Системы нулевого базирования

Система нулевого базирования (Zero Point System)

Система нулевого базирования представляет собой высокоточный модульный комплекс, предназначенный для быстрой фиксации и позиционирования технологической оснастки и деталей в станках металлообработки. Основная задача такой системы — обеспечить однозначное воспроизведение координатной базы (нулевой точки) с минимальными погрешностями при многократных установках.

Конструктивные элементы и принцип действия

  1. Базовые модули (замки) Устанавливаются непосредственно на стол станка, паллету или технологическую плиту. Внутри модуля расположены механизмы фиксации — подпружиненные клинья, шарики или цанговые зажимы, которые в исходном состоянии находятся в положении фиксации. Разблокировка осуществляется гидравлическим или пневматическим давлением.
  2. Ответные элементы (ниппели, пины, шары) Жёстко закрепляются на приспособлениях, паллетах или переходных плитах. При введении в замок они обеспечивают точное центрирование и фиксацию по принципу самоустановки.
  3. Фиксация и точность
    • Зажим происходит автоматически при снижении давления в системе (fail-safe принцип).
    • Точность повторного базирования достигает ±0,003 мм и выше.
    • Жёсткость соединения обеспечивается предварительным натягом фиксирующих элементов.
  4. Снятие и переналадка Для освобождения оснастки подаётся управляющее давление (обычно 6–8 бар для пневмосистем и до 60 бар для гидросистем). Процесс занимает несколько секунд, что многократно сокращает время вспомогательных операций.

Инженерные преимущества

  • Модульность: возможность компоновки систем под конкретные задачи (от одного до нескольких десятков замков).
  • Высокая жёсткость: конструкция фиксирующих узлов обеспечивает устойчивость к вибрациям при тяжёлых режимах резания.
  • Универсальность применения: пригодны для фрезерных, токарных, шлифовальных и измерительных машин.
  • Интеграция в автоматизацию: легко встраиваются в паллетные системы, роботизированные комплексы и гибкие производственные модули (FMS).

Основные области применения

  • Механообработка корпусных деталей – точное повторное базирование при серийной и мелкосерийной обработке.
  • Изготовление пресс-форм и штампов – быстрый переход от одной оснастки к другой.
  • Координатно-измерительные машины (КИМ) – точное закрепление деталей для измерений.
  • Автоматизированные производственные линии – сокращение простоев при смене операций.

Ключевые изготовители систем нулевого базирования

  • Lang Technik (Германия) — модульные системы Zero-Point, интеграция с роботизированными комплексами.
  • AMF (Andreas Maier GmbH) (Германия) — широкий спектр механических, пневматических и гидравлических систем нулевого базирования.
  • Schunk (Германия) — высокоточные системы VERO-S, обеспечивающие повторяемость до ±0,002 мм.
  • Jergens (США) — серия Quick Loc, ориентированная на гибкие производственные системы.
  • Vischer & Bolli (Германия) — решения для прецизионного базирования в измерительных и производственных установках.

Таким образом, система нулевого базирования является высокотехнологичной альтернативой традиционным методам установки оснастки и играет ключевую роль в развитии быстропереналаживаемого производства и гибких производственных систем (FMS).

Ниже — расширенное сравнительное сравнение систем нулевого базирования (Zero-Point) от AMF, Schunk VERO-S и Lang Technik с включением ориентировочных ценовых моментов и сфер оптимального применения. (Замечание: конкретные цены зависят от рынка, конфигурации, объёмов закупки и аксессуаров.)

Параметр

AMF Zero-Point

Schunk VERO-S / NSE

Lang Technik (Zero Point / Clamp-Lock и др.)

Точность повторной установки

< 0,005 мм (повторяемость) 

< 0,005 мм 

Обычно порядка 0,005–0,010 мм (в зависимости от серии, менее агрессивные режимы)

Усилие прижима / удержания (pull-down / holding force)

Модульные модули K10 / K20 / K40 … до 40 кН прижима и более в удержании 

7,5 кН стандартный, до 25 кН “turbo” в модулях NSE 138 

Значения средней категории; системы Lang чаще применяют для лёгких/средних задач, не для тяжёлого силового резания

Высота модуля / компактность

Очень низкий профиль — модули с монтажной высотой порядка 36 мм 

Модули с относительно малой высотой интерфейса, совместимые с NSE / palleting системами 

Часто конструкции ориентированы на низкий профиль при установке в паллеты, но в целом уступают AMF / Schunk по плотности зажима

Привод (механика / пневматика / гидравлика)

Пневматические, гидравлические и механические вариации 

Пневматические приводы, работающие при давлении ~6 бар 

В зависимости от модели: механические, пневматические — менее универсальные приводы

Время переналадки / скорость смены

Быстрое — благодаря низкому профилю и интегрированным элементам, сокращение “вспомогательных” операций 

Очень быстро — позиционирование и зажим в одной операции, высокая эффективность переналадок 

Хороший уровень скорости при умеренных нагрузках; преимущество в простоте конструкции

Сфера оптимального применения

Универсальные применения, когда требуется сочетание низкой высоты, высокая жёсткость и гибкость (станки, паллетные системы, автоматизация)

Высоко точные задачи, роботизированные линии, смена оснасток, малые партии, паллетные системы

Установки, где точность и удержание не требуют максимально агрессивных режимов — вспомогательные станки, лёгкая и средняя обработка

Примерная стоимость / ценовой уровень

Высокий — модули высокой точности, разнообразие конфигураций, брендовая надбавка

Высокий — система премиум-класса, позиционируется как решение для задач высокой точности

Более умеренная стоимость, особенно для конфигураций базового уровня

Преимущества / особенности

• Низкий профиль модулей (≈ 36 мм)

• Высокая универсальность модулей K02, K05, K10, K20, K40 …

• Возможности пневматического выдува (blow-out) и гидравлического разблокирования 

• Повторяемость <0,005 мм

• Позиционирование + зажим в одном модуле (экономия времени) 

• Возможность форсирования (turbo) для повышения силы сжатия 

• Упрощённая совместимость со старыми UNILOCK-системами 

• Более доступная цена при базовых конфигурациях

• Простота интеграции в паллетные системы среднего уровня

• Умеренные требования по обслуживанию

• Подходит, когда требования к удержанию и точности не экстремальны

Вывод и рекомендации

  • Если в вашей задаче требуются высокие усилия, большая жёсткость и низкий профиль, особенно при тяжёлых режимах резания — AMF будет более предпочтительным.
  • Если главное — точность, скорость переналадки и автоматизация — тогда Schunk VERO-S часто выигрывает за счёт продвинутых модулей с функцией “position + clamp”.
  • Lang Technik может стать экономичным выбором, когда ваши требования к нагрузке и точности не столь жёстки — например, вспомогательные станки, вторичные операции, где не требуется максимальная жёсткость.