Введение к работе
Актуальность темы.
При решении задач автоматизации производства мебели отечественная промышленность в последние годы все больше ориентируется на оснащение производств оборудованием с числовым программным управлением, в том числе обрабатывающими центрами. Отечественный и зарубежный опыт внедрения - в производство подтвердил эффективность их использования наравне с другими видами оборудования в единичном, мелкосерийном и среднесерийном производствах.
Применение деревообрабатывающих станков с числовым программным управлением взамен универсального оборудования имеет, существенные особенности и создает определенные преимущества: происходит значительное сокращение сроков подготовки производства и общей продолжительности цикла изготовления продукции, экономия средств на проектирование и изготовление технологической оснастки, а также повышается производительность труда за счет сокращения вспомогательного и основного времени обработки на станке.
Под обрабатывающим' центром в мебельной промышленности понимают станок, в котором за одну установку заготовки без перенастройки осуществляются различные технологические операции ее обработки, например, пиление, фрезерование, сверление по пласта и кромке и т. п., с целью достижения максимальной готовности детали." Обрабатывающий центр - станок, на котором, управление рабочими органами происходит автоматически по инструкциям заранее разработанной управляющей программы.
Однако, эффективное использование многооперационных обрабатывающих центров, ставит и ряд проблемных вопросов, решение которых позволит увеличить производительность этого оборудования. Одним из них, связанным с большим количеством разнообразного режущего инструмента, является неравномерность износа последнего.
Изучение литературных источников и обследование предприятий, эксплуатирующих обрабатывающие центры показало, что в настоящее время не существует методик комплектования инструментального парка ДОЦ, а также методик автоматического расчетного определения значений текущего ресурса инструментов станка для их своевременной-смены. В итоге, одноименными инструментами по одной управляющей программе ведется изготовление деталей разного качества, разной размерной точности по причине отсутствия постоянного контроля износа этих инструментов. Также, неконтролируемый износ режущих инструментов приводит к увеличению, вибраций дорогостоящего станочного оборудования, а значит к преждевременному износу его узлов и деталей.
Известны методы, оснащения станка устройствами измерения мощности резания, устройствами лазерной оценки округления режущей
кромки с построением соответствующих адаптивных_систем,-т.е. "Методы
I-ОС НАЦИОНАЛЬНАЯ БИБЛИОТЕКА |
автоматического измерения фактического износа. Такие способы принудительной смены инструмента позволяют в разной степени точно реагировать на необходимость замены и основаны на различных подходах к оценке износа инструмента. Стоимость соответствующих технических устройств достаточно высока. Но измерение износа еще не решение проблем. Нужно также определить его предельные значения, а они связаны с видом обрабатываемого материала, с видом выполняемой операции и с режимом ее выполнения, поэтому была поставлена цель контроля износа инструментов по величине фактического пути резания. Она более точно в отличие от времени работы инструмента учитывает разнообразие режимов работы станка.
Отсюда вытекает необходимость проведения специального исследования и разработки способа эксплуатации инструментов в процессе длительного функционирования ДОЦ с целью создания метода синтеза необходимого соотношения единиц инструментального парка ДОЦ, в свою очередь на основе которого будут подбираться инструменты для рассматриваемого ДОЦ в условиях конкретного предприятия.
Цель работы: разработать методы комплектования и своевремешюй замены инструментов на деревообрабатывающих центрах с ЧПУ с созданием алгоритмов мониторинга состояния режущих инструментов. Подтвердить работоспособность разработанных методов созданием программной системы модификации управляющих программ по предупреждению использования изношенных инструментов при обработке на ДОЦ.
Методика и методы исследования.
В работе были проведены разведывательные опыты для того, чтобы доказать, что существует серьезно значимое влияние остроты инструмента на условия работы ДОЦ, связанные со спецификой его конструкции. Во время опытов проводились однофакторные эксперименты. Их планирование осуществлялось по классической методике, поскольку в цели исследований, не входило установление точных количественных зависимостей энергетических и качественных показателей процесса фрезерования от варьируемых факторов.
Экспериментальная установка - наиболее распространенный в отечественной мебельной промышленности деревообрабатывающий центр Rover 24 фирмы BffiSSE с установленным на нем виброакселлерометром.
Обработка результатов производилась графически и путем построения полиноминальных трендов второго порядка методом наименьших квадратов с помощью стандартных программ математической статистики.
Опыты доказали наличие влияния обработки даже небольшим изношенным инструментом на работу ДОЦ с ЧПУ. Наличие такого влияния обуславливает целесообразность применения вышеприведенных алгоритмов планирования парка инструментов ДОЦ и программной системы мониторинга износа инструментов ДОЦ.
Научная новизна,
В работе рассмотрены следующие новые научные положения:
Концепция эксплуатации режущих инструментов в процессе длительного функционирования обрабатывающего центра;
Теоретический метод формирования и создания - необходимого соотношения единиц инструментального парка ДОЦ по критерию повышения ресурса инструментального парка станка;
Программная реализация алгоритма концепции эксплуатации режущих инструментов на базе информации об их текущем износе;
Практическая ценность.
Использование предприятиями предлагаемых принципов
программного управления износом инструментального парка ДОЦ, а также его формирования, позволит более эффективно и бережно использовать центр, снижая затраты на ремонты и повышая межремонтные периоды эксплуатации, позволит добиться постоянства качества обрабатываемых изделий, а также снизить время остановов оборудования для смены режущих инструментов.
Публикация работы.
По материалам диссертации имеется 4 печатных работы.
Объем работы.
Диссертация состоит из введения, пяти разделов, общих выводов и рекомендаций и списка литературы из 56 наименований. Она изложена на 142 страницах компьютерного текста, иллюстрирована 69 рисунками на 47 страницах, имеет 8 таблиц на 9 страницах и дополнена одним приложением на 19 страницах.
Похожие диссертации на Методы комплектования и замены режущего инструмента на деревообрабатывающих центрах с ЧПУ
