Обзор четырехсторонних станков Hydromat и Thundermac

Четырехсторонние продольно-фрезерные станки компании Weinig делятся на три серии: Unimat, Powermat и HighSpeed. К последним относятся станки класса Hydromat, которые компания выпускает уже более сорока лет. Серия HighSpeed включает шесть станков: Hydromat 1000, 2000, 3000, 4000, 5000 и 6000. Станки Hydromat 1000 и 2000 изготавливаются на заводе Weinig в г. Таубербишофсхайме (Германия), остальные – на заводе дочерней шведской компании Waco. Станок Hydromat 23 впервые был представлен компанией Weinig в 1995 г. на выставке Ligna в Германии. В 2004 г. компания представила модернизированную версию станка под названием Hydromat 2000. Скорость подачи заготовок на станке была увеличена до 100 м/мин, но база станка – станина, основные узлы и детали остались прежними с большой степенью унификации с предыдущими моделями. Для станка был разработан ряд опций, в том числе и околостаночное оборудование, обеспечивающее его работу на высокой скорости подачи. Станок Hydromat стал основой продаж компании. Производство большинства российских деревообрабатывающих предприятий-экспортеров оснащено этим оборудованием. Основными преимуществами станка деревообработчики называют скорость подачи, чистоту обрабатываемой поверхности и широкую спецификацию. На Hydromat 2000 делают предварительную стружку, а также всю строганую продукцию, которая только возможна в деревообработке: доску пола, оконные бруски, фальшбрус, – всего около 130 наименований.

Компоновка станка Hydromat 2000

Горизонтальные шпиндельные узлы станка, на которые приходится при обработке основная нагрузка, снабжены тяжелой горизонтальной ножевой головкой, вращающейся с частотой не менее 6 тыс. оборотов. Для снижения динамических нагрузок на подшипники горизонтальный шпиндель оснащен дополнительной опорой. Для этого на конце консольной части шпинделя выполнена еще одна посадочная шейка меньшего диаметра. Эта шейка вставляется во втулку третьей, дополнительной подшипниковой опоры, так называемой контропоры, установленной на станине станка или корпусе шпиндельного суппорта и оснащенной, как правило, системой гидрозажима. Такая конструкция значительно снижает уровень вибрации режущего инструмента, а это в свою очередь положительно сказывается как на повышении качества обработки, так и на надежности станка в целом. При этом даже после затяжки контропоры сохраняется возможность регулирования шпинделя вдоль его оси, благодаря установленной в опоре подвижной втулке.

Высокое качество обработки при скоростях подачи до 100 м/мин достигается за счет использования устройств для динамической прифуговки лезвий резцов, так называемых джойнтеров. Прифуговка осуществляется подводом к лезвиям фрезы, вращающейся с рабочей скоростью, мягкого абразивного бруска (плоского или имеющего обратный профиль), что обеспечивает создание на них фаски и достижение одинакового радиуса резания. При этом формирование поверхности производится всеми ножами, что зачастую исключает финишную операцию шлифования и увеличивает срок службы самих ножей. В станках последних моделей джойнтеры могут управляться дистанционно, с пульта управления, исключая какие-либо ошибки позиционирования абразивного бруска. Weinig уделяет особое внимание качеству материалов, из которых сделан станок. Компания держит в секрете ряд процессов производства шпиндельных узлов, состав применяемого металла, способы термообработки шпинделей, монтажа подшипников и т.д.

Поэтому попытки копировать технику Weinig ограничены лишь воссозданием внешнего сходства изделий. Не зная секретов, повторить качество материалов невозможно.

Сборка станка Hydromat 2000

Большинство станков Weinig изготавливает под заказ. Принцип формирования компоновки станка напоминает детский конструктор «Лего». Существует гамма базовых узлов станка – станин, суппортов, оснащенных шпиндельными узлами различного технологического назначения, механизмов подачи. Также имеется стандартный набор вспомогательных узлов и деталей – прижимов, кожухов, джойнтеров, устройств настройки и т.д., большая или меньшая часть из которых устанавливаются на базовые узлы в соответствии с пожеланиями заказчика. Кроме того, станок может быть дооснащен различными опциями, расширяющими технологические и эксплуатационные возможности станка.

Станки Hydromat 2000 выпускаются в четырех модификациях в зависимости от максимальной скорости подачи заготовки: 36; 60; 80 и 100 м/мин. Каждая из этих основных модификаций имеет 22 базовые конфигурации, отличающиеся по количеству и расположению шпинделей. Таким образом, получается 88 базовых компоновки станка. Подбор необходимой компоновки может происходить по-разному. Например, заказчик может предоставить образцы изделий, которые он собирается изготавливать, и формулирует требования к производительности станка. На основании этих требований компания определяет, какой набор узлов и опций должен содержать станок. Потом согласовывают с заказчиком комплектацию, стоимость и приступают к сборке станка. После выбора компоновки станка уточняются дополнительные требования, связанные со спецификацией изделий. Выбираются варианты сокращения расстояния между подающими вальцами для обработки коротких заготовок, размер и покрытие поверхности базового стола, степень твердости подающих вальцов, места и способ смазки.

Затем станок комплектуется: подбираются двигатели приводов резания и подачи соответствующей мощности, прижимов, джойнтеров, контропор и других узлов. Выбираются виды конкретных деталей, например, подающих вальцов: они могут быть обрезиненные, игольчатые, рифленые или гладкие. В итоге получается, что даже при стандартном наборе узлов и деталей можно обеспечить заказчику сугубо индивидуальное конструктивное исполнение станка.

Монтаж и эксплуатация станка

Станок Hydromat 2000 устанавливается без фундамента на ровный пол цеха с помощью винтовых опор-подпятников, прилагающихся к станку, и выравнивается с их помощью в горизонтальной плоскости. Требования к электропитанию и аспирации являются стандартными. Монтаж и ввод станков в эксплуатацию осуществляют специалисты Weinig. Одновременно с монтажом произходит обучение операторов, по итогам которого им присваивается соответствующая квалификация. Как правило, шеф-монтаж оборудования с обучением операторов занимает неделю.

Совместимость и наращиваемость

При обработке на станке Hydromat 2000 заготовки длиной два метра на скорости 60 м/мин, оператор обязан каждые две секунды подавать следующую заготовку в станок. А при работе станка со скоростью подачи 100 м/мин, с его загрузкой вручную не справится ни один человек. Для этог необходима околостаночная механизация, обеспечивающая загрузку, разгрузку станка и формирование пакетов обработанных деталей. Как правило, Hydromat 2000 в любой линии продольного фрезерования всегда является головным. Если он приобретается без околостаночного оборудования, то только с тем расчетом, что будет скоро дооснащен для достижения максимальной производительности. Механизировать загрузку можно и с помощью оборудования других производителей, но специализированное оборудование, поставляемое компанией Weinig, составляет со станком единое целое, что всегда является лучшим решением. Там, где нет пристаночного оборудования, на станке работают обычно три человека: оператор и два помощника.

Цена станка Hydromat 2000

В России существуют высокие требования к безопасности деревообрабатывающего оборудования. Поставляемые в страну станки должны быть оснащены дополнительными опциями, например, тормозными системами электродвигателей привода шпинделей. Это увеличивает цену Hydromat 2000: минимальная модификация стоит около 120 тыс. евро. Такой станок имеет пять шпинделей и используется для производства деталей как прямоугольного сечения, так и простых профильных. Это могут быть операции предварительного калибрования перед склеиванием ламелей для производства клееного оконного бруска, ряда столярно-строительных деталей, не требующих высокого качества обработки. Получить на таком станке плоскую доску идеального качества непросто. Цена правильно укомплектованного станка для изготовления качественных погонажных столярно-строительных деталей – вагонки, плинтуса, наличника и т.д. – со скоростью подачи 60–80 м/мин достигает 250 тыс. евро. Но и это не предел: изготовленный по специальному заказу станок может стоить более миллиона евро.

Тайваньский ответ

По мнению менеджера проекта «Эдис-Групп», официального представительства Weinig в России Виктора Илюшина, конкурентов станкам Hydromat 2000 на рынке нет, есть только более или менее удачные копии. Тем не менее, по мнению специалистов компании Global Edge, конкурентом Weinig часто считают тайваньскую компанию Leadermac Mashinery Co., уже в течение 35 лет выпускающую четырехсторонние продольно-фрезерные станки. В России эксплуатируется более 650 станков этой компании. Leadermac выпускает пять линеек станков: Smartmac – для малых предприятий, Compact – для малых и средних, Hypermac – для средних и больших, Speedmac – для больших, и Thundermac – для особо крупных предприятий. Внутри каждой линейки станки, в зависимости от потребностей заказчика, могут отличаться назначением: предварительное фугование, производство заготовок прямоугольного или профильного сечения, деление по ширине или толщине и т.д. Кроме того они могут иметь разное количество шпинделей – от 4 до 10, разную последовательность их расположения и мощность привода.

Важным преимуществом всех станков является наличие мощной литой станины, которой нет в станках ни у одного европейского производителя такого оборудования. Литая станина проходит специальную обработку, полностью исключающую ее коробление в процессе эксплуатации станка. Все рабочие столы станков, шлифованные и хромированные, полируются до зеркального блеска – это значительно увеличивает срок их службы. Корпуса всех фрезерных агрегатов (рис. 4) литые, что обеспечивает их высокую виброустойчивость даже при самых высоких нагрузках. Скорость вращения шпинделей станков составляет 6000 об/мин, подшипники прецизионные и во время работы не требуют никакой смазки. При этом могут использоваться даже самые тяжелые составные фрезы (ножевые головки) с числом прямых или профильных ножей более 10, в том числе гидрозажимные.

Прифуговочные устройства для ножей в этих фрезах при необходимости могут устанавливаться и на горизонтальные и на вертикальные обрабатывающие агрегаты станка, а управление ими осуществляется непосредственно с пульта оператора. Этим обеспечивается формирование обработанной поверхности не одним наиболее выступающим, а одновременно всеми ножами, что исключает образование заметной кинематической волны. Все шпиндели станков оснащаются «интеллектуальными» устройствами для торможения при остановке, управляемыми программируемым контроллером станка, изменяющим усилие в зависимости от нагрузки. Механизмы подачи станков – распределенные, с роликами, приводимыми от индивидуальных червячных редукторов посредством карданных передач (рис. 5). Бесступенчатое регулирование скорости подачи осуществляется с пульта оператора посредством электронного инвертора.

Первый ролик механизма подачи выполнен подъемным, что позволяет выполнять на станках фугование с ручным продвижением заготовки по столу до обработки ее переднего конца нижней горизонтальной фрезой и захвата другими роликами, а при его опускании – автоматическую загрузку. Величина рабочей скорости подачи заготовок у станков линейки Compact может достигать 36 м/мин, у Thundermac – превышает 160 м/мин, Super Thundermac – до 450 м/мин. На высокоскоростных станках устанавливается система, обеспечивающая автоматическую настройку точного положения шпинделей в зависимости от диаметра установленных на них фрез. Один из станков Thundermac, оснащенный 10-ю шпинделями, уже около двух лет непрерывно эксплуатируется на одном из предприятий в Сибири (рис. 3). Управление всеми его агрегатами осуществляется с пульта, оснащенного сенсорным экраном с размером по диагонали около 55 см (рис. 6). Ежегодно Leadermac продает не более четырех-пяти таких станков. Чтобы обеспечить надежность станков, компания комплектует их агрегатами ведущих производителей: электродвигатели и электрооборудование поставляет Siemens, контроллеры – Sony, подшипники – SKF. По данным компании Global Edge, станок Compact в течение 15 лет непрерывно и без поломок проработал на одном из российских предприятий.

Вместе со станками Leadermac поставлят и все необходимое околостаночное оборудование: вертикальные и горизонтальные питатели, укладчики и перекладчики различной конструкции. Стоимость четырехсторонних станков определяется моделью, требуемой производительностью, размерами сечения обрабатываемых заготовок, количеством основных фрезерных агрегатов и набором дополнительного оснащения. Цена минимальной по возможностям модификации станка составляет $32 тыс.