Содержание к диссертации
Введение.
Модернизация узлов металлорежущих станков - важный фактор повышения их эффективности
Глава 1. Анализ существующих способов ввода/вывода информации в СЧПУ металлорежущих станков
1.1. Используемые способы ввода/вывода информации в СЧПУ металлорежущих станков
1.2. Устройства передающие информацию от компьютера к СЧПУ станка на расстояния меньше десяти метров
1.3. Устройства передающие информацию от компьютера к СЧПУ станка по компьютерной сети
1.4. Устройства передающие информацию от компьютера к СЧПУ станка с помощью дополнительного устройства
1.5. Выводы по главе 1 29
1.6. Цели и задачи диссертационной работы 30
Глава 2. Анализ характеристик подсистемы ввода/вывода СЧПУ станка
и выбор параметров перевода ее на электронный способ ввода информации
2.1. Математическое описание задачи 32
2.2. Выбор характеристик и условий, влияющих на построение аппаратно-программного комплекса
2.2.1. Интерфейсы СЧПУ станка 42
2.2.2. Тип памяти СЧПУ станка 43
2.2.3. Расстояние между компьютером и станком 44
2.2.3.1. Компьютерная сеть 44
2.2.3.2. Непосредственное подключение компьютера к СЧПУ станка
2.2.3.3. Использование дополнительного устройства 480
2.2.4. Объем работ по изменению электронной и программной составляющих СЧПУ станка для интеграции ее с аппаратно-программным комплексом 53 54 55
2.2.5. Влияние количества станков с СЧПУ, подлежащих переводу на электронный способ ввода информации, на 51 предприятии
2.2.6. Максимальный размер УП 52
2.2.7. Стоимость перевода СЧПУ на электронный способ ввода информации
2.2.8. Затраты на эксплуатацию станка с модифицированной СЧПУ
2.3. Выбор решаемых задач и требований, которым должен отвечать аппаратно-программный комплекс
2.3.1. Передача УП 56
2.3.2. Передача системной информации 56
2.3.3. Передача текстовых сообщений 57
2.3.4. Преобразование УП 58
2.3.5. Редактирование УП 59
2.3.6. Управление работой СЧПУ станка с компьютера 60
2.3.7. Одновременная работа аппаратно-программного комплекса с несколькими СЧПУ (параллелизм 62 обслуживаемого оборудования)
2.3.8. Скорость передачи информации 64
2.3.9. Тип среды передачи информации 6566
2.4. Уровни процесса перевода СЧПУ станков на электронный способ обмена технологической информацией с компьютером 78
2.4.1. Первый уровень процесса перевода СЧПУ на электронный способ обмена технологической 73 информацией с компьютером
2.4.2. Второй уровень процесса перевода СЧПУ на электронный способ обмена технологической информацией с компьютером
2.4.3. Третий уровень процесса перевода СЧПУ на электронный способ обмена технологической информацией с компьютером
2.4.4. Четвертый уровень процесса перевода СЧПУ на электронный способ обмена технологической информацией с компьютером
2.4.5. Пятый уровень процесса перевода СЧПУ на электронный способ обмена технологической информацией с компьютером
2.5. Выводы по главе 2 83
Глава 3. Исследование эффективности различных методов перевода СЧПУ на электронный способ обмена технологической нформацией с компьютером
3.1. Сравнительный анализ эффективности при первом уровне перевода СЧПУ на электронный способ обмена информацией
3.2. Сравнительный анализ эффективности при втором уровне перевода СЧПУ на электронный способ обмена информацией
3.3. Сравнительный анализ эффективности при третьем уровне перевода СЧПУ на электронный способ обмена информацией
3.4. Эффективность четвертого и пятого уровней перевода СЧПУ на электронный способ обмена информацией
3.5. Рекомендации по выбору оптимального способа обмена информацией между компьютером и СЧПУ станка для 120 различных уровней перевода
3.6. Выводы по главе 3 124
Глава 4. Создание аппаратно-программного комплекса DNC-терминал для ввода/вывода информации в СЧПУ металлорежущего станка 141
4.1. Принципы создания DNC-терминала 125
4.2. Электронная и программная составляющие DNC-терминала 131
4.3. Выводы по главе 4 139
Глава 5. Внедрение аппаратно-программного комплекса DNC-терминал на предприятиях машиностроения Российской Федерации
Выводы по диссертационной работе 150
Литература 152
Введение к работе
По разным оценкам количественный объем станочного парка России составляет 1-1,2 миллионов единиц станочного оборудования. 70% этих станков уже отслужило свой срок и нуждается в замене. В 2003 году в России произведено около 6,5 тысяч станков и примерно 2,5 тысячи ввозится из-за рубежа. Рыночная конкуренция требует постоянного обновления парка действующего станкостроения. У ведущих зарубежных фирм это происходит в течение 5-7 лет по 18-20% в год. В России - это период в 18-20 лет (по 0,5-2,5% ежегодно). При таких темпах через десятилетие выбывание станочного оборудования достигнет такого порога, что большинство отечественных предприятий будет не в состоянии производить какую-либо продукцию.
Возникает вопрос, что делать: изыскивать ли средства для переоснащения станочного парка, закупать бывшее в употреблении, но работающее западное оборудование, восстанавливать или модернизировать имеющиеся станки?
Модернизация оборудования (станка в целом или отдельных его узлов и механизмов) позволяет предприятию затратить значительно меньшие средства по сравнению с покупкой нового оборудования. Устаревшее оборудование может быть модернизировано на конструктивном уровне, и его технические и точностные показатели превзойдут паспортные характеристики оборудования. В результате, предприятие получает оборудование в ряде случаев лучше, чем оно было при начале эксплуатации. Стоимость модернизации в большинстве случаев не дороже 20-30% от стоимости аналогичного нового оборудования.
В последние годы появился новый термин "реновация". В этом случае при модернизации станка добавляется переоснащение некоторых его узлов на более современные (автоматизированные аналоговые приводы взамен ручных, новые узлы в составе СЧПУ, электроавтоматики, приводов и др.). У оборудования возрастает производительность, и добавляются новые функциональные возможности. По стоимости такое оборудование уже составляет от 30 до 70% от нового станка в зависимости от объема проведенных работ по модернизации.
За счет модернизации обеспечивается удаление устаревших агрегатов, установка новых узлов, приводов, СЧПУ и т. д. При этом, увеличивается производительность оборудования за счет увеличения надежности и расширения функциональных возможностей станка. Среди расширенных функциональных возможностей станка за счет модернизации только СЧПУ могут присутствовать следующие:
• ввод-вывод информации через стандартный интерфейс;
• увеличение объема памяти СЧПУ;
• организация режима «подкачки» УП от компьютера;
• выполнение всех геометрических расчетов через центральный процессор. Из-за того, что развитие электроники идет более быстрыми темпами, чем
механики и автоматики, моральное устаревание СЧПУ происходит быстрее, чем моральное старение и физический износ станка. Вследствие этого часто экономически выгодно ограничиться только модернизацией отдельных функций СЧПУ, а не всего станка. Но даже при ограниченной модернизации СЧПУ металлорежущего станка, на многих предприятиях не хватает средств для ее проведения. Тогда начинают искать узлы СЧПУ, наиболее эффектные для модернизации, с тем, чтобы получить наилучшие результаты от станка в целом. Во многих случаях приходят к выводу, что достаточно модернизировать только подсистему ввода/вывода информации в СЧПУ таким образом, чтобы исключить использование бумажных носителей. Эта подсистема в наибольшей степени подвержена поломкам из-за наличия движущихся элементов, что увеличивает простои станка и время изготовления изделия, и, как следствие, снижение прибыли предприятия в целом.
