Оптимизация параметров системы инструментального обеспечения автоматизированных станочных систем в единичном и мелкосерийном производстве

• Автор: Горбачев, Дмитрий Владимирович
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 167 с. : ил.

Глава 1. Состояние вопроса, цель и задачи исследования

1.1. Анализ литературы по рассматриваемой проблеме

1.2. Интегрированное производство

1.3. Жизненный цикл изделия и место системы инструментально- 30 го обеспечения в нем
1.4. Современные концепции инструментального обеспечения ав- 35 томатизированных станочных систем

1.5. Общая структура системы инструментального обеспечения

1.6. Выводы

1.7. Цели и задачи исследования

Глава 2. Исследование функционирования системы инстру

ментального обеспечения

2.1. Влияние системы инструментального обеспечения на техно- 46 логические возможности и эффективность функционирования автоматизированных станочных систем
2.2. Организация потоков инструментов
2.3. Требования к системе инструментального обеспечения авто- 56 матизированных станочных систем
2.4. Анализ структуры инструмента
2.5. Этапы изготовления инструмента
2.6. Требования к инструментальной оснастки автоматизирован- 76 ных станочных систем
2.7. Морфологический анализ системы инструментального обес- 90 печения
2.7.1. Анализ заявок на инструмент
2.7.2. Обслуживающие устройства
2.7.3. Характеристики инструмента
2.7.4. Морфологический анализ структуры и математическая мо

дель системы инструментального обеспечения
2.8. Выводы
Глава 3. Функциональное моделирование системы инстру
ментального обеспечения
3.1. Методология функционального моделирования
3.2. Создание модели процессов в ВРмп
3.2.1. Инструментальная среда ВРллп
3.2.2. Принципы построения модели ЮЕРО
3.3. Типы связей между функциями
3.4. Пример построения функциональной модели системы инст- 128 рументального обеспечения
3.5. Выводы
Глава 4. Формирование структуры режущего инструмента
4.1. Выбор системы инструмента для станков токарной группы
4.2. Общая постановка оптимальной задачи
4.3. Необходимые и достаточные условия оптимальности по Па- 145 рето
4.4. Решение оптимальной задачи
4.5. Выводы
Общие выводы и результаты исследования
Список литературы
Приложение 1. Функциональная модель системы инструменталь
ного обеспечения
Приложение 2. Пример решения оптимальной задачи

В настоящее время обработка резанием остается одним из основных и наиболее предпочтительным методом формообразования деталей, несмотря на значительный прогресс в развитии таких альтернативных методов, как точное литье, штамповка и электрофизическая обработка. Основными целями обработки резанием, как и прежде, является изготовление с заданной производительностью деталей требуемого качества из выбранных конструктором материалов при минимально возможных производственных затратах. В зависимости от этих требований разрабатывается технологический процесс обработки, выбирается оборудование и режущий инструмент.
Важнейшей задачей в металлообрабатывающей промышленности является обеспечение опережающего выпуска металлорежущих станков с числовым программным управлением (ЧПУ), многоцелевых станков, роторно-конвейерных и других автоматических линий и увеличение производства автоматизированных роботизированных комплексов, автоматизированных станочных систем (АСС).
АСС представляют собой качественно новый уровень технического оснащения и организации производственных процессов, определяемый наличием не только высокоавтоматизированного основного технологического оборудования, но и таких элементов, как автоматизированное транспортно-накопительное оборудование, контрольно-измерительная и диагностическая аппаратура и оборудование, средства вычислительной техники, непосредственно участвующие в производственном процессе и обеспечивающие автоматизацию функций технологического, организационно-технического и организационно-экономического управления процессами изготовления продукции.
Для сокращения сроков и повышения эффективности подготовки производства и проектирования технологических процессов применяют-

В настоящее время известно много различных конструкций систем оперативного обеспечения инструментами станков с ЧПУ. Широкое многообразие конструктивно-компоновочных решений свидетельствует о том, что эти системы находятся на этапе интенсивного развития. Большое распространение получили магазины инструментов, выполненные в виде диска или барабана, а также цепные магазины. Последние, имеющие различную конфигурацию, используются для хранения большого числа инструментов (до 100 и более). Известны также многоцелевые станки (например, мод. ВЕА05 фирмы Heller, ФРГ) с дополнительным магазином инструментов. Передача инструмента из дополнительного магазина в основной осуществляется автооператором по команде от системы ЧПУ. Большая емкость дополнительного магазина (60, 120 и 160 инструментов) позволяет обрабатывать заготовки различной номенклатуры малыми партиями.
Так, на многоцелевом станке фирмы Cincinnati Milacron (США) можно установить три магазина инструментов. Смена инструментов осуществляется поштучно вручную либо автоматически. Смена одного инструмента вручную занимает 3...5 мин, что приводит к значительным простоям станка и снижению его производительности. Эти затраты вызваны необходимостью тщательного контроля размещения инструментов в гнездах магазина в соответствии с программой обработки заготовки.
В гнездах магазинов современных станков с ЧПУ наряду с режущими инструментами хранятся и измерительные. Это также является одним из факторов, вызывающих увеличения емкости магазина инструментов.
При обработки заготовок с большой инструментальной емкостью с целью уменьшения габаритов станка и сокращения длительности смены инструмента вместо одного магазина большой емкости устанавливаются два или три магазина ограниченной емкости.