Подготовка Станка К Работе

До заказа станка с ЧПУ важно понимать потенциальные возможности, сложность, экономические аспекты и проблемы ЧПУ. Этим поздно заниматься, когда станок стоит в цехе и обесценивается каждый час. Помимо подготовки самого станка к работе, необходимо выполнить подготовительные работы в части персонала, помещений, инструмента и пр. Наибольшая часть времени обучения должна предшествовать заказу и осуществляться в период поставки станка. Квалифицированные операторы, технологи и наладчики, имеющиеся на предприятии, могут быть использованы только для обычных методов обработки, и поэтому ЧПУ потребует переобучения всего связанного с ним персонала. Сюда входит штат конструкторов по инструменту, штат мастеров и производственный отдел, руководство цехом и другие руководящие работники. Весь подход к методам обработки, оснастке, планированию и управлению при использовании ЧПУ значительно отличается от обычного подхода к этим вопросам.

Для более подробного освещения некоторых из этих проблем рассмотрим сначала как и где нужно устанавливать станок с ЧПУ. Легче всего предположить, что поскольку мы заменяем четыре обычных станка одним станком с ЧПУ, мы должны просто установить его на их месте. После появления в цехе одного станка с ЧПУ весьма вероятно приобретение и других станков этого типа. Поэтому при подготовке к работе необходимо учесть расположение станков с точки зрения транспортировки деталей к ним, между ними и от них.

Фундамент для станка с ЧПУ имеют большее значение, чем для станков обычного типа. Кроме дополнительной жесткости, которую он должен обеспечивать, он также должны гасить колебания в станках, в том числе и резонансные, источниками которых являются электрические и гидравлические двигатели. Пульты управления и измерительные устройства должны быть установлены на фундаментах, гасящих вибрации.

Любой источник мощности должен обязательно находиться как можно дальше от основной конструкции станка. Это позволит избежать некоторых проблем, связанных с температурной стабилизацией системы управления. Желательно иметь термоконстантные помещения, что особенно важно при точной обработке легких сплавов, например на магниевой основе. Проблема состоит в том, что относительное температурное удлинение вызывает большие ошибки измерений. Помимо того, что происходят температурные деформации станка, с повышением температуры деталь из магния будет увеличиваться в большей степени, чем стальные детали оборудования. Лучшим решением в этом случае будет программирование обработки детали, скажем при 20°С, и обеспечение температуры окружающей среды в месте обработки на уровне 20°С. Хотя это часто является непрактичным с экономической точки зрения, при тщательном анализе всех факторов некоторых успехов можно добиться и в этом отношении. Например, достаточно простым - и недорогим способом можно добиться, чтобы дорогой и капризный станок с ЧПУ не подвергался влиянию холодных потоков воздуха из открытой двери или окна с одной стороны, в то время как его другая сторона контактирует с теплой атмосферой окружающей среды.

Вибрация станков вредна для электронных устройств пультов управления, и чистый, свободный от пыли воздух может уменьшить число отказов в этих устройствах. Как уже ранее отмечалось, соответствующая конструкция фундаментов должна предотвращать передачу вибраций от источников мощности к пульту управления. Полезным будет изучение темы - виброизоляция станка.

Труднее обеспечить чистый от пыли воздух, особенно при обработке чугуна. В этих случаях следует придерживаться требований, предусматривающих наличие помещений с повышенным давлением, уплотнений, вентиляторов и осушителей.

Предположим, что станок с ЧПУ уже установлен в цехе и готов к производственной обработке. Рассмотрим теперь некоторые причины, по которым он сможет простаивать. Конечно, лучше, если эти вопросы были рассмотрены до поставки станка, в период подготовки к работе, тогда не возникали бы проблемы, связанные с начальным периодом. Наиболее частой и, очевидно, оправданной причиной простоя станка является загрузка и установка на нем заготовки. Из-за высокой почасовой стоимости станка и уменьшения машинного времени очень важно обращать внимание на время, за которое происходит загрузка и установка заготовки на станок. Каждый элемент операций загрузки и установки должен быть тщательно изучен с целью уменьшения простоев и повышения производительности этих операций. Важно обеспечить быстрое и точное базирование заготовки, при этом возможно даже небольшое изменение конструкции детали. Если необходима установка от начала координат, следует еще раз рассмотреть процесс базирования для уменьшения простоев.

Возможно, что несмотря на стремление рационализировать операции установки, все же их доля в простое станка будет чрезмерно большой. В этом случае возможным решением может быть одновременная загрузка нескольких заготовок. Требуемые дополнительные расходы на первоначальной стадии при такой установке многократно восполнятся за счет уменьшения простоев; одновременно с работой станка оператор может быть занят полезной работой. Идеальным будет автоматизация загрузки станка устройствами подачи заготовок, но успешное решение также может быть найдено при использовании полуавтоматической загрузки, осуществляемой механическим загрузчиком. Это будет верно для заготовок, которые можно легко и точно базировать, но которые имеют относительно короткое время обработки в сравнении со временем, затрачиваемым на их установку. Токарные станки с ЧПУ патронного типа представляют собой возможные объекты для загрузочных устройств этого типа.

Так или иначе мы можем иметь теперь устройство для производительной загрузки и установки заготовки, что является важным шагом при подготовке станка к работе. Но откуда будут поступать эти заготовки? Наиболее вероятно, что станок с ЧПУ был приобретен с целью увеличения выпуска деталей, и если его правильно использовать, то соответственно должна быть увеличена подача заготовок к нему. Если необходимо больше заготовок, то должны быть увеличены возможности осуществления черновых операций. Без должного внимания к вопросам подачи заготовок станок, вероятно, вскоре обработает имеющиеся заготовки и для него нужно будет подготавливать их опять. Аналогичным образом увеличение производства деталей по сравнению со станками обычного типа может создать проблему складирования полностью и частично обработанных деталей.

Совершенно очевидно, что до внедрения ЧПУ следует тщательно изучить рабочие процессы станка и технологический маршрут от заготовительных операций до поступления на склад обработанных деталей.

Обеспечив эффективное снабжение станка заготовками, исходя из необходимости вести работу постоянно с активным управлением всем процессом обработки, следует создать отдел, основу которого составят сотрудники станков ЧПУ отвечающие за программирование. Нет ничего более точно показывающего нарушения всех планов и бесполезные затраты средств, чем отлично выполненная подготовка станка к работе с установленной на нем заготовкой, для которого не подготовлена необходимая управляющая программа.

Если принято решение о внедрении ЧПУ, то необходимо создавать управляющие звенья для ЧПУ, учитывая при этом следующее.

При ручном способе программирования следует создать и обучить штат программистов или эту работу необходимо передавать другим организациям. При применении программирования на компьютере потребитель должен иметь необходимое оборудование и софт.

Программы постпроцессоров должны быть составлены таким образом, чтобы они соответствовали языку, на котором осуществлено программирование обработки детали, имеющемуся вычислительному устройству и конкретному станку с ЧПУ.

До того как станок будет вывезен с завода-изготовителя, он должен пройти ряд тестов. Эти испытания станков можно разделить на следующие три группы:

• статическая проверка сборки;
• динамические испытания;
• испытания под нагрузкой.

Точное содержание статических испытаний должно быть согласовано в письменном виде до поставки станка. Суть статической проверки сборки совершенно ясна, но методика различна для различных станков. Некоторое руководство по содержанию этих проверок можно получить в материалах, известных как «испытания по методу Шлезингера».

Статическую проверку сборки должны проводить на заводе-изготовителе в присутствии инженеров компании-потребителя или ими самими и осуществлять точно в соответствии с заранее согласованной и подписанной программой.

Целью таких испытаний является проверка соответствия характеристик, указанных изготовителем, характеристикам, получаемым при работе станка и системы управления. Необходимо проверить следующие показатели: максимально обеспечиваемое ускорение, максимально достижимые скорости перемещения, резонансные частоты, надежность систем, повторяемость, точность. Для примера, можете изучить как определяется точность фрезерного станка с ЧПУ.

Правильным будет использование собственного инженера по электронным устройствам для проведения этих испытаний или для наблюдения за их проведением. Потребитель должен быть удовлетворен каждым элементом этих испытаний, прежде чем он оценит работоспособность станка как удовлетворительную.

Испытания станка под нагрузкой есть испытания, осуществляемые или на специальных опытных заготовках или на образцах деталей, поставленных потребителем. Их цель подтвердить, что станок будет обрабатывать детали в соответствии с заложенными в его конструкцию возможностями, с требуемой точностью и с ожидаемой производительностью.

После завершения подготовки, установки станка на фундамент и окончания всех подсоединений инженеры-изготовители (или под их наблюдением) должны повторить все вышеуказанные проверки. Когда потребитель полностью удовлетворен соответствующей эффективной работой станка, он должен считать, что станок приобретен.

Прототипирование в машиностроении важный этап развития отрасли и если заказчиком приобретается прототип станка, то должна предусматриваться передача его по крайней мере в течение года с соответствующими гарантийными обязательствами.

Станки с ЧПУ также склонны к отказам, как и станки обычного типа, если не в большей степени, из-за их повышенной сложности и использования в них электронных схем. Хотя выход из строя станка обычного типа представляет собой неприятное явление, более тяжелое положение складывается, когда отказывает в работе станок с ЧПУ. Потери за час простоя обрабатывающего центра является очень обременительным с финансовой точки зрения и, кроме того, это происходит при наличии установленного в цехе станка, не обеспечивающего обработку деталей. Поэтому соответствующее техническое обслуживание обрабатывающих центров, и наличие запасных частей являются важнейшими факторами нормальной эксплуатации оборудования.

Обстоятельство, которое легко просмотреть при приобретении станка с ЧПУ, - это обеспечение его необходимыми инструментами. На первый взгляд может показаться, что использование инструментов и связанные с ними проблемы являются аналогичными проблемам такого рода, имеющим место в станках обычного типа, но это не так. Инструментальная наладка на обрабатывающем центре с ЧПУ является насущной необходимостью, от которой зависит программа с заранее определенными в ней параметрами. Например, на фрезерном, сверлильном или расточном станках, имеющих управление более чем по двум осям, программист должен назначить такую длину инструмента, которая точно соответствует задаваемым движениям и удовлетворяет условию предотвращения столкновений. Диаметр инструмента также определяется на стадии программирования и не должен назначаться по прихоти оператора. Имеется много элементов управления, осуществляющих компенсацию по длине и диаметру инструмента, однако эти устройства нужно использовать осмотрительно. «Выполните пробный проход» предлагает компенсация размеров инструмента. Однако это предвестник брака и надежда на правильную оценку ситуации оператором, как показал опыт, не оправдана. Кроме того, метод пробных проходов приводит в основном к потере рабочего времени. Станок с ЧПУ - слишком дорогое устройство, чтобы его использовать для настройки инструмента. С экономической точки зрения бессмысленно использовать дорогостоящий станок для настройки инструмента, когда этот процесс может быть осуществлен на отдельном устройстве для предварительной настройки инструмента.

Желательно ориентироваться на один тип устройства для предварительной настройки инструмента с тем, чтобы осуществлять операции настройки для максимального числа станков различных типов. Хотя изготовленные производителями станков устройства настройки инструмента для выпускаемого ими типа станка являются сравнительно недорогими, они редко пригодны для других моделей станков и такое положение может привести к большим расходам. Задачей является создание системы предварительной настройки инструмента, пригодной для максимально возможного числа станков. Заметим, что возможно будет полезным осуществление предварительной настройки инструмента на некоторых станках, управляемых вручную. Это особенно целесообразно для таких станков, которые имеют цифровую индикацию.

Недопустимо использование заточенных вручную инструментов, так как это может привести к браку обрабатываемой детали. Операторы часто обмениваются инструментом и заправляют его на ручных заточных станках и эта проблема должна быть решена, например, путем соответствующего кодирования применяемых для ЧПУ инструментов. Инструменты для ЧПУ должны храниться отдельно от других, применяемых на станках обычных типов, и благодаря использованию цветового или какого-либо другого кода потребитель должен иметь возможность легко их определять. Если работникам инструментального склада будет разрешено выдавать инструмент для ЧПУ только операторам, осуществляющим предварительную настройку инструмента для ЧПУ, а последние будут это делать только с инструментом, имеющим специальные кодовые обозначения, определяющие использование его на станках с ЧПУ, то проблема не возникнет.

Для обслуживания станков с ЧПУ потребитель должен или сам создать свой небольшой склад, или он должен быть уверен, что какая-то другая организация сможет провести необходимую для него работу. Большинство потребителей ЧПУ могут позволить себе иметь свой собственный склад и фактически не могут обходиться без него. Всегда следует обеспечивать быстрое завершение всех работ, связанных с обслуживанием станков с ЧПУ, так как все их простои должны быть сведены к минимуму.

Рационально иметь наибольший запас заменяемых деталей для станков с ЧПУ. В большинстве случаев стоимость комплекта запасных частей включается в общую сумму стоимости станка с ЧПУ, но часто этого бывает недостаточно. Запас сменных деталей для станков с ЧПУ должен включать детали для механических узлов самого станка и детали для электрических и электронных узлов системы управления.

Предупредительный ремонт или внеплановое обслуживание обрабатывающего центра справедливо получает большое распространение. Очевидно, гораздо лучше предотвратить неполадку, даже если на это затрачено немного станочного времени, чем ждать, когда в результате недосмотра произойдет большая поломка. Крупные изготовители станков с ЧПУ предлагают выполнение предупредительного ремонта.

Следует обращать внимание на стандартизацию инструмента при приобретении станков с ЧПУ. Здесь не пытаются предложить пригодные для этой цели стандарты, но имеются явные преимущества при наличии стандартного инструмента, пригодного для различных типов станков с ЧПУ. Будет очень удобен один общий стандарт для токарных станков с ЧПУ с возможным распространением его на токарные станки с револьверной головкой. В результате это приведет к стандартизации всех инструментов, применяемых для обточки, что обеспечит возможность взаимозаменяемости инструмента между разными моделями станков. Это же можно распространить на сверлильные, фрезерные и другие подобные станки.

Вместе со стандартизацией инструмента должна создаваться библиотека инструмента, которая позволит программисту, составляющему программу обработки детали, выбирать любой инструмент по номеру или коду. Библиотека должна иметь выход на всю относящуюся к инструменту и находящуюся в инструментальной библиотеке информацию.

Стандартизация также желательна для обеспечения минимума требуемых запасных частей при ремонте. Стандартизация в области транспортирования обрабатываемой детали с одного станка на другой касается главных потребителей оборудования с ЧПУ. Недостаток стандартизации был и остается узким местом в производстве.

Детали или операции, запрограммированные и осуществляемые на станках с ЧПУ, слишком дороги при их производстве на обычном оборудовании. В этой связи допускающее быструю переналадку оборудование с ЧПУ должно в большей степени быть совместимо со станками обычного типа. Не только действия в станках должны быть одинаковыми, таким же должно быть взаимное положение детали и начала координат станка. Некоторые узлы управления имеют устройства плавающего начала координат или устройства для смещения начала координат, которые облегчают эту задачу.