Современная высокотехнологичная металлообработка невозможна без эффективного использования станков с ЧПУ. В соответствии с международными стандартами предприятие должно стремиться к бездефектному производству, а значит в рабочем процессе нужно снижать участие человека и увеличивать уровень автоматизации. Главный принцип современного машиностроительного производства — гибкость, то есть способность быстро адаптироваться под потребности рынка. Для этого на предприятии должно быть оборудование, позволяющее быстро, точно и качественно изготавливать детали широкой номенклатуры. Комплексная автоматизация технологических процессов осуществляется за счет интеграции программируемых контроллеров, робототехники.
Металлообработка на станках ЧПУ
Использование в производстве оборудования с системами числового программного управления позволяет производить всю номенклатуру деталей в автоматическом режиме.
Среди преимуществ современных станков:
Простейшие системы ЧПУ разработаны на базе арифметико-логического устройства. У них ограничены функции программирования или настроена работа по одной программе без возможности перенастройки. Современные обрабатывающие центры оснащаются компьютерным числовым управлением с памятью, связанной с процессором. Такие станки способны одновременно контролировать более 10 координат в зависимости от сложности обрабатываемой поверхности. Движения могут быть линейными и круговыми, дискретными и непрерывными. Все ЧПУ станков цеха могут объединяться в единую сеть для работы под управлением центрального компьютера. В результате достигается минимизация трудоемкости с обеспечением высокой точности обработки. Современные системы ЧПУ предлагают последовательность операций, необходимый инструмент и режимы работы с учетом материала детали. Оператор станка выбирает из предлагаемых решений наиболее подходящее.
Многие современные обрабатывающие центры имеют расширенный функционал и совмещают функции токарных и фрезерных станков. Оснащение дополнительными рабочими узлами возможно благодаря модульной конструкции оборудования. Современное машиностроение ориентировано на создание высокоточных, многофункциональных станков с гибкой комплектацией.
Роботизированные системы
Промышленный робот представляет собой стационарную или мобильную автоматическую машину, в состав которой входит исполнительное устройство-манипулятор с несколькими степенями подвижности и программируемое устройство управления.
Технологии промышленной роботизации направлены на использование в производственном процессе одного или нескольких роботов. Масштаб роботизации может происходить постепенно — от внедрения на отдельном участке до полного оснащения всех структур завода. Низшее звено процесса — роботизированный комплекс, состоящий из промышленных роботов, конвейеров, накопителей, питателей.
Технологические комплексы подразделяются на две большие группы.
Гибкая система производства (ГПС) в машиностроении
ГПС — система с высокой степенью автоматизации для серийного изготовления всей номенклатуры деталей, включающая:
Основу ГПС составляет гибкий производственный модуль ГПМ с программным управлением. Второй уровень — гибкая автоматизированная линия ГАЛ, состоящая из нескольких модулей. Третий — гибкий участок ГАУ, четвертый и пятый — цех ГАЦ и завод ГАЗ. В составе завода могут работать неавтоматизированные участки и цеха. Если автоматические технологические линии связаны автоматическими транспортными и погрузочно-разгрузочными устройствами, то образуется автоматизированный комплекс с замкнутым циклом производства. Такое производство хорошо функционирует даже при возникновении внешних и внутренних изменениях. Например, при запуске нового изделия или сбоях в системе управления.
Благодаря модульности оборудования система способна к практически неограниченному масштабированию с подключением дополнительных станков, транспортеров, инструментов. ГПС просто и быстро переходит на производство любой детали из освоенной номенклатуры. Все транспортные потоки и маршруты обработки подбираются системой по принципу максимальной рациональности.
Эффективность ГПС складывается из технической, организационной и экономической составляющих.
Для осуществления своевременных поставок, взаимодействия заказчиков и производителей осуществляется непрерывная информационная поддержка с помощью компьютерной техники и современных технологий. По международным стандартам предусматривался доступ всех пользователей к серверам с данными по проектированию, разработке и производству сложной технической продукции. Однако, текущая международная обстановка подталкивает к ограничению доступа к технологиям для иностранных пользователей и построению государственных автоматизированных систем проектирования и управления в промышленном машиностроении.
Металлообработка на станках ЧПУ
Использование в производстве оборудования с системами числового программного управления позволяет производить всю номенклатуру деталей в автоматическом режиме.
Среди преимуществ современных станков:
- сокращение времени подготовки к работе;
- организация многостаночного обслуживания в серийном производстве;
- повышение производительности;
- стабильное качество обработки.
Простейшие системы ЧПУ разработаны на базе арифметико-логического устройства. У них ограничены функции программирования или настроена работа по одной программе без возможности перенастройки. Современные обрабатывающие центры оснащаются компьютерным числовым управлением с памятью, связанной с процессором. Такие станки способны одновременно контролировать более 10 координат в зависимости от сложности обрабатываемой поверхности. Движения могут быть линейными и круговыми, дискретными и непрерывными. Все ЧПУ станков цеха могут объединяться в единую сеть для работы под управлением центрального компьютера. В результате достигается минимизация трудоемкости с обеспечением высокой точности обработки. Современные системы ЧПУ предлагают последовательность операций, необходимый инструмент и режимы работы с учетом материала детали. Оператор станка выбирает из предлагаемых решений наиболее подходящее.
Многие современные обрабатывающие центры имеют расширенный функционал и совмещают функции токарных и фрезерных станков. Оснащение дополнительными рабочими узлами возможно благодаря модульной конструкции оборудования. Современное машиностроение ориентировано на создание высокоточных, многофункциональных станков с гибкой комплектацией.
Роботизированные системы
Промышленный робот представляет собой стационарную или мобильную автоматическую машину, в состав которой входит исполнительное устройство-манипулятор с несколькими степенями подвижности и программируемое устройство управления.
Технологии промышленной роботизации направлены на использование в производственном процессе одного или нескольких роботов. Масштаб роботизации может происходить постепенно — от внедрения на отдельном участке до полного оснащения всех структур завода. Низшее звено процесса — роботизированный комплекс, состоящий из промышленных роботов, конвейеров, накопителей, питателей.
Технологические комплексы подразделяются на две большие группы.
- Комплекс с металлообрабатывающим станком , где промышленный робот перемещает заготовки из накопителя к станку, от станка к конвейеру.
- Технологические ячейки, где робот выполняет производственные операции сборки, сварки и др. В этом случае это уже роботизированный производственный комплекс.
Гибкая система производства (ГПС) в машиностроении
ГПС — система с высокой степенью автоматизации для серийного изготовления всей номенклатуры деталей, включающая:
- металлообрабатывающие станки и центры с ЧПУ;
- систему разгрузки и загрузки заготовок;
- конвейерные системы для транспортировки заготовок между операциями;
- управляющий центральный компьютер и систему ПО для контроля и управления всем циклом работ.
Основу ГПС составляет гибкий производственный модуль ГПМ с программным управлением. Второй уровень — гибкая автоматизированная линия ГАЛ, состоящая из нескольких модулей. Третий — гибкий участок ГАУ, четвертый и пятый — цех ГАЦ и завод ГАЗ. В составе завода могут работать неавтоматизированные участки и цеха. Если автоматические технологические линии связаны автоматическими транспортными и погрузочно-разгрузочными устройствами, то образуется автоматизированный комплекс с замкнутым циклом производства. Такое производство хорошо функционирует даже при возникновении внешних и внутренних изменениях. Например, при запуске нового изделия или сбоях в системе управления.
Благодаря модульности оборудования система способна к практически неограниченному масштабированию с подключением дополнительных станков, транспортеров, инструментов. ГПС просто и быстро переходит на производство любой детали из освоенной номенклатуры. Все транспортные потоки и маршруты обработки подбираются системой по принципу максимальной рациональности.
Эффективность ГПС складывается из технической, организационной и экономической составляющих.
- Технологическая и организационная составляющие определяются коэффициентом использования инструмента и технических средств, показателями сменности и загрузки оборудования, надежности систем автоматизации и управления.
- Экономическая эффективность достигается сокращением затрат на закупку оборудования из-за повышения производительности, экономии на строительстве и обслуживании производственных площадей, уменьшением вложений в оборотные фонды за счет сокращения производственного цикла.
Для осуществления своевременных поставок, взаимодействия заказчиков и производителей осуществляется непрерывная информационная поддержка с помощью компьютерной техники и современных технологий. По международным стандартам предусматривался доступ всех пользователей к серверам с данными по проектированию, разработке и производству сложной технической продукции. Однако, текущая международная обстановка подталкивает к ограничению доступа к технологиям для иностранных пользователей и построению государственных автоматизированных систем проектирования и управления в промышленном машиностроении.
