Zastosowanie tokarki zautomatyzowanej w zakładzie mechanicznym oznacza oszczędność czasu i pracy, a uzyskane wyniki są dokładniejsze i lepszej jakości niż na tokarce ręcznej. Tokarka ręczna wymaga więcej pracy ze strony operatora, a produkcja trwa dłużej niż na tokarce zautomatyzowanej. Czym jednak jest i jak działa tokarka zautomatyzowana?
Czym jest tokarka zautomatyzowana?
Tokarki – zarówno ręczne, jak i zautomatyzowane – służą do kształtowania detali metalowych w różnych procesach, z których najczęstszym jest obróbka skrawaniem. Na tokarce można również wiercić otwory, przecinać, rowkować, a także wykonywać toczenie zgrubne i wzdłużne różnych materiałów. To, że na tokarce można obrabiać materiały wszelkiego rodzaju (stal węglową, stal nierdzewną, aluminium itd.), stanowi dużą zaletę dla przemysłu metalowego.
Automatyzacja obrabiarek, w tym tokarki i frezarki, nastąpiła pod koniec XIX wieku. Maszyny te udoskonalono w pierwszej połowie XX wieku, a ich rozwój praktycznie przebiega równolegle z rozwojem komputerów. Pierwsza automatyczna frezarka (sterowana również numerycznie) pojawiła się w latach 50. w Massachusetts w USA. Od tego czasu technologia CNC stopniowo torowała sobie drogę, aż stała się jedną z najważniejszych i najpowszechniej stosowanych w przemyśle metalowym.
Tokarka zautomatyzowana, w przeciwieństwie do ręcznej, nie wymaga dużego nakładu pracy operatora – jeden operator może obsługiwać kilka maszyn jednocześnie. Tokarka zautomatyzowana działa w oparciu o sterowanie numeryczne CNC, czyli za pośrednictwem komputera. Do jej pracy niezbędne jest programowanie dialogowe CNC, przetwarzane przez programy komputerowe.
Najpierw na komputerze projektuje się detal w programie CAD (zwykle AutoCAD); następnie uzyskany projekt przekazuje się w postaci programu CNC do kolejnego programu – CAM. Oprogramowanie to odczytuje i przetwarza dane z CAD, przekładając je na serię poleceń, które tokarka zautomatyzowana wykonuje bezpośrednio na obrabianym detalu. Operator musi jedynie zlecić tokarce wykonanie określonych bloków i sekwencji, załadować detal do maszyny, zamocować go i uruchomić tokarkę.
Tokarki zautomatyzowane mogą mieć jedno lub kilka wrzecion. Maszyny jednowrzecionowe stosuje się do obróbki małych detali, które przechodzą kilka operacji, zanim osiągną ostateczny kształt. Ich cechą charakterystyczną jest to, że wrzeciono kilkakrotnie zmienia pozycję i pracuje z różnymi prędkościami, aż do uzyskania pożądanego efektu.
Zalety tokarki zautomatyzowanej
Podstawowym zadaniem tokarki zautomatyzowanej jest obróbka detali z różnych materiałów. Można na niej m.in. gwintować, wiercić, toczyć wzdłużnie, toczyć zgrubnie, rowkować, przecinać, toczyć stożki, szlifować i polerować detale z różnych materiałów, niezależnie od ich kształtu geometrycznego. Na tokarce zautomatyzowanej można obrabiać różne gatunki stali, ale także tworzywa sztuczne, takie jak nylon.
Jedną z zalet tokarki zautomatyzowanej jest to, że nie wymaga stałej obecności operatora. Detale podawane są automatycznie, choć operator musi umieścić materiał w zasięgu tokarki albo sam załadować detal i zamocować go w uchwycie tokarskim. Na rynku coraz częściej spotyka się wręcz ramiona robotów współpracujące z tokarką, które pobierają detale i umieszczają je bezpośrednio w maszynie. Takie roboty mogą pracować przez długi czas, optymalizując czas i koszty produkcji.
Inaczej jest w przypadku tokarki ręcznej. Tu czas obróbki detali jest zwykle znacznie dłuższy, a ponadto wymagana jest obecność tokarza, który wykonuje całą pracę. Dla operatora tokarka ręczna oznacza większy wysiłek fizyczny i mniej czasu na wykonywanie innych zadań. Czy jednak do obsługi tokarki zautomatyzowanej potrzebny jest specjalista? Obsługi tokarki CNC operator musi się nauczyć, ale jest to dość proste – tokarz pracujący na maszynach konwencjonalnych może bez trudu przygotować się do pracy na tokarce sterowanej numerycznie.
Kolejną zaletą tokarki zautomatyzowanej w porównaniu z ręczną jest wyższa jakość uzyskiwanych wyników. Tokarka zautomatyzowana pracuje z większą dokładnością, dzięki czemu detale są zwykle od razu gotowe i nie wymagają polerowania, jak to ma miejsce w przypadku tokarki ręcznej. Ponadto tokarka zautomatyzowana pozwala lepiej gospodarować odpadami niż tokarka ręczna. Na tokarce sterowanej numerycznie powstaje mniej odpadów, co przekłada się na oszczędności w produkcji. Wreszcie tokarki tego typu mają osie, które pozwalają obrabiać wiele detali metalowych jednocześnie, według tego samego wzorca – czyli identycznych detali. Na tokarce ręcznej nie jest to możliwe.