CNC-Bohr- und Fräsmaschine in Portalbauweise

Maschinenanwendung

Die mobilen CNC-Hochgeschwindigkeitsbohr- und -fräsmaschinen der BOSM-Portalbaureihe dienen hauptsächlich der hocheffizienten Bearbeitung von großen Blechen, Windkraftanlagenflanschen, Scheiben, Ringteilen und anderen Werkstücken mit einer Dicke innerhalb des effektiven Bereichs. Das Bohren von Durchgangs- und Sacklöchern ist sowohl in einteiligen als auch in Verbundwerkstoffen möglich. Der Bearbeitungsprozess der Werkzeugmaschine wird digital gesteuert und ist sehr bedienerfreundlich. Sie ermöglicht Automatisierung, hohe Präzision, vielfältige Bearbeitungsmöglichkeiten und Serienfertigung. Um den Bearbeitungsanforderungen verschiedener Anwender gerecht zu werden, hat das Unternehmen eine Reihe von Standardprodukten entwickelt. Neben konventionellen Modellen können die Maschinen auch kundenspezifisch konstruiert und angepasst werden.

Maschinenstruktur

Diese Ausrüstung besteht im Wesentlichen aus einem Bettarbeitstisch, einem beweglichen Portal, einem beweglichen Schlitten, einem Bohr- und Fräskopf, einer automatischen Schmier- und Schutzeinrichtung, einer Umwälzkühleinrichtung, einem digitalen Steuerungssystem, einem elektrischen System usw. Die Werkzeugmaschine verfügt über eine hohe Positioniergenauigkeit und Wiederholgenauigkeit.

 1)Arbeitstisch：

Das Maschinenbett ist ein einteiliges Gussteil, das nach dem Nachglühen und der Vibrationsaushärtung eine hohe dynamische und statische Steifigkeit sowie Formstabilität aufweist. Die Arbeitsfläche des Tisches ist mit T-Nuten zur Werkstückspannung versehen. Der Bettsockel ist mit zwei hochpräzisen Linearführungen (insgesamt vier pro Seite) ausgestattet, wodurch die Führungsschienen gleichmäßig belastet werden. Dies erhöht die Steifigkeit der Werkzeugmaschine sowie ihre Zug- und Druckfestigkeit erheblich. Der Antrieb erfolgt über AC-Servomotoren und Präzisionskugelgewindetriebe. Der Portalrahmen bewegt sich seitlich in X-Richtung. An der Unterseite des Bettes befinden sich verstellbare Schrauben zur einfachen Nivellierung des Arbeitstisches.

2)MovingPortal:

Der bewegliche Portalrahmen ist aus Grauguss (HT250) gefertigt. Zwei hochbelastbare, rollengelagerte Linearführungen der Tragfähigkeitsklasse 55# sind an der Vorderseite des Portalrahmens montiert. Ein Präzisionskugelgewindetrieb und ein Servomotor bewegen den Antriebskopfschlitten in Y-Richtung. Der Bohrkopf ist auf dem Antriebskopfschlitten montiert. Die Bewegung des Portalrahmens wird durch die Drehung der Kugelgewindemutter auf der Kugelgewindespindel realisiert, die vom Servomotor über eine Präzisionskupplung angetrieben wird.

3)MovingGleitsattel:

Der Gleitschlitten ist eine präzisionsgefertigte Gusseisenkonstruktion. Er ist mit zwei hochbelastbaren CNC-Linearführungen, einem Satz Präzisionskugelgewindetrieben und einem hochpräzisen Planetengetriebe ausgestattet, das mit dem Servomotor verbunden ist. Ein Stickstoff-Ausgleichszylinder gleicht das Gewicht des Bohrkopfes aus, reduziert die Belastung der Leitspindel und verlängert deren Lebensdauer. Er treibt den Bohrkopf in Z-Richtung an und ermöglicht die Funktionen Schnellvorlauf, Arbeitsvorlauf, Schnellrücklauf und Stopp. Zusätzlich verfügt er über eine automatische Spanbrech-, Spanabfuhr- und Pausenfunktion.

 4)Bohrkopf(Spindel)：

Der Bohrkopf verfügt über einen dedizierten Servospindelmotor, der über einen Zahnriemen zur Drehmomentsteigerung angetrieben wird und eine Präzisionsspindel antreibt. Die Spindel ist mit vier Reihen japanischer Schrägkugellager in den ersten vier und zwei Reihen in den hinteren sechs Reihen ausgestattet, um eine stufenlose Drehzahländerung zu ermöglichen. Ein pneumatisches Werkzeugwechselsystem sorgt für einen schnellen und einfachen Werkzeugwechsel. Der Vorschub erfolgt über einen Servomotor und eine Kugelumlaufspindel. Die X- und Y-Achse sind gekoppelt und ermöglichen mittels halbgeschlossener Regelung lineare und kreisförmige Interpolationsfunktionen. Das Spindelende verfügt über eine BT50-Kegelbohrung und ist mit einem italienischen Rotofors-Hochgeschwindigkeits-Drehgelenk ausgestattet, das die Bearbeitung auf einem Hochgeschwindigkeits-U-Bohrzentrum ermöglicht.

4.1 Der Gehäusekörper und der Gleittisch des Bohraggregats sind aus Gussteilen gefertigt, um ihre Steifigkeit und Stabilität zu erhöhen und Vibrationen und Geräusche zu reduzieren.

4.2 Die Werkzeugmaschine kann über ein elektronisches Handrad bedient werden; um Zeit zu sparen und die Produktionseffizienz während der Bearbeitung zu verbessern, kann nach dem Bohren des ersten Lochs zur Einstellung der Vorschubposition das Bohren der restlichen Löcher der gleichen Art durch schnelles Vorwärts → Werkstückvorschub → schnelles Rückwärtsbohren erfolgen. Sie sollte außerdem Funktionen wie automatisches Spanbrechen, Spanabfuhr und Pausenfunktion besitzen.

4.3 Der Stößel ist mit einem Flüssigstickstoff-Ausgleichssystem ausgestattet, um die Z-Achsen-Belastung zu reduzieren und die Lebensdauer der Z-Achsen-Spindel zu erhöhen.

4.4 Der Z-Achsen-Servomotor ist mit einem Bremsmotor ausgestattet, der bei plötzlichem Stromausfall die Bremse hält, um Unfälle durch Herabfallen des Spindelgehäuses zu vermeiden.

4,5-Zoll-Spindelstock

4.5.1. Das Hauptwellengehäuse verwendet vier hochbelastbare Linearführungen, die eine hohe Bewegungssteifigkeit, eine hohe Positioniergenauigkeit und eine gute Stabilität bei niedrigen Drehzahlen gewährleisten.

4.5.2. Z-Achsen-Antrieb – Der Servomotor ist über die Kupplung direkt mit der Kugelumlaufspindel verbunden. Die Kugelumlaufspindel bewegt den Spindelstock auf dem Schlitten auf und ab und realisiert so den Z-Achsen-Vorschub. Der Z-Achsen-Motor verfügt über eine automatische Bremsfunktion. Bei Stromausfall wird die Motorwelle festgehalten, um ein Weiterdrehen zu verhindern.

4.5.3. Die Spindelgruppe verwendet eine hochpräzise und leistungsstarke Hochgeschwindigkeitsspindel mit internem Wasserauslass von Taiwan Jianchun. Die Hauptwelle hält das Messer mittels einer Schmetterlingsfeder, deren Zugkraft über den Ausziehstift des Werkzeuggriffs und den Vier-Teile-Räummechanismus wirkt. Das Werkzeug wird pneumatisch gelöst.

5)Automatische Schmiervorrichtung und Schutzvorrichtung:

An beiden Seiten der Werkbank befindet sich ein automatischer Späneförderer mit einem Filter am Ende. Der Späneförderer ist als Flachkettenförderer ausgeführt. Eine Seite ist mit einer Kühlpumpe ausgestattet, deren Auslass über einen Schlauch mit dem zentralen Wasserfiltersystem verbunden ist. Das Kühlmittel fließt in den Späneförderer, wird von dessen Hubpumpe in das zentrale Auslassfiltersystem befördert und von der Hochdruckkühlpumpe zur Spindelkühlung geleitet. Ein Spänetransportwagen erleichtert den Abtransport der Späne. Die Maschine verfügt über interne und externe Werkzeugkühlung. Beim Hochgeschwindigkeitsbohren kommt die interne Werkzeugkühlung zum Einsatz, beim leichten Fräsen die externe.

5.1. Zentrales Wasserfiltersystem mit Abfluss:

Diese Werkzeugmaschine ist mit einem zentralen Wasserfiltersystem ausgestattet, das Verunreinigungen im Kühlmittel effektiv herausfiltert. Das interne Wassersprühsystem verhindert, dass sich Eisenstifte während der Bearbeitung am Werkzeug verhaken, reduziert den Werkzeugverschleiß, verlängert die Werkzeugstandzeit und verbessert die Oberflächengüte des Werkstücks. Die Hochdruck-Wasseraustrittsdüse an der Werkzeugspitze schützt die Werkstückoberfläche, das schnelllaufende Drehgelenk und verhindert Verstopfungen durch Verunreinigungen. Dadurch wird die Gesamtqualität des Werkstücks verbessert und die Arbeitseffizienz gesteigert.

6)Lineare Klemme:

Die Klemme besteht aus dem Klemmkörper, Aktuatoren usw. Sie ist eine Hochleistungskomponente, die in Verbindung mit dem linearen Rollenführungspaar eingesetzt wird. Durch das Prinzip der Keilblock-Kraftausdehnung erzeugt sie eine starke Klemmkraft; sie verfügt über ein festes Portal, präzise Positionierung, Vibrationsdämpfung und eine Funktion zur Erhöhung der Steifigkeit.

Es weist folgende Eigenschaften auf:

Sicher und zuverlässig, starke Spannkraft, Klemmung der unbeweglichen XY-Achse während des Bohr- und Gewindeschneidvorgangs.

Die extrem hohe Klemmkraft erhöht die Steifigkeit des axialen Vorschubs und verhindert Reibkorrosion durch Vibrationen.

Schnelle Reaktion, die Öffnungs- und Schließzeit beträgt nur 0,06 Sekunden, was die Werkzeugmaschine schont und die Lebensdauer der Gewindespindel erhöht.

Langlebige, vernickelte Oberfläche, guter Rostschutz.

Neuartiges Design zur Vermeidung von harten Stößen beim Festziehen.

7)Positionierung und Einspannen des Werkstücks

Zur Ausrichtung von Werkstücken mit rundem Flansch kann dieses beliebig auf der mit T-Nuten versehenen Trägerplatte positioniert werden. Die Mittelposition wird mithilfe eines im Spindelkegelloch installierten Kantentasters an drei beliebigen Punkten (Innen- oder Außendurchmesser) des Werkstücks gemessen. Anschließend wird die Position automatisch und präzise per CNC-Programm berechnet. Die Werkstückspannung erfolgt durch eine Spannvorrichtung, bestehend aus Andruckplatte, Auswerferstange, Zugstange und Dämpfungsblock, was die Handhabung erleichtert.

8)Automatische Schmiervorrichtung

Diese Werkzeugmaschine ist mit einer in Taiwan entwickelten automatischen volumetrischen Teildruckschmierung ausgestattet. Diese schmiert automatisch verschiedene bewegliche Teile wie Führungsschienen, Gewindespindeln, Zahnstangen usw. ohne Unterbrechungen und gewährleistet so die Lebensdauer der Maschine. Die Führungsschienen an beiden Seiten des Maschinenbetts sind mit Edelstahl-Schutzabdeckungen versehen, und der bewegliche Portalkopf ist beidseitig mit flexiblen Schutzabdeckungen ausgestattet. Spritzschutzbleche umgeben den Arbeitstisch, und die Wasserleitung ist durch eine Kunststoff-Schutzkette geschützt. Ein weicher, transparenter PVC-Streifenvorhang umgibt die Spindel.

9)Volldigitale CNC-Steuerung:

9.1. Bei der Chip-Brechungsfunktion können die Chip-Brechungszeit und der Chip-Brechungszyklus über die Mensch-Maschine-Schnittstelle eingestellt werden.

9.2. Mit der Werkzeughubfunktion lässt sich die Werkzeughubhöhe über die Mensch-Maschine-Schnittstelle einstellen. Beim Bohren bis zu dieser Höhe wird der Bohrer schnell bis zur Oberseite des Werkstücks gehoben, die Späne werden abgeführt, und anschließend fährt der Bohrer schnell zur Bohrfläche vor, wobei automatisch auf Werkstückvorschub umgeschaltet wird.

9.3. Die zentrale Bedieneinheit und das Handgerät arbeiten mit einem numerischen Steuerungssystem und sind mit einer USB-Schnittstelle und einem LCD-Display ausgestattet. Zur Vereinfachung von Programmierung, Speicherung, Anzeige und Kommunikation verfügt die Bedienoberfläche über Funktionen wie Mensch-Maschine-Dialog, Fehlerkompensation und automatische Alarmierung.

9.4. Das Gerät verfügt über die Funktion der Vor- und Nachprüfung der Lochposition vor der Bearbeitung, was die Bedienung sehr komfortabel macht.

10)Optischer Kantentaster:

Das Gerät ist mit einem fotoelektrischen Kantentaster ausgestattet, der die Position des Werkstücks bequem und schnell ermitteln kann.

1) Setzen Sie den Kantentaster in das Spindelfutter der Werkzeugmaschine ein und drehen Sie die Spindel langsam, um ihre Rundlaufgenauigkeit zu korrigieren.

2) Bewegen Sie die Spindel mit dem Handrad, bis die Kante der Stahlkugel des Kantentasters das Werkstück leicht berührt und die rote Kontrollleuchte aufleuchtet. Bewegen Sie die Spindel nun wiederholt vor und zurück, um den optimalen Berührungspunkt der Stahlkugel des Kantentasters am Werkstück zu finden.

3) Notieren Sie die vom CNC-System angezeigten Werte der X- und Y-Achse und tragen Sie diese in den Computer ein.

4) Auf diese Weise mehrere Detektionspunkte finden

11)Werkzeugverschleißalarm

Der Werkzeugverschleißalarm erfasst hauptsächlich den Strom des Spindelmotors. Sobald der Strom einen voreingestellten Wert überschreitet, erkennt das Gerät automatisch Werkzeugverschleiß, die Spindel fährt das Werkzeug automatisch zurück und das Automatikprogramm wird beendet. Der Bediener wird über den Werkzeugverschleiß informiert.

12)Alarm bei niedrigem Wasserstand

1) Sobald der Kühlmittelstand im Filter die mittlere Stufe erreicht hat, schaltet sich das System automatisch mit dem Motor ein, und das Kühlmittel im Späneförderer fließt automatisch in den Filter. Erreicht der Kühlmittelstand die maximale Stufe, schaltet sich der Motor automatisch ab.

2) Wenn der Kühlmittelstand im Filter niedrig ist, gibt das System automatisch einen Alarm am Füllstandsmesser aus, die Spindel zieht das Werkzeug automatisch zurück und die Maschine stoppt den Betrieb.

13) Speicherfunktion bei Stromausfall

Da der Betrieb aufgrund eines plötzlichen Stromausfalls unterbrochen werden kann, ermittelt diese Funktion schnell und bequem die Position des zuletzt vor dem Stromausfall gebohrten Lochs. So können die Bediener zügig mit dem nächsten Arbeitsschritt fortfahren und Suchzeit sparen.

Dreiachsige Laserinspektion:

Jede Maschine von Bosman wird mit dem Laserinterferometer der britischen Firma RENISHAW kalibriert. Dabei werden Steigungsfehler, Spiel, Positioniergenauigkeit, Wiederholgenauigkeit usw. präzise geprüft und kompensiert, um die dynamische und statische Stabilität sowie die Bearbeitungsgenauigkeit der Maschine zu gewährleisten. Zusätzlich wird jede Maschine mit einem Kugelstab der Firma RENISHAW auf ihre wahre Kreisgenauigkeit und geometrische Präzision geprüft. Parallel dazu wird ein Kreisschneidversuch durchgeführt, um die 3D-Bearbeitungsgenauigkeit und die Kreisgenauigkeit der Maschine sicherzustellen.

Plattformlayout, Werkstückspannung, Anforderungen an die automatische Spanabfuhr

1. Hauptplattform (1 Stück): Werkstückspannung mittels T-Nut. Sowohl die obere Endfläche als auch die Seitenfläche der Hauptplattform können als Bearbeitungspositionierflächen genutzt werden.

2. Absenkplattform (1 Stück): (seitlich mit einem zusätzlichen Pressrahmen ausgestattet, oben mit einer vollständig abdeckenden Schutzabdeckung, vom Verkäufer konstruiert und montiert), Hauptpositionierungs- und Bearbeitungsanweisungen für das Werkstück:

Bearbeitung des Ventildeckels: Positionierung der unteren Plattform (unterer Stützgriff und Werkstücke unterschiedlicher Größe), die obere Druckplatte wird durch Pressen fixiert oder der Verkäufer konstruiert eine automatische obere Spannvorrichtung.

Bearbeitung des Ventilkörpers: Positionierung der unteren Plattform (untere Stützgriffe und Werkstücke unterschiedlicher Größe), die seitlichen Griffe der Hilfssäule der unteren Plattform und die L-förmigen Auswerferstangen werden eingepresst und fixiert oder der Verkäufer konstruiert eine automatische obere Spannvorrichtung.