Методика проектирования сборочных операций установочно-зажимных приспособлений в графических 3D системах среднего класса методами “снизу-вверх” и “сверху-вниз”.

Часть 7. Пути и методы достижения высокого качества и эффективности машиностроительного производства.

7.1. Основные условия, обеспечивающие экономически эффективное использование станков с ЧПУ, ГПМ и ГПС.

1) Оптимальный подбор номенклатуры деталей. Это д.б. детали с высокой конструктивной сложностью и высоким коэффициентом концентрации обработки; детали с криволинейными поверхностями, которые при обработке на обыкновенных станках требуют изготовления специальных кулачков и копиров.

2) Максимальная концентрация обработки (возможность обработки детали с 4-х сторон за один установ).

3) Высокая точность станков с ЧПУ.

4) Возможность быстрой переналадки (за счет смены управляющей программы и приспособлений).

5) Максимальная загрузка оборудования по времени (станок с ЧПУ дорогой и чем больше он работает, тем быстрее окупается).

6) Надежность узлов и систем их накопления станков с ЧПУ (система диагностики в станке позволяет прогнозировать многие поломки и облегчает их поиски).

7) Возможность многостаночного обслуживания (большой цикл обработки).

8) Высокая квалификация операторов, наладчиков (из-за этого повышается эффективность применения станков с ЧПУ).

Основными условиями использования ГПМ и ГПС являются:эффективность использования ГПС складывается из организационно-технической и экономической эффективности.

Организационно-техническая эффективность внедрения ГПМ и ГПС достигается путем повышения эффективности использования технологического оборудования за счет уменьшения времени переналадки его на выпуск другой продукции, а так же освобождения оператора от постоянного наблюдения за работой оборудования и перехода к многостаночному обслуживанию.

Объединение автономно работающего автоматического оборудования в ГАЛ и ГАУ позволяет загружать станки и получать высокий коэффициент загрузки станков и коэффициент сменности их работы. При этом существенно сокращается время подготовки производства и цикл обработки, снижается себестоимость обработки, повышается стабильность и качество.

Важнейшее значение для повышения эффективности ГПС имеет надежность всех сегментов системы.

Экономическая эффективность использования ГПС и ГПМ образуется за счет:

1) Снижения затрат на закупку оборудования в связи с уменьшением его числа, т.к. повышается производительность.

2) Снижение затрат на строительство производственных площадей.

3) Экономия фонда заработной платы в связи с сокращением числа работающих.

4) Уменьшение потерь от брака.

5) Сокращение затрат на оснастку.

Внедрение ГПС повышает культуру труда, упрощает режимы работы, исключает монотонный труд, уменьшает травматизм. Использование ГПМ эффективно при обработке сложных корпусных деталей и деталей со сложными криволинейными поверхностями, с применением высокой концентрации операции, групповых методов обработки, многоместных и многопозиционного приспособлений.

7.2. Основные факторы, обеспечивающие достижение высокой эффективности применения агрегатных станков и автоматических линий.

АС предназначены для высокопроизвод-й, многоинструм-й обраб-ки деталей. На них выполняются: сверление, зенкерование, развертывание, точение, цекование, растачивание отверстий, нарезание или накатывание резьб. АС обеспеч-ют обр-ку отверстий по 8-9 кв., обтачивание по 11-12 кв., резьбонарезание с полем допуска 6L/6H.

Возможности АС обусловлены их компоновкой, предусматривающей размещение силовых головок с индив-ым шпинделем или многоинструм-ми наладками, вокруг стационарного или вращающегося стола с приспособ-и для закреп-я заг-к. Высокая произ-ть достигается благодаря многоинстр-ной обр-ке, одновр-му (//) выполнению неск-их переходов. Агр. станки создаются на базе стандартных (униф-х) узлов: станин, стоек, кронштейна, силовых головок и столов. Силовые головки обесп-ют вращение, ускоренный подвод , рабочую подачу и уск-ый отвод инстр-та.

Линия автоматическая (ЛА) — совокупность технологического оборудования, установленного в последовательности технологического процесса обработки, соединенного автоматическим транспортом и оснащенного автоматическими загрузочно-разгрузочными устройствами и общей системой управления или несколькими взаимосвязанными системами управления.

Основные факторы:

1) Оптимизация тех. процессов, которая обеспечивается широкой номенклатурой агрегатных головок.

2) Высокая производительность обеспечивается высокой концентрацией операций (например, обработка блока двигателя автомобиля).

3) Высокая надежность, т.к. агрегатные головки отличаются отработанной конструкцией и технологией.

4) Возможность многократного использования агрегатных элементов.

5) Простое решение транспортных элементов (транспорт идет прямолинейно через рабочие позиции).

6) Сокращенные сроки ввода в эксплуатацию.

7.3. Понятие о системах активного контроля, адаптивного управления. Основные условия их эффективного использования.

На станках, работающих в системе ГПС, все эти функции выполняются автоматически, т.к. ГПС оснащены комплексом аппаратных и программных средств, являющихся элементами системы автоматического контроля (САК). При наличии САК уменьшаются простои оборудования и создаются предпосылки для многостаночного обслуживания и работы в третью смену. Но оснащение САК станков, работающих автономно (не в составе ГПС), экономически не выгодно. В этом случае, используя высокие точностные характеристики станков, измеряют детали непосредственно на станке.

Технические устройства контроля размеров деталей разнообразны. Для измерения используют специальные стационарные и переносные приспособления с механическими, оптическими, электрическими и др. датчиками. САК предназначены для замера заготовки в процессе обработки. Обычно они имеют обратную связь с системой ЧПУ станка и в случае отклонения положения инструментов подают сигнал на его корректировку.

Необходимость создания металлорежущих станков с адаптивным управлением, эффективных в условиях единичного и мелкосерийного производства, ставит задачу изыскания способов построения гибких технологических циклов обработки деталей на основе принципов адаптивного управления.

На станках-п/автоматах, работающих в крупносерийном и массовом производстве, жесткий автоматический цикл обработки обеспечивается средствами путевой автоматики. В цикле работы заранее предусматривается число проходов, траектория относительного перемещения инструмента, моменты переключения скоростей и подач. Построение гибких технологических циклов на основе адаптивного управления процессом преследует цель осуществления самонастраивания размерных связей тех. системы непосредственно на этапе обработки детали. адаптивное управление циклом предусматривает:

1) Автоматическое определение момента контакта инструмента с деталью, что обеспечивает необходимые переключения режимов обработки;

2) Определение нужного момента ввода или вывода инструмента;

3) Определение требуемого направления относительного перемещения инструмента и запоминание координат точек вывода и входа;

4)Автоматическое формирование оптимальной траектории относительного перемещения режущего инструмента, что обеспечивает автоматическое распределение припуска по рабочим ходам.

Для обработки деталей на станках с использованием адаптивных систем, обеспечивающих самопрограммирование цикла, нет необходимости разработки и реализации полной программы цикла, как это требуется на обычных автоматах или станках с ЧПУ. Использование адаптивного управления позволяет создавать системы, обеспечивающие автоматическое распределение припуска без предварительного задания фиксированного значения глубины резания на каждый проход.

Три вида адаптивных систем управления (СУ) и станках ЧПУ:

1-адаптивные СУ:

2-самоорганизующиеся СУ.

3-самообучающиеся СУ:

Адаптивные СУ Заданное перемещение (Из)

через устройство ввода программы (УВП) и через устройство управления (УУ) попадает на приводы подачи станка (СТ). Реальное перемещениеc контролируется датчиками станка ДОС). Информация о датчиках контроля параметров режима резания попадает в логический блок (ЛБ). который сравнивает с заданными установками. Адаптационный блок АБ) по результатам сравнения параметров вырабатывает стратегию управления и передаст с в устройство управления (УУ). с целью оптимизации процесса обработки. Адаптивные СУ решают частные задачи повышения эффективности обработки.