Одна из актуальных проблем промышленных предприятий России – это дефицит рабочих кадров, так как не хватает квалифицированных операторов универсальных станков и особенно операторов станков с ЧПУ, а подготовка работе на станке с ЧПУ операторов с минимальным опытом и студентов требует значительных затрат, что снижает рентабельность производства.

Для решения данной проблемы специалисты Средневолжского станкозавода разработали оперативную систему управления (далее ОСУ) станочным оборудованием на базе технологий OMRON.

Станок с оперативной системой управления – это альтернативное решение станку со стойкой ЧПУ, который частично перекрывает диапазон возможностей ЧПУ по технологическим возможностям и обладает рядом преимуществ, за счет чего занимает свою нишу в станочном парке промышленных предприятий.

ПРЕИМУЩЕСТВА ОСУ

ЭКОНОМИЯ НА КВАЛИФИКАЦИИ ОПЕРАТОРА СТАНКА

Внедрение на предприятии станков с оперативной системой управления позволяет экономить за счет того, что и студенты, которые только пришли на предприятие, сразу же начинают эффективно работать, и операторы универсальных станков могут быстро обучиться работе на станке с ОСУ в результате самообучения уже через 3-5 дней. Причем на некоторых производствах доля универсальных станков гораздо выше, чем станков с ЧПУ, тем самым и число операторов универсальных станков выше, которые могут сразу же начать работать на станке с ОСУ. И при этом еще появляется возможность организации многостаночного обслуживания – один оператор может одновременно работать сразу на нескольких станках, запустив автоматический режим.

ЭКОНОМИЯ ЗА СЧЕТ СНИЖЕНИЯ КОЛИЧЕСТВА ПЕРСОНАЛА

Станки с ОСУ не требуют наличия технолога-программиста и наладчика. Оператор работает с интуитивно понятным интерфейсом, где самостоятельно создает управляющую программу обработки деталей.

УДОБСТВО И ПРОСТОТА РАБОТЫ ДЛЯ ОПЕРАТОРА СТАНКА

• Не требуется знаний программирования.

Концепция станка построена таким образом, что человек, не знакомый с программированием на станках с ЧПУ, может свободно работать на этом станке, используя многие возможности, предоставляемые только на программных станках. Наряду с этим, станок оснащен набором функций, значительно упрощающих многие технологические операции, выполняемые на универсальных станках.

• Единый подход в диалоге с оператором.

Дисплейное меню организовано таким образом, чтобы оператору были понятны необходимые действия. Ввод всех значений организован по одному принципу. Жидкокристаллический дисплейтерминала обладает тактильным эффектом, что позволяет создавать разветвленное меню для управления станком и многофункциональные кнопки для параметризации технологических параметров и микроциклов.

• Минимум органов управления.

Оператору легко ориентироваться при работе на станке. Все органы управления находятся на пульте станка в зоне нахождения оператора и легко досягаемы. Перемещения осуществляются от штурвалов (доводочные) и от крестового переключателя (рабочие).

РЕШЕНИЕ ДЛЯ СМЕШАННОГО ПРОИЗВОДСТВА

Станок с ОСУ является по сути универсальным, позволяющим сразу после включения станка начать изготовление детали. Для этого требуется только задать рабочую подачу и выбрать скорость вращения шпинделя. Если необходимо изготовить небольшую партию деталей, целесообразно воспользоваться функцией обучения, когда запоминаются перемещения инструмента, выполненные оператором в процессе обработки 1-й детали, а обработка последующих деталей производится по запомненной траектории движения в автоматическом режиме.

В случае изготовления крупной партии деталей возможно 1) оптимизировать программу, полученную в результате обучения, чтобы установить оптимальную подачу, скорость вращения шпинделя и исключить холостые перемещения; 2) ввести программу в режиме редактора.

ПОВЫШЕНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ

Использование такой функции позволяет значительно повысить производительность станка в условиях мелкосерийного производства, когда составление программы и ее отладка для станка с ЧПУ занимает время, большее или сравнимое с временем изготовления деталей. В данном режиме не требуется написания программы, формирование программы осуществляется в процессе обработки детали с возможностью коррекции. Применение сервоприводов и функции обучения позволяет увеличить скорость перемещения на холостых ходах, уменьшить затраты времени на выполнения стандартных операций, для которых организованы стандартные микроциклы и общую производительность при точении последующих деталей. Например, при выполнении стандартной функции нарезания резьбы время на выполнение операции уменьшается в 2-5 раз, при изготовлении малой партии деталей (10шт.) средней сложности (30 кадров на программном станке) время уменьшается в 3-6 раз.

СЕРВИСНЫЕ ФУНКЦИИ

В ОСУ реализована диагностика станочных сигналов для облегчения поиска неисправности станка, система защищена от перегрузок и ошибочных действий оператора. А также реализованы статистические данные об использовании ресурсов станка за смену и за весь период эксплуатации.

УНИВЕРСАЛЬНОСТЬ

Оперативная система управления выпускается с различными версиями и предназначена для управления современными универсальными станками разных групп: токарными, фрезерными, шлифовальными и различными специальными станками.

ОСУ – БАЗА ДЛЯ СОЗДАНИЯ АВТОМАТОВ

На базе ОСУ осуществляется создание различных станков-автоматов по выпуску массовых деталей с заданным операционным циклом, в том числе шлифовальных станков и прутковых автоматов. В функциях ОСУ заложено управление автоматизированным прутковым патроном, специально разработанным для токарных станков.

КОМПЛЕКТАЦИЯ

Аппаратные элементы системы построены на базе комплектующих OMRON:

• Сервосистема Accurax G5 – оси подач инструмента.

• Частотный преобразователь привода шпинделя А1000.

• Модульный контроллер CJ.

• Сенсорная панель оператора NS.

• Контактная аппаратура – J7KN контактор для двигателя, J7MN – автомат защиты двигателя, J7TKN – тепловое реле защиты двигателя от перегрузки, MY(S) - электромеханическое реле.

В данном решении можно организовать удаленный доступ к станку, возможность ведения и хранения статистики и отчетов, передачу на верхний уровень, произвести обновление через карту CF.

Сейчас идет разработка ОСУ нового поколения на платформе SYSMAC c универсальным машинным контроллером NJ, у которого интегрированы программно-логическое управление и управление движением на микропроцессоре Intel Atom (1,6ГГц). Одним из примеров внедрения ОСУ является станок Средневолжского станкозавода SAMAT 400SC ВЕКТОР.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ПРЕИМУЩЕСТВА СТАНКА SAMAT 400SC ВЕКТОР

УПРАВЛЕНИЕ ТОЧНОСТНЫМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ

Механические штурвалы на станке заменены электронными штурвалами. Перемещение суппорта выполняется высокоточными шариковинтовыми парами, вращаемыми сервоприводами на основе синхронных двигателейи частотных преобразователей. Дискретность штурвалов определяется переключателем на пульте управления. Это позволяет задавать точность изготавливаемых деталейи получить более удобное управление станком.

БЫСТРАЯ ПРИВЯЗКА ИНСТРУМЕНТОВ И ИХ КОРРЕКЦИЯ

Станок обладает функцией привязки инструментов, что дает дополнительное удобство работы на станке. Один раз привязав инструмент, оператор производит смену инструмента и выбор в терминале соответствующего номера.

СМЕЩЕНИЕ НАЧАЛЬНОЙ ТОЧКИ

Для удобства работы применяется смещение начальной точки станка для привязки к координатам детали. Это позволяет работать оператору в координатах, указанных на чертеже детали. Выбор номера начальнойточки аналогичен выбору номера инструмента.

СТАНДАРТНЫЕ ЦИКЛЫ ОБРАБОТКИ

Сохранив все достоинства универсального, станок позволяет вести работу с микроциклами (заранее подготовленными программами): многопроходные циклы черновой