Robodrill α-D21MiA: компактный высокоскоростной обрабатывающий центр для точного сверления и нарезания резьбы. Идеален для серийного производства.
Robodrill α-D21MiA — вертикальный обрабатывающий центр японского концерна FANUC, который выпускает станки под брендом Robodrill с 1986 года и поставляет свыше 12 000 единиц оборудования ежегодно. За это время машина прошла пять полных реинкарнаций, каждая из которых повышала скорость, энергоэффективность и удобство интеграции в автоматические линии. Модификация α-D21MiA относится к третьему поколению серии α-D21, получившему усиленную стальную станину, обновлённую кинематику и расширенный функционал ЧПУ FANUC 31i-B5.
Сердцем станка является высокоскоростной шпиндель с прямым приводом и комбинированным подшипниковым узлом. Максимальная частота вращения составляет 24 000 об/мин, что позволяет применять твёрдосплавный инструмент минимального диаметра без риска вибраций. На коротком режиме (S6-25 %) двигатель выдаёт 7,5 кВт и 28 Н·м, а в длительном режиме (S1) — 5,5 кВт и 18 Н·м. В сочетании с жёсткой литой колонной шпиндель показывает поверхностную шероховатость Ra 0,4 мкм на алюминиевых сплавах и Ra 0,8 мкм на инструментальной стали 1.2379 при минимальном объёме доводочной обработки.
Пакет опций High Torque позволяет понизить максимальные обороты до 10 000 об/мин, но увеличить момент до 40 Н·м, что востребовано при резьбонарезке М16-М20 в высокоуглеродистых сталях. Переключение пакетов выполняется программно, что упрощает смену технологических задач внутри одной партии.
Перед обсуждением магазина важно отметить, что FANUC применяет собственный сервопривод привального типа, а не пневмопривод. Это уменьшает импульсную нагрузку на станину и продлевает ресурс шпиндельных подшипников.
В инструментальном револьвере размещается 21 CAS ER-40 позиции. Время смены «стружка-стружка» — 0,7 с, время «инструмент-инструмент» — 0,5 с. Благодаря оптимизированной траектории двойной руки FANUC добился пикового ускорения 1,6 G без превышения допустимого уровня вибраций в куполе шпинделя.
Ниже приведён консолидированный список преимуществ магазина, сформулированный после тестов на предприятиях приборостроения Москвы и Новосибирска. Перечень позволяет понять, почему именно эта компоновка выгодна серийному производителю.
• Падение давления СОЖ при смене инструмента не превышает 0,15 бар, следовательно, в канале шпинделя не образуются воздушные пробки.
• Система автоматического измерения длины инструмента совмещена с окном револьвера, поэтому калибровка 21 позиций занимает 92 с против 135 с у предыдущей версии.
• Износ кулачковой муфты снизился на 18 % по данным измерений сервиса FANUC-Россия, что уменьшило неплановые простои.
Каждое из указанных преимуществ линейно влияет на итоговую производительность линии серийной обработки корпусов, что неоднократно подтверждено в реальном цикле.
Рабочий ход по осям X, Y, Z составляет 500 × 400 × 330 мм. Динамика сервоприводов достигнута за счёт заземлённых планетарных reducers αiF-22 и шарико-винтовых пар с шагом 0,0125 мм. Скорость холостого хода — 54 м/мин на каждой координате, фактическое ускорение 1,5 G без детента.
Инженеры FANUC внедрили функцию Nano Smoothing, которая распределяет точки интерполяции так, чтобы удерживать траекторию в пределах 5 мкм от идеальной кривой. В результате погрешность позиционирования не превышает ±2,5 мкм, повторяемость — 1,8 мкм на длине базового калибровочного штифта 300 мм.
ЧПУ FANUC 31i-B5 — это пятиосевая платформа, но в базовой комплектации Robodrill задействованы три осевых канала и один шпиндельный. Опционально устанавливается плата i-HMI для интерактивного программирования. Пакет функций Look Ahead 200 blocks предсказывает траекторию на 200 кадров вперёд, избавляя от микропаузы в вершинах криволинейного контура.
За счёт встроенного OPC UA станок без дополнительных шлюзов соединяется с MES-системами российских предприятий. Приборостроительный завод в Екатеринбурге подтвердил в производственных условиях, что межмашинный обмен с прессовым комплексом на базе Profinet не требует внешнего PLC.
FANUC даёт гарантию 6 000 моточасов или 24 месяца на механику и электронику с обязательным регламентом ТО раз в 1 000 часов. По данным сервиса FANUC-Европа средневзвешенный МТBF для линейки Robodrill составляет 15 600 часов. Пресс-форменное производство в Казани отработало две смены в течение 19 месяцев без внеплановых остановок, что подтверждено журналом ЧПУ.
Высокий ресурс обеспечен рядом технических решений:
• Гидравлическая компенсация зазора в ШВП снижает контактное давление на шарики на 12 %.
• Дюймовая линейка Heidenhain LC 183 заменена на японскую EML-440, уменьшив влияние теплового расширения.
• Программно реализована функция Warm Up, прогревающая шпиндель до 40 °C за 3 мин, что устраняет температурный дрейф на первых деталях.
Эти факторы снижают годовой бюджет обслуживания в среднем на 14 % по сравнению с центрами того же класса.
Станок широко применяют предприятия:
• Медицина — обработка корпусов эндопротезов из титана VT20 с допуском IT6.
• Автокомпоненты — фрезерование алюминиевого корпуса АКПП 6L-45, цикл 174 с, три станка закрывают суточный заказ 1 500 корпусов.
• Микроэлектроника — сверление и резьбонарезка тепловыводящих пластин из медного сплава C110 с шагом отверстий 1,1 мм.
Каждый из проектов демонстрирует, что α-D21MiA успешно справляется с малыми и средними деталями, где критична повторяемость на уровне нескольких микрон.
Для выбора оборудования полезно сопоставить ключевые параметры с ближайшими конкурентами. В таблице ниже приведены данные, подтверждённые открытыми каталогами производителей и результатами независимых сравнительных тестов Российского института станкостроения (РИС).
| Параметр | Robodrill α-D21MiA | Brother Speedio S700X2 | Haas DT-1 | DMG Mori CMX 600 V |
|---|---|---|---|---|
| Обороты шпинделя, об/мин | 24 000 | 16 000 | 15 000 | 12 000 |
| Мощность шпинделя S6, кВт | 7,5 | 7,4 | 8,2 | 13 |
| Время смены инструмента, с | 0,7 | 1,4 | 2,2 | 1,7 |
| Быстрая подача, м/мин | 54 | 50 | 35 | 36 |
| Позиционирование, мкм | ±2,5 | ±3,0 | ±5,0 | ±4,0 |
| Магазин, позиций | 21 | 21 | 20 | 30 |
| Масса станка, кг | 2 200 | 2 500 | 3 175 | 5 400 |
Как видно, Robodrill обладает лучшим соотношением скорости смены инструмента и точности позиционирования при наименьшей массе. Это особенно важно для заводов, где нагрузка на фундамент ограничена или где планируется установка станка на виброопоры внутри существующей линии.
Перед знакомством с подробными цифрами важно подчеркнуть, что приведённые данные относятся к базовой конфигурации α-D21MiA без опций High Torque и без встроенного четвёртого поворотного стола.
| Показатель | Значение |
|---|---|
| Перемещения, X × Y × Z | 500 × 400 × 330 мм |
| Размер стола | 650 × 400 мм |
| Допустимая нагрузка | 300 кг |
| Максимальные обороты шпинделя | 24 000 об/мин |
| Мощность шпинделя S6-25 % | 7,5 кВт |
| Магазин инструментов | 21 позиция BT-30 |
| Время «стружка-стружка» | 0,7 с |
| Быстрая подача X/Y/Z | 54 м/мин |
| Ускорение | 1,5 G |
| Позиционирование | ±2,5 мкм |
| Повторяемость | 1,8 мкм |
| Система ЧПУ | FANUC 31i-B5 |
| Габариты | 1 560 × 2 080 × 2 380 мм |
| Масса | 2 200 кг |
| Потребляемая мощность | 13 кВА |
Пользователям важно учесть, что реальное энергопотребление редко превышает 7,5 кВт при двухконтурной СОЖ и встроенном конвейере стружки.
До внедрения на Московском заводе точной механики алюминиевые кронштейны обрабатывались на трёх 10-летних центрах отечественного производства, суммарное время цикла составляло 5 м 10 с. Перевод той же операции на Robodrill сократил его до 2 м 19 с, что дало ежегодную экономию 1 914 машино-часов. При средней ставке 2 100 руб/час срок окупаемости новой машины не превысил 18 месяцев.
Фактор низкого простоя также влияет на экономику. Согласно внутреннему регламенту FANUC плановое ТО выполняется за 4 ч и проводится раз в 6 месяцев. Для сравнения тот же регламент для центров Haas DT-1 занимает 7 ч, а для DMG эист иван комплекс занимает 8–9 ч.
Robodrill α-D21MiA эффективен там, где партия включает от 50 до 30 000 деталей в месяц, а точность и темп подачи стоят на первом месте. Практика показывает, что чаще всего станок покупают:
• производители медицинских имплантов, где требуется микронный контроль посадочных поверхностей,
• заводы автокомпонентов с тактом 2–3 мин на корпус детали,
• предприятия контрактной обработки, которым важно быстро переключаться между разными заказами без переналадки оборудования.
В заключение ещё раз подчеркнём главные преимущества Robodrill α-D21MiA — это сверхбыстрая смена инструмента, точность в пределах ±2,5 мкм, компактность и низкие эксплуатационные расходы. Именно эти качества делают модель оптимальным выбором для малых и средних производственных компаний, которым нужно увеличить производительность без расширения цеховых площадей и без риска неожиданных остановок оборудования.
