книги из ГПНТБ / Романов, В. С. Современные металлорежущие станки с числовым программным управлением методические рекомендации для руководящих работников и специалистов предприятий отрасли

Основным устройством автоматической смены инструмен­ та, применяемым в станках, оснащенных цикловым управле­ нием, является револьверная головка, которая позволяет про­ изводить смену инструмента' поворотом ее на соответствую­ щий угол.

ПРИМЕНЕНИЕ АВТОМАТИЧЕСКИХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ МЕТАЛЛОРЕЖУЩИМИ СТАНКАМИ

В практике автоматизации металлорежущих станков в по­ следнее время все больше находят применение системы уп­ равления, основанные на использовании и обработке инфор­ мации, получаемой в ходе технологического процесса. Такие системы объединены под общим названием «адаптивные си­ стемы» (от слова «адаптация»).

Автоматические системы способствуют решению трех ос­ новных задач: повышению производительности, повышению точности обработки и упрощению программирования.

Все автоматические системы управления станками подраз­ деляются на три группы: система жесткого управления; систе­ ма регулирования (самоподнастраивающаяся) и самонастра­ ивающаяся система.

Системы жесткого управления функционируют только на основе априорной информации о процессе. Оптимизация про­ цесса обработки на станках с ЧПУ осуществляется за счет со­ ответствующего построения цикла, выбора предыскажения программ, обеспечивающего получение требуемой точности и т. п.

Однако априорная информация, используемая при про­ граммировании, в ряде случаев оказывается недостаточной для учета всех особенностей процесса (в частности, ограниче­ ний на прочность инструмента, на виброустойчивость системы СПИД, на точности обработки и других). В таких случаях на отладку программ непосредственно по результатам обработ­ ки на станке затрачивается значительное время.

В итоге отлаженный процесс оказывается оптимальным лишь в той мере, в которой неизменны исходные параметры, заложенные при программировании (припуск, твердость, же­ сткость системы СПИД и т. д ), и насколько наши представле­ ния адекватны действительности. Учитывая, что параметры процесса не остаются постоянными, а используемые зависи­ мости справедливы лишь в среднем, становится очевидным,

20

что оптимальность процесса обработки практически не дости­ гается.

Стремление учесть изменяющиеся при резании параметры процесса привело к созданию на станках с ЧПУ систем регу­ лирования.

Системы регулирования обеспечивают автоматическую коррекцию программы по результатам изменений параметров процесса. В указанных системах стабилизируется один из си­ ловых параметров: сила резания P=const, крутящий момент М = const, мощность N = const и т. п.

При использовании системы регулирования управление на станках с ЧПУ приобретает новое качество; оно становится более гибким, обеспечивается надежная защита инструмента и станка от поломок, упрощается программирование и осуще­ ствляется оптимизация режимов резания. Наиболее часто с помощью этой системы решается задача повышения точности или производительности станка путем изменения величины по­ дачи в соответствии с сигналами датчика, измеряющего один из силовых параметров резания. Так, например, в разработан­

ной заводом им. Орджоникидзе совместно с Московским станко - инструментальным институтом, системе регулируется величина подачи токарного станка по данным действующей мощности двигателя главного привода. Применение этой си­ стемы позволяет вести обработку деталей с максимально воз­ можными подачами, ограниченными предельной мощностью и шероховатостью поверхности.

Из зарубежной практики эффективного использования си­ стемы регулирования следует отметить систему фирмы Си­ менс (ФРГ) к станку фирмы Гильдемейстер (N = const, сис­ тему АЦЕМА (ГДР) (Pz =const) и систему ЦИНЦИННАТИ

(США) (Т = const).

Самонастраивающиеся системы функционируют на основе минимального количества априорной информации. Оптималь­ ные режимы резания устанавливаются в результате поиска экстремума некоторого технико-экономического критерия. Ра­ ботоспособность инструмента в конкретных условиях оцени­ вается на основе корреляционной зависимости скорости его износа от температуры в зоне резания, уровня вибраций и кру­ тящего момента. В этом случае режимы резания будут значи­ тельно ближе к истинно оптимальным по сравнению с уста­ новленными на основе априорных зависимостей. Из зарубеж­ ной практики наиболее известной является система фирмы Бендикс (-США) для оптимизации черновой обработки.

21

ОПЫТ ВНЕДРЕНИЯ И ЭКСПЛУАТАЦИИ СТАНКОВ

СЧПУ НА ОТЕЧЕСТВЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ

ИЗА РУБЕЖОМ

Внастоящее время на многих предприятиях страны внед­ рены и успешно эксплуатируются металлорежущие станки с ЧПУ. Это станки токарные, сверлильные, фрезерные, шлифо­

вальные, электроэрозионные, а также обрабатывающие цент­ ры.

Опыт эксплуатации станков с ЧПУ на машиностроитель­ ных предприятиях наглядно показал эффективность использо­ вания указанного оборудования на специализированных участ­ ках. Поэтому в последнее время станки с ЧПУ устанавлива­ ются на участки для комплексной обработки определенных групп деталей. Такие участки созданы на заводах «Красный пролетарий» в г. Москве, Минском автоматических линий, Горьковском фрезерных станков, Московском шлифовальных станков, Минском им. Октябрьской революции и многих дру­ гих.

На Московском заводе «Красный пролетарий» в цехе сред­ несерийного производства станки установлены в технологиче­ ские линии для обработки деталей типа фланцы. Это патрон­ ные станки с диаметром обработки до 250 и 305 мм, лоботокарный станок с диаметром обработки до 630 мм, цавновый токарно-револьверный станок с диаметромпрутка до 50 мм. вертикально-фрезерные станки с шестигапиндельной револь­ верной головкой и карусельно-шлифовальные станки с преднабором. Такой комплект оборудования обеспечивает полную обработку всех деталей данной группы.

В цехе мелкосерийного производства эксплуатируются го­ ризонтально-расточные и координатно-расточные станки для предварительной и окончательной обработки чугунных кор­ пусных деталей.

На Московском машиностроительном заводе «Салют» для автоматизации токарной обработки наиболее многочисленной группы деталей диаметром до 250 мм внедрены в производст­ во одношпиндельные токарные полуавтоматы с ЧПУ и авто­ матической сменой 12 инструментов. На станках можно про­ изводить все виды токарных работ, в том числе и обработку криволинейных поверхностей любой сложности.

Смена инструмента производится «механической рукой», переносящей инструмент из магазина на зажимное устройство суппорта.

22

В целях более рационального использования станков, со­ кращения квалифицированного обслуживающего персонала станки указанного типа объединяются в участки из несколь­ ких десятков единиц. Один оператор одновременно обслужи­ вает два—четыре станка.

Практика эксплуатации участков показала, что при пере­ воде обработки деталей на программные станки данной груп­ пы, время обработки сокращается более чем в два раза.

На Московском станкостроительном заводе шлифоваль­ ных станков для более эффективного внедрения станков с ЧПУ создан участок, на котором осуществляется отладка станков, пробная обработка деталей, обучение рабочих-опера- торов и другие подготовительные работы. В дальнейшем эти станки передаются в производственные цехи, постепенно вы­ тесняя станки с ручным управлением.

На Московском заводе «Знамя труда» в настоящее время эксплуатируются 200 единиц станков с ЧПУ, равномерно рас­ пределенные по всем механическим цехам. На этом оборудо­ вании обрабатываются самые сложные и трудоемкие детали.

В целях поднятия производительности и качества програм­ мирования основное внимание уделяется вопросам автомати­ зации процессов программирования с использованием машин

«Минск-22» и «Минск-32».

Одним из перспективных направлений является создание автоматизированных участков с централизованным и группо­ вым управлением в мелкосерийном и индивидуальном про­ изводстве.

В настоящее время ЭНИМСом создан первый такой уча­ сток для комплексной механической обработки деталей типа тел вращения: валов, гильз, стаканов, втулок дисков, фланцев, шестерен и т. п.; на участке за год обрабатывается до 100000 деталей.

Осуществляется полная токарная обработка наружных и торцовых прямолинейных и криволинейных поверхностей; сверление, развертывание, цекование отверстий; фрезерова­ ние пазов, лысок, канавок, граней.

Автоматизированный участок включает два токарных цент­ ровых полуавтомата с четырехпозиционной револьверной го­ ловкой модели 1713ф3, два токарных патронных полуавтома­ та с пятипозиционной револьверной головкой модели 1П713фЗ два токарных патронно-центровых полуавтомата с инструмен­ тальным магазином и устройством для контроля состояния

23

режущего инструмента в цикле модели 1715МфЗ, фрезерно­ центровальный станок с инструментальным магазином моде­ ли МР179Ф4, вертикально-фрезерный станок с инструменталь­ ным магазином и без него модели МА655МФЗ и вертикально­

1968 г. в США общее количество изготовленных станков с ПУ падает, однако возрастает выпуск шюгооперациоашых стан­ ков. Снижается также доля станков с позиционными система­ ми за счет увеличения выпуска станков с контурными систе­ мами ПУ.

Системы ПУ разбиты на ряд уровней, образующих в зави­ симости от вида информационных связей между ними два класса: централизованных и децентрализованных систем. В централизованной системе передача информации от высшего уровня (ЦВМ для расчета программ) к низшему (станок) вы­ полняется по каналам связи. В децентрализованных системах у каждого станка имеется индивидуальный программоно­ ситель, который переносится обслуживающим персоналом.

В настоящее время наблюдается тенденция к увеличению числа систем централизованного управления станками, как базы для создания автоматизированных систем управления производством.

Отечественный и зарубежный опыт наглядно показывает преимущества от внедрения металлорежущих станков с ЧПУ. Программное управление станками является одной из главных составных частей общей системы автоматизации уп­ равления машиностроительным предприятием.

*

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ И ОБСУЖДЕНИЯ

1.Что понимается под программным управлением?

2.Какие существуют системы программного управления? Особенности числового программного управления (ЧПУ).

3.Конструктивные особенности станков, оснащенных ЧПУ?

4.Какие этапы включает в себя подготовка программ для станков с ЧПУ?

5.Каковы основные перспективные направления эксплуа­ тации станков с ЧПУ?

25

ЛИТЕРАТУРА

1.Материалы XXIV съезда КПСС. М., Политиздат, 1971.

2.Спиридонов А. А., Федоров В. Б. Металлорежущие станки с про­ граммным управлением, М., «Машиностроение», 1972.

3.Вайнер Ш. А., Вайнер С. А. Фотокопировальные системы управле­ ния технологическим оборудованием. М., «Машиностроение», 1971.

4.Зусман В. Г., Шраго Л. К., Михна Г. К., Срибнер Л. А., Левин Л. М., Полякова Н. С., Чубуков А. С. Цикловое программное управление метал­ лорежущими станками. М., «Машиностроение», 1971.

5.Городецкий И. С., Дерябин А. Л., Левин Б, А,, Скляревская Е. И„ Шумяцкий Б. Л. Числовое программное управление металлорежущими станками. (Конспект лекций). М., 1970.

6.НИИИНФОРМТЯЖМАШ. Подготовка программ для обработки де­ талей на фрезерных станках с числовым программным управлением. М., 1971.

7.Программное управление станками .(По материалам выставки «Стан­ ки-72»), Выпуск 1. М., 1972.

8.Числовое управление металлорежущими станками. Выпуск 2. М., 1971.

9.Отечественные металлорежущие станки с программным управлением. Реферативный сборник. М., 1970.

10.Каминская В. В. Направления развития адаптивных систем управ­ ления для станков с ЧПУ. «Станки и инструмент», № 3. 1973 .

26