ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ГПС
Малышко И.А., Киселева И.В., (ДонНТУ, г. Донецк, Украина)
Рассмотрены пути повышения производительности ГПС за счет оптимизации технологического процесса и автоматизации вспомогательных операций.
Отличительной особенностью современного производства является широкая номенклатура и быстрая сменяемость объектов производства. В этих условиях наиболее перспективным является использование гибких производственных систем, построенных на базе станков с ЧПУ. Анализ производственной деятельности ведущих мировых фирм, который провела Организация объединенных наций, показал, что ГПС используются практически во всех видах производства от крупносерийного до мелкосерийного. Это связан с тем, что ГПС позволяют за несколько дней, или даже часов, перейти на выпуск новой продукции.
В связи с высокой стоимостью станкоминуты такого оборудования, актуальной является задача максимального повышения производительности технологической системы при сохранении качественных характеристик изделий.
В качестве основных направлений повышения производительности ГПС можно выделить следующие:
Особым направлением является усовершенствование технологии обработки деталей на ГПС. Традиционные технологии, которые использовались на универсальных или специальных станках, не всегда приемлемы в условиях гибкого производства. Жесткая последовательность операций препятствует более полной загрузке оборудования, а разнообразие технологических процессов не позволяет использовать поточную форму организации производства. При использовании ГПС наиболее целесообразным является применение методов групповой обработки.
Основной составной частью любой ГПС является металлорежущий станок, который кроме основных рабочих операции, связанных с изменением формы и размеров заготовки, должен выполнять вспомогательные операции, связанные с заменой заготовок и их креплением, заменой режущего инструмента, контролем его состояния, и состояния станка. От скорости выполнения этих операций в существенной степени зависит цикловая производительность оборудования.
Повышение уровня автоматизации ГПС предъявляет новые требования к системе инструментального обеспечения (СИО). В особенности это касается его надежности и сокращения времени, затрачиваемого на подготовку инструментальных наладок. Существенное влияние на снижение производительности системы оказывает количество и длительность циклов смены инструмента.
Необходимость размещения в инструментальном магазине большого количества инструментов делает его громоздким, увеличивает стоимость и ведет к росту себестоимости продукции. Для уменьшения количества используемых инструментов иногда необходимы значительные изменения способов обработки деталей. Например, во время обработки отверстий диаметром более чем 50Н6 в редукторах необходимо выполнить до шести переходов со сменой инструментов. Если таких отверстий разных диаметров будет 3-4, то для их обработки в магазине должно быть не менее 18-24 инструментов, налаженных на соответствующий диаметр. Если такие переходы выполнять контурным фрезерованием, то количество инструментов уменьшится в 3-4 раза. Характерно, что потери производительности при этом не происходит.
Уменьшить количество инструментов возможно также за счет использования комбинированных инструментов. Раньше комбинированные осевые инструменты целесообразно было использовать лишь в условиях крупносерийного и массового производства. В условиях мелкосерийного и серийного производства эти инструменты почти не использовались. Сегодня комбинированные инструменты приобретают все большего использования даже в условиях мелкосерийного и серийного производства. Значительный экономический эффект от использования комбинированных инструментов возможно получить при их использовании на многоцелевых станках с одним или двумя рабочими шпинделями. Эффект достигается за счет сокращения времени на замену инструмента и сокращение основного времени.
СИО современных ГПС необходимо строить по модульному принципу. Модульный принцип построения инструментов позволяет использовать их в разных сочетаниях. Каждый инструментальный блок оснащается кодовыми датчиками, на которые с помощью специальных устройств записывается необходимая информация. Таким образом, в пределах всей системы инструмент является носителем информации о его характеристиках, структуре технологического процесса и прочее.
Структура СИО характеризуется, прежде всего, принятым способом замены инструментов. Способы замены инструментов динамично развиваются и совершенствуются. Их усовершенствования направлено на разработку оптимальной конструкции и емкости магазинов и устройств смены, и сокращение времени смены инструментов.
Таким образом, повышение производительности ГПС является комплексной задачей, которую необходимо решать для конкретных условий производства и данной номенклатуры деталей.