Скидка на подшипники из наличия!
Уже доступен
Обрабатывающие центры с ЧПУ серии Biesse Rover предназначены для фрезерования, сверления и раскроя древесины, МДФ, ДСП, пластиков, композитных материалов и цветных металлов (алюминия). Качество обработки и производительность станков Biesse Rover в значительной степени определяются конструкцией системы перемещения рабочего органа, включающей линейные направляющие, приводы осей (зубчато-реечные передачи и шарико-винтовые передачи) и подшипниковые узлы электрошпинделя.
В данной статье подробно рассмотрены конструктивные решения, применяемые в моделях Rover A 1332 (ATS), Rover B FT, Rover K 1232. Акцент сделан на рельсовых линейных направляющих с рециркуляцией шариков, косозубых зубчатых рейках с предварительно нагруженными шестернями (класс точности 6 по DIN 3962), шарико-винтовых передачах оси Z и керамических подшипниках электрошпинделей HSD.
Компания Biesse S.p.A. (Пезаро, Италия) выпускает несколько серий обрабатывающих центров Rover, различающихся компоновкой, рабочим полем и схемой приводов осей. Принципиальное различие заключается в выборе привода для каждой оси.
Станки портального типа с консольной системой ATS (автоматическое позиционирование опор). Привод оси X — зубчато-реечная передача с косозубыми рейками. Привод осей Y и Z — прецизионные шарико-винтовые передачи. Это подтверждается спецификацией Rover A 3.30 (источник: LumbermenOnline): «helical rack & pinion drive: On X axis; precision ball screw on: Y & Z Axes». Скорости позиционирования для Rover A 1332: X — 80 м/мин, Y — 60 м/мин, Z — 20 м/мин (источник: Machineryline).
Станки с фенольным столом для нестингового раскроя (NBM — Nested Based Manufacturing). Ось X приводится косозубой зубчато-реечной передачей, оси Y и Z — прецизионными шарико-винтовыми передачами. Это подтверждается документацией Rover B 4.40 FT (источник: LumbermenOnline): «helical rack and pinion drive on X axis & ball screw on Y & Z axis». Скорости позиционирования: X и Y — 80 м/мин, Z — 30 м/мин. Пневматический противовес компенсирует массу головки по оси Z, снижая нагрузку на ШВП.
Станки мостового (gantry) типа с высокой жёсткостью. Привод X и Y — зубчато-реечная передача с косозубыми рейками (подтверждено документацией Rover Gold 1232: «Rack and pinions system of the X and Y transmissions. Ballscrew nut of the Z axis transmission»). Мостовая балка приводится двумя независимыми двигателями (по одному с каждой стороны станины). Привод Z — ШВП. Скорости позиционирования для Rover K 1532: X — 85 м/мин, Y — 60 м/мин, Z — 20 м/мин (источник: LumbermenOnline).
Точность позиционирования всех моделей контролируется при заводских испытаниях с помощью лазерного интерферометра по стандарту VDI/DGQ 3441 (по данным документации Biesse Rover J FT, Rover K FT2231 и Rover Gold 1232). Результаты калибровки записываются в ЧПУ для программной компенсации погрешностей осей.
Все оси обрабатывающих центров Biesse Rover перемещаются по закалённым и шлифованным стальным профильным линейным направляющим с предварительно нагруженными каретками на рециркулирующих шариках. В документации Biesse Rover Gold 1232 (CNC Exchange) эти компоненты описаны как «tempered and rectified steel linear guides by preloaded recirculating balls bearings».
Согласно документации Biesse Rover Gold 1232, каждая каретка оснащена четырьмя скользящими уплотнениями (gaskets): двумя внутренними и двумя внешними. Двойная схема уплотнения защищает подшипниковый узел от проникновения древесной пыли и стружки — основного агрессивного фактора при обработке дерева и МДФ.
В станках Biesse Rover используются рельсовые направляющие с шариковыми каретками. Направляющие серии HG (HIWIN) являются одним из наиболее распространённых вариантов для данного класса деревообрабатывающего оборудования. Серия HG обеспечивает жёсткость во всех четырёх направлениях нагружения (радиальном, обратно-радиальном и боковых).
Каретки HIWIN серии HG доступны в типоразмерах от HG15 до HG65. Для деревообрабатывающих центров характерно применение размеров 25–35 мм (ширина рельса).
Для привода оси X (а в моделях Rover K и Rover A FT — также оси Y) используется зубчато-реечная передача. По данным документации Biesse, это решение компания применяет более двадцати лет. Основные преимущества реечного привода для деревообрабатывающих центров — высокие ускорения, стабильная скорость перемещения и неограниченная длина хода.
Рейка — закалённая и шлифованная, с косозубыми зубьями (helical teeth). Косозубое исполнение обеспечивает увеличенную площадь контакта зубьев, более плавную и бесшумную передачу усилия по сравнению с прямозубыми рейками. Рейка крепится болтами непосредственно к станине, что исключает передачу вибраций на рабочие узлы (по данным документации Rover B 4.40 FTK).
Шестерня — закалённая, с преднагрузкой (preloaded pinion system). Система предварительного нагружения шестерни устраняет обратный люфт (backlash), обеспечивая плавность перемещения и максимальную точность позиционирования. Шестерня связана с серводвигателем через прецизионный планетарный редуктор (precision reducer with single pinion).
В станках мостового типа мостовая балка приводится по оси X двумя независимыми бесщёточными серводвигателями — по одному с каждой стороны станины (подтверждено документацией Rover K FT2231 и Rover J FT). Синхронизация осуществляется через цифровую систему Mechatrolink. Двусторонняя схема исключает перекос балки при ускорениях и торможениях.
Схема распределения реечных передач и ШВП зависит от серии и типа стола:
В зависимости от модели и типа стола, ШВП используется для привода оси Z (во всех моделях) и оси Y (в моделях Rover A ATS и Rover B FT). Гайка ШВП имеет преднатяг для компенсации люфта и обеспечения повторяемости позиционирования. Вращение от серводвигателя передаётся на винт через гибкую муфту (flexible joint), компенсирующую незначительные несоосности.
Класс точности ШВП различается в зависимости от серии и модификации станка:
Документация Biesse Rover Gold 1232 (CNC Exchange): «The ball screws are built in accuracy class ISO 5» — это класс 5 позиционирующих ШВП по DIN ISO 3408-3 (эквивалент P5).
Руководство пользователя Biesse Rover K FT2231 (manuals.plus): «ball-screw system in accuracy class T7» — это транспортный класс T7 по DIN ISO 3408-3 (эквивалент Ct7 по JIS B1192).
В станках серии Rover B FT для компенсации массы рабочей головки используется пневматический противовес. По данным документации Rover B 4.40 FTK (MachineryMax), он «practically eliminates the gravitational forces of the head and ensures a long service life for the screw». Это существенно снижает нагрузку на ШВП и подшипники опор винта.
Компания Иннер Инжиниринг предлагает ШВП HIWIN серии DFSH, серии DFSV и серии FDC для применения в обрабатывающих центрах.
Обрабатывающие центры Biesse Rover оснащаются электрошпинделями производства HSD S.p.A. (дочернее предприятие Biesse Group). Наиболее распространённая модель — ES915 в различных модификациях. Электрошпиндели HSD используют радиально-упорные шариковые подшипники с керамическими телами качения для достижения высоких частот вращения.
Данные по ES915 подтверждены руководством по эксплуатации HSD (Doc. 5801H0017, ManualsLib) и каталогами на DirectIndustry.
В электрошпинделях HSD применяются гибридные радиально-упорные шариковые подшипники: керамические шарики (Si3N4 — нитрид кремния) и стальные кольца. На корпусе шпинделя с керамическими подшипниками нанесена маркировка «CERAMIC» (по данным руководства HSD, Doc. 5801H0017).
Преимущества керамических шариков при высоких оборотах: плотность Si3N4 составляет около 3,2 г/см3 — примерно на 60% меньше, чем у стали (7,8 г/см3), что существенно снижает центробежные силы. Низкий коэффициент теплового расширения керамики уменьшает температурные деформации подшипника. Высокая твёрдость Si3N4 обеспечивает длительный ресурс при высокоскоростном вращении.
Подшипники в электрошпинделях HSD ES915 имеют пожизненную смазку (Long Life lubricated), что исключает необходимость периодической досмазки в течение нормального срока эксплуатации.
Для замены подшипников шпиндельных узлов и опор доступны однорядные радиально-упорные шариковые подшипники ASAHI, двухрядные радиально-упорные подшипники ASAHI и конические роликовые подшипники INA.
Система смазки различается в зависимости от серии станка.
Станки серий Rover A и Rover B FT оснащены автоматической централизованной системой смазки. Согласно документации Rover B 4.40 FTK (MachineryMax): «At each time interval, programmable by NC, the lubricant is automatically sent to all linear guides and ball screws». Смазка подаётся к рециркуляционным кареткам направляющих, гайкам ШВП и зубчатым рейкам. Оператору необходимо контролировать уровень смазки в резервуаре.
Согласно документации Rover Gold 1232 (CNC Exchange): «the machine is equipped with a centralized lubrication system with 2 greasing points». По истечении заданного в ЧПУ интервала на экране появляется сообщение о необходимости смазки. Оператор с помощью ручного смазочного пресса подаёт смазку к двум распределителям, которые направляют её к: кареткам направляющих осей X, Y и Z; зубчатым рейкам и шестерням осей X и Y; гайке ШВП оси Z.
Согласно руководству Rover K FT2231, сверлильная головка (boring head) оснащена системой ручной смазки через смазочный пресс. ЧПУ выводит предупреждающее сообщение по истечении установленного интервала. Зубчатые передачи сверлильной головки выполнены из прецизионных шлифованных косозубых шестерён.
Периодически необходимо проверять: состояние уплотнений кареток, отсутствие задиров на рабочих поверхностях рельсов, состояние зубьев реек и шестерён, осевой люфт в гайках ШВП, исправность системы смазки.
На всех осях станков Biesse Rover установлены закалённые и шлифованные стальные профильные рельсовые направляющие с предварительно нагруженными каретками на рециркулирующих шариках. Каждая каретка оснащена четырьмя уплотнениями (два внутренних, два внешних) для защиты от древесной пыли и стружки. Это подтверждено документацией Biesse Rover Gold 1232.
Схема привода зависит от серии и типа стола. В моделях Rover A (ATS) и Rover B FT ось X приводится зубчато-реечной передачей с косозубыми рейками, а ось Y — шарико-винтовой передачей. В моделях Rover K / Gold и Rover A (FT) обе оси X и Y приводятся зубчато-реечными передачами. Зубчатые рейки и шестерни изготовлены по классу точности 6 стандарта DIN 3962.
В документации Biesse Rover Gold 1232 указан класс точности ISO 5 по DIN ISO 3408-3. В руководстве Rover K FT2231 — класс T7 по DIN ISO 3408-3. Конкретный класс определяется моделью станка. Все ШВП оснащены предварительно нагруженными гайками для компенсации люфта.
Электрошпиндели HSD серии ES915 оснащены гибридными радиально-упорными шариковыми подшипниками: керамические шарики (нитрид кремния, Si3N4) и стальные кольца. На шпинделях с керамическими подшипниками нанесена маркировка «CERAMIC». Подшипники имеют пожизненную смазку. Данные подтверждены руководством HSD (Doc. 5801H0017).
Скорость зависит от модели. Rover A 1332 (ATS): X = 80, Y = 60, Z = 20 м/мин. Rover B 4.40 FT: X и Y = 80, Z = 30 м/мин. Rover K 1532: X = 85, Y = 60, Z = 20 м/мин. Некоторые модели (например, Rover 24 FTS) достигают 100 м/мин по осям X и Y (по данным LumbermenOnline).
Система смазки зависит от модели. Rover A и Rover B FT оснащены автоматической централизованной системой смазки с программируемыми интервалами через ЧПУ. Rover Gold 1232 / Rover K имеет централизованную ручную смазку: по сигналу ЧПУ оператор с помощью смазочного пресса подаёт смазку через 2 распределительных точки ко всем направляющим, рейкам и ШВП.
В Rover A (ATS) ось X приводится зубчатой рейкой, а ось Y — ШВП. В Rover K обе оси X и Y приводятся зубчатыми рейками. При этом в Rover K мостовая балка имеет два независимых двигателя (по одному с каждой стороны) для синхронного перемещения, тогда как в Rover A используется консольная схема.
Каждый станок Biesse Rover проходит заводские испытания: непрерывный обкаточный тест (минимум 10 часов), контроль точности и повторяемости позиционирования осей X и Y лазерным интерферометром по стандарту VDI/DGQ 3441, а также программную калибровку — результаты измерений записываются в ЧПУ для компенсации погрешностей. Эта процедура подтверждена документацией Rover J FT, Rover K FT2231 и Rover Gold 1232.
Система предварительного нагружения (preloaded pinion system) устраняет обратный люфт (backlash) в зубчатом зацеплении. При смене направления движения оси без преднатяга возникал бы зазор, снижающий точность позиционирования. Преднатяг обеспечивает постоянный контакт зубьев при любом направлении движения.
Электрошпиндель HSD ES915 в двухполюсном исполнении (3,8 кВт) достигает 24 000 об/мин, в четырёхполюсном исполнении (6,5–7,5 кВт) — до 32 000 об/мин. Данные подтверждены руководством по эксплуатации HSD (Doc. 5801H0017) и каталогами DirectIndustry.
Данная статья носит исключительно ознакомительный характер и предназначена для общего информирования технических специалистов. Автор и издатель не несут ответственности за любые последствия, возникшие в результате использования информации, представленной в данном материале.
Конкретные технические характеристики, комплектация и конструктивные решения обрабатывающих центров Biesse Rover могут существенно отличаться в зависимости от модификации, типа стола (ATS или FT), года выпуска, региона поставки и заказанных опций. Для получения точных данных по конкретной машине необходимо обращаться к официальной документации производителя — компании Biesse S.p.A. (Пезаро, Италия).
Все работы по обслуживанию, ремонту и модернизации оборудования должны выполняться квалифицированным персоналом в строгом соответствии с руководством по эксплуатации и действующими нормами безопасности.
1. Biesse S.p.A. Rover K FT2231 — Numerically Controlled Machining Centre User Guide. Руководство пользователя (manuals.plus/biesse).
2. Biesse S.p.A. Rover Gold 1232 — Technical Specifications and Machine Description. Техническая документация (CNC Exchange).
3. Biesse S.p.A. Rover B 4.40 FTK — Product Description and Technical Data. Техническое описание (MachineryMax).
4. Biesse S.p.A. Rover J FT — CNC Machining Center with Gantry Structure. Техническая документация (solimacgroup.com).
5. HSD S.p.A. ES915 Industrial Electro-spindle — Installation, Operation and Maintenance Manual (Doc. 5801H0017). Руководство по эксплуатации электрошпинделей (ManualsLib).
6. DIN 3962-1. Toleranzen für Stirnradverzahnungen — Toleranzen für Abweichungen einzelner Bestimmungsgrössen. Допуски для цилиндрических зубчатых передач.
7. DIN ISO 3408 (части 1–5). Шарико-винтовые передачи — терминология, номинальные размеры, условия приёмки, жёсткость, грузоподъёмность.
8. JIS B1192-2013. Ball screws — стандарт точности шарико-винтовых передач.
9. VDI/DGQ 3441. Statistische Prüfung der Arbeits- und Positionsgenauigkeit von Werkzeugmaschinen. Статистическая оценка точности позиционирования станков.
10. CEI EN 60204-1. Безопасность машин — Электрооборудование машин и механизмов.
11. HIWIN Technologies Corp. Linear Guideways Technical Information — HG Series. Технический каталог направляющих.
12. Справочник технолога-машиностроителя. В 2 т. / Под ред. А.М. Дальского, А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова, А.Г. Суслова. — М.: Машиностроение.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.