = 90 deg

 

Leistinas špindelio ašies kampas XZ plokštumoje (Allowed spindle axis angle in ZX plane):

Start Angle =90 deg

End Angle = 90 deg

 

 

Fiksuotos krypties horizontalus špindelis -Y kryptimi.

Dažniausias taikymas: horizontalūs grąžtai, fiksuotos orientacijos vertikalių pjūvių X kryptimi pjūklas.

 

Leistinas špindelio ašies kampas XY plokštumoje (Allowed spindle axis angle in XY plane):

Start Angle =270 deg

End Angle = 270 deg

 

Leistinas špindelio ašies kampas XZ plokštumoje (Allowed spindle axis angle in ZX plane):

Start Angle =90 deg

End Angle = 90 deg

 

 

Špindelio ašis gali būti išstatyta bet kokiu kampu horizontalioje plokštumoje

Dažniausias taikymas: pasukamas aplink Z ašį pjūklo agregatas, nuožulų atpjovimas.

 

Leistinas špindelio ašies kampas XY plokštumoje (Allowed spindle axis angle in XY plane):

Start Angle =0 deg

End Angle = 360 deg

 

Leistinas špindelio ašies kampas XZ plokštumoje (Allowed spindle axis angle in ZX plane):

Start Angle =90 deg

End Angle = 90 deg

 

 

Špindelio ašis gali būti išstatyta bet kokiu kampu apatinės pusferės segmente.

Dažniausias taikymas: gręžimas bet kokiu kampu, pasvirusių kontūrų arba išėmų frezavimas, pasvirų pjūvių pjovimas.

 

Leistinas špindelio ašies kampas XY plokštumoje (Allowed spindle axis angle in XY plane):

Start Angle =0 deg

End Angle = 360 deg

 

Leistinas špindelio ašies kampas XZ plokštumoje (Allowed spindle axis angle in ZX plane):

Start Angle =90 deg

End Angle = 180 deg