Вопрос №41

2.2.1.4. Развитие процесса автоматизации

Автоматизация станков развивалась под влиянием развития науки и техники в целом и с учетом потребностей общества и различных отраслей производства. Рассмотрение развития автоматизации в историческом плане дает следующую картину [3,6].

Исторически первыми по степени автоматизации были универ­сальные станки, которые удобны при обработке большой номенкла­туры изделий, но отличаются низкой производительностью из-за малой степени автоматизации и невозможности организовать мно­гостаночное обслуживание. На универсальном станке станочник должен постоянно присутствовать при обработке, выполняя все вспомогательные операции. Он закрепляет заготовку, устанавливает режимы резания, осуществляет вручную или включает быстрый подвод инструмента, включает рабочую подачу, выключает ее, включает быстрый отвод инструмента, при необходимости повторя­ет все эти действия при других проходах, меняет инструмент, сни­мает деталь. Универсальные станки существуют несколько веков и, конечно, они постоянно совершенствуются и оснащаются элемен­тами автоматизации (например, останов от упоров), но эти элементы ничего не меняют в самой сущности процесса обработки, требующего постоянного участия человека и последовательного выполне­ния всех рабочих и вспомогательных операций.

Стремление к повышению производительности в условиях воз­растающих масштабов производства привело к созданию универ­сальных автоматов и полуавтоматов. Этот процесс происходил в З0-е годы прошлого века и был связан с появлением автомобиль­ных, тракторных, подшипниковых и других заводов с массовым ха­рактером производства. Универсальные автоматы и полуавтоматы являются высокоавтоматизированными станками; в полуавтоматах только установка и снятие детали осуществляются вручную, а в ав­томатах и этот процесс автоматизирован, и все рабочие и вспомога­тельные ходы осуществляются без участия человека, на долю кото­рого остается лишь периодическая замена инструмента, установка обрабатываемых прутков или загрузка штучных заготовок в магазин (если таковым оснащен станок), подналадка станка и общее наблю­дение за его работой. Рассматриваемый вид оборудования имеет высокую производительность и допускает возможность многоста­ночного обслуживания. Так, шестишпиндельный автомат может за­менить по производительности до 20 универсальных токарных станков с ручным управлением, что достигается совмещением рабо­чих и вспомогательных ходов, высокими скоростями вспомогатель­ных ходов и большим количеством одновременно работающих ин­струментов.

Высокая производительность автоматов обеспечивается, однако, при крупносерийном или массовом выпуске продукции. Гибкость их по сравнению с универсальными станками значительно ниже; переналадка является трудоемким процессом и занимает несколько часов. Программоносителем у таких автоматов являются кулачки, установленные на распределительном валу. Для переналадки требу­ется спроектировать и изготовить другие кулачки, на что уходит несколько дней.

При массовом выпуске стабильной продукции стали применять специализированные и специальные автоматы и полуавтоматы. Первые допускают переналадку на изготовление узкой группы од­нотипных деталей, вторые предназначены для изготовления одной единственной детали.

Особой группой специальных автоматов и полуавтоматов яви­лись агрегатные станки. Они впервые были спроектированы ЭНИМСом и построены в 30-е годы прошлого века под руково­дством акад. В. И. Дикущина. Широкое распространение они полу­чили на заводах массового производства в 40-70-е годы. Как прави­ло, это были специальные многошпиндельные полуавтоматы, кото­рые применялись в автомобиле, тракторостроении, в других отрас­лях с массовым выпуском деталей. Переналаживаемые агрегатные

станки встречаются реже.

К 60-м годам наметилась тенденция увеличения доли мелкосе­рийного и серийного производства. Даже в таких традиционных от­раслях, как автомобильная, тракторная промышленность появилась необходимость создания машин различных модификаций с учетом требований потребителя. Процесс быстрой смены объекта произ­водства еще более явственно обозначился в авиастроении, а также в самом станкостроении. В настоящее время доля серийного и мелко-серийного производства составляет около 80 % общего объема ма­шиностроительного производства. Для серийного и мелкосерийного производства непригодны традиционные методы автоматизации, свойственные массовому производству, поскольку традиционные автоматы не обладают достаточной гибкостью.

Стремление создать оборудование, сочетающее высокую произ­водительность, присущую автоматам массового производства, и гиб­кость универсальных станков, используемых в индивидуальном про­изводстве, привело к появлению станков с числовым программным управлением (ЧПУ), которые успешно решили задачу автоматизации серийного и мелкосерийного производства. В станках с ЧПУ про­грамма обработки воплощена не в аналоговом программоносителе (кулачки, копиры), а записана, например, на перфоленте в буквенно-цифровом коде. Это обеспечило должную гибкость станкам с ЧПУ, в то же время они имеют высокую производительность за счет систем позиционирования, увеличения скоростей холостых ходов, возмож­ностей оптимизации режимов резания, выполнения на одном станке различных видов обработки и т. п.