I. Введение. Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

«Тульский государственный университет»

Политехнический институт

Кафедра «Автоматизированные станочные системы»

.

КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ

по дисциплине

Станки с ЧПУ и ГПС

(часть 1)

Направление подготовки:
Профиль подготовки
Квалификация выпускника
Формы обучения	очная,

Тула 2012 г.

Конспект лекций составлен ___________ обсужден на заседании кафедры «Автоматизированные станочные системы»механико-технологическогофакультета

протокол № 6 от " 13 " 01 20 12 г.

Зав. кафедрой________________А.Н. Иноземцев

Методические указания к выполнению самостоятельной работы студентов пересмотрены и утверждены на заседании кафедры «Автоматизированные станочные системы»механико-технологическогофакультета

протокол №___ от "___"____________ 20___ г.

Зав. кафедрой________________А.Н. Иноземцев

I. Введение

Одним из важнейших достижений научно-технического прогресса является автоматизация промышленного производства. Копировальные автоматы, ткацкие станки с программным управлением, конвейерные линии стали вехами на пути развития автоматизации производственных процессов. В настоящее время широкое распространение получили автоматические поточные линии, объединяющие комплексы автоматически работавших агрегатных станков я станков-автоматов. Однако это лишь первые шаги в направлении всесторонней комплексной автоматизации производства, охватывавшей все основные и вспомогательные операции.

Общим недостатком традиционных средств автоматизации следует признать узкую ориентацию станков и поточных линий на изготовление определенного вида изделий. В связи с этим подобные средства можно использовать только там, где производство носит массовый устойчивый характер. В промышленно развитых странах крупносерийное и массовое производство составляет лишь 20%, а единичное, мелкосерийное и серийное производство - 80 %. В целях разрешения противоречий, обусловленных, с одной стороны, мелкосерийностью объектов производства, а с другой, крупными масштабами самого производства, были введены методы групповой технологии.

С другой стороны, развитие современного машиностроения характеризуется следующими тенденциями:

• постоянным требованием по повышение производительности общественного труда, как важнейшего показателя эффективности народного хозяйства;

• постоянным увеличением объема производства машиностроения при одновременном расширении номенклатуры выпускаемых изделий;

• более быстрой сменой выпускаемых моделей машин в связи с ускорением технического прогресса во всех отраслях народного хозяйства;

• постоянным дефицитом в рабочей силе всех категорий, причем демографические исследования показывает на устойчивый характер этой тенденции в течении ближайших двадцати лет.

Указанные тенденции в своей основе противоречивы: с одной стороны, требуется обеспечивать непрерывный рост производительности труда, что требует развития специализированного и высокоавтоматезированного оборудования, с другой стороны, быстрая смена моделей и расширение номенклатуры приводит к снижению серийности выпуска и требует развития универсального оборудования.

Одним из путей решения данного противоречия является автоматизация производства с помощью легко перенастраиваемого, гибкого оборудования. К ним относятся станки с числовым программным управлением, в том числе обрабатывающие центры, промышленные роботы и другие виды оборудования. Еще большей гибкостью обладают системы из гибких элементов, управляемые ЭВМ как единым целым.

Какими же достоинствами обладает ЭВМ? Во-первых, она имеет программное управление. Заменить пporpaммy несложно, а следовательно, станки и роботы с помощью ЭВМ легко и быстро можно переналаживать с одного вида продукции ни другой. Во-вторых, и это самое главное, ЭВМ позволяет реализовать очень сложные способы управления, когда необходимо обучаться, поднастраиваться в процессе работы, разбираться в сложных, заранее непредсказуемых ситуациях.

Множество ЭВМ достаточно просто объединяется в одну систему, образуя вычислительный комплекс, за счет чего можно автоматизировать сложнейшие многоэтапные, распределенные в пространстве и времени производственные процессы, выполняемые большим количеством, технологического оборудования. Подобные системы называют по-разному: в Японии – гибкой автоматизацией, гибким производственным комплексом, в США - гибкой производственной системой (FMS), но наряду с этим производственной системой, интегрированной с помощью ЭВМ (CIM), системой с изменяемой, производственной задачей (VMS), производством с изменяемой задачей (VMM), в ФРГ - гибкой производственной системой (FFS) или автоматизированной-производственной системой, интегрированной с помощью ЭВМ (СТАМ) в Италии—гибкой производственной системой, во Франции - гибким цехом, в Англии - автоматизированным мелкосерийным производством (АSР). В нашей стране такого рода комплексы принято называть гибким автоматизированным производством (ГАП), изучению технологических основ которого посвящен данный курс.

Основные элементы ГАП разрабатываются уже достаточно давно. Частичная их реализация относится к концу 60-х и началу 70-х годов. Однако только в ноябре 1978 г. в журнале IRON-AGE был опубликован первый отчет о работах в этой области "Представление обществу гибкости производства", который явился попыткой осмыслить эту важную и быстро распространяющуюся тенденцию в металлообрабатывающем производстве. В отчете содержалось немало утверждения и оценок, признанных впоследствии ошибочными. К ним относится, а частности, суждение об ограниченных перспективах развития гибких производств в Европе.

После признания заслуг фирмы "Комау" (Италия) на конкурсе, объявленном компанией "Дженерал моторс" (поставленная его малогабаритная система из трех обрабатывающих центов используется на предприятиях "Дженерал моторс" по изготовлению шестерен и осей "Шевроле"), и последовавших затем разработок японских фирм, стало ясно, что гибкие производства получат всемирное распространение. Так, например, на одном из центров гибкого производства, каким является новое предприятие фирмы "Фанук", использованы 29 гибких мини-систем. По заявлению представителей фирмы круглосуточную работу предприятия способны обеспечить 100 - работников вместо 500, необходимых для функционирования, обычного предприятия того же масштаба.

Анализ работающих ГАП показывает, что целесообразность исполъзования различных видов металлообрабатывающего оборудования определяется, в основном, годовым выпуском деталей и количеством их типоразмеров. Так, выявлено, что ГАП из станков с ЧПУ наиболее эффективны при изготовлении 8-100 типоразмеров деталей.

Наиболее широко применяется в настоящее время ГАП по обработке корпусных деталей, что объясняется следующим рядом объективных причин:

- появлением обрабатывающих. центров, дозволяющих концентрировать большое количество переходов за один установ и обладающих резервом режущего инструмента;

- длительным циклом производственного процесса;

- возможностью единообразного перемещения всех деталей, обрабатываемых ГАП, на базе спутников;

- отсутствием во время создания первых ГАП дешевых и надежных роботов и захватов к ним, эффективных средств транспортирования;

- высокой стоимостью корпусных деталей.

В настоящее время следует ожидать возрастания числа ГАП для обработки деталей типа тел вращения из-за расширения количества роботов, предназначенных для загрузки металлообрабатывающего оборудования, и появления транспортных средств типа индукционного. Пример - ГАП по выпуску электродвигателей фирмы "Фанук".

Дата добавления: 2015-07-08