Проблемы и пути решения модернизации обрабатывающего оборудования

Если дать специалисту достаточно времени, он может изготовить почти любую деталь на станке. Однако давление со стороны конкурентов заставляет непрерывно сокращать необходимое для полной обработки детали время, а ряды высококвалифицированных станочников редеют.

В результате множество механических и инструментальных цехов обнаруживают, что они нуждаются в ускорении операций, выполняемых на станках с ручным управлением или оснащённых простыми УЧПУ. Это может означать необходимость покупки нового станка с компьютерным устройством УЧПУ, либо бывшего в употреблении (б/у), или же оснащение УЧПУ существующего станка. Независимо от того, какой вариант выбирают, главная причина выбора компьютерного УЧПУ одна и та же: потребность в повышении производительности. С современным УЧПУ можно создавать, сохранять, накапливать и вновь вызывать при необходимости программы, позволяющие быстро перестраиваться на новый технологический цикл.

Переход от обработки одной партии деталей к другой, отличающейся по конструкции деталей, выполняется простым выбором новой программы. Использование систем CAD-CAM и CNC-технологий позволяет сокращать время от получения файлов с чертежами клиента до получения готовых деталей. УЧПУ позволяет также одним инструментом обработать сложный контур детали, для обработки которого прежде использовалось несколько инструментов или инструмент специальной формы. Тенденция движения к компьютерному УЧПУ может также смягчить проблему недостатка высококвалифицированных станочников. Сохранённые программы позволяют снизить при обработке деталей сложной форм требуемую квалификацию операторов. Программное обеспечение УЧПУ с возможностями диалога с оператором расширяет его возможности выполнения механической обработки. А само УЧПУ позволяет одному станочнику обслуживать несколько станков. Хотя технология с применением УЧПУ никогда не заменит мастерство специалиста высокой квалификации, она может помочь полностью удовлетворить требования в получении деталей с более высоким качеством и в короткие сроки.

В ответ на требования рынка, множество станкостроителей предлагают станки с УЧПУ. Система управления обработкой, созданная, чтобы сгладить переход от ручной обработки к УЧПУ, действует в четырех режимах:

- в ручном режиме, стандартными маховичками перемещают по осям X и Z инструмент, в то время как контроль перемещений обеспечивается устройствами цифровой индикацией позиционирования с высвечиванием на табло/дисплее положения узла с точностью до 0,01 мм;

- в полуавтоматическом режиме станок работает с одновременной интерполяцией по двум осям координат. Этот режим позволяет оператору обрабатывать фаски и конусы, используя только один ручной маховичок;

- в автоматическом режиме система управления имеет встроенные одно- и многопроходный циклы обработки для черновой и финишной обработки профилей, фасок, канавок, резьбы, для сверления и нарезания метчиком резьбы;

- в полном режиме УЧПУ, программа управляет всеми осями координат.

Операции, которые могли бы вызвать трудности или которые невозможно выполнить на ручном станке, могут быть выполнены без особых знаний благодаря G-кодам программирования. Все это необходимо предприятию, которому нужно поддерживать на высоком уровне производительность и быть способным повторно производить детали за время более короткое, чем это можно сделать на старом оборудовании.

Даже с перспективами на высокую окупаемость на горизонте, множество предприятий отказываются вкладывать капитал в новый станок. Единственная альтернатива для них – модернизация имеющегося оборудования.

Модернизация может проводиться в диапазоне от переоснащения новым современным УЧПУ взамен старого до восстановления изношенных механических систем или даже до полной переборки и воссоздания станка. Решение должно базироваться на расчете затрат. Вообще, 50 - 60 % от стоимости эквивалентного нового станка – это максимум той суммы, которую можно вложить в модернизацию. Часто выбор между закупкой нового станка и модернизацией старого зависит от размера рассматриваемого станка. Чем больше станок, тем больше стоимость его замены и более разумным становится вложение капитала в модернизацию.

Лучшие «кандидаты» на модернизацию имеют хорошее железо и старое управление.

Что означает формулировка: у станка «хорошее железо»? Если экспертиза определяет, что станок механически изношен, то, вероятно, не заслуживает внимания замена системы управления и восстановление механики станка.

Если новое современное УЧПУ – это все, что необходимо для модернизации, то производители систем управления предлагают комплектные системы управления.

Рассмотрим в качестве примера УЧПУ NC -110.

Система УЧПУ NC -110 используется в качестве комплектующего изделия при создании комплексов «УЧПУ – объект управления» высокоавтоматизированных станков и обрабатывающих центров таких групп, как фрезерно-сверлильные-расточные, токарно-карусельно-револьверные, газо-плазменные, лазерные, деревообрабатывающие и другие.

Основные характеристики УЧПУ NC-100

- Управляющих осей от 2 до 16 и такт управления приводами для 16-ти осей 1 мс.

- Данные организованы в файлах (таблицы инструментов, коррекции инструментов, начальных точек).

- Подготовка управляющих программ одновременно с выполнением цикла обработки детали.

- Программные ограничения.

- Различные сообщения (ошибки при подготовке кадров, ошибки оператора, ошибки диагностики системы и станка).

- Компенсация погрешности ходового винта и компенсация люфтов.

- Защищенные области и определение рабочего поля из управляющей программы.

- Управление скоростью на профиле.

- Управление разгоном/торможением по линейному или экспоненциальному закону.

- Устанавливаемые при конфигурации начальные точки.

- Электронный штурвал.

- Датчики типа энкодер.

- Диагностика при включении и во время работы.

- Язык высокого уровня для программирования интерфейса логики станка.

- Видеографика СТАНОЧНЫЙ ПУЛЬТ.

- Герметичная кнопочная клавиатура с тактильным эффектом и светодиодной индикацией:

– 8 кнопок выбора режима работы;

– 38 свободно - программируемых кнопок.

- Корректор подачи (11 положений).

- Корректор ручных перемещений (11 положений).

- Корректор оборотов шпинделя (11 положений).

- Электронный штурвал ПУЛЬТ ОПЕРАТОРА.

- Дисплей TFT 10,4”.

- Герметизированная кнопочная алфавитно-цифровая клавиатура с тактильным эффектом.

- Функциональная клавиатура.

Замена старой системы управления на новую, такую как NC110, для токарных фрезерных станков и обрабатывающих центров, может заставить старый станок с «хорошим железом» работать не хуже нового.

При сравнении УЧПУ тщательно проанализируйте то, что содержит каждый комплект, когда сравниваются стоимости. Некоторые комплекты состоят только из пульта управления, экрана и компьютера. Комплекты «под ключ» могут иметь более высокую цену, но они также включают серводвигатели, усилители, программируемый логический контролер (PLC) и пульт управления оператора.

Замена старого УЧПУ вполне может окупиться на реальном станке. С другой стороны, превращение ручного станка в полностью компьютеризированный станок с УЧПУ может не быть хорошим вложением капитала. Полная замена механики станка обычно не заслуживает внимания с экономической точки зрения.

При сравнении стоимости нового станка с модернизацией существующего оборудования нужно рассматривать все затраты. Истинная стоимость нового станка включает расходы на демонтаж, отключение и перемещение старого станка и, возможно, на его вывоз. Есть также связанная с новым станком транспортировка на грузовике и сопутствующие затраты. Если в новом станке не используются те же самые инструменты, что и в старом, то появятся расходы на закупку новой оснастки и инструмента. Кроме того, в то время, когда рабочие будут осваивать новые для них приёмы управления станком, могут пострадать объёмы производства.

С другой стороны, инвестиции в современное УЧПУ несколько возмещаются более высокой производительностью новых или модернизированных станков и более низкими трудовыми затратами из-за возможности введения безлюдной технологии и обслуживания нескольких станков персоналом. Диалоговые системы УЧПУ могут обеспечить для операторов быстрое освоение новых станков. Современные УЧПУ также предлагают ручное управление с использованием режима цифровой индикации, который может постепенно подвести оператора к полному использованию возможностей УЧПУ.

varius (http://varius.com.ua)
13.08.2008