Кузнецов Ю.Н. Станки с ЧПУ (986783), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Первые две тенденции предопределяют работы, связанные с поиском новых технологических принципов, заменой дробной технологии обработки на отдельных однопозициониых и однооперационных станках совмещением операций на многопозиционных и многооперационных станках и автоматических станочных системах. Актуальность вопросов экономного использования материальных ресурсов и энергии обусловлена ростом производства продукции машиностроения, который вызывает необходимость вовлечения в производство огромных сырьевых, топливно-энергетических и других материальных ре. сурсов.

В решении этих вопросов возникает необходимость применения заготовок, приближающихся по форме к готовым деталям, что во многих случаях требует замены резания ' другими видами малоотходной обработки и для простых деталей делает эффективным использование роторной и роторно-конвейерной обработки. Планируется взамен ежегодного выпуска 200 тыс. одно- целевых станков выпускать примерно 75 тыс. многоцелевых станков, уменьшая при этом расход чугуна в 2 раза.

'Третья, четвертая и пятая тенденции требуют изменения структуры, компоновочных и схемных решений станков с ЧПУ, станочных комплексов и другого технологического оборудования. В станке или в системе устанавливается исходная единица (шойп! — мера) для данного типоразмера, обеспечивающая соизмеримость взаимосвязи отдельных частей (узлов, агрегатов, блоков и т. д.) создаваемой технической системы. Эти тенденции наблюдаются на эволюции отдельных станков, систем ЧПУ, промышленных роботов, различных средств станочных систем и другого технологического оборудования. Шестая тенденция в настоящее время особенно четко просматривается в том, что на смену и в развитие механизации, жесткой автоматизации пришли роботизация и компьютеризация управления, позволяющие существенно сократить и облегчить физический, а также умственный труд человека в эйоху ускорения технического прогресса, интенсификации машинного и интеллектуального труда.

Особую роль должны сыграть гибкие автоматизированные производства (ГАП), оснащенные самым современным технологическим оборудованием, вычислительной техникой и робототехническимн системами. Модульная, многоуровневая структура ГАП включает трн основных компонента: 1) производство и сборку (станки с ЧПУ, станочные модули, роботы-манипуляторы, транспортные средства,'автоматизированные складские комплексы); 2) систему автоматизированого управления с широким применением микропроцессорной техники и адаптивных коммутационных устройств; 3) технологическую подготовку, содержащую маршруты, режимы обработки деталей, номенклатуру инструмента. Все зги компоненты объединены глиной системой планирования и управления производством, оснащенной мощной вычислительной техникой с бан- ком данных и устройствами автоматизированного контроля, диагностики, подготовки и обработки информации.

Эффективность ГАП во многом зависит от вида оборудо- вания, причем наибольший эффект могут дать многопози- ционные обрабатывающие центры с большой интеграцией операций. Как показывает опыт эксплуатации, ГАП по сравнению с участками, оснащенными универсальными станками, позволяют в 5 раз снвзить трудоемкость обра- ботки деталей, в 3 раза сократить обслуживающий персо- нал, почти в 2 раза — сроки и стоимость подготовки произ- водства. Главная задача гибкой автоматизации в едином произ- водственном цикле — эффективное использование интел- лектуального труда в сочетании с роботизацией и компью- теризацией управления.

Развитие перспективных технологий на основе ГПС сформировало новое научное направление, которое получи- ло название — мехатроника (механика и электроника). Недалеко то время, когда от ЭВМ будут управляться не только участки и цеха-автоматы, но и заводы-автоматы с минимальным составом производственного персонала. Седьмая тенденция характеризуется тем, что,'согласно прогнозам, каждые десять лет системы управления по габа- ритам должны уменьшаться в 10 раз при снижении их сто- имости, что стало реальным с появлением микропроцессо- ров, позволяющих сократить габариты узлов управления при увеличении объема памяти и расширении их возмож- ностей. На базе усовершенствования технологии производства микроэлементов большой степени интеграции как вычис- лительно-логических (микропроцессоры), так и запоминаю- щих (БИС-память) решительно проявляется тенденция так называемой «компьютеризации» систем ЧПУ, т.

е. построе- ние их по структуре вычислительных машин на микро- процессорных комплектах и полупроводниковой памяти (БИС) расширенного объема; решение функций управления обработкой на станке средствами математического обеспе- чения в виде программ функционирования, вводимых в память системы. Примером восьмой тенденции является применение стан- ков с ЧПУ и гибких станочных модулей в основныхмеха- нических цехах подшипниковой отрасли, 1.2. Основные понятия и опредепения С точки зрения автоматизации важной характеристи. кой оборудования, в частности станков, является степень их универсальности, так как от этого зависят способы, формы и уровень автоматизации.

Под аээюматиэацаэй понимают совокупность мероприя. тий по разработке технологических процессов и созданию высокопроизводительных автоматически действующих средств производства, освобождающих человека от всех работ, связанных с выполнением технологического процесса н оперативного управления им (автоматизацня — зто самоуправление). Автоматизация может быть частичной и полной (или комплексной). Инэгда комплексная автоматизация, включающая полную обработку изделия (от заготовки до готовой продукции), может быть осуществлена на одном автомате, например, изготовление из прутка винта со 1плицем на одношпиндельном токарно-револьверном автомате при наличии шлицефрезерного устройства.

Чаще всего для комплексной автоматизации требуется создание автоматических линий, цехов и заводов.. Все способы автоматизации обработки металлов реза. пнем можно разделить на два вида: жесткую и гибкую. ;т(еспкая автоматизация применяется исключительно в массовом и крупносерийном производстве и базируется нз применении специальных и специализированных станков, где переход на другой вид изделия требует большой затраты времени. Однако подавляющая часть продукции выпускается небольшими партиями, что связано с непрерывным прогрессом техники, уменьшением сроков морального износа оборудования, быстрой сменяемостью объектов производства. Так, в США примерно 90 '0 производства приходится на небольшие партии (менее 25 шт.).

Достаточно сказать, что к единичному и мелкосерийному производству относится почти все тяжелое машиностроение (производство крупных и уникальных станков, судо-, турбо-, авиа. строение и т. д.). Автоматы и полуавтоматы различного технологического назначения появились давно. Автоматизация движения в таких станках осуществляется различного рода кулачками, командоаппаратами, коноидами, шарнирами н другими кинематическими элементами, задающими не только величину, но и скорость перемещения рабочего органа. Недостатки таких станков: износ кулачков, что приводит 11 Итссееее о хдоп~осериииое лдеозгегопее Рис.

1.1. Иерархия уровней н средств автоматизации в различных видах производства к снижению точности; сложность переналадки н длительность регулировки. Однако из-за высокой надежности и простоты они являются мощным средством автоматизации. В настоящее время становится актуальной автоматизация единичного и мелкосерийного производств, сочетающая высокую производительность автоматов и полуавтоматов с широкими технологическими возможностями станков о ЧПУ при их быстрой переналадке. В атом и заключается смысл гибкой аетомапшзаиии. Характерный пример гибкой автоматизации — копировальный станок.

Однако автоматизация на основе копировальных станков со следящим приводом осложняется большими затратами времени на изготовление шаблонов и копнров (несколько месяцев). Учитывая тот факт, что в последнее время возросла потребность в изготовлении фасонных изделий сложной и часто изменяемой формы, возникла потребность в более гибких и мобильных системах управления, к которым относятся системы ЧПУ. В зависимости от вида производства для осуществления автоматизации требуются различные средства (рис.

!.)). Если в условиях жесткой автоматизации при массовом и крупносерийном производстве обработка несложных деталей осуществляется на станке-автомате, например, дета- Рис. 1.2. Структурная схема станка: Л, Ь вЂ” ваоваев а аавовааа ввеориааиаг Ме м| аагстовва а аавеавет Э ейергва; С г, р. е-поасастаим соотаетстаевво тираваеваа, воатроаа, вава пуаароааийа, обработав ли тел вращения, более сложных корпусных деталей— на однопозиционном или многопозиционном агрегатном станке, а еще более сложных деталей — на автоматической линии, то в условиях гибкой автоматизации при серийном, мелкосерийном и единичном производстве несложныхдеталей требуется станок с ЧПУ, более сложных — миогооперационный станок, а еще более сложных — гибкая станочная система. Единицей основного оборудования как средства автоматизации является металлорежущийстанок, представляющий систему, состоящую из нескольких функциональных подсистем (рис.

1.2.) )32). Подсистема манипулирования обеспечивает загрузку я зажим заготовок, разжим, перемещение и разгрузку готовых изделий, смену режущих инструментов, приспособлений и рабочих органов станка. Подсистема управления на основе нходной внешней информации (чертеж, маршрутная технология, управляющая программа) и дополнительной внутренней информации от контрольных и измерительных устройств обеспечивает правильноефункционирование всех 13 остальных подсистем в соответствии с поставленной задачей. Текущая информация поступает в подсистему управления от соответствующих преобразователей (датчиков) подсистемы контроля.

Выходная информация содержит сведения о фактических параметрах обработанной детали. Рабочий цикл станка как машины складывается нз длительности рабочих 1, и холостых 1„ ходов: Т 1 + 1,. (1.1) За время рабочего цикла станок выдает одну илн несколько деталей, т.

е. каждый механизм за цикл обработки одной детали, как правило, срабатывает один раз. Так как большинство движений и процессов являются циклическими, то для увязки работы отдельных механизмов удобно пользоваться условными диаграммами — цнклограммами. Циклограммы чаще всего показывают зависимость пере, мещений рабочих органов от времени или от соответствующих углов поворота распределительного вала и бывают~ 1) круговые (в полярной системе координат), где циклу движения каждого механизма соответствует окружность произвольного радиуса, на которой изображены фазы движения с поясняющими надписями (рнс. 1.3„а); 2) линейные, где работе каждого механизма соответствует отрезок прямой (или полосы) с изображением фаз движения н поясняющими надписями (рис.

Характеристики

Список файлов книги