Модернизация токарного станка: ключ к повышению эффективности производства

В условиях современного высокотехнологичного производства токарные станки остаются одним из наиболее востребованных видов металлообрабатывающего оборудования. Они используются для изготовления деталей типа тел вращения - валов, осей, втулок, фланцев, которые находят применение практически во всех отраслях машиностроения, приборостроения, энергетики, транспорта.

Вместе с тем, значительная часть эксплуатируемого парка токарных станков морально и физически устарела. Это станки с ручным управлением, не обладающие достаточной жесткостью, точностью и производительностью для выполнения задач современного производства. Низкая степень автоматизации, отсутствие систем ЧПУ и активного контроля, ограниченные технологические возможности - все это снижает эффективность использования такого оборудования.

В этих условиях модернизация токарных станков становится оптимальным решением, позволяющим повысить их технический уровень и расширить функционал при умеренных затратах, без приобретения нового дорогостоящего оборудования.
Цели и задачи модернизации токарных станков
В современных условиях развития машиностроения модернизация токарных станков становится ключевым фактором повышения эффективности и конкурентоспособности производства. Устаревшее оборудование уже не способно обеспечить необходимый уровень производительности, точности и качества обработки деталей, который диктуется все более жесткими требованиями заказчиков и ужесточением конкуренции на рынке.

Основная цель модернизации токарного станка - комплексное повышение его технологических возможностей, производительности и степени автоматизации. По сути, модернизация позволяет превратить морально и физически устаревший станок в высокотехнологичный обрабатывающий центр, способный решать широкий спектр задач современного машиностроительного производства.

Достижение этой цели обеспечивается за счет системного подхода к модернизации, который предусматривает решение ряда взаимосвязанных задач по обновлению ключевых элементов конструкции и функциональности токарного станка.
Оснащение станка современной системой ЧПУ
Это один из ключевых этапов модернизации, без которого невозможно полноценное обновление возможностей оборудования. Внедрение системы числового программного управления позволяет автоматизировать процесс токарной обработки, сократить время наладки, повысить стабильность и повторяемость выполнения операций.
Современные системы ЧПУ предоставляют широкие возможности для программирования обработки деталей любой сложности. Поддержка функций высокоскоростного и силового резания, сложных циклов обработки, трехмерной графики и моделирования - все это позволяет реализовать на модернизированном токарном станке самые прогрессивные технологии металлообработки, такие как высокоскоростное резание, многокоординатная обработка, обработка деталей сложной формы с контурным управлением.

Модернизация системы управления также открывает возможности для интеграции токарного станка в единую цифровую экосистему предприятия. Поддержка стандартных сетевых протоколов и интерфейсов обмена данными позволяет встраивать станок в заводские системы планирования производства, диспетчеризации, промышленной автоматизации и сбора данных.
Повышение жесткости и виброустойчивости
конструкции станка
Жесткость - один из важнейших факторов, определяющих точность и производительность токарной обработки. Недостаточная жесткость и склонность к вибрациям значительно ограничивают режимы резания, вызывают повышенный износ инструмента, ухудшают качество поверхности и геометрическую точность обработки.
Поэтому модернизация токарных станков обязательно включает комплекс мероприятий по повышению жесткости базовых узлов.

Это достигается несколькими путями:
  • Усиление конструкции станины - основного силового элемента станка. Применяются технологии наплавки, напыления, облицовки станин полимербетоном, что повышает их демпфирующие свойства и стабильность геометрии.
  • Замена устаревших направляющих качения на современные направляющие скольжения с антифрикционными покрытиями или гидростатические направляющие. Это снижает уровень вибраций, повышает плавность и точность перемещения узлов.
  • Оптимизация компоновки и конструктивного исполнения подвижных узлов - суппортов, салазок, задней бабки. Применение модульного принципа, минимизация вылетов, облегчение подвижных масс позволяет уменьшить инерционные нагрузки и деформации.
  • Установка гидравлических и фрикционных демпферов для гашения колебаний. Они поглощают энергию вибраций во время резания, стабилизируют силы резания, повышая виброустойчивость процесса обработки.

Повышение жесткости и виброустойчивости конструкции позволяет полнее реализовать потенциал современных инструментальных материалов, использовать более напряженные режимы резания, добиваться высокого качества поверхности даже при обработке труднообрабатываемых материалов.
Увеличение рабочего пространства и технологических возможностей станка
Многие модели токарных станков предыдущих поколений имеют ограниченные размеры рабочей зоны, что сужает номенклатуру деталей, которые могут на них обрабатываться. Возможность работы с деталями большего диаметра и длины значительно повышает универсальность и востребованность токарного станка после модернизации.

Основные способы увеличения рабочего пространства станка:
Увеличение расстояния между центрами путем удлинения станины и ходовых винтов. Это позволяет обрабатывать валы, оси и другие длинномерные детали.
Увеличение высоты центров и диаметра обработки над суппортом и станиной. Осуществляется путем подъема уровня направляющих, выноса резцедержателя, изменения конфигурации суппорта. Дает возможность устанавливать детали большего диаметра, использовать крупные приспособления.
Оснащение станка механизированным или автоматизированным задним центром на выносной стойке или портальной конструкции. Повышает поддержку длинных заготовок, позволяет вести обработку в крайних положениях суппорта.
Установка комбинированных токарно-фрезерных шпиндельных головок, которые расширяют функциональность станка, позволяют вести не только токарную, но и фрезерную, сверлильно-расточную обработку с различных сторон детали.
Важным направлением увеличения технологических возможностей токарных станков является расширение количества управляемых осей. Если базовые модели, как правило, имеют две управляемые координаты (X и Z), то современные токарные обрабатывающие центры оснащаются до 5-10 одновременно управляемых осей.
Это достигается путем установки дополнительных суппортов, поворотных фрезерных головок, противошпинделя, управляемых люнетов и задних бабок. Многоосевая компоновка в сочетании с системой ЧПУ позволяет за один установ выполнять весь комплекс операций по обработке деталей сложной формы - точение, растачивание, фрезерование, сверление, нарезание резьбы, шлифование.

Особое значение имеет оснащение станка управляемыми инструментальными магазинами на 12-30 и более позиций. Они предназначены для автоматической смены инструмента и значительно сокращают вспомогательное время на переналадку. Дисковые, барабанные, цепные магазины обеспечивают быструю смену резцов, осевого и радиального инструмента.
Модернизация главного привода и привода подач станка
Высокопроизводительная и высокоточная токарная обработка невозможна без модернизации шпиндельных узлов и приводов подач.
  • Главный привод модернизируется путем замены устаревших асинхронных электродвигателей и многоступенчатых коробок скоростей на регулируемый привод на основе высокомоментных электродвигателей и мотор-шпинделей. Применение частотно-регулируемых приводов позволяет бесступенчато регулировать частоту вращения шпинделя в широком диапазоне, обеспечивая оптимальные режимы резания для любых материалов.
  • Особенно эффективна установка мотор-шпинделей - компактных интегрированных узлов, объединяющих шпиндель и встроенный электродвигатель. Мотор-шпиндели имеют полый вал большого диаметра, высокоскоростные подшипники и обеспечивают частоту вращения до 10000-12000 об/мин и выше.
  • Приводы подач модернизируются путем замены ходовых винтов на высокоточные шариковые винтовые передачи (ШВП). Они имеют КПД до 90-95%, высокую жесткость и износостойкость, способны обеспечивать скорость быстрых перемещений суппорта до 30-50 м/мин.
  • Вместо устаревших двигателей постоянного тока применяются современные серводвигатели переменного тока с обратной связью по положению. Это повышает динамику приводов, точность и повторяемость позиционирования до 1-2 мкм.
Оснащение станка системами автоматизации и
интеллектуального управления
Одним из приоритетных направлений модернизации является автоматизация не только основных формообразующих движений, но и всех вспомогательных функций и движений станка. Именно автоматизация вспомогательных операций дает наибольший резерв повышения производительности и снижения влияния человеческого фактора.

Ключевые функции автоматизации включают:
  • Автоматизацию установки, закрепления и снятия заготовок путем оснащения станков роботизированными ячейками, портальными загрузчиками, автоматическими патронами и зажимными устройствами. Это исключает ручные операции и простои станка, связанные с установкой деталей.
  • Автоматизацию перемещения заготовок между позициями обработки. Для этого используются автоматические перегружатели - механические руки, портальные системы, роботы. Они осуществляют перехват детали из основного шпинделя в контршпиндель, в люнет или накопитель.
  • Автоматическую переориентацию детали в пространстве для обработки с различных сторон. Эту функцию выполняют специальные поворотные устройства, делительные головки, управляемые от системы ЧПУ.
  • Автоматизацию удаления стружки и подачи СОЖ в зону резания. Конвейеры для уборки стружки, форсунки для подачи СОЖ под высоким давлением исключают необходимость вмешательства оператора в работу станка.
  • Автоматический контроль состояния инструмента, обнаружение поломок и износа. Осуществляется с помощью датчиков касания, лазерных измерителей, систем технического зрения. При достижении критического износа или поломке резца система ЧПУ приостанавливает обработку и подает сигнал оператору.
  • Автоматическую коррекцию износа инструмента и температурных деформаций узлов станка. Специальные программные циклы в системе ЧПУ с помощью контактных или лазерных датчиков производят измерения обработанной детали и вводят поправки в процесс обработки. Это позволяет стабильно выдерживать заданную точность изготовления в течение всего периода эксплуатации станка.
  • Оснащение станков сенсорами, видеокамерами и программным обеспечением для функций машинного зрения. Системы технического зрения способны распознавать положение и ориентацию заготовки, наличие дефектов, производить контроль геометрических параметров детали прямо на станке.
Комплексная автоматизация токарного станка требует оснащения его модулями цифрового управления приводами, PLC-контроллерами, промышленными компьютерами, управляющими работой всех узлов и обменом информацией с верхним уровнем систем управления производством.
Конечная цель автоматизации и интеллектуализации - превращение токарного станка в полностью автономную единицу оборудования, способную изготавливать детали в автоматическом режиме и собирать всю необходимую информацию для эффективного управления производственным процессом.
Таким образом, модернизация токарных станков - это комплексная задача, направленная на всестороннее повышение технического уровня и возможностей оборудования. Глубина и сложность модернизации может варьироваться от обновления отдельных узлов до фактического превращения станка в принципиально новую машину.
При этом во всех случаях цели модернизации едины - обеспечить существенный рост производительности и качества обработки, расширить технологические возможности оборудования, сократить трудоемкость и себестоимость изготовления деталей. Модернизированные станки способны успешно решать большинство задач современного производства, оставаясь при этом экономически эффективной альтернативой приобретению новых дорогостоящих обрабатывающих центров с ЧПУ.

Задачи модернизации токарного станка
Основная цель модернизации токарного станка - повышение его технологических возможностей, производительности и степени автоматизации. Это достигается за счет решения следующих задач:
  • 1
    Оснащение станка системой ЧПУ
    Внедрение современной системы числового программного управления позволяет автоматизировать процесс обработки, сократить время наладки, повысить стабильность и повторяемость операций. Наличие системы ЧПУ - обязательное условие для реализации таких прогрессивных технологий как высокоскоростное резание, многокоординатная обработка, изготовление деталей сложной формы.
  • 2
    Повышение жесткости и виброустойчивости
    Жесткость - один из ключевых факторов, определяющих точность и производительность токарной обработки. Модернизация предусматривает усиление станины, замену направляющих качения на направляющие скольжения, оптимизацию компоновки узлов, установку демпфирующих элементов. Это позволяет минимизировать деформации и вибрации при резании, использовать более высокие режимы обработки.
  • 3
    Увеличение рабочего пространства
    Возможность обработки деталей большего диаметра и длины повышает универсальность станка. Для этого необходимо увеличить расстояние между центрами, высоту центров, диаметр обработки над суппортом и станиной. Часто это достигается за счет установки выносной стойки заднего центра, удлинения станины, применения портальной компоновки.
  • 4
    Расширение количества управляемых осей
    Современные токарные обрабатывающие центры обладают до 10 одновременно управляемых координат. Помимо традиционных осей X и Z они оснащаются противошпинделем, поворотной фрезерной головкой, управляемым инструментальным магазином. Это позволяет выполнять на одном станке весь комплекс токарно-фрезерных, сверлильно-расточных операций, включая обработку сложных контуров, нарезание резьбы, шлицев.
  • 5
    Повышение частоты вращения и мощности шпинделя
    Высокоскоростная обработка требует оснащения станка мотор-шпинделями с частотой вращения до 10 000 об/мин и мощностью до 60-100 кВт. Это дает возможность эффективно обрабатывать труднообрабатываемые материалы, получать высокое качество поверхности, снизить машинное время.
  • 6
    Автоматизация вспомогательных движений и функций
    Немаловажный резерв повышения производительности - автоматизация установки и снятия заготовок, смены инструмента, удаления стружки, контроля размеров деталей. Для этого станки оснащаются системами ЧПУ, промышленными роботами, транспортно-накопительными системами, встроенными в автоматические линии.
Этапы модернизации токарного станка
Каждый проект модернизации токарного станка разрабатывается индивидуально с учетом модели станка, его технического состояния, требований к будущей функциональности. Вместе с тем, можно выделить типовые этапы этого процесса.
1
Этап 1. Предпроектное обследование
Первый шаг - комплексный аудит станка, оценка его текущих параметров и потенциала модернизации. Определяется кинематическая схема, анализируются корпусные детали на предмет износа и деформаций, производится осмотр механических узлов и электрооборудования. Проводится испытание станка в работе, замеры точности, жесткости, вибраций. На основании собранных данных формируется техническое задание на модернизацию токарного станка.
2
Этап 2. Проектирование
На этом этапе разрабатывается проект модернизации. Он включает кинематическую схему, компоновку модернизированного станка, выбор моделей систем ЧПУ, электроприводов, датчиков обратной связи. Проектируются необходимые переходные элементы, крепления, ограждения. Подбирается комплект нового электрооборудования, элементов гидро- и пневмосистем, создаются принципиальные схемы.
Готовый проект согласовывается с заказчиком и утверждается для реализации.
3
Этап 3. Производство механических узлов
В соответствии с проектом изготавливаются новые и модернизируются существующие базовые детали и механизмы станка.

Типовой перечень работ включает:
  • Восстановление станины, направляющих, ходовых винтов. Выполняются работы по шлифованию, шаброванию, хромированию поверхностей, замене изношенных элементов.
  • Модернизация коробки скоростей и подач. Производится замена механических коробок на мотор-редукторы с плавным регулированием, ременных и цепных передач на шариковые винтовые пары.
  • Модернизация шпиндельного узла. Устанавливаются современные многоопорные шпиндельные узлы на высокоточных подшипниках, системы жидкостного охлаждения.
  • Замена суппортов, резцедержателей, задней бабки. Применяются модульные конструкции с направляющими качения, встроенными датчиками позиционирования.
  • Установка инструментальных магазинов, поворотных шпиндельных голов, люнетов и других специальных устройств.
Все новые и модернизированные узлы проходят контроль качества и испытания на соответствие требованиям проекта.
4
Этап 4. Оснащение системами ЧПУ и автоматизации
Параллельно с механической частью ведутся работы по электрооснащению модернизируемого станка.

Основные виды работ:
  • Установка системы ЧПУ. Производится монтаж выбранной модели контроллера ЧПУ, пульта оператора, модулей расширения. Подключаются серводвигатели осей, шпинделя, устройства обратной связи.
  • Сборка и монтаж электрошкафов. Устанавливаются силовые преобразователи, частотные приводы, источники питания, элементы автоматики. Выполняется электромонтаж согласно принципиальным схемам.
  • Оснащение вспомогательными системами. Монтируются узлы гидростанции, пневмопривода, подачи СОЖ, отвода стружки, смазки. Устанавливаются системы аспирации, пожаротушения, сигнализации.
  • Интеграция средств автоматизации. Производится установка и подключение промышленных роботов, транспортных систем, накопителей, передаточных механизмов.
Смонтированное электрооборудование проходит пусконаладочные испытания, проверку согласно протоколам стандартов безопасности.
5
Этап 5. Сборка и испытания модернизированного станка
На этом этапе производится окончательный монтаж всех компонентов станка. Механическая часть стыкуется с системами ЧПУ, электроавтоматики и вспомогательным оборудованием. Производится геометрическая выверка, центровка и юстировка узлов, регулировка приводов.

Далее станок проходит пусконаладочные работы и комплексное тестирование. Проверяется функционирование всех механизмов и систем управления, отсутствие заеданий, перегревов, вибраций. Проводятся испытания станка в работе, контролируется точность и повторяемость обработки, производительность съема стружки, динамические показатели.

По результатам испытаний оформляются протоколы, паспорт станка, руководство по эксплуатации. Модернизированный станок передается заказчику для ввода в эксплуатацию.
Типовые решения по модернизации токарных станков на Уральском станкоремонтном заводе
Уральский станкоремонтный завод - ведущий российский центр компетенций по модернизации токарного оборудования. Предприятие выполняет полный цикл работ - от аудита и проектирования до внедрения и сервисного обслуживания обновленных токарных станков всех моделей.
Накопленный опыт позволяет реализовывать проекты любого уровня сложности.

Типовые решения включают:
Оснащение токарных станков отечественными системами ЧПУ "Балт-Систем", "Электроника НЦ", "Маяк-600", "Контур". Эти системы доступны по цене, просты в программировании и эксплуатации, обеспечивают достаточную функциональность для большинства задач.
Установка зарубежных систем ЧПУ Fanuc, Siemens, Heidenhain. Такие решения применяются для модернизации прецизионных токарных станков и обрабатывающих центров, работающих в многономенклатурных производствах. Они обеспечивают высокий уровень автоматизации, возможность интеграции в заводские системы управления.
Оснащение токарных станков контурными системами ЧПУ от двух до пяти одновременно управляемых координат. Примеры - модернизация станков 1А616, 1М63, 1К62, 16К20 в токарно-фрезерные обрабатывающие центры с контурным управлением. Это позволяет выполнять обработку сложных деталей за один установ.
Модернизация универсальных токарно-винторезных станков в станки с ЧПУ. Включает оснащение контурными системами ЧПУ, заменой коробок скоростей и подач на частотно-регулируемый привод, установку шариковых винтовых пар, линейных направляющих качения.
Специальные проекты модернизации тяжелых токарных станков. К ним относятся токарно-карусельные станки типа 1516, 1525, 1Л532, расточные станки 2А620, 2620, многорезцовые автоматы 1А720, 1Б265. Изменение компоновки, увеличение габаритов, установка планшайб большого диаметра позволяют обрабатывать крупногабаритные корпусные детали.
При модернизации применяется оборудование ведущих брендов
систем ЧПУ Siemens, Fanuc, Балт-Систем, приводов и двигателей Siemens, Fanuc, Yaskawa, Omron, Delta, Schneider Electric, подшипников SKF, PMI, THK.

Собственная производственная база завода включает механообрабатывающее, заготовительное и сборочное производства. Станочный парк насчитывает более 50 станков, включая уникальные тяжелые расточные и продольно-фрезерные станки. Это позволяет изготавливать детали для модернизации станков любых типоразмеров с высокой точностью.

Квалификация специалистов подтверждена многолетним опытом и множеством успешных проектов. Технологи, конструкторы, программисты ЧПУ обладают всеми необходимыми компетенциями для модернизации старых моделей станков до уровня современных обрабатывающих центров с ЧПУ.
Таким образом, модернизация токарных станков - эффективный способ повышения технического уровня и конкурентоспособности машиностроительного производства.
Использование современных систем ЧПУ, оптимизация конструкции базовых узлов, автоматизация ключевых функций позволяет получить высокотехнологичное оборудование с расширенными возможностями при умеренных затратах.
Уральский станкоремонтный завод предлагает комплексные услуги по модернизации токарных станков любых типов и моделей. Компетенции предприятия охватывают все этапы модернизации - от предпроектного обследования до сдачи станка "под ключ".

Типовые решения включают оснащение токарных станков современными системами ЧПУ отечественного и зарубежного производства, модернизацию приводов и механики, автоматизацию вспомогательных функций. Для каждого проекта разрабатывается индивидуальное техническое задание с учетом требований заказчика и особенностей базовой модели станка.

Модернизированные станки не уступают по своим характеристикам новому оборудованию аналогичного класса. При этом затраты на модернизацию в среднем в 2-3 раза ниже стоимости нового станка. Это позволяет заказчикам с меньшими вложениями получить высокопроизводительное оборудование, адаптированное под свои технологические задачи.

Немаловажными преимуществами модернизации являются более короткие сроки реализации проекта по сравнению с приобретением нового станка, а также возможность поэтапного обновления станочного парка предприятия. Сохранение существующих фундаментов и инженерных коммуникаций дополнительно снижает затраты на внедрение обновленного оборудования.
Специалисты Уральского станкоремонтного завода берут на себя решение всех технических вопросов - подбор комплектующих, разработку конструкторской и технологической документации, программирование систем ЧПУ, пусконаладку и обучение персонала. Гарантийные обязательства и постгарантийный сервис обеспечивают надежную работу модернизированных станков на протяжении всего жизненного цикла.

Опыт завода подтверждает, что модернизация токарного оборудования - оптимальный путь для предприятий, стремящихся повысить эффективность механообработки без масштабных инвестиций в новые станки. Сочетание современных технологий с надежной основой классических моделей дает синергетический эффект, позволяющий получить высокую отдачу от обновленного оборудования.
Уральский станкоремонтный завод открыт для сотрудничества и готов реализовать проекты модернизации токарных станков любой сложности. Комплексный подход, современная производственная база и опыт специалистов гарантируют заказчикам получение оборудования, в полной мере отвечающего их производственным задачам и требованиям индустрии.

01 процесс
наши особенности

Многие разновидности оборудования, применяемого различными производственными и ремонтными предприятиями, предусматривают в своей конструкции зубчатую рейку. Данный узел подвергается постоянному износу, поэтому нуждается в периодической замене. Эта деталь является довольно дефицитной, что характерно в первую очередь для импортных станков, а также устаревших и уже снятых с производства. Для того чтобы у вас не возникло проблем с поиском, мы готовы предложить изготовление высокоточных реек требуемой длины с любым шагом зубьев.


Гарантируем:

1
Применение заготовок из качественного металла
2
Сжатые сроки производства
3
Доступные расценки
02 преимущества
Почему мы?
Подстроимся под ваши задачи: подберем нужные услуги, изготовим комплектующие, при необходимости подключим конструкторский отдел, сделаем скидку на комплекс работ
  • Гарантия 1 год
    Прописывается в договоре
  • Высокое качество работ
    Восстановление паспортных параметров точности станков
  • Точно в срок
    Соблюдаем сроки, обозначенные в договоре
  • Соблюдение документации
    Выполняем работы в точности по техническому заданию или согласованному проекту
  • Фиксированная цена
    Точная стоимость работ без скрытых и дополнительных платежей
  • ISO 9001
    Наше производство сертифицировано

03 КТО МЫ

О ЗАВОДЕ

Все оборудование ремонтируется и изготавливается на собственных мощностях завода

  • 5300 м2
    Площадь завода
  • 58
    Единиц оборудования
  • 4
    Производственных цеха
  • 49
    Профильных специалистов
Цех шлифовки станин и металлобработки
Цех ремонта и сборки тяжелых станков
Цех металлообработки
Цех ремонта и сборки средних станков

04 услуги

НАШИ НАПРАВЛЕНИЯ

Капитальный ремонт
и модернизация станков
Производство сертифицировано ISO 9001
Продажа станков
С гарантией
от 1 года
Металлообработка
На собственных производственных мощностях
Изготовление металлоконструкций
Опыт больше
20 лет
05 нам доверяют
Наши клиенты
За 23 года ни одной претензии к качеству оборудования или сервиса
Оставьте заявку
получите полный расчет стоимости оборудования
по вашему техническому заданию
*Нажимая на кнопку «Отправить» вы даёте своё согласие на обработку персональных данных