Автоматизация станков

Сегодня необходимость автоматизации станков для обработки различных деталей ни у кого не вызывает сомнения. Усредненно, так называемая, малая автоматизация обрабатывающего станка уже дает прирост производительности не менее, чем в 20-25%. Автоматизация станков прошла свой длительный последовательный путь развития до своего нынешнего состояния – времени внедрения обрабатывающих центров с ЧПУ и промышленных роботов.

Автоматизация станков обеспечивает:

• повышение производительности станков за счет сокращения затрат времени на вспомогательные операции и операции по переналадке станка;

• улучшение качества и точности обработки деталей;

• уменьшение энергопотребления;

• увеличение технологических возможностей;

• создание более безопасных условий труда.

Первым серьезным шагом в процессе автоматизации станков стало внедрение станков с ЦПУ (цикловым программным обеспечением) и ЧПУ (числовым программным обеспечением). Станки с ЦПУ имеют позиционную систему управления с панелями упоров, отключающих подачу суппорта или ползуна. Такие станки довольно просты и дешевы в эксплуатации, однако требуют трудоемкой и долгой переналадки. В настоящее время использование станков с ЦПУ сокращается. На их смену стали приходить станки с ЧПУ. На начальном этапе управляющая программа в таких станках записывалась на перфорированной или магнитной ленте. В настоящее время для управления станками с ЧПУ используются различные контроллеры. Они различаются по функциональности, области применения, поддерживаемым датчикам, программному обеспечению, степени автономности. В станках с ЧПУ управляющая система производит контроль перемещения рабочих органов станка по одной или трем координатам. Станки с ЧПУ позволяют значительно повысить объем и скорость обработки деталей. При этом «узким местом» в таких станках остается смена инструмента.

Поэтому следующим этапом автоматизации станков ЧПУ является оснащение станков устройствами для размещения (магазинами) и автоматической замены инструмента. Это дает возможность последовательно выполнять большое количество различных операций обработки различными инструментами без снятия заготовки со станка. Емкость магазинов может составлять до 150 различных инструментов (средняя емкость составляет 32 инструмента). Для замены инструмента используется специальная автоматическая рука.

Следующим этапом автоматизации станков является внедрение в металлообрабатывающее производство различных обрабатывающих центров. На станках данного вида путем смены рабочего инструмента возможен быстрый переход между различными операциями – сверление, растачивание, фрезерование и т.п. Обработка при помощи многооперационных обрабатывающих центров обеспечивает очень высокую точность, при этом эффективность использования таких автоматов возрастает с увеличением сложности обрабатываемых заготовок.

Дальнейшее повышение эффективности использования станков с ЧПУ возможно за счет объединения станочного парка в автоматические линии при помощи связующих транспортирующих средства и единого центра управления. В качестве транспортирующих средств в этом случае выступают различные конвейерные системы. Автоматические линии могут иметь различную конфигурацию, принцип обработки деталей: синхронный (последовательный) или несинхронный, при котором возможно накопление обрабатываемых деталей на отдельных участках, с последующей обработкой образовавшегося задела.

Массовое внедрение промышленных роботов открывает новые возможности по автоматизации обрабатывающих станков. В данном случае шарнирные роботы выполняют операции по размещению деталей внутри станка ЧПУ и их извлечению с последующей укладкой на конвейерную линию или стеллаж. Таким образом, устраняются последние ручные операции по обслуживанию обрабатывающих станков. Применение промышленных роботов в связке со станками с ЧПУ является сегодня общемировым трендом в области повышения производительности металлообработки.