Мещерякова В.Б. 2015 Металлорежущие станки с ЧПУ (849655), страница 20
Текст из файла (страница 20)
С учетом рабочего цикла, внецикловыхпотерь и безразмерных коэффициентов суточная производительность станков с ЧПУ (шт./сутки)Q=θγηзагр ,tр + tв + ∑ tс + ∑ tпер(4.16)где θ — плановый фонд времени работы за сутки с учетом сменностиработы.Приведенные формулы являются базовыми при расчетах и анализе производительности как в процессе проектирования (ожидаемые значения), так и при эксплуатации (фактические значения).Учитывая, что станки с ЧПУ применяются для изготовления деталей в условиях среднесерийного и мелкосерийного производства,когда обрабатываются небольшие партии заготовок разнообразныхдеталей, рекомендуется два основных метода расчета их производительности [2, 13]:1) по типовой детали–представителю. Из числа деталей, закрепленных за данным станков с ЧПУ, или тех, которые могут здесь изготавливаться, выделяется одна, которая принимается типовымпредставителем.
Недостаток этого метода заключается в трудностидостоверного подбора типового представителя, так как выбраннаядеталь может иметь среднюю длительность обработки, но не средниевспомогательные ходы или время переналадки;2) по интегральным характеристикам комплекта деталей, закрепленных для изготовления на данном станке с ЧПУ.Второй метод является более точным для условий работы станковс ЧПУ.
Его характеристика представлена в работах [2, 13].Анализируя формулу фактической производительности станка сЧПУ, можно отметить следующие пути повышения производительности:• увеличение режима резания путем применения современныхинструментов (сокращение tр);• сокращение времени загрузки и зажима заготовки, разжима исъема готовой детали; времени смены режущего инструмента(поворота револьверной головки, смены инструмента автоопе-116•••••ратором); времени измерения и поднастройки режущего инструмента и др. (сокращение времени tв);сокращение организационных простоев ∑ θорг ;сокращение времени на переналадку станка с ЧПУ на изготовление другой детали ∑ θпер ;сокращение простоев станка с ЧПУ из-за его технических неполадок ∑ θс;увеличение планового фонда времени работы станка с ЧПУ;снижение количества бракованных деталей.4.3. ГИБКИЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ МОДУЛИ И СТАНОЧНЫЕСИСТЕМЫДальнейшим развитием применения станков с ЧПУ (в томчисле многоцелевых станков) с целью повышения степени автоматизации и производительности при сохранении высокой мобильности стало создание гибких производственных модулей (ГПМ),роботизированных технологических комплексов (РТК), гибких производственных ячеек (ГПЯ), гибких автоматических линий (ГАЛ) игибких производственных систем (ГПС).В соответствии с ГОСТ 26228–90 под ГПМ понимается единицатехнологического оборудования, автоматически осуществляющаятехнологические операции в пределах его технических характеристик, способная работать автономно и в составе гибких производственных ячеек или гибких производственных систем.
ГПМ строятсяна базе многоцелевых станков для обработки, как правило, корпусных заготовок. На рис. 4.5 показаны компоновочные схемы ГПМ,в которых применены различные транспортно-накопительныеустройства для паллет с заготовками: линейные (рис. 4.5, а), круговые (рис. 4.5, б) и овальные (рис. 4.5, в).Первый вариант устройства (см. рис.
4.5, а) применяется для тяжелых заготовок с паллетами, устанавливаемыми в стационарныхпозициях 3 и подвозимых к станку 1 транспортной тележкой 2.Второй и третий варианты устройств (см. рис. 4.5, б, в) применяются для более легких заготовок и отличаются количеством позицийи занимаемой производственной площадью. Во втором вариантепаллеты с заготовками устанавливаются, например, на карусели 2 ипоследовательно подаются в зону загрузки на станок 1. Съем паллетс готовыми деталями и загрузка позиций карусели паллетами с новыми заготовками производятся в позиции 3.В третьем варианте паллеты с заготовками 3 (см.
рис. 4.5, в) устанавливаются на овальном транспортере и последовательно подаютсяна перегрузочное устройство 2 и далее на станок 1.11712а)323б)131в)2Рис. 4.5. Схемы компоновки ГПМ:а, б, в — соответственно с линейным, круговым и овальным транспортнонакопительным устройствомНа рис. 3.34 были показаны компоновки РТК, построенных набазе многоцелевых станков и различных промышленных роботов.При создании ГПМ применяется модульный принцип, когда изотдельных модулей комплектуются необходимые компоновки ГПМ.На основе многоцелевых станков и ГПМ создаются станочные системы, расширяющие технологические возможности и обеспечива118ющие еще большую производительность. Разновидностью такихсистем являются ГАЛ, ГПЯ и ГПС (рис.
4.6).В обобщенном виде под станочной системой понимают совокупность металлорежущего и вспомогательного (установленного в порядке реализации технологического процесса или произвольно)оборудования, объединенного системой управления, автоматическими механизмами и устройствами для транспортирования заготовок, деталей, разделения и соединения их потоков, накопления заделов, изменения ориентации и удаления отходов, предназначеннуюдля изготовления (сборки) заданной номенклатуры изделий.Станочные системы с различными видами оборудования могутприменяться в массовом, крупносерийном, среднесерийном и мелкосерийном производстве.
Для данных видов производств (см.рис. 4.6) применяют автоматические линии (АЛ) с жесткой связью,АЛ с промежуточными накопителями, переналаживаемые АЛ, гибкие автоматизированные линии, гибкие производственные ячейкии гибкие производственные системы, построенные на основе гибкихпроизводственных модулей и многоцелевых станков.Гибкие автоматизированные линии (ГАЛ) имеют технологическоеоборудование, расположенное в принятой последовательности выполнения технологического процесса обработки, в соответствии счем ориентирован и поток заготовок.
Однако применение в качестветехнологического оборудования в основном станков с ЧПУ и многоцелевых станков в значительной степени увеличивает их мобильность при сохранении высокой производительности.Рис. 4.6. Классификация станочных систем119Следующей структурной единицей гибких производственныхсистем является ГПЯ. Это управляемая средствами вычислительнойтехники совокупность нескольких ГПМ (или многоцелевых станков,моющих и контрольных машин) и системы обеспечения функционирования, осуществляющая комплекс технологических операций,способная работать автономно и в составе гибких производственныхсистем при изготовлении изделий в пределах подготовленного запасазаготовок и инструмента.Последней, самой эффективной, но и самой сложной и дорогойстаночной системой, применяемой для автоматизации средне- имелкосерийного производства, является ГПС (рис.
4.7).Рис. 4.7. Структурная схема ГПСПод ГПС понимается управляемая средствами вычислительнойтехники совокупность технологического оборудования, состоящегоиз разных сочетаний многоцелевых станков, ГПМ и (или) ГПЯ, автоматизированной системы технологической подготовки производства и системы обеспечения функционирования, обладающая свойством автоматизированной переналадки при изменении программыпроизводства изделий, разновидности которых ограничены технологическими возможностями оборудования.ГОСТ 26228–90 устанавливает классификационные группировки ГПС по следующим признакам: комплектности изготовленияизделий; методам обработки, формообразования, сборки и контроля; разновидности обрабатываемых изделий; уровню автоматизации.1204.4.
ПОВЫШЕНИЕ ТОЧНОСТИ СТАНКОВ С ЧПУ ПУТЕМКОРРЕКЦИИ ИХ ПОГРЕШНОСТЕЙНа точность работы станков с ЧПУ влияет целый комплекспогрешностей, которые можно разделить на две группы:а) начальные погрешности станка;б) погрешности, возникающие при его эксплуатации.Начальные погрешности станков с ЧПУ формируются на этаперазработки их компоновки и конструкции, выбора материалов длядеталей станка, а также в процессе их изготовления и сборки(рис. 4.8).В процессе эксплуатации станков с ЧПУ возникают дополнительные погрешности от упругих деформаций из-за действий сил резания, от температурных деформаций базовых деталей и узлов станка,а также из-за износа различных сопряжений станка (направляющих,подшипников, передач ходовой винт–гайка и др.).
Все указанныеРис. 4.8. Этапы формирования выходных параметров точностистанков с ЧПУ121погрешности станка могут иметь разные величины, действовать вразных направлениях и поэтому по-разному влиять на выходныепараметры точности станка.Рассмотренные погрешности станков с ЧПУ могут приводить всовокупности к относительным линейным и угловым смещениямрабочих органов станка, несущих режущий инструмент и заготовку.По своей природе возникающие в станке погрешности могутиметь систематический и случайный характер проявления. Систематические погрешности характеризуются их предсказуемостью, постоянством величины и характера их изменения при работе станка.Эти погрешности можно заранее измерить и знать характер ихвлияния на точность станка.
Сложнее обстоит дело со случайнымипогрешностями, величина и характер проявления которых все времяменяются, поэтому для их определения требуется постоянное определение их величины и характера действий на выходные параметрыточности станка.Погрешности станков с ЧПУ в процессе эксплуатации формируются более интенсивно, чем в обычных станках. Это обусловленоболее напряженной эксплуатацией этих станков, их более значительной энергоемкостью и большими нагрузками на их узлы.В общем виде можно выделить два различных, но взаимодополняющих направления повышения точности станков с ЧПУ:1) предотвращение или уменьшение возможности возникновения погрешностей;2) коррекция имеющихся и возникающих в процессе эксплуатации погрешностей.Первое направление заключается в целенаправленном и экономически обоснованном воздействии на процесс разработки, изготовления, сборки и эксплуатации станка и системы ЧПУ, а также воздействии на возмущения, действующие на станок с ЧПУ в процессе егоэксплуатации (см.
рис. 4.8). Это направление, которое пока являетсяболее предпочтительным, заключается в рациональном проектировании компоновки и конструкции всех узлов и механизмов станка,выборе современных материалов, точном изготовлении и сборке узлов станка, выборе современных приводов и измерительных систем,а также в последующей рациональной эксплуатации и техническомобслуживании станка с ЧПУ.Однако данное направление повышения точности станков с ЧПУ(особенно высокой точности) связано с большими затратами средстви времени. С другой стороны, сопротивляемость станка с ЧПУ, заложенная при его проектировании и изготовлении (жесткость,вибро- и термоустойчивость, износостойкость), действию на него впроцессе эксплуатации внутренних и внешних факторов (сил резания, нагрева деталей и узлов, износа сопряжений, старения базовых122деталей и др.) имеет определенные границы, в результате чего негарантируется длительное сохранение начальной точности станка сЧПУ.Проведение периодических регулировок сопряжений и узловстанка или внесение необходимых поправок в его работу существующими ранее способами имеет ограниченные возможности и непозволяет полностью корректировать возникающие погрешностивыходных параметров станка.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
