Vertical milling center of medium size with increased precision
Project goals
The main objective of the project is to design and implement the prototype of the vertical milling machine of medium size with at least 5 times increased geometrical precision at the points of maximum positional errors compared to the standard performance of the competition and to allow its subsequent commercial production. The machine will be designed in a conceptual design with a 'C' type frame in a 3 axis design with two axes on the workpiece side and one axis on the tool side with the option of future 5-axis machine extension. The machine will preserve the main advantages of the original 'C' machine frame concept: the ratio of machine weight and workspace size, the ration of external machine dimensions and workspace size, access to the workspace, minimum operator distance from the cutting point, ability to implement rotary tilting table, and price with respect to the size of the workspace and the maximum weight of the workpiece. The project aims to eliminate or diminish the main disadvantage of this machine concept, which is the uncompensable angular deformation between the workpiece and the tool. An original advanced angular compensation system will be designed, implemented, tested and functionality tested in relation to the operating conditions during machining. In the tests, the horizontal and vertical straightness of the movement axes in their range of movements, the perpendicularity of the spindle axis to the work table and the overall volumetric accuracy will be evaluated. The measurements will be based on the tests defined according to CSN ISO 230 and will be supplemented by another non-standard arrangement of the experiment. The variable operating conditions for testing the functionality of the system are in particular: 1) a change in the kinematic configuration of the motion axes at work load on the cross-table side of the X and Y axis- 2) change of work table load (different workpiece weight)- 3) changing the temperature of the machine.
Keywords
verticalmilling centerprecisioncompenzationangular deformation
Public support
Provider
Ministry of Industry and Trade
Programme
TRIO
Call for proposals
TRIO 3 (SMPO201800001)
Main participants
KOVOSVIT MAS Machine Tools, a.s.
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
2018FV30208
Alternative language
Project name in Czech
Vertikální frézovací centrum střední velikosti se zvýšenou přesností
Annotation in Czech
Hlavním cílem projektu je navrhnout a realizovat prototyp vertikálního frézovacího stroje střední velikosti s minimálně 5x zvýšenou geometrickou přesností v místech maximálních polohových chyb oproti standardnímu provedení konkurence a umožnit jeho následnou komerční produkci. Stroj bude proveden v koncepčním uspořádání s rámem typu 'C' v 3osém provedení se dvěma pohybovými osami na straně obrobku a jednou osou na straně nástroje s možností budoucího rozšíření na 5osý stroj. U stroje budou zachovány hlavní výhody výchozí koncepce „C“ rámu stroje, kterými jsou: poměr hmotnosti stroje a velikosti pracovního prostoru, poměr vnějších rozměrů stroje a velikosti pracovního prostoru, přístup do pracovního prostoru, minimální vzdálenost obsluhy od místa řezu, možnost instalace otočného a naklápěcího stolu a cena vzhledem k velikosti pracovního prostoru a maximální hmotnosti polotovarů. Projekt si klade za cíl odstranit, resp. řádově omezit, hlavní nevýhodu této koncepce strojů, kterou jsou nekompenzovatelné úhlové deformace mezi obrobkem a nástrojem. Bude navržen, realizován a testován originální systém pokročilých kompenzací úhlů a zkoumána funkčnost ve vazbě na provozní podmínky při obrábění. Při testech bude vyhodnocována zejména horizontální a vertikální přímost pohybových os v jejich rozsahu pohybů, kolmost osy vřetene k pracovnímu stolu a celková volumetrická přesnost. Měření budou vycházet ze zkoušek definovaných dle ČSN ISO 230 a budou doplněny o další nestandardní uspořádání experimentu. Proměnné provozní podmínky pro testování funkčnosti systému představují zejména: 1) změnu kinematické konfigurace pohybových os při zátěži obrobkem na straně křížového stolu os X a Y- 2) změnu zátěže pracovního stolu (rozdílná hmotnost obrobku)- 3) změnu teplotního stavu stroje.
Scientific branches
R&D category
AP - Applied research
OECD FORD - main branch
20302 - Applied mechanics
OECD FORD - secondary branch
20301 - Mechanical engineering
OECD FORD - another secondary branch
—
GB - Agricultural machines and construction
JQ - Machinery and tools
JR - Other machinery industry
JT - Propulsion, engines and fuels
Completed project evaluation
Provider evaluation
U - Uspěl podle zadání (s publikovanými či patentovanými výsledky atd.)
Project results evaluation
The result of the project is a prototype of a medium-sized vertical milling machine with at least 5x increased geometric accuracy at the points of maximum positional errors compared to the standard design of the competition. The machine is implemented in a conceptual arrangement with a "C" type frame in a 3-axis design with two motion axes on the workpiece side and one axis on the tool side with the possibility of future expansion to a 5-axis machine.
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2018
Realization period - end
Jun 30, 2021
Project status
U - Finished project
Latest support payment
Mar 26, 2020
Data delivery to CEP
Confidentiality
C - Předmět řešení projektu podléhá obchodnímu tajemství (§ 504 Občanského zákoníku), ale název projektu, cíle projektu a u ukončeného nebo zastaveného projektu zhodnocení výsledku řešení projektu (údaje P03, P04, P15, P19, P29, PN8) dodané do CEP, jsou upraveny tak, aby byly zveřejnitelné.
Data delivery code
CEP22-MPO-FV-U
Data delivery date
Apr 12, 2024
Finance
Total approved costs
46,409 thou. CZK
Public financial support
19,982 thou. CZK
Other public sources
0 thou. CZK
Non public and foreign sources
26,427 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
46 409 CZK thou.
Public support
19 982 CZK thou.
43%
Provider
Ministry of Industry and Trade
OECD FORD
Applied mechanics
Solution period
01. 01. 2018 - 30. 06. 2021