Článek je věnován rekonstrukcím obráběcích strojů SAY 6/32 a Gildemeister AS-67, zaměřujícím v soustružnictví se především na aplikaci frekvenčních měničů Altivar a servopohonů Lexium od společnosti Schneider Electric. Popsané stroje jsou vícevřetenové soustružnické automaty, u kterých se obrábí v šesti nebo osmi vřetenech současně. Vřetena jsou nesena v tzv. vřetenovém bubnu, který se vždy po vykonání pracovní operace přetočí o jednu pozici dále a rozpracovaný obrobek se dostane k další výrobní operaci. Obrobek tak vlastně postupně prochází všemi pozicemi. Jeho konečný tvar může být i velmi složitý při dosažení vysoké produktivity práce. Obráběcí nástroje jsou upevněny na podélných a příčných suportech, takže v každé pracovní pozici se může na obrábění dílce podílet i více nástrojů. Elektrické vybavení stroje v soustružnictví v součinnosti s mechanickými prvky stroje tak má hlavní úkol zajistit mimo jiné pohon vřeten i posuvů, pohyb suportů a přetáčení vřetenového bubnu.
SAY 6/32
Šestivřetenový soustružnický automat (obr. 1) s možností obrábět tyčový materiál o maximálním průměru 32 mm byl nasazen ve firmě ZPS, a. s., ve Zlíně v roce 1980. U uvedeného stroje byl pro pohon vřeten použit klasický třífázový asynchronní motor. Změna otáček vřeten probíhala výměnou sad ozubených kol v převodovce. Posuvy byly poháněny servomotorem a změna otáček se nastavovala již jako parametr na operátorském panelu stroje.
Obr. 1 Stroj SAY 6/32
Stroj prošel kompletní generální opravou strojních celků a výměnou celé elektroinstalace (obr. 2). Nyní má pohon stroje následující parametry. K pohonu vřetene je použit klasický třífázový asynchronní motor (obr. 3) s parametry (18,5 kW, njm 1 460 ot/min) doplněný o enkodér 1XP8001-2 (HTL1024) a ventilátor nuceného chlazení. K řízení motoru slouží frekvenční měnič Altivar ATV71HD18N4 a karta k připojení enkodéru VW3 A3 401. Požadovaný rozsah otáček vřeten je 30 až 4 000 ot/min. K řízení posuvů jsou využívány servomotor Lexium BSH 2051 M11F2A – obr. 4 (36 Nm, 2 200 ot.) a servoměnič Lexium LXM 05AD57N4 s ovládacím modulem brzdy VW3 M3103.
Obr. 2 Osazení rozváděče v aplikaci SAY 6/32
Servomotor slouží pro pohon podélných a příčných suportů (lineární pohyb odvozený od rotačního pohybu vačkových hřídelí) a pro přetočení vřetenového bubnu.
Během pracovního cyklu (stroj obrábí pracovním posuvem) jedou posuvy konstantní rychlostí, pak následuje vyjetí nástrojů ze záběru a přetočení vřetenového bubnu (tzv. oblast rychloposuvu). Rychloposuv (tj. neproduktivní, ztrátový čas) musí být co nejkratší. Servomotor tedy přepíná dvě rychlosti, jejich změna musí být co nejrychlejší a rychloposuv co největší (limitováno mechanickou konstrukcí stroje).
Obr. 3 Vřetenový motor zařízení SAY 6/32
Velikost rychloposuvu se udává v sekundách. Stroj je standardně nastaven tak, že celkový cyklový čas na zhotovení jednoho kusu obrobku je 10 s, tj. čas pracovního posuvu je 9 s a rychloposuv 1 s. Nejkratší požadovaný čas rychloposuvu je 1 s.
Obr. 4 Servomotor Lexium pro posuvy SAY 6/32
Gildemeister AS-67
Osmivřetenový soustružnický automat (obr. 5) s možností obrábět tyčový materiál o maximálním průměru 67 mm byl nasazen v Německu v roce 1982. Původně měl stroj jediný třífázový asynchronní motor a složitou převodovku pro pohon jak vřeten, tak i posuvů. Změna otáček vřeten a rychlosti posuvů se prováděla výměnou sad ozubených kol (omezený počet kol = omezený rozsah otáček, omezené nastavování rychlosti posuvů). Přepínání mezi posuvem pracovním a rychloposuvem zajišťovaly elektromechanické spojky, pro zastavení stroje (tj. posuvů) byla použita elektromechanická brzda (spojka ve funkci brzdy).