8.5 Проектування технологічних процесів для верстатів з чпк та гвс

Числове програмне керування (ЧПК) – керування обробкою заготовки на верстаті за керуючою програмою, в якій дані приведені в цифровій формі.

Циклове програмне керування (ЦПК) –керування послідовністю і швидкістю переміщень органів верстата при обробці заготовки за керуючою програмою, яка задається шляхом певного набору комутуючих елементів на панелі керування.

Верстат з ЧПК – напівавтомат або автомат, рухомі органи якого виконують робочі і допоміжні рухи автоматично за заданою програмою, яка записана на носії. Системи ЧПК поділяються на позиційні і контурні.

Позиційна система ЧПК – система ЧПК, в якій переміщення робочих органів верстата виконується в задані точки, а траєкторія переміщення не задається.

Контурна система ЧПК – система ЧПК, в якій переміщення робочих органів верстата виконується за заданою траєкторією і з заданою швидкістю.

Переваги застосування верстатів з ЧПК:

1 Підвищення точності розмірів і форми деталей за рахунок програмного керування та підвищеної точності і жорсткості верстата.

2 Підвищення продуктивності обробки за рахунок зменшення допоміжного і підготовчо-заключного часу та інтенсифікації режимів різання. Автоматизований режим роботи верстата (виконання робочих і допоміжних ходів, зміна інструмента, налагодження і підналагодження). Можливість багатоверстатного обслуговування.

3 Універсальність верстатів, простота налагодження і переналагодження при переході на виготовлення інших деталей.

4 Зменшення собівартості виробництва за рахунок зменшення кваліфікації робітника, витрат на пристрої.

Особливості технологічних процесів на верстатах з ЧПК:

- Верстати з ЧПК найбільш вигідні в серійному виробництві при обробці заготовок складної конфігурації або заготовок з високою точністю і величиною партії 15-20 штук і більше. У зв’язку з високою вартістю верстата обробка заготовок на верстатах з ЧПК повинна бути економічно обґрунтована. Однак, взаємодія сучасних верстатів з ЧПК з САПР (системами CAD/CAM) дозволяє його ефективне використання і в одиничному виробництві.

- Необхідна технологічна підготовка креслень. Особливі вимоги ставляться до технологічності деталі, здатності її конструкції до концентрації операцій.

- Заготовка повинна виготовлятись більш точними методами.

- Бажана типізація технологічних процесів і застосування групового методу обробки.

- Значну увагу приділяють базуванню. Широко використовують принцип єдності баз. Якщо це неможливо, повну обробку виконують максимум за дві операції - обробка базових поверхонь на першій, інших поверхонь – на другій операції.

- Продуктивність обробки залежить від послідовності обробки поверхонь, тому важлива оптимізація послідовності ходів.

- Необхідне максимальне завантаження верстата і повне використання його технологічних можливостей на одній операції.

- Ступінь докладності опису технологічного процесу і організаційної підготовки виробництва високий.

- Розробка технологічної документації включає розробку карти наладки, операційно-технологічної карти, розрахунково-технологічної карти, карти програмування, керуючої програми. Технологічна документація вимагає детальної перевірки і коректування.

На рис.8.5 показана циклограма обробки деталі на фрезерному верстаті з ЧПК, табл.8.2 містить координати опорних точок, а табл.8.3 - код керуючої програми.

Рисунок 8.5 - Циклограма обробки деталі на фрезерному верстаті з ЧПК

Таблиця 8.2 - Координати опорних точок

Таблиця 8.3 - Керуюча програма

Послідовність проектування технологічних процесів для верстатів з ЧПК:

1 Аналіз вихідних даних.

2 Класифікація деталей з врахуванням організаційно-технічних вимог.

3 Аналіз креслень і відпрацювання їх на технологічність.

4 Кількісна оцінка груп деталей. Визначення виробничої програми, партії, типу виробництва.

5 Вибір існуючого типового, групового чи одиничного технологічного процесу.

6 Вибір заготовок.

7 Вибір технологічних баз і методів обробки.

8 Проектування технологічного маршруту.

9 Розробка технологічних операцій.

10 Розрахунок продуктивності і економічної ефективності варіантів технологічного процесу.

11 Розробка керуючих програм.

12 Відпрацювання і коректування керуючих програм.

13 Оформлення технологічної документації.

Гнучка виробнича система (ГВС) – сукупність або окрема одиниця технологічного обладнання і системи забезпечення його функціонування в автоматичному режимі, яка володіє властивістю автоматизованого переналагодження для виробництва виробів будь-якої номенклатури в установлених межах їх характеристик.

Переваги гнучкої виробничої системи:

1 Висока степінь автоматизації технологічних процесів обробки, обслуговування і керування.

2 Блочно-модульна побудова ГВС дозволяє проектування нових виробництв із уніфікованих компонентів і модулів.

3 Гнучкість виробництва.

Гнучкий виробничий модуль (ГВМ) – це гнучка виробнича система, яка складається з одиниці технологічного обладнання та обладнана автоматизованим пристроєм програмного керування і засобами автоматизації технологічного процесу, функціонує автономно, виконує багатократні цикли і має можливість вбудовуватись в систему більш високого рівня (рис.8.6).

Рисунок 8.6 - Гнучкий виробничий модуль

Гнучкий виробничий комплекс (ГВК) - це гнучка виробнича система, яка складається із декількох гнучких виробничих модулів, які об’єднані автоматизованою системою керування і транспортно-складською системою, яка автономно функціонує впродовж заданого інтервалу часу і має можливість вбудовуватись в систему більш високої ступені автоматизації.

Системи автоматизованого проектування (САПР) - комп’ютерні системи на основі програмного забезпечення, розробленого для автоматизації етапів проектування продукції і проектування виробництва. За призначенням САПР в машинобудуванні поділяються на:

1 Системи функціонального проектування (Computer Aided Engineering - CAE). Виконують моделювання і розрахунок різноманітних технічних систем, наприклад моделювання напружено деформованого стану конструкцій.

2 Конструкторські системи (Computer Aided Design - CAD). Виконують креслення, оформлення конструкторської документації, побудову тривимірних моделей і їх візуалізацію.

3 Технологічні системи або автоматизовані системи технологічної підготовки виробництва - АСТПВ (Computer Aided Manufacturing - CAM). Виконують розробку технологічного процесу, керуючих програм для обладнання з ЧПК, моделювання процесів обробки, розрахунок норм часу.

Важливим є застосування систем CAD/CAE/CAM на всіх етапах машинобудівного виробництва, що дозволить суттєво скоротити витрати часу, коштів та підвищити його якість.

Автоматизовані системи управління (АСУ) - комп’ютерні системи управління підприємством (АСУП) і окремими технологічними процесами (АСУТП). АСУП виконують функції календарного планування виробництва, маркетингу, оперативного управління виробництвом, управління проектуванням виробів, врахування і нормування трудовитрат, основних фондів, управління фінансами, запасами і постачанням. Функціями АСУТП є збір і обробка даних про стан обладнання і протікання виробничих процесів та прийняття рішень по їх виконанню. Для комплексної автоматизації виробництва необхідне поєднання систем САПР і АСУ.